Was ist digi.farming.lab?

Digi.farming.lab ist eine neuartige Forschungs- und Demonstrationsplattform basiert auf einem weltweit erfolgreichen Computerspiel. 

 

Das ZALF entwickelt zusammen mit dem Lehrstuhl für Technisches Design der TU Dresden das Digitale Agrarlandschaftslabor kurz „digi.farming.lab”, um neue technische Konzepte aus der Industrie und innovative Anbausysteme aus der Forschung zu erproben und zu kommunizieren.

 

Die neuartige Forschungs- und Demonstrationsplattform basiert auf einem weltweit erfolgreichen Computerspiel. Der “Landwirtschaftssimulator” des Schweizer Spieleunternehmens Giants Software wird seit der Erstveröffentlichung im Jahre 2008 stetig weiterentwickelt. Durch die langjährige Erfahrung und Zusammenarbeit mit professionellen Agrartechnikunternehmen orientiert es sich  sehr nah an Realsituationen und stellt Betriebsabläufe, Fruchtfolgen, gängige Maschinen, und Standortbedingungen und Umweltfolgen sehr realitätsnah  nach.

 

Seit der ersten Veröffentlichung ist der Landwirtschafssimulator für neue Inhalte offen. Eine große Community erkennt und füllt verschiedene Lücken des Spiels und ergänzt unterschiedlichste Innovationen oder komplette Umgebungen. So finden zwischen etablierten Maschinen auch Innovationen ihren Platz,


unter anderem der gemeinsam mit Fraunhofer entwickelte Feldschwarm oder der vom ZALF im patchCROP-Experiment eingesetzte Agrarroboter Naio OZ. Mit der Spielerweiterung “Precision Farming” können neue Technologien wie Sensoren und Datenanalysetools virtuell getestet und erlebt werden, weit bevor sie in der Breite im Einsatz sind. Standortbedingungen und -unterschiede, wie verschiedene Bodenarten und Umweltbedingungen, werden damit noch präziser und realistischer simuliert. 

 

 

Der vom Spielehersteller kostenfrei bereitgestellte Editor  ermöglicht außerdem, Geodaten schnell zu überführen und somit digitale Zwillinge von realen Feldern zu erstellen. So kann beispielsweise das Brandenburger Labor des ZALF im virtuellen Raum betreten und die Automatisierung eines diversifizierten Feldes im schnellen Durchlauf verschiedener Saisons, während verschiedener Betriebsstände oder Früchte, konzipiert und simuliert werden. Und das in Abhängigkeit von verschiedenen Umwelt- und Bodenparametern. 

 

Durch die stetige Erweiterung des Fuhrparks im Landwirtschaftssimulator kann das Zusammenspiel der verschiedenen Maschinen eines Agrarbetriebs, nachgebaut, erweitert, neu kombiniert und getestet werden. Betriebsabläufe mit neuen Technologien, wie beispielsweise die Fahrrouten von Robotern, können schnell in das Spiel implementiert und mit den Abläufen der konventionellen Technik verglichen werden. 

Auf Basis des populären Simulationsspiels bietet die Überführung des realen Landschaftslabors eine interaktive, niedrigschwellige und eindrucksvolle Möglichkeit Wissenschaft zu kommunizieren, Lösungsansätze zu testen und spielerisch zu erleben. Das virtuelle Landschaftslabor kann ganzjährig und unabhängig von der aktuellen Jahreszeit,


Vegetationsperiode und dem aktuellen Standort besucht und nahezu beliebig erweitert werden. Die Entwicklung begann im Jahr 2022. Auf der Grundlage von Satelliten und Drohnenaufnahmen wurde das Reallabor patchCROP des ZALF zunächst möglichst detailgetreu nachgebaut und in die Spieleengine überführt. Auch Bodenparameter und Bewirtschaftungsreihenfolge wurden so realitätsnah wie möglich abgebildet. In Zusammenarbeit mit dem Agrarrobotikhersteller NAIO wurde der vom ZALF eingesetzte Agrarroboter NAIO OZ in das Spiel integriert. Die Spielerinnen und Spieler werden über ein Wegleitsystem durch das Landschaftslabor geführt und haben verschiedene Möglichkeiten, Informationen zu erhalten und auch selbst zu interagieren. Für die Inhaltsvermittlung wurden sogenannte Themeninseln inhaltlich und gestalterisch entwickelt. Aktuell sind 7 Themeninseln vorgesehen, rund um die zentralen Forschungsaspekte des Agrarlandschaftslabors: standortangepasste Bewirtschaftung, Pflanzenschutzmittelreduktion, Biodiversität, Klimawandel, Agrophotovoltaik, Agro-Forst, diversifizierte Landwirtschaft sowie eine virtuelle Posterausstellung. Jede Themeninsel ist durch einen Bereich der Wissensvermittlung sowie einen Interaktionsbereich gekennzeichnet.  Im Wissensbereich vermittelt das „digi.farming.lab“ Grundkenntnisse und sensibilisiert zur Relevanz der wissenschaftlichen Fragestellungen in einer allgemeinverständlichen Sprache.

Im Interaktionsbereich bedienen die User/innen dann selbst Maschinen, steuern Drohnen oder Roboter, bekämpfen Unkraut usw. Aktuell (Stand Februar 2023) werden Umfragen zu Usability und Zugänglichkeit des Demonstrators in verschiedenen Zielgruppen durchgeführt. 


Geplant ist zudem, die Simulationstiefe der Engine noch weiter auszubauen, indem Kompetenzen des ZALF zur Pflanzenwachstums- und Ertragsmodellierung an die Grafikschnittstelle des Spiels angebunden werden.   

 

Das „digi.farming.lab” von ZALF und  TU-Dresden soll als virtuelles Landschaftslabor eine Versuchs-, Vernetzungs- und Kommunikationsplattform sein. Es bietet das Potential, Lösungsansätze aus der Wissenschaft und Industrie mit Erfordernissen aus der Praxis zu verbinden und lässt jeden Interessenten spielerisch die Landwirtschaft der Zukunft erleben. Die Plattform ermöglicht eine optisch ansprechende Vergegenständlichung von Forschungsfragen in größeren Landschaftsskalen. Es eröffnet damit einen neuen, virtuellen Begegnungs- und Transferraum zum Austausch und zur Sichtbarmachung von Ideen aus Forschung und  Praxis. Durch Gamification erhöht das „digi.farming.lab“ die Wahrscheinlichkeit, dass sich Wissen tatsächlich verfängt. Das Computerspiel Landwirtschaftssimulator verfügt zudem über eine vergleichsweise große Influencer- und Moddingcommunity mit großer Reichweite in den sozialen Medien. Dies eröffnet Potentiale für ein digitales Co-Design. Die Open-Source-Engine des Spieleherstellers ermöglicht die kooperative Entwicklung von verschiedenen Landnutzungsszenarien unter Eindruck von Klimawandel und Bioökonomie und Veränderungen über eine große räumliche und zeitliche Varianz sowie über eine Vielzahl möglicher Partner (Industrie, Forschung, Zivilgesellschaft, Praxis). Das digitale Landschaftslabor kann zudem als Demonstrationsplattform für politische Akteure, betroffene Stakeholder/innen, Anwohner/innen etc. dienen, etwa um Aktzeptanzuntersuchungen zu verschiedenen Fragestellungen durchzuführen.