【林業特集】イノベーションで林業の現場を変える
森ハブＰＦを開設 新技術の現場導入を加速
林野庁と林業機械化協会は２月８・９日の２日間、東京都江東区の木材会館で「令和５年度林業イノベーション現場実装シンポジウム」を開催した（本紙一部既報）。両日共に用意した席が満席になるなど盛況だった。同庁では、「林業イノベーション現場実装プログラム」を着実に進めるため、令和３年に「林業イノベーションハブセンター（森ハブ）」を設置。シンポジウムの初日では、令和５年に開設された「森ハブ・プラットフォーム」の取組など、令和５年度森ハブ事業の報告が行われた。
わが国の林業は、厳しい自然条件下での人力作業が多く、これらの作業の軽労化・効率化や、再造林コストの低減、野生鳥獣被害の防止が課題。林業の安全性や生産性を向上し、より魅力ある産業として発展させるためには、林業の特性を踏まえた新技術の開発・実用化を進め、林業現場への導入を加速する「林業イノベーション」が求められている。
こうしたことから、森ハブでは、林業イノベーションに係る課題・技術情報の整備、林業イノベーションに必要な支援機能の検討等を実施。新技術を積極的に活用し、伐採から再造林・保育に至る収支のプラス転換を可能とする、「新しい林業」の実現を目指している。
技術のうち、デジタル記録の森林管理や、ＩＣＴによる生産管理は普及段階。また、労働災害防止や生産性向上に向け、伐倒から運搬作業の自動化・遠隔操作化の技術を開発中である。一例としては、ＬｉＤＡＲ―ＳＬＡＭ技術を用いて自己位置を把握することなどによるフォワーダの自動運転。更に、造林作業の省力化・軽労化に向けては、予め設定した経路をＧＮＳＳ等により誘導して下刈機械を無人走行させる技術を開発中である。
これらの成果を踏まえ、森ハブの令和５年度事業では、「森ハブ・プラットフォーム」を開設した。同プラットフォームは、林業の安全性、生産性の向上に資する新技術の開発、実用化、普及に至る取組を効果的に進め、林業現場への導入を加速する「林業イノベーション」の実現を目的として、会員間の情報共有・交流を通じて、マッチングを推進するための「場」。令和５年11月29日には、農水省でキックオフイベント「林業×異分野マッチングミーティング」が開催された。
同イベントでは、事業構想大学院大学特任教授の見山謙一郎氏が「静動脈連携～課題起点の社会デザイン」と題し、会員がプラットフォームを活用して、自ら発信していくこと、能動的に参画することの重要性について講演。また、ドローンによる苗木運搬などについての事例紹介が行われた。
このほか、令和５年度事業では、地域へのコーディネータ派遣に着手した。宮崎県と南那珂森林組合では、コーディネータ支援により、境界明確化事業へのスターリンクの実証を実施。スターリンクが林業地での通信環境構築に高い有用性を持つことが確認された。
「新しい林業」実践へ３モデル発表
２日目の午前中には、『新しい林業の実践に向けた取り組み』をテーマにした情報発信を実施。基調講演として森林総合研究所の宇津木玄研究ディレクターが「林業機械の未来と林業の将来」と題して、造林から保育に関する課題と機械化の必要性を論じた後、ＩＣＴハーベスタやフォワーダ自動運転など近年の技術開発の状況を述べた。
続いて日本木材輸出振興協会の山田壽夫会長が「世界標準に向けた素材生産の機械化とその方向」をテーマに、海外の徹底した合理化を進めている事例を述べ、日本でもＡＩなどを活用した機械化に取り組む必要性を訴えた。
休憩を挟み、令和４年度～６年度に全国12カ所で実施されている『新しい林業』経営モデル実証事業の中から３モデルの代表者が登壇して報告。
「（北海道）北欧をモデルにした北海道十勝型機械化林業経営（大坂林業、渡邊組、サンエイ緑化、森林総合研究所、北海道立総合研究機構、フォテク）」はデジタルデータを活用して収支のプラスと労働生産性向上を目的に行った結果を発表。「（長野）川上と川下のデータ連携を柱とするコスト削減と山元還元の実証事業（北信州森林組合、信州大学、精密林業計測）」はスマート林業技術を活用した実証結果を、「（山口）森林管理組織『リフォレながと』を核とした長門型林業経営モデル構築事業」は林業収益性向上につながる経営モデル構築に向けた取り組みについて紹介。林野庁の岡村篤憲林業労働経営対策室長が総括した。
遠隔操作や自動化 ５課題の機械開発を報告
「令和５年度林業イノベーション現場実装シンポジウム」の２日目午後には、『林業機械開発の最新情報』と題し、５課題の成果報告が行われた。林野庁補助事業の「林業機械の自動化・遠隔操作化に向けた開発・実証事業」で進められた林業機械開発の進捗状況について発表。総括した林野庁技術開発推進室長の増田義昭氏は「技術としていいというだけでなく、実際に社会実装していく展望が見えるような課題で希望を抱かせられた」と述べた。各報告の要旨は次の通り。
【立体視映像装置・シンクロ式アシストウインチを備えたラジコン式伐倒作業車の開発・実証（松本システムエンジニアリング）】
急傾斜地での伐倒作業が可能な無人遠隔作業車。目標は下り傾斜45度、上り傾斜30度に対応し、最大片道60ｍ走行して伐倒、木を掴んで元の場所に戻る一連の動作を３分で実現させること。自動走行の開発は今後とし、今年度は目標のサイクルタイムを６分に設定し開発。１台で１日21～56㎥、平均38㎥の生産量と予測し、現状の作業と比較しても遜色なく、生産量増加が見込まれる。
開発機の主な特長は、走行部に三角型のクローラの採用。エンジン収納フレームは傾斜角に合わせて車体の前後方向にスイングする構造で急傾斜走行時のエンジン焼付を防止。機体腹下高さを６００㎜として伐根などをまたいで走行が可能で、切断はチェンソーで最大切断径は50㎝、車体前部に左右別々に動作するアウトリガーを装備し、車体の安定性を高める構造など。伐倒操作はコントローラーから自動で行い、一昨年の補助事業で開発した立体視映像システム「ティラノグラス」の改良型を搭載して、目視と同様の距離感で作業が行える。松本社長は「４月から発売したいと考えている。新しい機械は使用してもらわなければ浸透しない。購入後のフォローもしっかりみていくので、実装を促進させることで良い機械に進化させたい」と述べた。
【日本版ウインチアシストシステムの事業規模での実証と改良（住友林業、日本キャタピラー、天女山）】
欧州やニュージーランド、北米の林業現場では労災防止と機械化を両立するため、斜面上の機械をワイヤーロープでけん引する「ウインチアシスト技術」を用いた機械が普及し、傾斜地での作業機械化を進めている。海外ではアンカーマシンとして30～36ｔクラスの油圧ショベルが使用されているが、日本の林業現場では林内で入れないため、13ｔクラスのアンカーとして使用するシステムを構築。ウインチを搭載した重機を固定し、バケットをアンカーとして差し込み、ワイヤーで作業機をアシストするもので、リモコン操作でオペレータ一人で作業機までコントロールするもの。今年度より事業規模での作業システムの評価を開始。今年度取り組んだ機械の自動化、遠隔操作技術の向上、機械改良などについて報告を行った。検討委員からは完成度が高まったと評価された一方、策定中の導入にむけたガイドラインについて質問があがった。
【集材・運材作業の自動化に向けた先端技術を活用したフォワーダの開発・実証（諸岡、パナソニックアドバンストテクノロジー、森林総合研究所、東京農工大学、国際電気通信基礎技術研究所）】
令和２年度から３Ｄ―ＬｉＤＡＲとＳＬＡＭ技術を活用したフォワーダの自動運転技術の開発を進めている。自動運転の構成は、従来の油圧パイロット式走行レバーから電子制御式の走行レバーに改良してスムーズで快適な操作感を実現した最大積載量5.5ｔのフォワーダＭＳＴ―１０００ＶＤＬに３Ｄ―ＬｉＤＡＲとＳＬＡＭ技術を駆使した自動運転キットを搭載。３Ｄ―ＬｉＤＡＲで点群マップを作成し、ＳＬＡＭによりマップ上で位置情報を特定できることを活用し、自動運転を行う前に人の手で走行して記録した経路や速度をそっくり忠実に再現する。今年度は①遠隔監視・操作技術の開発と実証②急こう配・ぬかるみにおけるフォワーダ走行の安定化（車両制御技術の高度化）③予防安全機能の搭載（障害物や崖などの検知）に着手。上記３点をクリアしながら自動走行距離について１６００ｍの作業道を木材を積載した状態で右回り・左回りの走行に成功した点を説明。
【ＡＩを活用した集材・造材マルチワークシステムの実証（イワフジ工業、中井林業）】
油圧集材機と複数台のステレオカメラとＧＭＳＬカメラを搭載した架線式グラップルの組み合わせで、プロセッサオペレータが集材作業と造材作業を一人同時進行で行う「集材・造材マルチワークシステム」を昨年度に開発。本年度はその発展形としてＡＩ画像認識等を活用して集材木を検知し、自動で索引込を行う「ＡＩマルチワークシステム」に着手。より安全で効率的な集材作業実現を目指した。開発ポイントは①自動引込みシステムの開発＝ＡＩ画像で捕らえた集材対象木の直上付近まで架線式グラップルを自動移動降下させ、マルチワークシステムの引込みに掛かる手動操作時間を短縮②デジタルツイン映像表示＝３ＤＣＧの架線式グラップルをデジタルツイン表示。トングと集材木の位置把握と荷掴み具合が認識可能になり、荷掛け操作が向上③サブラジコンの開発＝片手操作が可能な小型ラジコンを開発。これらにより全体の合計サイクルタイムの短縮と生産性向上を目指した。実証では昨年度に開発したシステムに比べ、合計サイクルタイムの縮減のほか、更なる生産性向上とコスト削減を達成。今後の開発として、自動の荷掴み技術の向上と通信環境の拡大による生産効率の進化を目指すとした。
【通信型下刈機械の遠隔自動運転・運行監視システムの開発・実証（ＮＴＴドコモ、筑水キャニコム、阿蘇森林組合】
取り組んだのは①キャニコム製ラジコン式草刈機の自動運転機能を搭載した下刈りの自動化②ナビゲーション機能を搭載した運行管理システムによる作業の見える化の２点。昨年実証開発した機械にＧＮＳＳを新たに追加したほか、自動走行モジュールの追加やカメラ位置の変更、夏場の熱処理対策として空調ファンを追加した。皆伐地でテストを行い、通信や位置測位におけるシステム評価などを実施。メンバーの阿蘇森林組合より実用化に向けた課題点の提示を受け、さまざまな林地現場で、下刈りの自動化の検証を行った。
松本システムエンジニアリングのラジコン式伐倒作業車
諸岡などの自動運転フォワーダ
イワフジ工業などのＡＩを活用した集材・造材マルチワークシステム
主伐後の確実な再造林へ 省力・低コスト化 一貫作業など取組を連携
わが国では、森林資源の成熟による主伐の増加が予想されるなか、森林の多面的機能を十分に発揮させていくためには、確実な再造林を実施する必要がある。他方、森林所有者の再造林意欲を向上させていくためには、主伐後に再造林を行っても一定の利益を得られるよう、再造林の低コスト化が不可欠。再造林に関しては、省力化や低コスト化に関する様々な技術開発や研究が進められている。林野庁が令和４年３月に作成した「省力・低コスト造林ガイドライン」をみてみたい。
再造林の省力・低コスト化は、①一貫作業システムの実施②コンテナ苗・コンテナ大苗の活用③低密度植栽の実施④下刈り作業の見直し―の４つがポイント。それぞれの取組を連携・連動させることが重要である。
①は、伐採・搬出作業と植栽作業を並行もしくは連続して行い、伐採跡地の植生が繁茂しないうちに植栽を行うことで、造林作業の効率化を図る伐採・造林の作業システムである。
従来の施業方法との違いは、▽伐採・搬出に使用した機械（グラップル）で地拵えを行うことで人力での地拵えを省力化する▽木材運搬のための機械（フォワーダ、架線）で苗木やシカの防護柵等の資材を運搬することで植栽・保育作業を省力化する▽伐出後に速やかな植栽を行うことで１年目の下刈り省略を図る―こと。伐採は年間を通じて行われることから、一貫作業システムでは、裸苗のほか、植栽適期が長いコンテナ苗も用いて植栽を行うことが重要である。
このほか、②は、植栽期間が長く、植付が容易で、活着の良いコンテナ苗の活用による省力・低コスト化。③は、単位面積当たりの植栽本数を少なくすること、④は、下刈り回数の削減や機械での下刈り作業により省力・低コスト化を図る。
下刈り機械による省力化
再造林の各工程等（地拵え、植栽、下刈り、苗木代）に要する費用のうち、下刈りに要する費用は５割近くと大きな割合を占めている。また、下刈り作業は炎天下の傾斜地で行われる場合も多く、熱中症やスズメバチ等のリスクも高い非常に過酷な作業。主伐後の再造林を着実に行うためにも、下刈り作業の省力化・軽労化を進めることで、費用や労働力の負担軽減を図ることが急務となっている。
こうしたなか、林野庁は令和５年３月に「下刈り作業省力化の手引き～下刈り機械の導入と大苗植栽の視点から～」を作成した。このうち、下刈り機械による省力化についてみてみたい。
下刈り機械には大きく分け、①刈刃機械一体型②刈刃アーム装着型―の２種類がある。
①は、林内を走行しながら下刈り等を行う機械。多目的造林機械とも呼ばれている。機械によっては、下刈りだけでなく、切株破砕処理を含めた地拵え作業用のアタッチメント、苗木や防鹿柵といった資材運搬アタッチメントの装着も可能。また、人が乗車して操縦する乗用型と、遠隔操縦するリモコン型がある。
乗用型は、造林作業に特化した専用機械以外に、コンパクトトラックローダーに造林用のアタッチメントをつけて下刈り機械とすることも可能。リモコン型は、機械から距離をとることができ、安全に作業可能。
両型ともに下刈り用のアタッチメントは、マルチャー（クラッシャー）タイプとハンマーナイフタイプがある。
②は、ベースマシンに下刈り用のアタッチメントを装着するタイプ。このアタッチメントは、油圧で作動するため、必要となる出力（油圧の流量等）がベースマシンの大きさで決まり、クラスが合うベースマシンであれば、接合部を調整したうえでメーカーに関わりなく装着することができる。また、ベースマシンのクラスが大きくなると、車幅や重量も大きくなるため、走行に必要な作業道の幅も広くなることに注意が必要。一般的に、５ｔから12ｔクラスのベースマシンが林業の現場で活躍している。
下刈りや地拵えに使用できるアタッチメントとしては、マルチャーやヘッジカッターといったもの。ヘッジカッターは、草刈り専用のアタッチメントで、機械下刈りに利用可能である。
林野庁 高性能林機の導入 令和６年度予算の支援策
林野庁では、急峻かつ複雑な地形や伐採対象木の大径化などのわが国の森林・林業における条件に合致した、先進的な林業機械の開発・導入を進めるとともに、これらの機械を活用した安全性・生産性が高く、低コストな作業システムの普及・定着を推進している。
このため、令和６年度予算概算決定において、森林・林業・木材産業グリーン成長総合対策のうち「林業・木材産業循環成長対策（拡充）」に64億１０１２万円を計上。路網の整備・機能強化、高性能林業機械の導入、搬出間伐の実施、再造林の低コスト化、エリートツリー等の苗木の安定供給とともに、木材加工流通施設、特用林産振興施設の整備等の川上から川下までの取組を総合的に支援する。
このうち、「高性能林業機械等の導入（継続）」の事業は、①高性能林業機械等の整備②林業経営体育成対策（林業機械リース支援）―の２つ。
①では、森林整備の効率的かつ円滑な実施、林業生産の担い手の育成及び林業生産コストの低減を図るために必要な高性能林機等の購入（ハード）を支援。具体的な内容は、林業機械作業システム整備（購入補助）、効率化施設整備、活動拠点施設整備となっている。
②では、効率的かつ安定的な林業経営を行うために必要な高性能林機等のリース（ソフト）を支援する。
支援対象は素材生産型機械と造林保育型機械。例として、伐採・造材がハーベスタやプロセッサなど、集材・運搬がフォワーダや架線式グラップルなど、地拵え・植付がマルチャーや資材運搬ドローンなどを挙げている。
事業実施主体は、いずれも都道府県、市町村、選定経営体、新たに造林事業を開始する者などとなっている。
交付率は３分の１以内
「高性能林業機械等の導入」事業において、素材生産型機械の購入支援の要件は、年間３０００㎥以上の素材生産実績を有している、又は機械導入の翌年度までに３０００㎥以上の素材生産量を達成できること。一方、リースの要件は、リース期間満了までに概ね年間３０００㎥以上の素材生産を行うことが計画されており、その達成が見込まれることとしている。
また、機械及び附帯施設の交付率は３分の１以内。ただし、スイングヤーダ、ロングリーチハーベスタ、タワーヤーダ、架線式グラップルと油圧集材機と組み合わせたシステム、ＩｏＴハーベスタ及び林業用資材運搬ドローンなどは10分の４以内、新たに造林事業を開始する者は２分の１以内となっている。
一方、造林保育型機械の購入支援の要件は、地拵えについては、１haの実施に要する人工数を、林野庁の定める標準工程（刈払機）以下とすることを達成。下刈りについては、１haの実施に要する人工数を標準工程（全刈）以下とすることを達成するとしている。
燃料材は約10倍に 全国木材需給動向にみる
林野庁は２月７日、「令和５年度第２回国産材の安定供給体制の構築に向けた中央需給情報連絡協議会」をオンラインで開催した。
同協議会の資料から、木材需給動向（全国）についてみてみたい。原木市場・共販所における直近の原木価格は、スギ（径24㎝程度、長３・65～４ｍ）が１㎥当たり１万円から１万７０００円。ヒノキが同１万８０００円から２万３７００円となっている。
また、工場の原木等の入荷、製品の生産等の動向等についてみると、２０２３年１～12月の原木の入荷量は１５３１万３０００㎥（２０１９年比90％）。同様に、製材品の出荷量は８１２万４０００㎥（同88％）となっている。
一方、チップについて、燃料材（国内生産）の利用量は、発電利用を中心に増加。２０２２年は過去10年間で約10倍の１０２６万㎥となった。
川中・川上の動向については、「原木価格について、ここ数カ月はほぼ横ばいで推移。山側としても作業の切り替えが難しく、基本的には伐採を継続していくと思われるが、原木価格が更に下落すると生産者の出材意欲が減退していくと懸念」などの声。林野庁と国交省は、「住宅分野でのＪＡＳ製材や横架材活用に向けた部材開発、非住宅分野への木材利用など、新たな需要開拓に向けて関係省庁と連携して進めたい」とした。
