Применение автономных роботизированных комплексов в лесовосстановлении

Цель исследований – автоматизация процесса создания лесных культур. Объектом исследований является проектно-техническое решение автономного лесовосстановительного робота для посадки сеянцев хвойных лесных культур (сосна, ель). Деградация и опустынивание земель являются значимой проблемой для обеспечения продовольственной безопасности Российской Федерации. Более 100 млн га земель сельскохозяйственного назначения находятся под угрозой утраты плодородных свойств в связи с масштабными показателями деградации и опустынивания. Нехватка квалифицированных кадров и низкопроизводительный ручной труд не позволяют максимально эффективно использовать сжатые сроки проведения лесовосстановительных работ. В настоящее время остро требуются передовые разработки в области технических и хозяйственно-экономических аспектов лесокультурного дела. Все известные серийные модели лесовосстановительных машин используют ручной труд оператора для подачи сеянцев к рабочим органам аппарата для дальнейшего высаживания в грунт по ходу движения машины. В связи с этим производительность данных комплексов напрямую зависит от личных навыков оператора и ограничивается ими. Применение автономного беспилотного робота – такого, как как разрабатываемый комплекс «Святобор», исключит человеческий фактор, стандартизирует качество посадки сеянцев, будет способствовать максимально эффективному использованию сроков лесовосстановительных и лесоустроительных работ. Одновременно с вопросом стандартизации качества высадки сеянцев значительная экономия времени и ресурсов достигается отсутствием необходимости подготовки почвы за счет внедрения машинного зрения, использования гусеничной платформы робота и специального плуга, выполняющего вскрытие плодородного слоя непосредственно в месте высадки каждого сеянца. В статье изложена концепция устройства комплекса «Святобор» включая основные элементы и этапы его подготовки к выполнению работ. Приведены результаты разработки бережного захвата сеянцев хвойных лесообразующих пород.

1. Бобков Д.А., Никифоров А.И., Мухлынин Д.Н. Российский опыт и особенности правового регулирования лесомелиоративных насаждений (лесополос) на землях сельскохозяйственного назначения // Аграрное и земельное право. 2020. № 8. С. 65-67.

2. Владимиров И.А., Хайбулина Э.Р. Правовой режим земель сельскохозяйственного назначения // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2019. Т. 9, № 1. С. 142-144.

3. Драпалюк М.В., Стасюк В.В., Зеликов В.А. Новые конструкции универсальных лесопосадочных машин для посадки сеянцев с открытой и закрытой корневой системой // Лесотехнический журнал. 2021. Т. 11, № 4 (44). С. 112-123. DOI: https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2021.4/10

4. Rottensteiner C., Stampfer K. Mechanisierte Pflanzung von Forstballenpflanzen // Universitat fur Bodenkultur Wien Department fur Waldund Bodenwissenschaften Institut fur Forsttechnik. Wien, 2009. № 77 (7).

5. Equipment for reforestation and timber stand improvment // Forest Service Equipment Development Center. Fort Missoula, Montana, 1980. Р. 266.

6. Rantala J., Harstela P., Saarinen V. – M., Tervo L. A techno economic evaluation of Bracke and M-Planter tree planting devices // Silva Fennica. 2009. № 43 (4). Рp. 659-667.

7. Ersson T. Possible concepts for mechanized tree planting in Southern Sweden – an introductory essay on forest technology // Sveriges lantbruksuniversitet. Umea, 2010. Р. 54.

8. Бартенев И.М., Попов И.В. Современное развитие конструкций лесопосадочных машин за рубежом // Лесотехнический журнал. 2014. Т. 4, № 2 (14). С. 203-216.

9. Асмоловский М.К. Состояние и перспективы механизации посадки лесных культур // Труды Белорусского ГТУ. 2015. № 1 (174). С. 119-123.

10. Алябьев А.Ф. Оценка эффективности технологических комплексов машин и создание новых средств механизации для лесовосстановления: Автореф. дис. … д-ра техн. наук. Москва, 2011. 39 с.

11. Бартенев И.М. Автоматизация процесса посадки растений // Научный журнал КубГАУ. – 2012. – № 75. – С. 13. – Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2012/01/pdf/33.pdf.

12. Селименков Р.Ю., Миронов А.В. Эффективность инновационных технологий в воспроизводстве лесов // Проблемы развития территории. 2011. № 3 (55). С. 51-58.

13. Коршунов Н.А., Савченкова В.А., Перминов А.В., Конюшенков М.Е. Перспективные направления применения беспилотных авиационных систем в лесном комплексе // Лесохозяйственная информация. 2022. № 2 (23). С. 34-46.

14. Свидетельство о регистрации электронного ресурса 2023621092 от 4 апреля 2023 г. Архитектура автономного робота Святобор для лесоразведения и лесовосстановительных работ / Р.А. Хахаев. М.: ОФЭРНиО, 2023.