Ergebnisse EB1 „Tracking“

Das Hauptziel des Experimentierbereichs 1 war die Beurteilung von Anwendungsmöglichkeiten und Entwicklungsständen von Trackingsystemen. Zu diesem Zweck wurden zwei verschiedene Methoden verwendet. Das Framework von Stachowicz und Umstätter (2021) wurde zur Einschätzung der Anwendbarkeit von Trackingsystemen für das Tierwohlmonitoring und die Technology Readiness Levels (TRL) zur Bewertung des technologischen Reifegrades herangezogen.

Anwendungsmöglichkeiten von Trackingsystemen für das Tierwohlmonitoring

Als erstes wurden die Anwendungsmöglichkeiten von Trackingsystemen zum Tierwohlmonitoring anhand eines dreistufigen Frameworks von Stachowicz und Umstätter (2021) bewertet (Abbildung 1). Trackingsysteme werden hauptsächlich für eine effiziente Positionsbestimmung von Tieren verwendet. Darüber hinaus gibt es aber kommerziell verfügbare Trackingsysteme, die neben der Tierortungsfunktion auch die Aufenthaltsdauer der Tiere in verschiedenen Funktionsbereichen aufzeichnen (siehe Abbildung 2). Das Verhalten, dass eine Kuh tatsächlich an dem erfassten Aufenthaltsort ausführt, kann allerdings mit solchen Systemen nicht bestimmt werden. So kann eine Kuh z.B. im Liegebereich nicht nur liegen, sondern auch stehen oder sich ebenso im Fressbereich aufhalten ohne dabei Futter aufzunehmen. Demnach können Veränderungen in den Aufenthaltsdauern in Funktionsbereichen nur indirekt auf eine Veränderung im Tierverhalten hindeuten. Folglich können Trackingsysteme, selbst mit Zusatzfunktionen, entsprechend des Frameworks von Stachowicz und Umstätter (2021), nur potentiell auf einen veränderten Tierwohlstatus hindeuten. Eine Unterscheidung zwischen Gesundheits- und Disstressproblemen (zweite Stufe des Frameworks) sowie die Erkennung von definierten Erkrankungen (dritte Stufe des Frameworks), ist mithilfe von Trackingsystemen hingegen gar nicht möglich, da hierfür spezifische Indikatoren erhoben werden müssten.

Es lässt sich also schlussfolgern, dass Trackingsysteme sehr gut zum schnelleren Auffinden einzelner Tiere im Stall genutzt werden können. Eine Abschätzung, ab welcher Tierzahl ein Trackingsystem eine arbeitswirtschaftliche Erleichterung bringt, kann zu diesem Zeitpunkt allerdings noch nicht abgegeben werden. Zur Erkennung von generellen Tierwohlproblemen eigen sich Trackingsysteme dagegen nur sehr bedingt,

Abbildung 1. Die drei Ebenen des Tierwohlmonitorings des Frameworks von Stachowicz und Umstätter (2021).

Abbildung 2. Anhand der Echtzeitortung des Sensorsystems SMARTBOW® (Zoetis, Weibern, Österreich) können die prozentualen Anteile der Zeit, die die Kühe im Durchschnitt in jedem der drei Funktionsbereiche „Liegen“, „Stehen“ und „Fressen“ verbringen, bestimmt werden. Die Abbildung wurde von Stachowicz et al. 2022 in angepasster Form übernommen.

Entwicklungsstand von Trackingsystemen für ihre Anwendungen

In einem weiteren Schritt wurde der Entwicklungsstand von Trackingsystemen für einzelne Anwendungen bewertet. Dafür wurden die Technologiereifegrade (Technology Readiness Level, TRL) herangezogen, die von Level 0 „Idee“ bis Level 9 „Produkt“ reichen (siehe Abbildung 3).

Je nach zugrundeliegender Ortungstechnologie sind Trackingsysteme oft bereits marktreife Produkte (Level 9), die von verschiedenen Herstellern angeboten werden. Trackingsysteme bestehen meistens aus „Ankern“, die fest im Stall angebracht sind, und „Tags“, die an den Tieren befestigt werden. Mithilfe der unterschiedlichen Signallaufzeiten oder Signalstärken von verschiedenen Ankern zu einem Tag wird dessen Position berechnet. Da hierfür möglichst freie Sichtachsen zwischen Ankern und Tags benötigt werden, werden die Anker erhöht angebracht. Demnach erfolgt die Ortung der Tiere mit diesen Systemen zweidimensional. Für andere Anwendung wie z.B. zur Unterscheidung von Stehen und Liegen müssten die Anker in verschiedenen Höhen und auch auf Bodenebene angebracht werden. Dies würde einer dreidimensionalen Erfassung entsprechen, in der aber die Sichtachsen aufgrund von Stalleinrichtung und Tieren blockiert werden, wodurch eine Ortung nicht mehr möglich ist. Das technologische Prinzip zur Bestimmung von Stehen und Liegen mittels Tracking ist also theoretisch vorhanden, doch in der Praxis funktioniert die Umsetzung bisher nicht. Zur Unterscheidung von Stehen und Liegen sind Trackingsysteme daher dem Level 2 zuzuordnen. Eine weitere Anwendung von Trackingsystemen zielt auf die Bestimmung des Bewegungsverhaltens von Kühen ab. Dafür wurde in

einer Studie eine neue Software für ein kommerzielles Trackingsystem (Ubisense) entwickelt, mit der die Laufgeschwindigkeit der Tiere bestimmt werden kann. Da es sich hierbei um eine Prototyp-Software handelt, befinden sich diese Anwendungen auf Level 6. Die aus der Studie gewonnenen Daten konnten für den Brunstnachweis erfolgreich verwendet werden, die Funktion ist allerdings wie die Software selbst noch nicht kommerziell verfügbar. Im Gegensatz dazu ist es technisch nicht möglich bestimmte Verhaltensweisen ausschließlich durch das Tracking zu identifizieren. Zum Beispiel wird die Aktivität „Fressen“ auch zukünftig nicht über das Tracking nachweisbar sein, jedoch können die Fresszeiten durch die Aufenthalte am Futtertisch indirekt abgeleitet werden. Diese Bestimmung von Tieren in den einzelnen Funktionsbereichen entspricht technisch dem Level 9.

Es lässt sich also Schlussfolgern, dass die Ortung von Tieren und die Bestimmung der Aufenthaltsdauer in Funktionsbereichen mittels Trackingsystemen ausgereift ist. Anwendungen, welche darüber hinausgehen, befinden sich technisch zwischen der Idee- und der Prototypstufe.

Abbildung 3. Die einzelnen Stufen des Technology Readiness Levels (TRL) nach Cloudwatch (www.cloudwatchhub.eu)