Pielęgnacja zieleni w trudnym terenie: koszenie autonomiczne

fot. AS Motor / Munipro.pl

Koszenie autonomiczne w trudnym terenie staje się kluczem do sukcesu w utrzymaniu zieleni miejskiej, pasów drogowego czy rozległej infrastruktury technicznej. Gołym okiem widać, że tradycyjne, manualne metody pielęgnacji rowów melioracyjnych, skarp dróg ekspresowych czy gęsto porośniętych nieużytków ustępują miejsca nowoczesnym technologiom. Wprowadzenie systemów autonomicznych znacznie podnosi efektywność operacyjną przedsiębiorstw, wprowadzając niespotykaną dotąd powtarzalność zabiegów pielęgnacyjnych.

Dynamiczny rozwój technologii GPS oraz systemów mapowania terenu redefiniuje współczesne usługi komunalne. Pielęgnacja zieleni w trudnodostępnych miejscach, takich jak farmy fotowoltaiczne, rowy melioracyjne czy strome skarpy drogowe, przestaje być wyzwaniem logistycznym generującym ogromne koszty pracy. W tym artykule nie będziemy jednak mówić o typowych robotach koszących, czyli urządzeniach do koszenia bardzo równych i wypielęgnowanych powierzchni darni, często działających zupełnie autonomicznie w oparciu o stację dokującą. Przeciwnie, skupimy się na potężnych, gąsienicowych kosiarkach do pracy w najtrudniejszych warunkach. Te zdalnie sterowane urządzenia mogą coraz częściej posiadać także moduł pracy autonomicznej. Przyjrzymy się, jakie możliwości daje takie wyposażenie.

Granice automatyzacji: skala SAE J3016

Sześciostopniowa skala automatyzacji/autonomizacji to międzynarodowy standard pierwotnie opracowany przez SAE (Society of Automotive Engineers) dla pojazdów autonomicznych, który obecnie znajduje szerokie zastosowanie również w nowoczesnych maszynach  rolniczych, a także w przypadku koszenia autonomicznego. Skala od 0 do 5 opisuje stopień, w jakim systemy komputerowe przejmują kontrolę nad maszyną od człowieka:

• Poziom 0 (Brak automatyzacji): Pełna, manualna kontrola człowieka nad wszystkimi funkcjami maszyny.

• Poziom 1 (Asystent kierowcy / Wspomaganie): Maszyna potrafi automatycznie realizować jedną wybraną funkcję (np. utrzymywanie stałej prędkości lub wspomaganie toru jazdy), ale operator w pełni kontroluje resztę działań.

• Poziom 2 (Automatyzacja częściowa): Maszyna potrafi przejąć jednoczesną kontrolę nad torem jazdy (kierowaniem) oraz prędkością na określonym obszarze, jednak człowiek musi stale monitorować otoczenie i natychmiast reagować w razie potrzeby.

• Poziom 3 (Automatyzacja warunkowa): Maszyna samodzielnie wykonuje zadania i monitoruje otoczenie w określonych warunkach. Operator nie musi stale patrzeć na urządzenie, ale musi być gotowy do przejęcia kontroli, gdy system go o to poprosi.

• Poziom 4 (Wysoka automatyzacja): Maszyna działa w pełni autonomicznie w zdefiniowanym środowisku (np. na zamkniętej farmie fotowoltaicznej). Obecność lub reakcja człowieka w trakcie pracy nie jest wymagana, system sam radzi sobie z sytuacjami awaryjnymi.

• Poziom 5 (Pełna automatyzacja): Całkowicie bezobsługowa praca maszyny w każdych warunkach, bez potrzeby jakiegokolwiek nadzoru i ograniczeń strefowych.

Inteligentna automatyzacja: system sterowania X-ACT TRACK marki AS Motor

W obszarze automatyzacji prac na wymagających terenach dobrym przykładem jest technologia X-ACT TRACK, która trafia do najnowszego modelu AS 1000 Ovis EVO RC. Jest to zaawansowany moduł autonomiczny wprowadzający urządzenia koszące na 1-2 stopień w 6-stopniowej skali automatyzacji, opracowany we współpracy z renomowaną firmą Topcon. 

To będzie zupełnie nowa opcja. Moduł pracy autonomicznej pozwoli zmapować teren i bezbłędnie powtarzać zaprogramowane czynności. Wkrótce na przykład raz zmapowana farma fotowoltaiczna będzie koszona samoczynnie – Jakub Loranc, Pilartech

Co drugi stopień automatyzacji oznacza w praktyce?

Głównym założeniem systemu X-ACT TRACK jest możliwość precyzyjnego zmapowania i cyfrowego zaprogramowania obszaru roboczego dzięki precyzyjnemu odbiornikowi GPS/GNSS. O doskonałą precyzję pozycjonowania zadba antena RTK. Co kluczowe ze względów bezpieczeństwa, nie jest to system całkowicie samobieżny, który działa bez żadnego nadzoru. Jak wyjaśnia Jakub Loranc z firmy Pilartech:

Mówimy o potężnej, profesjonalnej maszynie o dużej masie. Dlatego system wymaga od operatora okresowego potwierdzania obecności. Jedyne co musisz zrobić, to co określony czas musisz nacisnąć przycisk, że kontrolujesz tą maszynę. W ten sposób rozwiązano kwestię bezpieczeństwa autonomicznej pracy. 

Moduł autonomiczny posiada kilka trybów działania. Po pierwsze, precyzyjnie powtarza wyznaczoną ścieżkę po linii prostej lub krzywej (z punktu A do punktu B). Trasa jest powtarzana równolegle na całym obszarze roboczym. Drugi wariant stanowi objechanie całego terenu celem zmapowania i wyznaczenie pierwszego przejazdu. Na tej podstawie maszyna niezależnie skosi cały wyznaczony teren, zawracając na jego granicach. Możliwe jest także zaprogramowanie całej trasy, jaką kosiarka ma powtarzać. 

ISEKI Katana: koszenie autonomiczne w japońskim wydaniu

Na rynku profesjonalnych urządzeń komunalnych rozwiązania wspierające autonomię wdrażają także inni wiodący producenci. Nowa linia gąsienicowych maszyn ISEKI Katana (modele Katana 70 i Katana 95) została wyposażona w zaawansowane funkcje pracy autonomicznej.
Jak podkreśla Bartłomiej Krak, Szef Sprzedaży i Rozwoju ISEKI w Polsce:

w maszynach Iseki Katana trzy tryby autonomiczne stanowią element standardowej specyfikacji. Natomiast czwarty tryb autonomiczny z anteną RTK wymaga dopłaty

Technologia ta niewątpliwie podnosi to precyzję wykonywanych zabiegów. Między innymi zapobiega przypadkowemu opuszczeniu przez maszynę wyznaczonego pasa zieleni bądź zjechaniu z obszaru koszenia. W połączeniu z gąsienicowym układem jezdnym, systemy te pozwalają na bezpieczne realizowanie zaplanowanego schematu koszenia na śliskich i pochyłych podłożach, gdzie ludzka pomyłka mogłaby kosztować uszkodzenie sprzętu lub infrastruktury.

Bartłomiej Krak wyjaśnił nam dokładnie działanie wszystkich sposobów działania automatyki:

Trzy standardowe tryby to: wyznaczanie ścieżki od punktu A do punktu B po prostej. Maszyna będzie kosiła paski równoległe do tych dwóch pierwszych punktów, przesuwając się samoczynnie o zadaną liczbę centymetrów np. 50 lub 70. Drugi tryb to zapamiętywanie krzywej łącząca punkty A i B. Ta ścieżka również będzie później kopiowana o zadaną liczbę centymetrów w prawo lub w lewo. Trzeci tryb autonomiczny to zapisanie ścieżki zamkniętej, nawet o nieregularnym kształcie. Po uruchomieniu trybu auto maszyna dwa razy objedzie tę ścieżkę zmniejszając jej obwód, a potem resztę wyznaczonego obszaru wykosi równolegle.

Jak się okazuje, te trzy tryby programuje się wyłącznie z użyciem pilota zdalnego sterowania kosiarki Katana. Z kolei czwarty tryb używający anteny RTK działa na podstawie aplikacji w telefonie lub tablecie.

W mapach Google można wyznaczyć naszą działkę i pokazać maszynie, gdzie ma kosić. Ścieżkę można oczywiście zapamiętać i przywołać w dowolnym czasie. Trzeba jedynie pamiętać, aby antenę RTK uruchomić dokładnie w tym samym miejscu co poprzednio. W przeciwnym razie wszystko się przesunie. Dodajmy, że technologia RTK daje dokladność do 2 cm – dodaje Bartłomiej Krak.

Koszenie autonomiczne: kiedy automatyzacja się zwraca?

Choć wdrożenie zaawansowanych systemów pozycjonowania i modułów autonomicznych wiąże się z większą inwestycją początkową, z punktu widzenia biznesowego charakteryzuje się ona bardzo szybką stopą zwrotu. Na zachodzie Europy (np. w Niemczech czy Wielkiej Brytanii), ze względu na wysokie koszty pracy, zakupy maszyn wspierających autonomię realizowane są na dużą skalę. Jednak polski rynek komunalny również bardzo dynamicznie adaptuje te rozwiązania.

Automatyzacja pracy bezpośrednio przekłada się na redukcję potrzebnych roboczogodzin oraz optymalizację zatrudnienia przy zachowaniu pełnej wydajności. Wprowadzenie systemów takich jak X-ACT TRACK pozwala mniejszym, nawet dwuosobowym firmom, na podjęcie się zleceń na ogromnych areałach. Takie obszary wcześniej wymagały zaangażowania znacznie większych zespołów. Według Jakuba Loranca z firmy Pilartech inwestycja w technologię kosiarki zdalnie sterowanej zwraca się średnio po dwóch latach, natomiast wydaje się, że obecność modułu autonomicznego jeszcze przyśpieszy ten proces.

Z drugiej strony takie systemy po prostu odciążają operatora, ponieważ nie musi on w pełni samodzielnie wykonywać monotonnych powtarzalnych czynności. W ten sposób ogranicza się również ryzyko błędów prowadzących do uszkodzenia maszyny lub infrastruktury. W ostatecznym rozrachunku to również przekłada się na wyższą wydajność.

Podsumowanie

Pielęgnacja zieleni w trudnym terenie przestała być wyzwaniem logistycznym wiążącym się z przestojami i niską efektywnością. Synergia zaawansowanych systemów pozycjonowania satelitarnego oraz cyfrowego mapowania stref roboczych wyznacza zupełnie nowy standard w sprzęcie  komunalnym. Łatwo zauważyć, że obie przedstawione marki oferują podobne funkcje w swoich urządzeniach.  Powoli stają się one standardem rynkowym w dziedzinie autonomicznego koszenia w trudnym terenie. Wydaje się, że inwestycja w autonomizację to dla firm profesjonalnie utrzymujących zieleń gwarancja niższych kosztów eksploatacji. Ponadto takie rozwiązanie wspiera dłuższy cykl życia maszyn oraz maksymalne wykorzystania potencjału roboczego na wymagających obszarach.