Människans autonoma maskiner

Under hösten arbetade elever från Minervaskolans natur- och teknikprogram med att skissa fram framtidens markberedare.

Människans autonoma maskiner

Uppdraget var både stort och komplext; att utforma en autonom markberednings- och planteringsmaskin, som inte bara tar största möjliga hänsyn till djur och natur – men som även talar till sin omgivning genom smart formgivning.

Efter en snabbkurs i skogsskötsel och via ett mentorsprogram med studenter från Designhögskolan har eleverna skapat tre helt olika maskiner – och hyllats av såväl forskare som företagsledare.

Projektet, som gått under namnet Människans autonoma maskiner, har genomförts i samverkan med Anna Parry på Proto Projects och tre studenter från Designhögskolans industridesignprogram. Mentorsprogrammet kallas Junior Design Academy och bygger på att vägleda unga kreatörer genom en omfattande designprocess, på kort tid och med verkliga utmaningar som grund.

Arbetet tog fart i september, då ett 10-tal elever från Minervaskolans natur- och teknikklasser fick en snabbkurs i skogsföryngring av Tomas Lundmark, professor i skogsskötsel vid SLU. Eleverna medverkade även som stationsvärdar under Skogstekniska klustrets exkursion i slutet på september, där de inte bara fick möjlighet att lyssna till några av branschens mest erfarna, men även fick se helt nya tekniska lösningar för framtidens hållbara skogsbruk.

Anna Parry, som väglett eleverna under hela höstterminen, menar att det är ett omfattande arbete som ligger bakom de tre maskiner som skissats fram. Designprocessen bygger på att skapa förståelse och först efter det börja idégenereringen. Det har krävts kunskap om både skog och mark, skogsbruket och inte minst de tekniska förutsättningarna som krävs för att maskinen ska fungera.

– Vi har tänkt oss maskiner som kan bli verkliga först 2035. De lösningar vi får se om 5 år ligger redan på ritbordet och för att verkligen kunna skapa nya lösningar som kan bidra med verklig förändring tänkte vi oss 15 år framåt i tiden.

Tidiga skisser i designprocessen

Processen har förstås varit en mycket lärorik sådan för alla de elever från Minervaskolan som deltagit.

– Det har varit en otrolig ögonöppnare att förstå att alla idéer är bra idéer, allt måste få komma ut, säger Tilde Emilsson, en av de tre eleverna som deltagit i Junior Design Academy.

Under slutpresentationen i december deltog företrädare för SCA, Sveaskog, Holmen Skog ochNorra skog, samt flera av Skogstekniska klustrets medlemsföretag – däribland Bracke Forest som är världsledande tillverkare av markberedare.

– Ni är inne på helt rätt spår, i framtiden kommer vi definitivt att gå mot mindre maskiner men hur små får vi förstås se. Det är verkligen imponerande att se hur ni vävt ihop helheten och fått fram koncept för maskiner som kan markbereda i sådan lokal skala och inte mer än vad som verkligen behövs, sa Klas-Håkan Ljungberg, VD för Bracke Forest, till eleverna under slutpresentationen.

Såhär presenterar eleverna själva sina lösningar och maskiner.

STJÄRNKLAR – ISABELLA BÖRJESSON

Jag valde att fokusera på två aspekter, kommunikation och påverkan på naturen. Båda är grundstenar i en trygg och positiv relation mellan maskin, skogsägare, operatör och den som vistas i skogen.

Jag ville belysa maskinens syfte – att plantera ny skog – och förmedla en hängivenhet och omsorg som finns i arbetet. Skapa en förståelse hos allmänheten och en stolthet hos skogsägare och operatören. En maskin som istället för att riva upp marken går mjukt och markbereder bara där den ska plantera en planta. Att maskinen inte ska förstöra eller störa stunden i skogen för någon som möter den var för mig otroligt viktigt – vilket gjorde att jag försökte göra maskinen synlig, men tyst.

Maskinen kommunicerar med sin omgivning dels via färgsignaler och dels via en en app. Då maskinen vandrar enligt sin planerade rutt lyser den med ett vitt sken, när den stannat för att utföra markberedning och plantering lyser den grönt och när den upptäckt en människa eller ett djur i sin omgivning lyser den inte bara gult, den stannar även upp och skickar en notis till operatören. När maskinen tömts på plantor eller batteri vandrar den till sin laddstation där den får ett fulladdat batteri (självklart uppladdat genom solceller) och nya plantkasetter. Vid laddstationen lyser maskinen blått.

Kommunikation mellan skogsägare, operatör och maskin sker enkelt via en app. Viktig information som vilka trädslag som ska planteras, hänsyn kring kulturlämningar, vattendrag och renskötselområden kan enkelt förmedlas.

Problem och händelser som maskinen stöter på blir snabbt kommunicerade till operatören, även om operatören inte sitter vid sin arbetsplats. Operatören kan ta del av maskinens 360° vy och ta ställning till problemet. Skogsägaren kan enklare vara delaktig i processen och kan direkt se utvecklingen. Det är även en plattform för att skapa gemenskap mellan olika skogsägare och operatörer, där man kan diskutera olika frågor och be om tips.

SPOT BOT – RASMUS ERIKSSON

Jag inspirerades av en spindel, de är lätta men stabila. Framför allt ville jag att maskinen ska möjliggöra en bra relation till djuren. Genom att den går på ben kan mycket vegetation bevaras – vilket förhoppningsvis kan locka älgar så att de inte äter plantorna. Maskinen ska lätt kunna gå på ett hygge utan att påverka marken mer än nödvändigt.

Maskinen har dessutom 360 graders vy med kameror och sensorer och AI som ska känna av djur och människor. Maskinen drivs med vätgas, som inte bara är lätt och miljövänligt, men även går snabbt vid tankning.

Jag hoppas att den här typen av maskin kan bidra till att bevara mer vegetation, och att det kan bli värdefullt för både små och stora djur i närheten. Med hjälp av självgående maskiner, med smart laddning och drivning, kan hela markberedningen och planteringen effektiviseras.

FOX BOTS 35 – TILDE EMILSSON

FOX Drone kan fungera ensam eller tillsammans med FOX Pod för att fylla flera syften. FOX Drone samlar på egen hand data och kartlägger den optimala vägen för markberedning och plantering. Den kan också användas för att följa upp tillväxten under flera år efter det att de planterades, vilket bidrar till forskning om planteringsprocesser.

I kombination med FOX Pod följer drönaren kartläggningen och planterar på den mest idealiska platsen i det markberedda området. Eftersom planteringen görs till en luftburen process minimeras markskadorna.

Fox Prepp är en lätt markberedare som minimerar påverkan på marken den går på. Fötterna är utformade för att fungera i vilken terräng som helst medan fjädrarna inuti dämpar varje steg.

Överst på maskinen sitter lampor som kommunicerar med omgivningen för att varna både djur och människor från att komma nära. AI stänger också av hela systemet som en extra försiktighetsåtgärd när någon går för nära och ser till att ingen någonsin riskerar att bli skadad. FoxPrepp markbereder jorden med en exakt borr på de punkter som tidigare markerats av FOX Drone.

Den ska kännas som en naturlig del av skogen. Jag inspirerades av en räv, det känns som en trygg symbol med stor igenkänning för alla som möter maskinen. Färgen bidrar till att maskinen kan varna utan att kännas skrämmande.

DIGITALA OVATIONER FRÅN PUBLIKEN

Från såväl skogsbolag som maskintillverkare hördes imponerade hejarop under slutpresentationen. Elevernas arbete uppvisade ett brett systemperspektiv och innovativa idéer som gav riktiga tankeställare – även för de med mångårig erfarenhet från skogsbranschen.

– Ni har verkligen tänkt på vilka olika problem som faktiskt behöver lösas. Det är abstrakta problem och lösningen är inte självklar när det är många faktorer som ska vävas samman. Jag tror ni har lärt er en process som ni kan ha med er i allt möjligt i framtiden – ni har fått ett mycket värdefullt verktyg genom den här designprocessen, sa Gunnar Bålfors, ordförande i Skogstekniska klustrets styrelse.

Skogstekniska klustret har tidigare genomfört projekt med studenter och elever i olika åldrar, men detta var första gången gymnasieelever deltagit. Syftet med ett projekt som detta är delvis att skapa inspiration och bjuda in nya tankesätt och perspektiv till svåra utmaningar, men även att bredda bilden av skogsbranschen för nästa generation.