FWSafeFST: Sicherheitstraining in der Forstwirtschaft mit eXtended Reality Methoden - Teilprojekt FAST

Das vorgeschlagene Projekt hat das Ziel, das Potenzial neuer digitaler Technologien wie beispielsweise virtuelle und augmentierte Realität, aber auch spielerische Lern-Ansätze aus dem Bereich der Human-Computer-Interaction für die Ausbildung sicherheitsrelevanter Aspekte in der Forstwirtschaft zu identifizieren und erste Umsetzungsmöglichkeiten zu evaluieren. Der besondere Vorteil dieser Technologien liegt darin, dass Auszubildende gefährliche Situationen realitätsgetreu simuliert erleben können, ohne sich körperlicher Gefahr auszusetzen. Dies ermöglicht eine Form des phänomenologischen Lernens, die bis dato kaum Teil des pädagogischen Ausbildungskonzepts in Österreich ist. Der Vorteil dieses Lernansatzes liegt im eigenen individuellen Erleben bestimmter (Lern)Situationen und der damit einhergehenden einprägsamen Erfahrung, sowie der Möglichkeit, eigenes Verhalten in solchen Situationen im Nachhinein (= intersubjektiv) im Rahmen eines ‚After-Action-Reviews‘ der Lernsituation zu betrachten. Dadurch können sicherheitsrelevante Lerninhalte besser vermittelt werden, was in der Folge zu erhöhter Sicherheit für die Auszubildenden als auch zu generell verbesserter Sicherheit in der Forstwirtschaft führt. Des Weiteren ermöglichen die im Projekt behandelten digitalen Technologien auch eine Verschränkung von Präsenzunterricht und distanziertem Lernen was die Vereinbarkeit von Ausbildung und Erwerbs- und Privatleben erleichtert. Vor diesem Hintergrund wird im Rahmen des Projekts besonders darauf geachtet, dass die digitalen Lerninhalte auch auf günstiger Consumer Hardware einsetzbar sind.

Das übergeordnete Projektziel von FWSafeXR ist die Potentiale neuer digitaler Lernmaterialien bzw. spielerischer Lern-Ansätzen (engl.: Gamified learning) im Bereich des Erlernens sicherheitsrelevanter kognitiver Fähigkeiten (Erkennen von Gefahrensituationen, Entscheidungsfindung, Stressbewältigung) in der Forsttechnik zu erfassen, anhand eines XR-basierten Prototyps umzusetzen, und diese Umsetzung empirisch zu evaluieren.

Die Methode um diese Ziele zu erreichen ist wie folgt:

Als oberstes Leitprinzip des Projekts wird die Einbindung der zukünftigen Anwender*innen im Sinne eines User-centered Design Ansatzes alle Teilschritte des Projekts begleiten. Dies beinhaltet über die Auszubildenden hinaus auch andere Stakeholdergruppen wie z.B. Ausbildner*innen hinsichtlich der Integration der neuen Lernformen in ihren Vermittlungsalltag, Erste Hilfe Organisationen etc. In einem ersten Schritt erfolgt eine Analyse existierender Curricula in den forstlichen Ausbildungsstätten hinsichtlich der Vermittlung sicherheitsrelevanten Wissens. In dieser Analyse liegt ein Hauptaugenmerk auf die Identifikation von sicherheitsrelevanten Lehrinhalten die in der derzeitigen Praxis nicht optimal gelehrt werden können. Basierend auf der vorhergehenden Analyse erfolgt eine konzeptionelle Beschreibung von zwei Schlüsselszenarien für das (Er)Lernen von sicherheitsbezogenem Handeln in der Forsttechnik (Schritt 2). Hier bringen auch im Erste Hilfe Bereich angesiedelte Projektpartner ihre umfangreiche Expertise hinsichtlich sicherheits- und rettungstechnischer Herausforderungen und deren Vermittlung (Schulungen, Simulationen) ein. Ergänzt wird diese Szenarienbeschreibung durch die Erstellung eines Gamification Konzepts, das wiederholtes und abwechslungsreiches Trainieren der beiden Use-Cases sicherstellt. Anhand dieser Vorarbeiten erfolgt als dritter Schritt eine prototypische Umsetzung dieser beiden Szenarien mittels XR Technologie. Darunter versteht sich eine lauffähige, prototypische Implementierung in einer die Anforderungen des Projekts erfüllenden XR Entwicklungsumgebung (z.B. Unity) mit entsprechenden interaktiven 3D-Inhalten, um die beiden Use-Cases unter Verwendung von gängiger XR Hardware (z.B. Oculus Rift Headset) erleb- und evaluierbar zu machen. Im Zuge dieser Umsetzung werden die verschiedenen Stakeholdergruppen im Sinne eines agilen Entwicklungs-Ansatzes laufend eingebunden und liefern Feedback hinsichtlich der verschiedenen Entwicklungsstufen. Diese prototypische Umsetzung wird dann im Rahmen einer empirischen Evaluation hinsichtlich Trainings- und Ausbildungserlebnisses sowie des Lernerfolgs bewertet (Schritt 4). Abschließend wird anhand der Projektergebnisse ein Blended Learning Konzept für die teilnehmenden forstlichen Ausbildungsstätten erstellt dass die Einbeziehung von XR Technologien beinhaltet.

Damit liefert das Projekt folgende Ergebnisse:

• Beschreibung von zwei Übungsszenarien für sicherheitsrelevantes Verhalten.

• Prototypische Umsetzung der beiden Übungsszenarien in XR Technologie (Software, Content).

• Wissenschaftlicher Bericht der Evaluation des Protoypen hinsichtlich des subjektiven Ausbildungserlebnisses der Auszubildenden und des Lernerfolgs.

• Blended Learning Konzept für die Einbeziehung von XR Lerntechnologie in die forsttechnische Ausbildung.

Diese Ergebnisse stehen sowohl den Projektpartnern als auch dem BMLRT (und Ausbildungsstätten in dessen Wirkungsbereich) während und nach dem Projekt zur nicht-exklusiven Nutzung zur Verfügung.

Die Arbeit im Wald zählt seit jeher zu den körperlich anstrengendsten Tätigkeiten. Obwohl sich die Arbeitsweise in den letzten Jahrzehnten radikal verändert hat, ereignen sich nach wie vor jedes Jahr zahlreiche Unfälle und einige sogar tödlich (vgl. Broschüre forstliche Sicherheitsbestimmungen der SVS 2020).

Für diese hochgradig unfallgefährliche, gering mechanisierte Waldarbeit mit der Motorsäge und der Seilbringung gibt es bislang keine realitätsnahe Möglichkeit der Simulation der Arbeitsschritte. Die Schaffung einer Möglichkeit in Virtuell Reality zu trainieren, könnte völlig neue Perspektiven für die Unfallprävention und die Ausbildung eröffnen. Vom Grundtraining bis zur komplexen Übung (z.B. Bearbeitung großer Windwürde oder Auflösung gefährlicher Windwurfcluster) könnten völlig gefahrlos durchgeführt und beliebig oft wiederholt werden, ehe der Einsatz in der realen Situation erfolgt. Durch mehrmalige Wiederholungen ist auch eine nachhaltige Verbesserung der Fähigkeiten der Teilnehmer zu erwarten.

Durch den in diesem Projekt erarbeiteten XR-Technologie gestützten Lernansatz wird die Vermittlung sicherheitsrelevanter Verhaltensweisen in der Forsttechnik erweitert und verbessert werden und damit die Sicherheit in der forstwirtschaftlichen Arbeit verbessert.

Für vorwiegend im Sicherheits- und Gesundheitsbereich tätige Organisationen (Arbeitersamariterbund, Rotes Kreuz, etc.) sind diese Ergebnisse insofern relevant, als dass durch XR-basierte Ausbildungssimulationen sowohl im forstwirtschaftlichen Sinne als auch in anderen Kontexten praxisnahe, direkt erlebbare Fallstudien geschaffen werden, welche Kursteilnehmer besser auf Notsituationen vorbereiten können. So sollen die Projekterfahrungen und Arbeits- bzw. Nutzungsergebnisse in der künftigen Planung von Erste Hilfe Kursen bzw. Aus- und Fortbildungen berücksichtigt und damit vorhandene E-Learning Angebote erweitert und ergänzt werden. Auf diese Weise werden die Erfahrungen und Ergebnisse dieses Projekts wegweisend für weitere Schritte in der Arbeitssicherheit, Prävention und Hilfeleistung sein und wesentlich dazu beitragen, das Leben und die Gesundheit der Menschen zu schützen, Hilfsfristen und Hilfeleistung zu optimieren, sowie Krankheits- und Rehabilitationszeiten zu verkürzen.