Gesundheit geht durch den Magen

PortalTransfer, Universität Potsdam

Auf dem Weg zum „Internet der Kühe“: die Potsdamer Firma dropnostix

Potsdam TransferBericht von Wiebke Heiss in PortalTransfer – Wissen und Innovationen aus der Universität Potsdam, Heft 2020/2021, Seite 22–23 (ISSN 1618-6907) – 16-Dez-2020 – Download (PDF)

Ein Betriebswirt mit Gründungsabsichten und ein promovierter Biochemiker mit technischem Know-how – das ist die Mischung, der es bedurfte, Digitalisierung nicht nur in die Ställe der Landwirte, sondern auch in die Mägen von Milchkühen zu bringen. Mit einer technischen Innovation, mit der sich die Gesundheit von Rindern permanent überwachen lässt, haben Lars Abraham und Uni-Absolvent Dr. Michael Breitenstein das Start-up dropnostix ins Leben gerufen. Der Weg von der Idee bis zur Einführung des Produktes war jedoch keinesfalls geradlinig.

Lars Abraham und Dr. Michael Breitenstein, Gründer der dropnostix GmbH (Photos: © Wiebke Heiss)

„Eigentlich fing alles damit an, dass wir einen kontinuierlichen Schwangerschaftstest mit Sensoren für Kühe entwickeln wollten“, erinnert sich Geschäftsführer Lars Abraham. „Aber wir sind da schnell an marktwirtschaftliche Grenzen gestoßen. Es war einfach nicht möglich, das umzusetzen“, so der Betriebswirt. Den Anstoß zur Weiterentwicklung der Initial-Idee kam dann im direkten Kontakt mit den Kunden, also den Landwirten. Sie wünschten sich ein System, das den Tierarzt und das abhorchende Stethoskop simuliert und bei Krankheiten frühzeitig Alarm schlägt. Schnell rückte der Pansen in den Fokus, denn der größte der drei Vormägen eines Wiederkäuers lässt wichtige Rückschlüsse auf den Gesundheitszustand eines Tieres zu. Abraham und Breitenstein, der Entwickler im Team, begannen daran zu tüfteln, was Sensoren hier leisten könnten.

Den nötigen Rückhalt boten ein EXIST-Gründerstipendium und der Gründungs- und Transferservice der Universität Potsdam. Das sei „wahrlich ein Segen“ gewesen, da sie sich nun finanziell abgesichert ausschließlich ihrer Idee widmen konnten. Heraus gekommen ist ein in der Fachsprache „Bolus“ genannter zehn Zentimeter langer Behälter, in dem kleine Messinstrumente sitzen. Dieser wird dem Wiederkäuer wie ein Medikament tief in den Rachen gelegt, so dass er per Schluckreflex im Vormagen landet. „Für die Kuh ist das, als würde sie ein TicTac schlucken“, beruhigt Lars Abraham.

Photo: © Wiebke Heiss

Der animalische Mintdrop löst sich allerdings nicht auf, sondern bleibt dank einer schweren Stahlummantelung für die nächsten Jahre im Pansen liegen. Darin befinden sich eine Art Thermometer, ein Beschleunigungsprozessor und das Glanzstück des Monitoringsystems – ein Sensor, der sich auf die Kontraktionen des Vormagens konzentriert. Die Messdaten jedes einzelnen Tieres werden über Stallempfänger an eine typische Cloud-Server-Architektur übertragen, wo sie verarbeitet und als aufbereitete Information direkt auf das Smartphone oder den PC des Landwirtes gefunkt werden, damit er schnell Rückschlüsse ziehen kann. Die Temperatur, zum Beispiel, zeigt ihm, ob das Tier Fieber hat oder aber ob es normal trinkt. Und der Beschleunigungsprozessor gibt Auskunft darüber, ob eine Kuh zur Paarung bereit ist, weil sie während der Brunst aktiver wird.

Der ultimative Indikator ist jedoch der dritte Sensor, das digitale Tierarzt-Stethoskop. Frisst das Vieh nicht, werden weniger Kontraktionen gemessen. Das ist der Moment, in dem der Landwirt mit Sicherheit weiß, dass er genau hinschauen muss. Im Kreislauf von Besamen, Gebären und Milchproduktion wird einer Kuh permanent Hochleistung abverlangt. Da muss die Energiezufuhr stimmen. Appetitlosigkeit könnte ein Anzeichen von Krankheiten sein oder auch auf Futter von geringer Qualität hinweisen. „Das frühe Erkennen von Verdauungsproblemen ist das A und O. Bei einem schnellen Einschreiten kann Schlimmeres verhindert und der Einsatz von Medikamenten bis hin zu Antibiotika minimiert werden“, erklärt Lars Abraham.

Photo: © Wiebke Heiss

Mit dem digitalen Überwachungssystem will die Firma dropnostix Landwirte unterstützen, die wirtschaftlich unter hohem Druck stehen. Die Milchpreise lassen kaum Spielraum für zusätzliche Ausgaben. Eine Früherkennung von Krankheiten und der Brunst ist in großen Herden bei wenig Personal essentiell. Deshalb folgt das Potsdamer Unternehmen konsequent seiner Vision: ein Internet der Kühe zu schaffen. Schon in den nächsten Monaten werden 500 Kühe von Bayern bis an die Nordseeküste mit dem System ausgestattet sein. 30 sind es jetzt schon – in der Lehr- und Versuchsanstalt für Tierzucht und Tierhaltung e.V. in Ruhlsdorf/Groß Kreutz. Eine Förderung durch die Deutsche Innovationspartnerschaft Agrar (DIP) machte es möglich. Die erhobenen Gesundheitsdaten stellen die Bauern dem Unternehmen zur Verfügung. So kann der Algorithmus des Systems kontinuierlich verbessert werden – und damit auch das Wohlergehen der Kühe. Eine Win-Win-Situation.

Ein langer Weg, eine gute Vision, eine große Aufgabe. Lars Abraham und Michael Breitenstein sehen die Gründung eines Unternehmens pragmatisch bis romantisch: Es sei so ähnlich wie eine gute Ehe. „Ganz am Anfang ist es wichtig, genau hinzuschauen, an wen man sich bindet.“ Das hat bei dropnostix augenscheinlich funktioniert. Und die fernere Zukunft? Wird das Unternehmen noch auf andere Felder expandieren, die sich mit diesem System unterstützen lassen? „Wir sind bescheiden“, sagt Abraham und grinst. „Auf der Welt gibt es mehr als 250 Millionen Milchkühe. Wenn wir davon zehn Prozent ausstatten, dann reicht uns das.“

DAFA-Fachforum Nutztiere

Konferenz zu Rindern, Schweinen, Geflügel

Im Januar 2011 fasste die Deutsche Agrarforschungsallianz (DAFA) sogleich den Beschluss, ein Fachforum Nutztiere einzurichten, das bereits gut ein Jahr später eine Strategie zur Forschung in der Nutztierhaltung und deren Entwicklung verabschiedete. Darin wurden auch die Anforderungen an die Forschungsförderung in diesem Sektor formuliert. Sieben Jahre später, im Januar 2019, stellte das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) dann seine Nutztierstrategie vor für eine zukunftsfähige Tierhaltung in Deutschland. Das Fachforum Nutztiere der DAFA wird darin explizit zur Unterstützung mit einbezogen (siehe Seite 15 dort), doch bleibt die Bundesregierung in ihrem Programm hinsichtlich konkreter Ziele „noch recht vage“ – so fomuliert es die DAFA in ihrer Zwischenbilanz nach sieben Jahren.

Um Wege für eine erfolgreiche Weiterentwicklung der Nutztierhaltung aufzuzeigen, veranstaltete die DAFA nun am 29.–30. Oktober 2019🕸 in Berlin erstmals wieder eine Konferenz ihres Fachforums Nutztiere, an der wir teilgenommen haben. Der Blick richtete sich dabei auf Milchvieh, Mastschweine und Mastgeflügel. Das Ziel ist, die Forschung in der Tierhaltung substantiell zu verbessern und dabei die steigenden Erwartungen der Gesellschaft an die praktizierten Tierhaltungssysteme zu berücksichtigen.

Das Fachforum Nutztiere teilt sich in sechs Fachgruppen zu den drei übergreifenden und den drei nutztierartenbezogenen Themenclustern Gesellschaft, Indikatoren, Ländlicher Raum und Rind, Schwein, Geflügel. Diese haben nach siebenjähriger Arbeit eine kritische Zwischenbilanz vorgelegt, die in der Konferenz auf die drei Nutztier-Cluster konzentriert wurde. Gestützt auf die gemachten Erfahrungen diskutierten die knapp über hundert Teilnehmer in kleinen Gruppen anhand von Leitfragen zur Einschätzung der bisher erzielten Fortschritte, welche Fokussierung und Ausrichtung sich die Forschung künftig geben sollte. Auch wenn der Klimaschutz nicht explizit im Titel der Konferenz stand, war die Anpassung an die globale Erwärmung und die Minderung der Emission von Treibhausgasen (THG) aus den Überlegungen zur weiteren Entwicklung der Nutztierhaltung nicht wegzudenken. Insgesamt wurden die derzeitige Organisation der Forschungslandschaft auf den Prüfstand und neue Anforderungen an kommende Förderprogramme gestellt. Immer wieder kam zur Sprache, dass sich die Forschung in der Vergangenheit zu sehr auf singuläre Probleme konzentriert habe und in Zukunft die Gesamtsysteme in den Fokus gerückt werden müssten. Darüber hinaus herrschte unter den Teilnehmern allgemeiner Konsens, dass die Vernetzung der Forscher untereinander und der offene Austausch von primären Daten und Informationen in Zeiten von Big Data künftig unabdingbar für eine gebündelte und zielgerichtete Forschung sein werden. Auf der anderen Seite ist die Mitwirkung bei der medialen „Übersetzung“ der Ergebnisse aus wissenschaftlicher Arbeit für Politik und Gesellschaft nicht einfach nur zum Nutzen aller, sondern in Zeiten zunehmender Forderung nach Partizipation und Transparenz die Voraussetzung für den Fortbestand einer nachhaltigen gesellschaftlichen Entwicklung unter soziökonomisch geprägten Vorzeichen. Eine Forschungsbegleitung als parallel laufende Instanz kann diesen Transformationsprozess, etwa durch erarbeitete Handlungsempfehlungen, entscheidend verstärken.

Am 23.–24. März 2020🕸 wird die nächste Konferenz des Fachforums Nutztiere der DAFA stattfinden, bei der dann die übergreifenden Themencluster Gesellschaft, Indikatoren und Ländlicher Raum auf der Tagesordnung stehen.