Tierbeobachtung mit DigiSchwein

Kamera an der Stalldecke — KI-gestützte Kameratechnik ermöglicht die kontinuierliche Beobachtung von Tieren ohne störende Mensch-Tier-Interaktion. Bild: Münzebrock/LWK Niedersachsen

Die tierschutzgerechte Haltung von Schweinen erfordert eine regelmäßige und sorgfältige Tierbeobachtung. Dies erfordert Zeit und qualifiziertes Personal, das die Signale der Schweine erkennt und richtig interpretiert. Das Projekt DigiSchwein entwickelt und erprobt intelligente digitale Assistenzsysteme, die Landwirte zukünftig im Tierwohl- und Tiergesundheitsmonitoring unterstützen können.

Eine genaue Tierbeobachtung, das Erkennen von abweichendem Verhalten und Gesundheitsproblemen, das rasche Abstellen der Ursachen und das Einleiten von Gegenmaßnahmen sind wichtige Grundlagen für Tierwohl und Tiergesundheit. Die steigende Anzahl von Tieren pro Betrieb bei zunehmenden Fachkräftemangel stellt dabei eine wachsende Herausforderung dar. Denn die Qualität der Tierkontrollen hängt von der Beobachtungszeit und den Fähigkeiten der kontrollierenden Personen ab.

Ein weiteres Problem: Sobald Menschen zur Kontrolle oder Tierbetreuung ein Abteil betreten, kommt es zu einer mehr oder weniger ausgeprägten Mensch-Tier-Interaktion, die sich von erhöhter Aufmerksamkeit bis hin zu deutlicher Unruhe und fluchtartigem Aufspringen der Tiere äußern kann. Entsprechend anspruchsvoll ist es für den Menschen, das Wohlbefinden von Tiergruppen und Einzeltieren zu beurteilen. Unterschiedliche Kenntnisse und Erfahrungen, die subjektive Wahrnehmung, Ablenkung und Zeitdruck bei der Tierbeobachtung können die Ergebnisse beeinflussen.

Das Projekt DigiSchwein entwickelt und erprobt daher ein digitales Assistenzsystem mit dem Ziel eines lückenlosen Tierwohl- und Tiergesundheitsmonitorings. Das System ist in der Lage, sowohl kleine Abweichungen im Tierverhalten als auch größere Veränderungen in Tiergruppen und bei Einzeltieren zu erkennen.

Kontrollpflichten

Schweinehaltende müssen ihren Tierbestand mindestens zweimal täglich persönlich kontrollieren oder durch fachkundiges Personal in Augenschein nehmen lassen. Tierhaltende sind nach dem Tierschutzgesetzt außerdem zur betrieblichen Eigenkontrolle verpflichtet. Anhand verschiedener Indikatoren können das Tierwohl beurteilt und Schwachstellen im Management aufgedeckt werden.

Digitale Assistenzsysteme für objektive Tierbeobachtung

zeigt AufzuchtferkelFerkel im Stall. Auf dem Bild sind Tränkestellen mit Körpertemperatursensoren und Futterautomaten zu sehen. Klick führt zu Großansicht im neuen Fenster. — Im Versuchsstall Wehnen wurden zahlreiche Parameter sensorisch erfasst und die Daten genutzt, um die Software „DigiSchwein“ zu entwickeln. Bild: Ziegeler/ LWK Niedersachsen

Seit Anfang 2020 beschäftigt sich das Projekt DigiSchwein mit der Entwicklung eines sensorbasierten Frühwarnsystems und der Bereitstellung von Entscheidungshilfen für die Schweinehaltung. Die Erprobung erfolgte auf der Versuchsstation für Schweinehaltung Wehnen.

Das Assistenzsystem soll Betriebe mit Schweinen mit unkupierten Schwänzen und Sauenhaltungen mit Bewegungsbuchten und begrenzter Fixierungsdauer während der Abferkelung bei der Überwachung der Tiergesundheit und des Tierwohls unterstützen. Die Farmmanagement-Software kann mit der Unterstützung von Künstlicher Intelligenz (KI) die kontinuierlich erfassten Sensordaten auswerten, Plausibilitätsanalysen vornehmen und Warnhinweise sowie Entscheidungshilfen und Handlungsempfehlungen an den Tierhaltenden senden. Die Erfassung von Nährstoffströmen liefert darüber hinaus wichtige Informationen für den effizienten Einsatz von Betriebsmitteln und für umweltrelevante Fragen des Betriebsmanagements.

Verbundprojekt DigiSchwein

Im Projekt DigiSchwein werden digitale Lösungsansätze für eine tiergerechte und ressourcenschonende Schweinehaltung für konventionelle und ökologische Betriebe entwickelt und erprobt.

DigiSchwein soll Betriebe durch den Einsatz digitaler Tools beim Einsatz von Arbeitskräften und dem effizienten wie nachhaltigen Einsatz von Betriebsmitteln unterstützen. Dokumentation, Ressourcenschonung und umfassende Transparenz beim Nährstoffeinsatz sind weitere Projektschwerpunkte.

Die erste Versuchsphase erfolgte von 2/2020 bis 2/2023 auf der Versuchsstation Schweinehaltung der LWK Niedersachsen in Wehnen. Im Projekt wurde handelsübliche Sensortechnik wie Kameras, Wärmebildkameras, Datalogger zur Erfassung von Stallklimaparametern oder Durchflussmesser sowie NIRS-Sensoren zur Messung von Nährstoffgehalten in der Gülle installiert. Ziel ist – vereinfacht ausgedrückt – die Entwicklung einer Software, die Schweinehalter bei der täglichen Arbeit mit ihren Tieren unterstützt.

Das Projekt endet am 31.8.2024. Projektpartner sind Carl-von-Ossietzky Universität Oldenburg, Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover, Georg-August-Universität Göttingen, Thünen-Institut und OFFIS e.V. Institut für Informatik. Weitere Informationen zum Projekt DigiSchwein finden Sie hier.

Anwendungsbereiche von DigiSchwein

Abbildung einer Wärmebildkamera auf einem Computerbildschirm. Klick führt zu Großansicht im neuen Fenster. — Wärmebildkameras erkennen frühzeitig Verletzungen oder eine erhöhte Körpertemperatur, die auf eine beginnende Erkrankung hinweisen können. Bild: LWK Niedersachsen

Das Frühwarnsystem DigiSchwein unterstützt Betriebe bei der Haltung von Aufzuchtferkeln und Masttieren mit intakten Ringelschwänzen. Tierhaltende können bei den täglichen Kontrollen im Tierbestand zwar viele unerwünschte Veränderungen anhand von Lärm, Verletzungen und Hautveränderungen erkennen und Gegenmaßnahmen ergreifen. Fieber oder zu geringe Wasser- und Futteraufnahme sind bei diesen Kontrollgängen jedoch kaum sichtbar.

Auch frühe Anzeichen von Schwanzbeißen bei Einzeltieren sind schwer zu erkennen. Die Ringelschwanzhaltung von Schweinen gilt als Indikator für ihr Wohlbefinden. Allerdings ist es bei den täglichen Kontrollgängen aufgrund des hohen Aufwands nicht möglich, diese zu dokumentieren. Dank des Systems DigiSchwein, das Sensordaten lückenlos auswertet, können nun belastbare Informationen über das Wohlbefinden einzelner Tiere gesammelt werden. Diese Auswertungen und Dokumentationen gehen weit über Momentaufnahmen hinaus.

DigiSchwein unterstützt auch das Geburtsmanagement und konzentriert sich hier auf Sauenbetriebe mit Bewegungsbuchten und kurzzeitiger Fixierung. Das System erkennt das Nestbauverhalten der Sauen. Es hat gelernt, die Phasen des Geburtsverlaufs zu unterscheiden und ein hilfsbedürftiges Tier zu melden. Die Zeitabstände, in denen die Ferkel geboren werden, und ihr Bewegungsverhalten geben Auskunft über die Vitalität der Neugeborenen. Im weiteren Verlauf geben die Bewegungsaktivität und die Ferkelverteilung in den Ruhephasen Hinweise auf die Fitness des Wurfes, die Wärmeversorgung oder Milchmangel und andere Gesundheitsprobleme der Sau. Das System kann in Zukunft Betrieben mit großen Abferkelgruppen beim Geburtsmanagement unterstützen und helfen, Ferkelverluste weiter zu minimieren.