Entwicklung eines systemorientierten Serious Games (Play) im Living Lab zur virtuellen Simulation von Konzepten und Handlungsoptionen zur Verminderung von Stickstoffemissionen (N) in der Schweinehaltung (Pig) und zur Anpassung der Betriebe an den Klimawandel

DBU - Förderthema 9: Reduktion von Emissionen reaktiver Stickstoffverbindungen in die Umweltkompartimente

Projektbeschreibung

Das Ziel des Projektes pigNplay ist es, für Landwirt*innen in Ausbildung und Praxis sowie weiteren Zielgruppen ein Instrument zur Verfügung zu stellen, das ein tieferes Bewusstsein und Verständnis für die Themenkomplexe „Stickstoffemissionen in der Schweinehaltung“ und „Anpassung an den Klimawandel“ vermittelt. Damit sollen Handlungskompetenzen gefördert und Handlungsoptionen aufgezeigt werden. Das Projekt basiert auf der Modellierung von Produktionsverfahren in der landwirtschaftlichen Nutztierhaltung, welche für die agrarintensive Region im Nordwesten Niedersachsens spezifisch sind. Dazu wird im Projekt der Stickstoffkreislauf in der Schweinehaltung systemisch modelliert und mit einer modellbasierten Künstlichen Intelligenz (KI) in eine Serious Game-Umgebung eingebettet. Das Serious Game ermöglicht es Landwirte*innen mit Schweinehaltung in Ausbildung und Praxis virtuelle Szenarien durchzuspielen und passende Handlungsalternativen für ihre Betriebe real zu erproben. Die Entwicklung und die prototypische Anwendung des Serious Games erfolgt in Zusammenarbeit mit den Landwirten*innen und so praxisnah wie möglich (basierend auf dem Living Lab Ansatz). Die mit dem Einsatz und Anfall von Stickstoff in der Schweinehaltung verbundenen Umwelt- und Klimakonsequenzen sollen damit spielerisch und auf innovative Art und Weise erfahrbar gemacht werden, um den Boden zu bereiten für ein entsprechendes Umwelthandeln.

Als Modell wird ein typischer Betrieb mit Schweinehaltung in der agrarischen Region „Oldenburger Münsterland“ zugrunde gelegt. Diese ländliche Region hat sich seit den 1950er Jahren zu einem weltweit führenden Agrarkompetenz-Cluster entwickelt. Gleichzeitig steht sie vor großen ökologischen Herausforderungen, die unter anderem durch hohe Stickstoffüberschüsse gekennzeichnet sind. Daraus resultieren u. a. Nitratbelastungen von Gewässern, Emissionen (u. a. Ammoniak, Staub, Keime) sowie eine verminderte Biodiversität (u. a. SRU, 2015). Die Ursachen liegen vor allem in der landwirtschaftlichen Praxis. Unter anderem auch, weil die Ursachen- und Wirkzusammenhänge der Stickstoffkreisläufe sehr abstrakt sind. Die dem Kreislauf zugrunde liegenden Systeme sind dynamisch, sie reagieren zeitversetzt, koppeln sich gegenseitig zurück und/oder verstärken sich gegenseitig. Um nachhaltige und ressourcenschonende Ansätze und entsprechendes Verhalten in die landwirtschaftliche Praxis zu implementieren, gilt es deshalb die komplexen Zusammenhänge und Systeme verständlich und zielgruppenspezifisch zu vermitteln. Nur wenn Konsequenzen der Entscheidungen erfahrbar werden, lassen sich darauf aufbauend Bewältigungsstrategien entwerfen. Diese können einerseits angepasste Managementpraktiken für Düngung und Fütterung umfassen, aber auch in der Anwendung und Entwicklung neuer Geschäftsmodelle und Denkansätze liegen.

Das Projekt ist interdisziplinär und transdisziplinär angelegt. Kompetenzen aus Tierhaltung (Universität Göttingen), Bildung für Nachhaltige Entwicklung (Universität Vechta) sowie Informationsverarbeitung und Künstlicher Intelligenz (DFKI / Universität Osnabrück) und Innovationsentwicklung im Reallabor/Living Lab (Wuppertal Institut) werden im Projekt gebündelt. Um die Akzeptanz und die Nutzer*innenfreundlichkeit des Serious Games zu steigern, wird die Zielgruppe im Rahmen eines nutzungsbasierten Entwicklungsprozesses aktiv in die Spieleentwicklung einbezogen. Daneben wird es einen Projektbeirat geben, der sowohl die Entwicklung der „Story“, d. h. das Narrativ für das Serious Game als auch die Anwendungseignung und -freundlichkeit während des Entwicklungsprozesses kontinuierlich begleitet und entsprechendes Feedback gibt. Damit wird ein direkter Praxisbezug gewährleistet und ein neues Tool für N-bewusstes und nachhaltigkeitsorientiertes Wirtschaften und Planen in der Schweinemast- und -zucht angeboten. Die spielerische Vermittlung von betriebsspezifischen Auswirkungen von Entscheidungen im Betriebsmanagement stellt ein Alleinstellungsmerkmal und eine hilfreiche und vor allem einen erfolgsversprechenden Ansatz für die landwirtschaftliche Praxis dar. Dies erhöht die Vermarktungs- und Verbreitungsfähigkeit des Serious Games enorm.