为省力化和安全性提高做贡献以响应林业的人手不足的特殊大型无人机是什么?

近年来,基于从业人员的减少和劳动负担的观点,林业面临重大课题。为了解决林业领域的此类课题,古河电工集团在岛根县邑智郡美乡町活用无人机推进作业支持,着手实证实验。这次介绍在该项目上使用的古河产业的特殊大型无人机的特点和为实用化所采取的措施。
会成为林业的救世主吗?作为解决人手不足的对策,无人机受到关注
日本的国土大约67%被森林覆盖,是全世界屈指可数的森林国家。森林里栖息着各种各样的生物,形成了多样化的生态系统。其中,林业不仅使用木材生产林产品,而且在生态系统、环境的保全上也是发挥重大作用的产业。在培育树木的过程中打造丰富的森林生态系统,吸收导致地球变暖的原因物质——CO2,伸开根系防止塌方,在保护我们生活的国土上也是不可缺少的。
但是,现在林业受少子老龄化的影响等陷入严重的人手不足,也面临难以确保作业者安全的课题。
于是,近年来受到人们关注的是以无人机活用为代表的作业支持。例如,大型无人机代替人、直升机,将货物运往汽车无法抵达的地方,以求实现业务效率化、成本降低。
与地方政府搭档,面向实用化开始实证实验
古河产业是古河电工集团旗下的公司,既以销售为主业务,又在无人机领域具有一定的业绩和经验。
古河电工与古河产业为了发挥无人机领域培育的知识为解决林业的课题做贡献,2021年与岛根县组成合作团队,开展苗木运输的“林业省力化事业”,2022年又与岛根县邑智郡美乡町合作,开展运输兽害对策用等的资材的“林业创新实证事业”,进行了这两个实证实验。
美乡町是这两个事业的实证地点,位于岛根县的山区,这个地区存在严重的人口减少的课题。但是,另一方面,在教育、护理等的一线积极引进以数字技术为代表的先进措施的地方政府,居民之间的沟通上也非常活跃。美乡町从2020年起活用AI和古河电工一起着手兽害对策、防灾和减灾对策,也为本公司提出了各种各样的意见、建议,是我们重要的共创伙伴。
在这样的背景下开展的实证实验也将古河产业的无人机领域的检查、测量、运输等的业绩、知识应用到林业领域,成了重要的场合。

在实证实验中,使用古河产业提供的特殊大型无人机,将苗木、资材(用于架线集材和用于兽害对策)运往陡坡、阻隔地区、未铺路地区等。
在此之前,要进入山区等交通不便的地方,依靠人工搬运资材时,需要在背负货物的姿态在山路上爬行,是非常繁重的劳动。另外,利用直升机运送时,如果不运输几顿级别的货物,就不划算,在成本方面难以找到妥协点也是实情。
另一方面,如果使用特殊大型无人机,往返3分钟左右,就可以运送大约350m的距离。因此,可为大幅缩短时间,实现省力化,提高作业者的安全性做贡献,可望解决各种各样的课题。

以前的大型无人机所没有的2个功能是什么?
在这次的实证实验中,古河产业重视的是“可实际在一线运用的、安全而放心的无人机”。
如果要在林业一线实际活用无人机,只是能够托起重物还不够,还要求在吊挂货物的姿态可1天长距离往返飞行多次的耐久性、实用性。为此,为了能够更安全地履行运输业务,需要寻求机体性能的提高以及运用方法的优化。
为了支持这样的“持续的运用”,在实证实验所用的特殊大型无人机上配置了以前的无人机所没有的2个主要功能。
第一个功能是“自动校正”。一般在操作无人机时,为了使内置于无人机的罗盘能够正确识别磁北,需要在飞行前使机体左右转动进行试验飞行的校正。
但是,宽约3m、本体重量30kg以上的大型无人机要进行这一作业,需要确保周围无障碍物的较为宽敞的空间,而且必须由3人左右抬着机体旋转,在人手方面也有课题。
为此,古河产业与伙伴企业一起,发挥在此之前培育的无人机开发所获得的知识,配置试验飞行时无人机自动校正的技术。由此能够为一线的省力化和安全性提高做贡献。

第二个功能是货物的“横摆防止”。特殊大型无人机在吊挂货物的姿态,以大约6m/s的速度在几十米上空移动。此时,货物会因为停止机体的时机而大幅摇摆,难以将货物下降到准确的地点。
于是,以前远程操作无人机的操作者朝前后左右移动机体抑制摇摆,使其悬停在空中等待摇摆停止,等等,解决了该问题。但是,进行长距离飞行时,难以从操作地点看清货物的摇摆情况,所以要求操作者具备高超的操作技术。另外,如果每次吊下货物都使机体悬停,也有浪费时间的课题。
在这样的背景下,在特殊大型无人机上配备了古河产业的伙伴企业独立开发的振动抑制功能。该功能针对吊挂货物运输可能发生的横摆,让无人机的机体自动迎着摇摆运动,大约1.5次动作即可使横摆停止,能够减轻吊下货物时操作者的负担。


通过在美乡町开展的大约2年的实证实验,我们专心改进了特殊大型无人机。我们一边倾听一线作业者的心声、要求,一边实施几百次的飞行试验,刷新性能,成功地开发出适合一线的方法、减轻一线作业者负担的无人机。

为了在将来构建在无开发方支持的状态也能以一线的作业者为主体持续运用特殊大型无人机的体制,我们也以地方政府的人士为对象积极着手操作者培训讲座、由本地企业实施的无人机运用支持。
这次的实证不是终点,今后我们将继续活用古河电工集团的最新技术不断进行“发现并改进下一个课题”的循环,也包括合作伙伴在内力争实现进一步的发展和增长,挑战林业的DX。
也延伸到其他产业、灾害时的措施……。活用无人机拓展到多领域的潜力
这种特殊大型无人机在林业以外的领域,例如电力行业的铁塔的维护保养作业、农业、建筑、土木领域等的室外重物运输等,也潜藏着可在各种各样的产业活用的潜力。
古河电工集团长期提供以电力电缆、光缆为代表的支撑社会基础设施的产品群。但是,近年来,受环境问题的影响等,社会的安全和放心开始动摇了,所以我们认为需要通过解决这些问题进一步做贡献。
例如,也可以考虑灾害时作为向交通机构被阻断的地区运输物质的用途,实际上美乡町也提出了集中运输防灾用水时想用无人机的要求。
现在,古河产业的无人机载重量为40kg、24kg、15kg,中小型产品齐全,今后计划根据客户的要求提供更加细致的服务。为了实现在更多的领域活用无人机的未来,我们希望一边完善古河电工集团的运用体制,一边深化与全国的客户的合作、共创关系。