Forschungs- und Innovationsprojekt
WeideInsight: Mehrwert im Herdenmanagement durch kostengünstige, hybride Lokalisierung und intelligente Datenintegration
Im Rahmen des Projekts wird durch die Integration kostengünstiger und energieeffizienter Lokalisierungslösungen ein neues Monitoringsystem für den kombinierten Weide-/Stallbetrieb der Milchviehhaltung entwickelt. Dabei soll eine ausreichende Basis für die Entwicklung eines marktreifen Produkts zur einfachen Lokalisierung von Milchkühen geboten werden.
Hintergrund
Die Bestimmung der Aufenthaltsorte von Tieren, insbesondere bei weitläufigen Weideflächen, wurde im Bereich der Forschung bereits seit mehreren Jahrzehnten mit verschiedenen Techniken erprobt. Ein Beispiel ist das im Rahmen der Innovationsförderung des BMEL (FKZ: 2813IP013, LfL) entwickelte und im Jahr 2018 über den Industriepartner auf den Markt eingeführte GPS-GSM Ortungssystem. Aufgrund des relativ hohen Stromverbrauchs für die Positionsbestimmung und Datenübertragung eignen sich diese Systeme insbesondere für extensive, weitläufige Weideflächen und für Jungvieh, bei denen eine Positionsbestimmung mit niedriger Frequenz (z. B. einmal pro Stunde) ausreicht, jedoch weniger für Milchvieh, das auf intensiven Weideflächen grast und für das Melken regelmäßig in den Stall kommt. Es gibt derzeit kein Tiermonitoringsystem das zuverlässig und mit hoher Frequenz im Stall und auf der Weide Daten zum Tierverhalten bzw. zum Aufenthaltsort der Tiere liefert.
Im Rahmen des Forschungsverbunds FutureIOT (Bayerische Forschungsstiftung, AZ-1301-17) wurden Algorithmen und Modelle für die sensorbasierte Erfassung des Tierverhaltens bei Milchkühen auf der Weide entwickelt, die gegebenenfalls auch im Projekt „WeideInsight“ eingesetzt werden können. Neben der frühzeitigen Erkennung von managementrelevanten Situationen soll somit dem Landwirt ermöglicht werden, mit geringerem Arbeitseinsatz einen Weidebetrieb wirtschaftlich zu betreiben.
Zielsetzung
Ziel des Projekts „WeideInsight“ ist daher, zusammen mit den Verbundpartnern (Details unter „Projektpartner“) die Entwicklung kostengünstiger und energieeffizienter Lokalisierungslösungen im kombinierten Weide-/Stallbetrieb.
Im Fokus des Gesamtprojekts stehen dabei folgende Fragestellungen:
- die Entwicklung und Erprobung kostengünstiger, funkbasierter Lokalisierungslösungen für Weide und Stall, mit deutlich verbesserter Batterielaufzeit im Gegensatz zu den derzeit verfügbaren GPS-basierten Systemen;
- die Entwicklung eines Simulators, mit dem der Technologieeinsatz in konkreten Stall- und Weidekonstellationen erprobt, getestet, konfiguriert und demonstriert werden kann;
- die Integration und Aufbereitung von semantischer Ortsinformation in Herdenmanagementsystemen, um es Landwirten zu ermöglichen, einen direkten Mehrwert aus den Orts- und Bewegungsinformationen ziehen zu können wie die Erkennung von management-relevanten Parametern, z. B. bedarfsgerechte Zuteilung der Portionsweide;
- dadurch Arbeitsersparnis und -erleichterung für den Landwirt bei Weidehaltungsverfahren zu erreichen und das Tierwohl sowie die Transparenz der landwirtschaftlichen Prozesse inner- wie außerbetrieblich zu erhöhen unter Berücksichtigung von relevanten Datenschutzaspekten.
Das ILT ist im Rahmen des Projekts konkret für die Datenerfassung auf Praxisbetrieben und die Evaluation des entwickelten Systems zuständig.
Methoden
Auf geeigneten Praxisbetrieben mit automatischem Melksystem und Weidehaltung werden die im Projekt entwickelten Lokalisierungssysteme über zwei Weidesaisonen ab April bis Oktober in mehreren Abschnitten getestet. Dabei steht die Genauigkeit der Positionsbestimmung und Robustheit des Systems im Vordergrund. Zur Validierung der erfassten Daten werden u. a. auch Tierbeobachtungen aufgezeigt.
Um eine mögliche Arbeitszeiteinsparung und somit einen konkreten Nutzen für den Landwirt während des Einsatzes der Lokalisierungssysteme darstellen zu können, wird die Arbeitszeit des Landwirts während der Weidesaison mittel Arbeitstagebüchern und gegebenenfalls auch GPS-Datenloggern erfasst.
Ergebnisse
Im Januar 2022 wurde das neu entwickelte Lokalisierungssystem im Versuchsstall der Bayerischen Staatsgüter (BaySG) am Staatsgut Almesbach installiert. Das Lokalisierungssystem im Versuchsstall besteht aus Bluetooth Tags, die in einem Gehäuse an den Halsbändern der Kühe befestigt wurden und Bluetooth Low Energy (BLE) Beacons, die sich an bestimmten Positionen (tragende Stützen zwischen den Liegeboxen und am Futtertisch, an den Tränken und in der Nähe des automatischen Melksystems) im Stall befinden. Direkt nach der Installation des Lokalisierungssystems im Stall wurden die ersten Kühe mit Bluetooth Tags ausgestattet und die Erprobung des Systems über einen längeren Zeitraum gestartet. Auch wenn die Lokalisierung von Kühen im Stall auf der Grundlage der BLE-Technologie im Vergleich zu anderen kommerziellen Systemen nicht präzise Ortsinformationen der Kühe liefert, können die niedrigeren Kosten und die höhere Energieeffizienz für bestimmte Haltungssysteme von Vorteil sein.
Während der Weidesaison 2023 sind weitere Untersuchungen im Zusammenhang mit dem Lokalisierungssystem für die Weide geplant. Auf der Weidefläche des Staatsguts Almesbach wird das neu entwickelte Lokalisierungssystem auf Basis der LPWAN (Low Power Wide Area Networks) Technologie bezüglich der Funktionalität und Genauigkeit getestet.
Das Gehäuse des neuen Lokalisierungssystems
Das neue Lokalisierungssystem (oben am Halsband der Kuh) im Einsatz im Stall
Weiterführende Informationen zum Thema
Projektpartner
Projektinformation
Projektleitung: Stefan Thurner
Projektbearbeitung: Dr. Jan Maxa
Laufzeit: 04.2021-03.2024
Finanzierung: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL)
Projektträger: Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE)
Förderkennzeichen: 281C210F19