KI-gestützter Schutzzaun im Test

Wie der Landkreis Bad Kissingen digitale Kompetenz- und Bildungsregion werden soll

Mit der Übergabe eines Förderbescheids des bayerischen Staatsministeriums der Finanzen und für Heimat in Höhe von 189.000 Euro startete im vergangenen Sommer das Zukunftslabor des Landkreises, ein Projekt der im Landratsamt Bad Kissingen angesiedelten Kompetenzstelle Digitalisierung, Breitband und Mobilfunk. Aktuelle Trends wie der Einsatz von Drohnen und Künstlicher Intelligenz (KI) werden dort erforscht und getestet.

Stationiert ist das Zukunftslabor in der bis 2011 bemannten DWD-Wetterstation bei Hausen. Projektziele sind unter anderen die Digitalisierung des Umweltschutzes und der durch Künstliche Intelligenz (KI) optimierte Herdenschutz.

Der Wolf ist seit geraumer Zeit wieder in die Rhön vorgedrungen. Landwirte sind seitdem verunsichert. Sie sehen ihre frei weidenden Tiere gefährdet. Um diese Weidetiere vor Wölfen und anderen Fressfeinden zu schützen, startete Kompetenzstellenleiter Hartmut Vierle in Anwesenheit des Landrats Mario Götz sowie geladener Landwirte und Tierhalter aus der Region das Teilprojekt eines KI-gestützten „intelligenten Herdenschutz-Zaunes“ auf einer Weide am Ortsrand von Aura (wir berichteten).

So funktioniert der Zaun

Dieses von der Gemeinde Aura dem Zukunftslabor kostenfrei zur Verfügung gestellte und etwa 1600 Quadratmeter große Grundstück – das frühere HOBOS-Bienenforschungsgelände am alten Pumphaus im Wässerungsweg – wurde vom Sponsor AKO-Agrartechnik aus Wangen-Geiselharz (Allgäu) mit Hilfe des Teams um den mehrfachen Vize-Zaunbauweltmeister Sven Jakob, Inhaber der Firma SJ Zaunsysteme in Wörth am Main (Landkreis Miltenberg), mit einem „Vorzeigeweidezaun“ versehen, um dort künftig Schafe, Ziegen, Alpakas und Esel vom örtlichen Biohof Brand gefahrlos grasen zu lassen.

Nachdem massive Zaunpfosten aus langlebigem Robinienholz mittels einer Ramme zentimetergenau in den Boden getrieben worden waren, wurde auf einer Gesamtlänge von knapp 200 Metern in unterschiedlichen Höhenabständen ein stark verzinkter Stahldraht gespannt, der über ein Weidezaungerät mit Strom versorgt wird.

Sensor alarmiert

Ein am Zaun montierter Sensor misst dauerhaft die Spannung und sendet bei Spannungsabfall, oder wenn sich ein Wolf oder anderes Tier am Zaun zu schaffen macht, über eine App einen Alarm an das Smartphone des Tierhalters.

Die wichtigsten Komponenten auf dieser Weide sind sechs Kameras, die künftig fortlaufend die Bewegungen der Weidetiere analysieren werden.

Vier hochauflösende, in alle vier Himmelsrichtungen angebrachte Kameras sind Eigentum des Landkreises, zwei darunter positionierte kleinere Kameras gehören der Universität Bremen. Die erfassten Daten fließen in den sich direkt darunter befindlichen Rechner.

Das darin enthaltene und lokal betriebene KI-Bilderkennungsmodell wertet diese Daten systematisch aus und soll letztlich im fortlaufendem Selbsttraining nach ausreichendem Lernprozess „das Verhalten der Weidetiere erkennen und qualifizieren“ (Vierle) und anhand der Tierbewegungen unterscheiden können, ob nur ein Spaziergänger mit Hund den Tieren zu nahe gekommen ist oder ob tatsächlich Gefahr durch einen Wolf oder anderen Feind droht.

Datenschutz gewährleistet

„Unverschlüsselte Rohvideodaten werden nur im Rechner vor Ort analysiert“, betonte Projektleiter Hartmut Vierle bei der Präsentation ausdrücklich hinsichtlich des in Deutschland gültigen Datenschutzes. Bei späterem Einsatz dieser Technik in der Landwirtschaft wird dem Tierhalter im Gefahrenfall eine Alarmnachricht auf sein Smartphone gesendet.

Dieses System ist eine günstige Alternative zu traditionellen Herdenschutz-Methoden, zumal es schnell installiert und an neue Umgebungen angepasst werden kann. Der Prototyp wurde von einer Arbeitsgruppe der Universität Bremen in Zusammenarbeit mit anderen Partnern entwickelt und vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft gefördert.

Spezielle Drohne soll helfen

Zusätzlich möchte das Zukunftslabor perspektivisch den Einsatz einer speziell ausgerüsteten Drohne testen. Dieses vor Ort stationierte Gerät soll bei Alarm automatisch starten und mittels Licht und Schall den Wolf von der Weide vergrämen.

Auch andere Vergrämungsmethoden sind durchaus vorstellbar. Diese Methodik macht es möglich, Grenzen zu schaffen, sowohl die Herdentiere als auch den Wolf zu schützen und dadurch eine zusätzliche „virtuelle Barriere“ zwischen Räuber und Beute zu bilden.

Ebenfalls als Teilprojekt in der Zusammenarbeit mit der Universität Bremen ist in der Weide eine kleine Kiste mit viel Technik vergraben – nur einer von vielen MoleNet-Sensor-Knoten weltweit. Alle 15 Minuten misst dieser Knoten Temperatur und Bodenfeuchte und sendet diese verschlüsselten Werte über LoRaWAN, einem stromsparenden Funkstandard zur Übertragung kleiner Daten- mengen über weite Distanzen, an einen Zentralrechner.

Ein solches Sensor-System ermöglicht verschiedene Anwendungen wie automatische Bewässerung, Erkennung von Erdrutschen und Erderschütterungen, Bodenstabilität, Wasserqualitätskontrolle und vieles mehr.

Weide als Versuchsfeld

Die Weide in Aura soll, wenn es nach Hartmut Vierle und dem Landratsamt geht, künftig „als Versuchsfeld für die Erprobung vielfältiger Technologien zum Herdenschutz dienen“ und als kleiner Baustein helfen, den Landkreis zu einer „digitalen Kompetenz- und Bildungsregion“ zu machen.

Während die staatliche Förderung des Zukunftslabors Ende Februar 2027 ausläuft, wird neben der Zukunftslabor-Zentrale in Hausen auch das Herdenschutz-Projekt in Aura langfristig weiter betrieben.