Die Weidetierhaltung bringt für Landwirte einen erheblichen finanziellen und zeitlichen Aufwand mit sich. Eine neue digitale Lösung könnte zukünftig Abhilfe schaffen. Drei Nachwuchstalente haben eine Idee entwickelt, wie Kamerasysteme auf der Weide die Arbeit erleichtern können.
Weidetierhaltung fördert das Wohlbefinden der Tiere, da sie ihre natürlichen Verhaltensweisen ausleben können. Gleichzeitig genießt diese Haltungsform hohe gesellschaftliche Anerkennung. Der erhöhte Aufwand für Landwirte stellt jedoch eine Herausforderung dar.
Die Arbeitsgruppe Digitalisierung in der Tierhaltung des sächsischen Landesamts für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie untersucht seit sechs Jahren marktübliche Assistenzsysteme. Diese sollen Weidetierhalter bei ihren Herausforderungen unterstützen. Aufgrund der komplexen Umstände auf der Weide, wie Witterung und Umwelteinflüssen, ist der Forschungs- und Entwicklungsbedarf groß. Ein zentrales Problem ist die Energieversorgung der Sensoren. Diese müssen mindestens eine Weideperiode von 180 Tagen überstehen, ohne dass ein Akkuwechsel erforderlich ist, da dies Stress für Mensch und Tier bedeutet.
Um Lösungen für diese Probleme zu finden, nahm das LfULG mit einer Aufgabenstellung am Hackathon des Experimentierfelds Südwest teil. Der Hackathon fand im Rahmen der GIL-Jahrestagung an der Universität Hohenheim unter dem Motto „Wie können wir die Landwirtschaft durch KI und digitale Technologien nachhaltiger gestalten?“ statt. Drei Nachwuchstalente aus dem Bereich Precision Livestock Farming präsentierten den Ansatz „panoptische Weide“ und gewannen den Hackathon.
Die „panoptische Weide“ setzt auf ein kostengünstiges und energiesparendes Kameranetzwerk. Die Kameras sollen den Tierhaltern in Zukunft assistieren. Mit modernen Computer-Vision-Anwendungen können die Bilddaten effizient ausgewertet werden. Tiere werden erkannt und identifiziert, ihre Position auf der Weide kann ermittelt werden – und das ohne Sensoren am Tier.
Die Lösung der Nachwuchstalente umfasst intelligente Pfosten, die auf der Weide oder am Zaun positioniert werden. Diese Pfosten bauen ein eigenes Funknetzwerk auf, beispielsweise über Wi-Fi oder LoRaWAN, und sind somit unabhängig von einer Internetverbindung. Die Bildauswertung erfolgt direkt in den Kameras, sodass nur Bildkoordinaten übertragen werden müssen. Das ermöglicht die Nutzung von Übertragungstechnologien mit geringer Bandbreite und hoher Reichweite.
Für eine Weide von 100 x 1000 Metern wären lediglich vier smarte Pfosten notwendig. Der limitierende Faktor ist die Sichtweite der Kameras und mögliche Landschaftsmerkmale, die die Sicht blockieren. Etwa alle 200 Meter wäre ein Pfosten erforderlich, um eine vollständige Überwachung zu gewährleisten und hochauflösende Bilder zu liefern.
Die digitale Überwachung auf der Weide könnte verschiedene Anwendungen ermöglichen, wie die Kontrolle des Futteraufwuchses, das Gesundheitsmonitoring einzelner Tiere, die Lokalisierung und den Herdenschutz. Die Einsatzmöglichkeiten der smarten Pfosten reichen von Rindern bis zu Geflügel in der Freilandhaltung.
Die Präsentation auf der GIL-Tagung zeigte auch eine Methode zur Ausbruchsüberwachung: Überschreitet ein Tier die virtuelle Grenze, wird ein Alarm ausgelöst. Die Entwickler berücksichtigten auch sichtverschlechternde Umwelteinflüsse wie Nebel oder Nacht und setzten auf Wärmebildkameras. Zusätzlich ist die Erweiterung des Systems durch Bioakustik zur Weideüberwachung, Schwimmertechnik für Tränken und Spannungsmessung des Zauns sowie den Einsatz von Drohnen möglich.
