Daniela Fischer, Universität Leipzig

Validierung eines mobilen Drucksensorsystems für die Rinderklaue

Klauenkrankheiten und Lahmheiten gehören weltweit zu den wichtigsten tierschutz- und wirtschaftsrelevanten Problemen in der intensiven Milchkuhhaltung. Sie bleiben häufig unerkannt, verursachen Schmerzen und beeinflussen das Wohlergehen und die Produktivität von Rindern maßgeblich (Whay et al., 2017, 2002). Die Ursachen sind multifaktoriell, die Haltung auf hartem Boden trägt zur Krankheitsentwicklung bei (Shearer et al., 2017, 2009; Frankena et al., 2006). Dies zeigt sich in unausgeglichenen Druckbelastungen, ungünstigen Belastungsspitzen, verkürzten Schritten und Asymmetrien in der Bewegung als Anzeichen eines abnormalen Gangmusters (Oehme et al., 2019; Van de Gucht et al., 2017; Telezhenko et al., 2008). In der Ganganalyse häufig verwendete stationäre Kraft- oder Druckmessplatten sind für die Anwendung beim Rind nur im begrenzten Maße und unter hohem technischem Aufwand geeignet. 

Diese Forschungsarbeit fokussiert sich auf die Validierung eines innovativen Drucksensorsystems für den Praxiseinsatz. Neuartig ist hierbei, dass es sich um ein mobiles Drucksensorsystem handelt, dessen Messaufnehmer direkt an den Klauen der Kühe angebracht sind. Es werden neben Drucksensorsohlen inertiale Messeinheiten (IMUs) genutzt, um die Fortbewegung des Rindes in ihrer Kinetik und Kinematik zu beschreiben.

Im Rahmen der Forschungsarbeit werden

1. System- und Befestigungstests im Lehr- und Versuchgut Oberholz (LVG) der Universität Leipzig vorgenommen. Die Sensorik muss hohen Belastungen und Scherkräften standhalten sowie eine hohe Robustheit gegenüber Feuchtigkeit und Verschmutzungen aufweisen. Zur Befestigung wurde ein neuartiger Klauenschuh entworfen.

2. Laufgangversuche mit zehn Milchkühen am LVG durchgeführt. Dabei steht die Kurzzeitmessung von ca. 15 Minuten und eine anschließende Einzelschrittanalyse im Vordergrund. Hierbei werden Drucksensoren, IMUs und eine Videokamera verwendet.

3. Daten der Kühe während der Fortbewegung auf Beton und Gummi im Schritt bzw. Trab analysiert und ein Skript zur Mustererkennung der IMU-Daten entwickelt.

4. im Feldversuch jeweils ca. 30 Tiere aus drei verschiedenen Betrieben (Haltung auf Weideboden, Gummimatten, Beton) gemessen (Teil eines weiteren Projekts).

Ziel dieser Arbeit ist die Validierung eines mobilen Druckmesssystems sowie die Entwicklung eines validen Auswertealgorithmus für den Einsatz in der Praxis.Dies kann zur Bewertung und Optimierung von Stallböden und der Klauenpflege und damit zur Verbesserung der Haltung und des Wohlergehens von Milchkühen beitragen.