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Mittwoch, 5. August 2015

Hightech-Knopf im Ohr

Derzeitige Technik stößt an Grenzen
Redaktion: Universität Hohenheim
PRESSEMITTEILUNG
Stuttgart/gc. Ein neuer Knopf im Ohr von Nutztieren soll künftig die individuelle Tierbetreuung vereinfachen und somit den Tieren zugutekommen, für mehr Transparenz bei den Verbrauchern sorgen und Landwirten die Arbeit erleichtern. Ultra-Hochfrequenz-Technik heißt die neue Zauberformel für elektronische Ohrmarken.


In Lagerhallen bereits gang und gäbe, stieß diese Technik im Stall jedoch bislang rasch an ihre Grenzen. Nun haben Agrartechniker der Universität Hohenheim zusammen mit Firmenpartnern neuartige Ohrmarken, Transponder und Lesegeräte entwickelt. Das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft fördert über den Projektträger Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung das Projekt mit über 297.000 Euro. Damit gehört es zu den Schwergewichten der Forschung an der Universität Hohenheim.

Ohrmarken sind in Deutschland für alle Rinder, Schweine, Schafe und Ziegen Pflicht. Teilweise sind sie bereits mit Transpondern ausgestattet, so dass die Daten elektronisch ausgelesen werden können.

Diese elektronischen Ohrmarken bieten mehrere Vorteile:
• Sie tragen den Bedürfnissen der Tiere Rechnung, indem sie zum Beispiel individuelle Fütterung und Haltung sowie rasche Erkennung von Verhaltens- oder Gesundheitsveränderungen ermöglichen.

• Den Landwirten sind sie eine wertvolle Hilfe bei der Betriebsführung.

• Und schließlich profitieren in Zeiten von Lebensmittelskandalen auch die Verbraucher von einer besseren Transparenz und Rückverfolgbarkeit.

Derzeitige Technik stößt an Grenzen
Technisch basieren die elektronischen Ohrmarken auf der sogenannten Radio-Frequenz-Identifikation (RFID). Standard in der Tierhaltung ist derzeit noch die Niederfrequenz-Technik. Doch diese stößt schnell an ihre Grenzen.

„Die Lesegeräte erkennen immer nur ein einziges Tier in einer ganzen Gruppe“, erläutert Prof. Dr. Thomas Jungbluth, der an der Universität Hohenheim das Fachgebiet Verfahrenstechnik der Tierhaltungssysteme leitet. „Daher muss man bislang bei der Erfassung die einzelnen Tiere jeweils von der Herde trennen.“

Das verursache Herdentieren Stress und bedeute für den Landwirt einen hohen Aufwand. „Hinzu kommt, dass die Lesereichweite der Geräte zu wünschen übrig lässt: Das Tier mit seiner Ohrmarke darf nicht allzu weit von der Leseantenne entfernt sein.“

Ultra-Hochfrequenz-Technik kann Tierhaltung erleichtern
Nun hat sich ein Forschungsprojekt der Universität Hohenheim zum Ziel gesetzt diese Nachteile zu überwinden. Prof. Dr. Eva Gallmann vom Fachgebiet Verfahrenstechnik der Tierhaltungssysteme arbeitet zusammen mit den Doktoranden Nora Hammer und Felix Adrion seit 2012 an dem Thema.

Die Forscher verwenden eine Technik, die in der Industrielogistik schon lange eine große Hilfe ist: Die Ultra-Hochfrequenz (UHF). Sie ermöglicht etwa die sogenannte Pulkerfassung, bei der man alle Gegenstände gleichzeitig erfassen kann. Außerdem bietet sie größere Lesereichweiten und Lesegeschwindigkeiten sowie die Möglichkeit zur Lokalisierung eines Objektes.

In der Tierhaltung versprechen UHF-Transponder und -Lesegeräte künftig viele Anwendungsmöglichkeiten und Zusatznutzen gegenüber der Niederfrequenz-Technik:

• Tiergerechtere Ställe, da das Verhalten einzelner Tiere rascher erfasst und so auf ihre individuellen Bedürfnisse eingegangen werden kann,

• eine an die Bedürfnisse der Tiere besser angepasste Tierhaltung,

• Unterstützung beim Management, der tierindividuellen Fütterung und der Krankheitsfrüherkennung,

• Schonung der Ressourcen wie Wasser, Energie, Futter, Medikamente und folglich auch des Geldbeutels,

• mehr Transparenz für Verbraucher, die leichter erfahren können woher ihr Fleisch kommt.

Störgrößen erschweren Einsatz von Ultra-Hochfrequenz
Doch was in der Lagerhalle reibungslos funktioniert, scheitert bislang an den Verhältnissen im Stall: „Wasser und Metall stören das System“, erklärt Prof. Dr. Gallmann. „Und davon gibt es beides reichlich in einem Stall.“

Und noch etwas unterscheidet die Tier- von der Lagerhaltung: „Tiere bewegen sich im Unterschied zu Paketen selbstständig. Das macht die Signalübertragung schwierig. Es stellt schon eine kleine technische Herausforderung dar, wenn das Tier nur den Kopf bewegt oder mit dem Ohr wackelt.“

Forscher passen Technik an Stallumgebung an
Bisher fanden daher nicht von allen Ohrmarken die Transponder-Signale immer zuverlässig den Weg zu Lesegerät und Zentralrechner. So muss man wissen, dass schon die Art der Integration eines Transponders in eine Kunststoffohrmarke Einfluss auf die Lesbarkeit hat.

Auch die maximale Reichweite der UHF-Technik konnte im Stall bisher nicht voll ausgeschöpft werden. „Sie schwankte etwa zwischen zwei und zehn Metern“, erläutert Prof. Dr. Gallmann. „Das war zwar allemal mehr als bei der Niederfrequenztechnik, aber auf jeden Fall noch ausbaufähig.“

Um die Fehlerquellen zu beseitigen, waren im aktuellen Projekt Firmenpartner mit am Werk. Dank der Erkenntnisse der Agrartechniker gelang es den Hersteller-Firmen, die UHF-Technik an die Gegebenheiten im Stall weiter anzupassen. Mittlerweile ist die Bauweise der Transponder so modifiziert, dass man trotz der Störeinflüsse gute Erfassungswerte erreichen kann.

Einblick in den Tagesablauf eines Tieres
Die Möglichkeiten, die sich mit der neuen Technik eröffnen, wollen die Forscher nutzen. Denn im Gegensatz zur RFID-Technik mit Niederfrequenz kann UHF auch ein sogenanntes Hot-Spot-Monitoring ermöglichen. Damit werden die Aktivitäten eines Tieres an Trog, Tränke und Beschäftigungsmaterial überwacht.

„So kann ein Landwirt mitverfolgen, in welchen Stallbereichen eine einzelne Kuh oder ein Schwein den Tag verbringt. Wenn ein Tier beispielsweise auffallend selten die Hot-Spots aufsucht, kann das etwa ein Hinweis auf eine Erkrankung sein, die kontrolliert werden muss“, erklärt Prof. Dr. Gallmann.

Die bisherigen Ergebnisse zum Hot-Spot-Monitoring von Mastschweinen sind vielversprechend. Auch eine Lokalisierung der einzelnen Tiere im Stall soll die UHF-Technik ermöglichen.

Beides dient der Erfassung von Gesundheits- und Leistungskriterien in Forschung und Praxis. Endgültige Resultate zum Projekt UTE erwarten die Forscher bis Ende dieses Jahres.

Hintergrund:
Das Kürzel UTE steht für UHF-Tier-Erkennung. Es ist der Kurzname für das Forschungsprojekt „Elektronische Tierkennzeichnungssysteme auf Basis ultrahochfrequenter Radio-Frequenz-Identifikation“. UTE ist 2012 angelaufen und wird in diesem Jahr seinen Abschluss finden. Projektpartner sind die vier Unternehmen Agrident GmbH, deister electronic GmbH, Caisley International GmbH und Phenobyte GmbH & Co. KG. Sie entwickeln und produzieren Ohrmarken, Transponder, Lesegeräte und die Auswertungssoftware. Das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) und die Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE) fördern das Forschungsprojekt im Rahmen der Innovationsförderung mit über 297.000 Euro.

Hintergrund: Schwergewichte der Forschung
Rund 30 Millionen Euro an Drittmitteln akquirierten Wissenschaftler der Universität Hohenheim 2014 für Forschung und Lehre. In loser Folge präsentiert die Universität Hohenheim in der Reihe „Schwergewichte der Forschung“ herausragende Forschungsprojekte mit einem finanziellen Volumen von mindestens 250.000 Euro bei den Experimental- bzw. 125.000 Euro bei den Sozial- und Gesellschaftswissenschaften.

Kontakt für Medien:
Prof. Dr. Thomas Jungbluth
Universität Hohenheim
Fachgruppe Verfahrenstechnik
der Tierhaltungssysteme,
Tel.: 0711-459 22 83 5
Thomas.Jungbluth@uni-hohenheim.de

apl. Prof. Dr. Eva Gallmann
Universität Hohenheim
Fachgruppe Verfahrenstechnik der Tierhaltungssysteme
Tel.: 0711-45 92 25 08
eva.gallmann@uni-hohenheim.de

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