digital farm Story

Ferkel zählen auf Autopilot

Gerade bei der Umstallung verzählt sich das menschliche Auge schon einmal. "corvitac" aus Hannover setzt dafür Künstliche Intelligenz ein. (Foto: corvitac)

Das Start-up corvitac will die Dokumentation in der Schweinehaltung automatisieren. Den Anfang macht ein System, das Ferkel zählt. Die Schnittstelle zur Tierzahlmeldung ist in Arbeit. Und weitere Ideen noch in der Schublade.

Die Verladeklappe des Lkw ist noch nicht ganz unten, da eilt der Mitarbeiter schon zur nächsten Abteiltür. Drinnen hat der Kollege die abgesetzten Ferkel bereits auf den Gang getrieben. Bevor man sich versieht, strömen schon Dutzende Aufzuchtferkel im Laufschritt über den Zentralgang in Richtung Lkw. Auf dem Gang laufen die Ferkel flott weiter. Kurz vor der Verladeklappe wird es einmal kurz eng - dann aber kann die Fuhre Ferkel zum Flatdeck-Stall gefahren werden.

Manuel Sprehe (rechts) und die Mitgründer Timo Kaiser und Yiyun Luo. (Foto: Piepenbrock)

Was beim Verladen fast unbemerkt blieb: Der Mitarbeiter hat auf dem Weg zum nächsten Abteil mit einem Knopfdruck den „Pig-Counter“ von Gründer Manuel Sprehe aus Hannover gestartet: Eine an der Zentralgang-Decke befestigte Kamera, die jedes einzelne Ferkel erfasst und zählt, das unter ihr durchs Bild läuft. „Wenn der Landwirt selbst zählt, hat er eine durchschnittliche Fehlerquote von 0,7 %“, sagt Manuel. Ihm gehen also Ferkel auf der Rechnung und im Meldesystem verloren. „Unsere Kamera zählt richtig“, ist Manuel überzeugt. Und wenn sie sich verzählt, gibt sie dem Landwirt zumindest die Gelegenheit, den Fehler zu korrigieren. Und in Zukunft soll sie noch viel mehr können.

Dokumentation automatisieren

Der 29-jährige Landwirtssohn und Maschinenbauingenieur hat im April 2019 gemeinsam mit Mechatroniker Timo Kaiser (26) und Informationstechnikerin Yiyun Luo (23) das Start-up „corvitac“ gegründet. An der Uni Hannover entwickeln sie seit gut zwei Jahren ein System, das die Ferkelzählung und die daran geknüpfte Dokumentation automatisieren soll. Sprich: Hat das System die Tierzahl ermittelt, soll sie künftig per Knopfdruck an die Behörde gemeldet werden. Die Idee richtet sich zuerst an Sauen- und Ferkelhalter sowie an Schweinebetriebe, die im geschlossenen System wirtschaften. Später sollen Schlachthöfe dazukommen.

Der durchschnittliche Preis liegt bei 0,15 € pro Zählung. Bei großen Stückzahlen wird es etwas günstiger, bei kleinen etwas teurer.

Manuel Sprehe

„Im Moment fokussieren wir uns auf die Ferkelzählung“, sagt Manuel Sprehe. „Aber was die automatische Dokumentation angeht, kann man noch so viel machen.“ Die Optionen reichen über die frühzeitige Krankheitserkennung bis zur Gewichtsangabe eines Tieres auf Basis von Fotomaterial. „Da geht ziemlich viel ab in meinem Kopf“, sagt Manuel.

So funktioniert der Ferkelzähler

https://youtu.be/cXKDr1UEGCg

Auf der Habenseite steht vorerst nur der Schweinezähler. „Er wird von drei Schweinehaltern getestet“, sagt Manuel. Einer davon ist sein Vater. Franz Sprehe aus Lohne in Niedersachsen hält 600 Sauen im geschlossenen System und sagt nach dem Verladen: „Ich schätze, dass wir heute ungefähr 750 Ferkel abgesetzt haben. Aber ich muss sie genau gezählt haben. Einmal hatten wir uns um sage und schreibe 33 Ferkel verzählt!“ Das mag ein Extremfall sein. Aber so oder so gilt: Zählen kostet Zeit. Verzählen kostet Geld.

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Das Start-up corvitac will die Dokumentation in der Schweinehaltung automatisieren. Den Anfang macht ein System, das Ferkel zählt. Die Schnittstelle zur Tierzahlmeldung ist in Arbeit. Und weitere Ideen noch in der Schublade.

Die Verladeklappe des Lkw ist noch nicht ganz unten, da eilt der Mitarbeiter schon zur nächsten Abteiltür. Drinnen hat der Kollege die abgesetzten Ferkel bereits auf den Gang getrieben. Bevor man sich versieht, strömen schon Dutzende Aufzuchtferkel im Laufschritt über den Zentralgang in Richtung Lkw. Auf dem Gang laufen die Ferkel flott weiter. Kurz vor der Verladeklappe wird es einmal kurz eng – dann aber kann die Fuhre Ferkel zum Flatdeck-Stall gefahren werden.

Manuel Sprehe (rechts) und die Mitgründer Timo Kaiser und Yiyun Luo. (Foto: Piepenbrock)

Was beim Verladen fast unbemerkt blieb: Der Mitarbeiter hat auf dem Weg zum nächsten Abteil mit einem Knopfdruck den „Pig-Counter“ von Gründer Manuel Sprehe aus Hannover gestartet: Eine an der Zentralgang-Decke befestigte Kamera, die jedes einzelne Ferkel erfasst und zählt, das unter ihr durchs Bild läuft. „Wenn der Landwirt selbst zählt, hat er eine durchschnittliche Fehlerquote von 0,7 %“, sagt Manuel. Ihm gehen also Ferkel auf der Rechnung und im Meldesystem verloren. „Unsere Kamera zählt richtig“, ist Manuel überzeugt. Und wenn sie sich verzählt, gibt sie dem Landwirt zumindest die Gelegenheit, den Fehler zu korrigieren. Und in Zukunft soll sie noch viel mehr können.

Dokumentation automatisieren

Der 29-jährige Landwirtssohn und Maschinenbauingenieur hat im April 2019 gemeinsam mit Mechatroniker Timo Kaiser (26) und Informationstechnikerin Yiyun Luo (23) das Start-up „corvitac“ gegründet. An der Uni Hannover entwickeln sie seit gut zwei Jahren ein System, das die Ferkelzählung und die daran geknüpfte Dokumentation automatisieren soll. Sprich: Hat das System die Tierzahl ermittelt, soll sie künftig per Knopfdruck an die Behörde gemeldet werden. Die Idee richtet sich zuerst an Sauen- und Ferkelhalter sowie an Schweinebetriebe, die im geschlossenen System wirtschaften. Später sollen Schlachthöfe dazukommen.

Der durchschnittliche Preis liegt bei 0,15 € pro Zählung. Bei großen Stückzahlen wird es etwas günstiger, bei kleinen etwas teurer.

Manuel Sprehe

„Im Moment fokussieren wir uns auf die Ferkelzählung“, sagt Manuel Sprehe. „Aber was die automatische Dokumentation angeht, kann man noch so viel machen.“ Die Optionen reichen über die frühzeitige Krankheitserkennung bis zur Gewichtsangabe eines Tieres auf Basis von Fotomaterial. „Da geht ziemlich viel ab in meinem Kopf“, sagt Manuel.

So funktioniert der Ferkelzähler

Auf der Habenseite steht vorerst nur der Schweinezähler. „Er wird von drei Schweinehaltern getestet“, sagt Manuel. Einer davon ist sein Vater. Franz Sprehe aus Lohne in Niedersachsen hält 600 Sauen im geschlossenen System und sagt nach dem Verladen: „Ich schätze, dass wir heute ungefähr 750 Ferkel abgesetzt haben. Aber ich muss sie genau gezählt haben. Einmal hatten wir uns um sage und schreibe 33 Ferkel verzählt!“ Das mag ein Extremfall sein. Aber so oder so gilt: Zählen kostet Zeit. Verzählen kostet Geld.

Wer sich die Videos genauer anschaut, kann die Technik quasi rödeln sehen. Man sieht den Bildausschnitt einer Kamera, die senkrecht von der Decke hinab die gesamte Breite des Zentralganges filmt. Dann laufen Ferkel ins Bild: mal kleine, mal große Gruppen. Mal hektisch und gedrängt, mal in aller Ruhe. Der Betrachter sieht die Ferkel von oben, in scharfer Auflösung. Am Rücken der Tiere haftet ein kleiner weißer Punkt, den das Ferkel auf seinem Laufweg durch das Bild nicht abschüttelt. Dabei handelt es sich nicht um eine Stiftzeichnung. Die Punkte werden digital hinzugefügt. Auch eine kleine, grüne Linie wird dort wie ein Kondensstreifen gezogen, wo das Ferkel noch Augenblicke zuvor lang gelaufen ist. In der oberen linken Ecke des Bildschirms wird gezählt. Kommen bereits erfasste Ferkel zurück, zieht der Zähler sie wieder ab.

„Gerade bei der Umstallung ist es schwierig, Ferkel in großen Gruppen zu zählen“, sagt Manuel. „Aber es ist gesetzliche Pflicht und auch für den Verkauf müssen die Handelspartner ja wissen, wie viele Tiere verladen wurden.“ In der Praxis werden sich Ferkelerzeuger und Abnehmer zwar einig. Aber ob ausgerechnet der Erzeuger dabei immer die Nase vorn hat, bezweifelt Manuel. „Der Mäster zahlt doch nicht ein Ferkel mehr“, ist auch Franz Sprehe überzeugt.

Geschäftsmodell und Kosten

Eine Kamera hängt über dem Zentralgang. Sie kann die Ferkel auch erfassen, wenn es mal eng wird. (Fotos: Schildmann)

Der Pig-Counter soll sich nach Angaben von corvitac für Betriebe lohnen, die mindestens 400 Sauen halten. Eine fest installierte Kamera wird mindestens 2,20 m hoch an einer Stelle montiert, die alle Ferkel passieren müssen. Diese darf nicht erst kurz vor dem Ausgang sein, damit die Ferkel nicht zu gedrängt laufen. Die Steuerungseinheit wird mobil angeschlossen. Sie kann also für Updates und Datenübertragung auch im Büro ans Internet angeschlossen werden. WLAN im Stall ist daher lediglich optional.

Die Hardware-Kosten liegen in der Anschaffung einmalig bei 2500 €. Die Montage übernimmt der Hofelektriker. Das corvitac-Team fährt einmal zum Landwirt raus, um ihm die Handhabung zu erklären. „Der Bauer muss ein Gefühl dafür entwickeln, wie er die Tiere treiben muss“, sagt Manuel. Der größte Kostenpunkt für den Kunden dürfte eine Lizenzgebühr sein, die pro gezähltem Ferkel anfällt. „Der durchschnittliche Preis liegt bei 0,15 € pro Zählung. Bei großen Stückzahlen wird es etwas günstiger, bei kleinen etwas teurer“, rechnet Manuel vor. Zielgruppe sind zum jetzigen Zeitpunkt also Betriebe, die ihren Zählvorgang erleichtern wollen und für die dieser durchaus stattliche Preis das rechnerisch kleinere Übel ist.

Was die automatische Dokumentation angeht, kann man noch so viel machen.

Manuel Sprehe

Wer schlussendlich die Zielgruppe bilden wird, ist ohnehin noch nicht sicher. So betrachten die Gründer z. B. die Entwicklung der Schweinehaltung in Deutschland durchaus aufmerksam. „Wir fokussieren uns erstmal auf Deutschland. Aber wir haben auch Europa im Blick und schon Anfragen aus den USA und Kanada.“ Die Gründer gehen davon aus, dass Zähl- und Automatisierungssysteme in den kommenden Jahren an Wichtigkeit gewinnen werden, wenn kleinere Sauenhalter zugunsten von Betrieben mit größeren Tierzahlen ausscheiden. „Die brauchen uns umso mehr“, sagt Manuel.

Investor direkt in der Familie?

Die Ferkel werden auf dem Zentralgang von einer Kamera erfasst, die – nicht wie hier – von vorne filmt, sondern von oben. (Foto: Schildmann)

Das System funktioniert, wird aber mithilfe der auf den Testbetrieben anfallenden Daten noch feingeschliffen. „Bei normal laufenden Ferkeln zählen wir vollautomatisch schon zu 99 % richtig“, sagt Timo Kaiser. „Nach der Korrektur auf dem Bildschirm sind es dann 100 %“, so der IT-Spezialist. Wenn die Ferkel aufeinander getrieben wurden und die Wahrscheinlichkeit eines Zählfehlers hoch ist, meldet die Software dem Landwirt das. Dann schaut er sich die Videosequenz nochmal an und korrigiert die Zahl. „Die Aufnahme startet erst, wenn Bewegung ins Bild kommt. Wie bei einem Bewegungsmelder. So ist das Gesamtmaterial vom Umstallungsprozess nur wenige Minuten lang“, erklärt Timo.

Die Gründer wissen, wie wichtig die praxisnahe Umsetzung ihrer Geschäftsidee ist. Wenn sie im Stall nicht anwendbar ist, hat sie verloren. Deshalb ist der Sauenbetrieb von Manuels Vater ihr wichtigster Testbetrieb. Mit ihm spricht Manuel oft über die Technik. „Die Idee ist quasi am Familientisch entstanden“, so der Landwirtssohn. Und Franz Sprehe sagt: „Ich bin sein größter Kritiker, wenn es nicht läuft. Außerdem habe ich keine Ahnung von Technik.“ Soll heißen: Wenn er die Technik bedienen kann, kann es jeder.

Die Kamera lässt sich an der mobilen Steuerungseinheit einschalten. Franz Sprehe gibt seinem Sohn Praxis-Feedback. (Foto: Schildmann)

Aber auch seine Verwandtschaft, in der der Fleischkonzern „Feinkost Sprehe“ angesiedelt ist, kennt die Idee und könnte noch ein wertvoller Ansprechpartner werden. Denn Schlachthöfe sollen als Zielgruppe dazukommen. „Die Anzahl der Tiere, die da durchgehen, ist jetzt schon groß und wird weiter zunehmen. Daher glauben wir, dass unser Pig-Counter dort interessant sein könnte,“ sagt Manuel.

Krankheiten frühzeitig erkennen?

An den Schlachthöfen soll das System von corvitac nicht nur zählen, sondern den Zustand der Tiere erfassen. Der heutige Pig-Counter bildet dafür lediglich Grundlagen. Die Bilderkennungs-Algorithmen werden zwar besser und auf den Videos erkennt der Betrachter die Ferkel jetzt schon deutlich. „Aber wir sehen die Tiere nur von oben und nur dann, wenn sie durchs Bild laufen“, sagt Timo. Nach seiner Einschätzung wäre es relativ einfach zu programmieren, dass das System auch entzündete Schwänze oder sichtbare Hautkrankheiten erkennt. „Andere Krankheiten, die sich durch ein verändertes Verhalten zeigen, wären aber nur mit einer kontinuierlichen Beobachtung im Abteil möglich“, so der gelernte Mechatroniker. Eine weitere Herausforderung ist die Zuordnung einer Information zu einem Tier. „Im Moment könnten wir sagen, ‚in der Gruppe befindet sich ein krankes Tier‘, wir wissen aber nicht, welches“, sagt Timo. Das Team muss nun abwägen, welche offene Baustelle es als Nächstes angeht. „Wir schauen, was die Kunden wollen“, sagt Manuel.

Schnittstellen zum Amt

Die Krankheitserkennung ist ohnehin Zukunftsmusik. Damit neben dem Zählen die Dokumentation automatisiert werden kann, müssen zuerst Schnittstellen geschaffen werden. Zum eigenen Sauenplaner, zum abnehmenden Mäster, zum Schlachthof – auf jeden Fall aber die Schnittstelle zur Kammer muss etabliert werden. Manuel und Timo halten das für die kleinste Baustelle. „Die Mammutaufgabe ist die Erstellung verlässlicher Daten. Hat man die, ist die Übertragung an die Tiermeldung dann ein Klacks.“


Was passiert mit den Daten?

Das Kamerasystem des Pig-Counters erfasst jedes Ferkel aus der Vogelperspektive. Ferkel, die krank oder verletzt sind, werden mitgefilmt. corvitac kann vorübergehend auf alle Videos zugreifen und verwendet das Material dazu, den Algorithmus zu verbessern. Hier werden vor allem Bilder genutzt, die vom System als „abweichend“ erfasst werden. Davon werden nur gezielte Ausschnitte zur Verbesserung gespeichert und sind nach Unternehmensangaben nachträglich keinem Betrieb mehr zuzuordnen.