CALAHARI

Kurzbeschreibung

Hinter CALAHARI steht eine Vision für ein robotergestütztes, teilautonomes Holzernteverfahren. Die Synthese aus der Anforderungsanalyse für die erfolgreiche Umsetzung in der Forstwirtschaft und der Abschätzung, inwiefern bereits bestehende robotische Lösungen genutzt werden können, besteht in einem Konzept für ein automatisiertes Holzernteverfahren. Besonderes Interesse liegt bei dem vorzulegenden Konzept im sicheren Arbeiten durch funkferngesteuerte Forsttechnik und im schonenden Umgang mit dem Ökosystem in Sachen Bodenverwundung, Lärmbelastung und CO2- Fußabdruck.

Forschungsgegenstand

Die angestrebte Vision setzt verschiedene Zwischenschritte in den Bereichen Robotik, Sensorik, Verfahrensplanung, Technikfolgenabschätzung, etc. voraus. Ein erster Schritt in Richtung automatisierter forsttechnischer Systeme soll im Rahmen des Vorhabens CALAHARI geleistet werden. Der aktuelle Stand in der Holzernte wird systematisch erfasst und daraus Anforderungen an automatisierte Systeme abgeleitet. Gleichzeitig werden bestehende robotische Lösungen hinsichtlich Lokomotionsapparat, Sensorik und (Teil-)Autonomie, wie auch Teleoperation und Telepräsenzsysteme untersucht. Die Synthese der Ergebnisse stellt dann erste Vorschläge für die weitere Entwicklung eines automatisierten Holzeinschlagssystems dar.
Projektziel

Die Forstwirtschaft zählt in Deutschland immer noch zu den unfallträchtigsten Sektoren. Das hängt insbesondere mit dem schwierigen Gelände - Blocküberlagerungen, herumliegenden Ästen und Baumstämmen, Sichtbehinderungen, Hangneigungen, unebenem und teilweise stark nachgebendem Untergrund – zusammen. Dazu kommen die immer häufigen auftretenden hohen Temperaturen während der Sommermonate und die außerordentliche körperliche Aktivität der Forstwirte, hinzu, die vermehrt zu Hitzestress und abnehmender Leistungsfähigkeit führen können. Die Bodenverwundung durch Harvester und Forwarder ist bei schlechter Witterung ebenso problematisch, wie die Bodenverdichtung. Die Größe der Erntemaschinen verhindert zudem die flächige Befahrung des Bestandes. Durch die geringere zu erwartende Masse der Roboter nimmt die Bodenverwundung und die Bodenverdichtung ab. Da die Robotersysteme elektrisch betrieben werden können, kann somit der CO2-Ausstoß und Lärm vermieden werden.
Methodik

Im ersten Arbeitspaket wird die aktuelle Situation in der Forstwirtschaft analysiert und daraus Anforderungen an die mobilen Systeme im Wald wie auch die Kontrollstrukturen und Kommunikationswege erstellt. Mit der Anforderungsdefinition beginnt die erste Entwicklung von Konzepten. Im letzten Arbeitspaket werden die Konzepte mit den Anforderungen abgeglichen und konkrete Einsatzszenarien erarbeitet. Hierdurch wird auch die Grundlage für die tatsächliche Umsetzung eines automatisierten Systems zur Holzernte in einem oder mehreren Folgevorhaben gelegt.
Erkenntnisgewinn

Die beteiligten Projektpartner wollen die Chancen der Robotik und Digitalisierung nutzen, um eine mehrdimensionale Lösung für den Holzeinschlag zu entwickeln. Die erwarteten zunehmenden biotisch und abiotisch bedingten zufälligen Holznutzungen sollen unter höchsten Ansprüchen des Arbeitsschutzes aufgearbeitet werden. Ebenso sollen naturnah gestaltete Waldbestände mit stehendem und liegendem Totholz, starker Verjüngung, hoher Mischung bezüglich Baumart und Baumalter, gefahrlos beerntet werden. Dieses ist notwendig, um den wachsenden Holzverbrauch in Deutschland mit heimischem Holz zu bedienen und das Ökosystem Wald, wie auch seine CO2-Senkenwirkung, zu erhalten. Der angestrebte Roboter soll nur wenige hundert Kilogramm wiegen und somit bereits bei der Herstellung, aufgrund des geringen Bedarfs an Stahl und anderer Rohstoffe, den CO2-Fußabdruck der Waldbewirtschaftung entlasten.

Zusätzliche Informationen

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CALAHARI- CALamity Adapted HARvesting Innovation

Alexander Kaulen

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