digital future Story

Jedes Tier im Blick

Wir haben mit Prof. Hessel über die Digitalisierung der Nutztierhaltung gesprochen.
Welche Chancen und welche Gefahren die Digitalisierung in der Nutztierhaltung birgt, das hat f3 im Interview mit Prof. Hessel, BMEL-Digitalisierungsexpertin, besprochen. (Foto: lukesw/stock.adobe.com)

Welche technologischen Innovationen kommen in der Nutztierhaltung auf uns zu? Wo liegen Chancen? Und wo Grenzen der Digitalisierung im Stall? Darüber sprach f3 mit der Digitalisierungsbeauftragten des BMEL, Prof. Dr. Engel Friederike Hessel.

f3 - farm. food. future: Frau Prof. Hessel, Sie sagen „Das einzelne Tier rückt durch die Digitalisierung wieder mehr in den Vordergrund.“ Was heißt das?

Prof. Dr. Hessel ist Digitalisierungsbeauftragte am BMEL. (Foto: Johann Heinrich, Thünen-Institut)

Prof. Dr. Hessel: Wir entwickeln zunehmend Methoden, die es uns ermöglichen, das Tier gezielt als Einzeltier zu betrachten und entsprechend zu füttern und medizinisch zu behandeln. Im Moment ist es so, dass wir das Tier meist innerhalb einer Gruppe sehen. Egal ob als ein Tier in einer 20er-Bucht Mastschweine oder als eins unter 40.000 Masthähnchen. Da zählen Mittelwerte, die sich auf die Gruppe beziehen. Wenn wir technologisch dahin kommen, Informationen und Daten aus dem Stall zu generieren und sie auf das einzelne Tier herunterzubrechen, dann können wir sagen, was dieses Einzeltier konkret braucht.

f3 - farm. food. future: Welche Vorteile hätte das für das Tier, den Landwirt – und für die Gesellschaft?

Prof. Dr. Hessel: Am dringendsten brennt uns doch derzeit der Ressourcenschutz und das Tierwohl unter den Nägeln. Beides ließe sich durch die Betrachtung des Einzeltieres verbessern. Ich gebe Ihnen ein Beispiel: Gefüttert wird heute meist nach einem Gruppenmittelwert. Wenn die Tiere im Durchschnitt soundso schwer sind, dann braucht die Gruppe soundso viel Futter. Weiß ich aber für das einzelne Tier, ob es sein Fressverhalten im Vergleich zu den vorangegangenen Tagen verändert hat und kombiniere ich dieses Wissen noch mit seinem Bewegungsmuster, dann könnten kluge Algorithmen daraus künftig Rückschlüsse auf die Tiergesundheit ziehen.

In Zukunft werden im Mastbereich vor allem Technologien der Bildanalyse, also Kamerasysteme, zunehmen.

Prof. Dr. Hessel

Sprich: Der Landwirt würde frühzeitig ein Signal auf sein Smartphone erhalten und wissen, welches Tier innerhalb einer Gruppe auffällig ist. Er könnte es isolieren und im Krankheitsfall verhindern, dass sich alle anderen Tiere der Gruppe anstecken. Dementsprechend werden weniger Tiere krank, die Menge an benötigten Medikamenten verringert sich und die Betriebsleistung bricht nicht so stark ein.

Innovationen für Schweine- und Geflügelhalter


(Illustration: Christina Helmer)

f3 - farm. food. future: In der Milchviehhaltung steht das Einzeltier bereits sehr im Fokus: Sensoren am Halsband oder an der Ohrmarke sind nichts Besonderes mehr und jedes Gramm weniger Milch fällt der Software auf. Was ist in der Schweine- und Geflügelhaltung an Innovationen zu erwarten?

Prof. Dr. Hessel: Rein technisch betrachtet ist vieles bereits möglich. Und einiges ja auch schon ewig in der Praxis im Einsatz. Von der Milchkuh weiß der Tierhalter im Grunde alles. Das Gesundheitsmonitoring findet dort schon lange statt. Anbieter von Melktechnik sind weit vorn mit digitalen Angeboten. Aber die Milchkuh lebt ja auch am längsten von allen Nutztieren. Da sind innovative Techniken gut investiert.

Bei den anderen Tierarten ist es eine Kostenfrage. Je kürzer die Lebensdauer und je kleiner das Tier ist, umso weniger stehen Sensoren am Tier im Fokus. So sind bei Zuchtsauen beispielsweise RFID-Chips längst Standard, wenn sie in Gruppen mit Abruffütterung gehalten werden. Ich denke, in Zukunft werden im Mastbereich vor allem Technologien der Bildanalyse, also Kamerasysteme, zunehmen. Sie haben das ganze Abteil im Blick und können dennoch das Einzeltier ausmachen. Das ist auch mit Lautüberwachung möglich, an der bereits geforscht wird. Dabei werden Tiere erkannt, die husten oder andere Stresslaute von sich geben.

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Welche technologischen Innovationen kommen in der Nutztierhaltung auf uns zu? Wo liegen Chancen? Und wo Grenzen der Digitalisierung im Stall? Darüber sprach f3 mit der Digitalisierungsbeauftragten des BMEL, Prof. Dr. Engel Friederike Hessel.

f3 – farm. food. future: Frau Prof. Hessel, Sie sagen „Das einzelne Tier rückt durch die Digitalisierung wieder mehr in den Vordergrund.“ Was heißt das?

Prof. Dr. Hessel ist Digitalisierungsbeauftragte am BMEL. (Foto: Johann Heinrich, Thünen-Institut)

Prof. Dr. Hessel: Wir entwickeln zunehmend Methoden, die es uns ermöglichen, das Tier gezielt als Einzeltier zu betrachten und entsprechend zu füttern und medizinisch zu behandeln. Im Moment ist es so, dass wir das Tier meist innerhalb einer Gruppe sehen. Egal ob als ein Tier in einer 20er-Bucht Mastschweine oder als eins unter 40.000 Masthähnchen. Da zählen Mittelwerte, die sich auf die Gruppe beziehen. Wenn wir technologisch dahin kommen, Informationen und Daten aus dem Stall zu generieren und sie auf das einzelne Tier herunterzubrechen, dann können wir sagen, was dieses Einzeltier konkret braucht.

f3 – farm. food. future: Welche Vorteile hätte das für das Tier, den Landwirt – und für die Gesellschaft?

Prof. Dr. Hessel: Am dringendsten brennt uns doch derzeit der Ressourcenschutz und das Tierwohl unter den Nägeln. Beides ließe sich durch die Betrachtung des Einzeltieres verbessern. Ich gebe Ihnen ein Beispiel: Gefüttert wird heute meist nach einem Gruppenmittelwert. Wenn die Tiere im Durchschnitt soundso schwer sind, dann braucht die Gruppe soundso viel Futter. Weiß ich aber für das einzelne Tier, ob es sein Fressverhalten im Vergleich zu den vorangegangenen Tagen verändert hat und kombiniere ich dieses Wissen noch mit seinem Bewegungsmuster, dann könnten kluge Algorithmen daraus künftig Rückschlüsse auf die Tiergesundheit ziehen.

In Zukunft werden im Mastbereich vor allem Technologien der Bildanalyse, also Kamerasysteme, zunehmen.

Prof. Dr. Hessel

Sprich: Der Landwirt würde frühzeitig ein Signal auf sein Smartphone erhalten und wissen, welches Tier innerhalb einer Gruppe auffällig ist. Er könnte es isolieren und im Krankheitsfall verhindern, dass sich alle anderen Tiere der Gruppe anstecken. Dementsprechend werden weniger Tiere krank, die Menge an benötigten Medikamenten verringert sich und die Betriebsleistung bricht nicht so stark ein.

Innovationen für Schweine- und Geflügelhalter


(Illustration: Christina Helmer)

f3 – farm. food. future: In der Milchviehhaltung steht das Einzeltier bereits sehr im Fokus: Sensoren am Halsband oder an der Ohrmarke sind nichts Besonderes mehr und jedes Gramm weniger Milch fällt der Software auf. Was ist in der Schweine- und Geflügelhaltung an Innovationen zu erwarten?

Prof. Dr. Hessel: Rein technisch betrachtet ist vieles bereits möglich. Und einiges ja auch schon ewig in der Praxis im Einsatz. Von der Milchkuh weiß der Tierhalter im Grunde alles. Das Gesundheitsmonitoring findet dort schon lange statt. Anbieter von Melktechnik sind weit vorn mit digitalen Angeboten. Aber die Milchkuh lebt ja auch am längsten von allen Nutztieren. Da sind innovative Techniken gut investiert.

Bei den anderen Tierarten ist es eine Kostenfrage. Je kürzer die Lebensdauer und je kleiner das Tier ist, umso weniger stehen Sensoren am Tier im Fokus. So sind bei Zuchtsauen beispielsweise RFID-Chips längst Standard, wenn sie in Gruppen mit Abruffütterung gehalten werden. Ich denke, in Zukunft werden im Mastbereich vor allem Technologien der Bildanalyse, also Kamerasysteme, zunehmen. Sie haben das ganze Abteil im Blick und können dennoch das Einzeltier ausmachen. Das ist auch mit Lautüberwachung möglich, an der bereits geforscht wird. Dabei werden Tiere erkannt, die husten oder andere Stresslaute von sich geben.

Die Chinesen forschen sogar schon an der Gesichtserkennung bei Schweinen, um die Emotionen des Tieres ablesen zu können.

Prof. Dr. Hessel

Es gibt auch Ansätze, die unter anderem auf Basis des gefilmten Tierverhaltens im Abteil Schwanzbeißen voraussagen wollen. Und die Chinesen forschen sogar schon an der Gesichtserkennung bei Schweinen, um die Emotionen des Tieres ablesen zu können. Aus dieser Menge an tierindividuellen Daten ließen sich auf lange Sicht Haltungssysteme wissenschaftlich bewerten.

Problem: die Schnittstellen

f3 – farm. food. future: Was noch nicht gut genug funktioniert, ist die Kommunikation und Vernetzung der Technologien untereinander. Es gibt viel digitalisierte Technik in den Ställen und in der Forschung. Nur die Schnittstellen sind noch nicht da. Ist das die wahre Herausforderung?

Prof. Dr. Hessel: Alles im Stall hängt mit allem zusammen. Wir reden hier über so viele Faktoren! Wenn der Milchviehhalter z.B. die Melktechnik von Firma A nutzt, aber eine Brunst­erkennung von Firma B, dann kriegt er die Daten nicht zusammen in ein System! Um die Brunst zu erkennen, müssen aber Milchmengedaten mit Bewegungsdaten vernetzt werden.

Genau hier setzt in der Tat die Zukunftsmusik an! Dass die Sensoren unterschiedlicher Unternehmen in der Praxis über offene Schnittstellen miteinander verknüpft werden. Dazu brauchen wir eine Plattform, auf der die Daten zusammengeführt werden. Aber: Wie die ausgestaltet sein müsste, das wissen wir derzeit noch nicht. Das ist jetzt die große Aufgabe. Fest steht, der Austausch muss gewährleistet werden. Aber die Entscheidungshoheit darüber, wer welche Daten erhält, muss beim Landwirt bleiben.

(Illustration: Christina Helmer)

Datenfrage noch ungeklärt

f3 – farm. food. future: Denn der fürchtet um seine Betriebsgeheimnisse oder darum, sich zu sehr an ein einzelnes Unternehmen zu binden. Verstehen Sie die Skepsis vieler Betriebsleiter?

Prof. Dr. Hessel: Was die Handhabung der Daten angeht, müssen wir rechtliche Rahmenbedingungen schaffen und Regelungen finden, damit dem Landwirt die Daten gehören, die er generiert. Aber das gilt nicht nur für die Landwirtschaft, sondern auch für andere Branchen.

Dennoch bleibt die Datenfrage ein zweischneidiges Schwert: Künstliche Intelligenz lebt nunmal von einem großen Datensatz! Der Hersteller einer hochdigitalisierten Maschine braucht zwangsläufig Rohdaten zur Verbesserung seines Algorithmus. Diese werden im Praxiseinsatz durch den Landwirt generiert. Er kann sie aber ohne den Algorithmus des Unternehmens nicht nutzen.

Die Datenfrage bleibt ein zweischneidiges Schwert.

Prof. Dr. Hessel

Das Unternehmen sammelt also diese Daten und füttert den Algorithmus damit. Dieser erhält erst durch die Masse aller Kundendaten seinen Wert und wird intelligenter. Im Gegenzug erhält der Landwirt ein analysiertes Ergebnisprotokoll für seinen Betrieb zurück. In den meisten Fällen genügt ihm das auch, weil es ihm ja seine Frage beantwortet. Das Unternehmen gibt ihm aber nicht seine Rohdaten zurück, weil es befürchtet, sonst Rückschlüsse auf den Algorithmus zuzulassen.

Über dieses Prinzip muss der Landwirt aufgeklärt werden. Er kann dagegen nichts machen. Er muss sich aber auf Regeln verlassen können, die verhindern, dass seine Daten noch für andere Zwecke genutzt werden, von denen er unter Umständen gar nichts weiß. Daran arbeiten wir.

Gefahr: Wissensverlust?

f3 – farm. food. future: Welche Grenzen und Gefahren sehen Sie für das vernetzte Smart Farming im Stall?

Prof. Dr. Hessel: Ich ganz persönlich habe die große Befürchtung, dass wir mit einem massiven Wissensverlust in der Landwirtschaft konfrontiert werden. Das betrifft nicht den Landwirt der nächsten oder übernächsten Generation. Aber das System Landwirtschaft ist so komplex, dass wir uns nicht zu sehr auf die Algorithmen verlassen dürfen.

Für mich kann Digitalisierung nur ein Werkzeug oder ein Assistenzsystem sein, das dem Landwirt einen Alarm schickt oder ihn auf etwas hinweist, das eventuell nicht stimmen könnte: „Hey, da ist ein Tier krank. Oder hey, da ist eins brünstig.“ Aber dann ist der Mensch mit all seinem Wissen gefragt! Der Landwirt muss auf Basis seines Erfahrungsschatzes erkennen, was das Tier hat, und muss selbst entscheiden, was zu tun ist.

Das System Landwirtschaft ist so komplex, dass wir uns nicht zu sehr auf die Algorithmen verlassen dürfen.

Prof. Dr. Hessel

f3 – farm. food. future: Wie lange dauert es, bis diese Möglichkeiten in der Praxis ankommen? Kann sich diese Technik dann auch jeder leisten?

Prof. Dr. Hessel: Das kann ich jetzt noch nicht sagen. Anfang der 90er-Jahre habe ich an der Universität in Kiel Agrarwissenschaften studiert. Damals wurde bezweifelt, dass sich der Melkroboter in der Praxis durchsetzen wird. Heute werden mehr Melkroboter verkauft als Melkstände. Zeiten ändern sich einfach. Aber wir können heute noch nicht sagen, wann was kommt und ob sich das dann jeder leisten kann. Die Tierhaltungssysteme sind jedenfalls auf dem Weg und noch nicht am Ende der Entwicklung.


Prof. Dr. Engel Friederike Hessel

Prof. Hessel ist Digitalisierungsbeauftragte für das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) und Institutsleiterin des Thünen-Instituts für Agrartechnologie. Seit 2017 ist sie Professorin für Digitale Landwirtschaft in Braunschweig. Sie promovierte im Fach Tierhaltung und Tierzucht. Ihre Habilitation erlangte sie im Fach Agrartechnik.