無人で丸太を積載／林業機械特集・森林総研の研究成果

国立研究開発法人森林研究・整備機構森林総合研究所が先に発行した令和7年版研究成果選集2025では、林業機械に関連した研究成果として、「全面機械地拵えでトドマツの下刈り回数を大幅に削減」と「ロボット技術を活用して荷台への丸太積載を無人で行うことに成功」の2つのを取り上げ、紹介している。「全面機械地拵えでトドマツの下刈り回数を大幅に削減」は、森林総研植物生態研究領域の原山尚徳氏と北海道支所の菅井徹人、津山幾太郎、北尾光俊の3氏が取り組んだ研究。トドマツの造林地で大型機械による全面地拵えを行った結果、ササの再生が抑制され、下刈り1回でも苗木は良好に生育し、従来の筋状施業に比べ、地拵え＋下刈りの費用を最大40%削減できることが分かった。研究では、大型機械による「クラッシャ地拵え」や「バケット地拵え」を造林地の全面に適用することで、ササの再生を抑えて下刈り回数を減らせるかを試験した。植栽後4年間は下刈りをせずに放置したが、ササの再生は抑えられ、代わりに落葉樹の植生が繁茂したという。特に施業費を比較すると、地拵えと1回当たりの下刈り費用は筋状施業の方が安価だが、全面機械地拵えは下刈り回数を大幅に減らせる。トドマツ再造林のコスト削減に有効であることが分かる、としている。一方で植栽場所を機械走行する際には、天候や地形、走行回数を考慮し、過度な踏み固めを避けることが重要、と注意している。一方の「ロボット技術を活用して荷台への丸太積載を無人で行うことに成功」は、同研究所林業工学研究の伊藤崇之、有水賢吾、中込広幸、猪俣雄太の4氏とモリトウの鬼武正行氏が担当した。研究では、レーザー計測技術や人工知能（AI）による画像処理技術、ロボット制御技術を統合し、丸太を荷台に自動で積載する制御システムを開発。グラップルローダに対し電子制御が可能なように、機械の各関節に角度センサーを取り付けるとともに、関節を駆動する油圧シリンダーや油圧モーターを電気信号で制御するための電磁比例弁を取り付けた。また、カメラ画像から深層学習を用いて丸太を検出する技術とグラップルに取り付けた2DLiDARでグラップル直下の丸太位置やグラップル爪先の挿入位置を検出する技術等を開発し、機体に取り付けた。現場での検証では、開発した機械で丸太の自動積載が可能であることを確認するために群馬県内の森林で実際に作業を実施。一連の動作を自動で行うことができることを確認。今後は、成功率と動作速度の向上を目指して研究を続けていく、としている。