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© Dr. Thomas Neubauer

LivestockSense: Verbesserung der ökologischen Nachhaltigkeit von Viehzuchtbetrieben durch Beseitigung von Hindernissen für die Einführung von ICT-Technologien

Projektleitung

Thomas Neubauer

Forschungseinrichtung

SBA research

Projektnummer

101631

Projektlaufzeit

-

Finanzierungspartner

Bundesministerium für Landwirtschaft, Regionen und Tourismus

Allgemeine Projektinformationen

Schlagwörter (deutsch)

IKT-Tools, Sozialwissenschaften, Technologieimplementierung, Lerndatenbank, Tierschutz, Umweltvorteile

Titel, Abstract, Schlagwörter (englisch)

Titel (englisch)

Enhancing environmental sustainability of livestock farms by removing barriers for adopting ICT technologies

Abstract (englisch)

Utilisation of ICT based tools in agriculture is crucial for the EU to become internationally competitive, socially inclusive and climate neutral by 2050, the goal set in the European Green Deal. However, promoting and adoption of ICT tools is a major challenge in animal production. Although advanced ICT solutions improve the environmental and economic viability of animal husbandry; farmers are not open to new technologies due to a lack of in-depth knowledge about the implications of its usage. The development of sustainable animal husbandry requires the removal of socio-economic and cultural barriers preventing the wider adoption of ICT tools. Therefore, the main objectives of the LivestockSense are (1) to improve the economic and environmental viability of livestock farms through application of advanced information and communication technologies AND (2) to identify/remove social barriers for technology adoption to achieve a wider use of ICT on farms. This will be achieved by selecting and supplying a number of farms in 5 key geographical areas in Europe with Precision Livestock Farming (PLF) tools. Both qualitative and quantitative surveys will be used to understand farmers’ attitudes towards PLF tools to identify barriers for the limited adoption of ICT based technologies. LivestockSense will also involve other actors in the value chain, such as technology developers and policy makers to explore attitudes towards the PLF and understand the future expectations of the livestock sectors. Recommendations will be made to remove or reduce the impact of those barriers. The likely economic and environmental benefits associated with technology adoption will also be incorporated in a learning database and associated website using AI based technologies and ICT tools for decision support. In summary, the LivestockSense will be implemented to (1) understand the reasons for the limited use of ICT tools, (2) explore farmers 'attitudes towards PLF systems, (3) document farmers' information needs, (4) assess their knowledge of decision-making processes about the information provided by ICT tools, and (5) support farmers in adapting to the PLF through workshop, mentoring and a web-based application with an open Application Programming Interface (API).

Projektziele

Two main objectives are: (1) positively impact sustainability (economic, environmental, social) by expanding digitalisation in livestock farming, (2) strengthen government sustainability efforts in the pig and poultry sector by helping farmers to adopt ICT solutions (i.e. Precision Livestock Farming, PLF), specifically enabling automatic monitoring in key production processes. Generally, there is a lack of knowledge about the drivers for technology adoption. However, the removal of social barriers for ICT adoption will increase the use of PLF tools (Kamphuis et al., 2015). This project aims to (1) understand the reasons for limited use of ICT tools, (2) explore attitude of farmers to PLF systems, (3) document information requirements of farmers, (4) assess their knowledge of decision-making processes utilising information supplied by ICT tools, and (5) support farmers in adapting PLF through workshops and mentoring.

Praxisrelevanz

A cross-fertilisation of ideas/concepts between partners, amongst countries/regions as well as between pig/poultry producers is expected by facilitating higher exploitations of PLF tools. The increasing global consumption and growing pressure on resources demands a decoupling of economic growth from resource use, a strengthening of Europe’s resilience to uncertain supplies of raw material and a better value chain security. A sustainable, regenerative, inclusive and climate resilient livestock sector can help EU economies and reduce GHG emissions. A transboundary partnership in PLF can identify ways to reduce resource consumption and waste generation, facilitate sustainable use of renewable resources, stimulate product innovation and contribute to sustainable human development. LivestockSense aims to ensure that the transition to a sustainable, resource-efficient PLF model also delivers on social objectives. Concrete systemic solutions for implementing PLF still need to be demonstrated and replicated effectively in areas with different climates, environmental, social and economic conditions. This project will ensure a geographical spread within Europe and will include regions of different socio-economic characteristics to the largest extent possible. This process of demonstration and replication will strengthen the impact and contribution to achieve the targets of the European Green Deal, the Circular Economy Action Plan, the European Industrial Strategy and the Bioeconomy Strategy. LivestockSense’s solutions are expected to demonstrate how PLF may reconcile our economies and human activities with the planetary boundaries and respond to farmers’ concerns and needs in the wake of systemic crisis such as climate change and the adverse socio-economic and environment impacts of the COVID-19 pandemic.

Berichte

Abschlussbericht , 31.07.2023

Kurzfassung

Die Ziele des Projekts LivestockSense wurden durch die Durchführung einer Reihe miteinander verbundener Teilprojekte erreicht. Zunächst wurden landwirtschaftliche Betriebe in Ungarn, Polen, Dänemark, Schweden, Estland und Israel mit PLF-Geräten (Precision Livestock Farming) ausgestattet, um die Vorteile des Einsatzes dieser Technologien zu demonstrieren. Dabei wurde festgestellt, dass das Verhalten der Tiere, die Platzierung der Sensoren, das Management des Betriebs und vor allem die Internetverbindung die Betriebsaspekte der Instrumente beeinflussen. Dennoch konnte nachgewiesen werden, dass die Überwachung in Echtzeit und besser kontrollierte Produktionsbedingungen zu einer verbesserten Rentabilität der Tierhaltungsbetriebe führen können (siehe Tikász et al., 2023a). Gleichzeitig wurden qualitative und quantitative Erhebungen durchgeführt, um die Einstellung der Viehzüchter:innen zu PLF-Instrumenten zu verstehen und die Haupthindernisse zu ermitteln (siehe Tikász et al., 2023b), die für die begrenzten Einführungsraten verantwortlich sind. Die quantitativen Online-Fragebögen wurden von 121 Schweinehalter:innen und 145 Geflügelhalter:innen ausgefüllt. Um qualitative Ergebnisse zu erhalten, wurden Follow-up-Interviews und Fokusgruppendiskussionen (FGDs) mit Vertreter:innen der Schweine-/Geflügelwertschöpfungskette organisiert. Die Auswertungen ergaben, dass die Viehzüchter:innen besorgt waren, über (1) die hohen Kosten der PLF-Technologien, (2) übermäßig komplizierte Vorgänge, (3) langsame Wartungsdienste und (4) den Mangel an nachgewiesenen Vorteilen. Probleme mit der Internetanbindung wurden als ein Haupthindernis für die Einführung von PLF-Technologien in ländlichen Gebieten genannt. Diese Schlussfolgerungen wurden durch die Ergebnisse der FGDs bestätigt. Die Ergebnisse der quantitativen Fragebögen zeigten, dass der vorhandene Automatisierungsgrad in den Betrieben, das Durchschnittsalter der Stallungen (und der damit verbundenen Produktionstechnologien) sowie die Verfügbarkeit von Internetanschlüssen eindeutige Indikatoren für die Bereitschaft der Viehzüchter:innen zur Einführung von PLF-Technologien waren. Die Ergebnisse dieser Analysen und Modellierungen ermöglichten es dem Projektteam, solide Empfehlungen für die Beseitigung von Hindernissen bei der Technologieeinführung zu entwickeln. Basierend darauf wurde in einem weiteren Teilprojekt (Fokus des Reports) ein k-means-Clustering-Ansatz verwendet, um anhand der Antworten auf die Fragebögen verschiedene Cluster von Nutzer:innen und ihre technologische Bereitschaft zur Einführung verschiedener PLF-Technologien zu ermitteln. Die Cluster wurden durch einen gemischten Methodenansatz validiert, der interne Metriken, eine Hauptkomponentenanalyse und eine Fokusgruppenbewertung umfasste. Auf dieser Grundlage wurde ein Entscheidungsbaum-Klassifikator entwickelt, um die Merkmale des Betriebs (Umfrage) mit der Clusterzugehörigkeit zu verknüpfen und ein ausführbares Modell bereitzustellen. Diese Ergebnisse wurden in eine webbasierte Softwarelösung integriert. Auf der Grundlage der Cluster- und Klassifizierungsergebnisse wurden in der Fokusgruppe Empfehlungen entwickelt, um die Bereitschaft der Nutzer:innen in Abhängigkeit von den in den Umfrageergebnissen und Online-Tools gegebenen Antworten zu erhöhen. Die Nutzer:innen der LS-Anwendung haben dann die Möglichkeit, ihre Antworten in das Online-Tool einzugeben, um maßgeschneiderte Ratschläge zu erhalten, wie sie die ermittelten Hindernisse für die Einführung des PLF-Tools verringern oder sogar beseitigen können.

Berichtsdateien

LivestockSense_Endbericht_v16.pdf

Abstract (deutsch)

Die verstärkte Einführung von Technologien für die Präzisionstierhaltung (PLF) in der Landwirtschaft gilt als wesentlicher Faktor für die EU, um bis 2050 international wettbewerbsfähig, sozial inklusiv und klimaneutral zu werden – ein Ziel, das im Europäischen Green Deal festgelegt wurde. Allerdings ist die Einführung von IKT-Tools in der Tierproduktion eine große Herausforderung und die Einführungsrate immer noch gering.

Die Ziele des Projekts LivestockSense wurden durch die Durchführung einer Reihe miteinander verbundener Teilprojekte erreicht. Zunächst wurden landwirtschaftliche Betriebe in Ungarn, Polen, Dänemark, Schweden, Estland und Israel mit PLF-Geräten (Precision Livestock Farming) ausgestattet, um die Vorteile des Einsatzes dieser Technologien zu demonstrieren. Im Rahmen von Follow-up-Interviews und Fokusgruppendiskussionen (FGDs) mit Vertreter:innen der Schweine-/Geflügelwertschöpfungskette wurde erhoben, dass die Viehzüchter:innen besorgt waren, über (1) die hohen Kosten der PLF-Technologien, (2) übermäßig komplizierte Vorgänge, (3) langsame Wartungsdienste und (4) den Mangel an nachgewiesenen Vorteilen. Probleme mit der Internetanbindung wurden als ein Haupthindernis für die Einführung von PLF-Technologien in ländlichen Gebieten genannt. Die Ergebnisse der quantitativen Fragebögen zeigten, dass der vorhandene Automatisierungsgrad in den Betrieben, das Durchschnittsalter der Stallungen (und der damit verbundenen Produktionstechnologien) sowie die Verfügbarkeit von Internetanschlüssen eindeutige Indikatoren für die Bereitschaft der Viehzüchter:innen zur Einführung von PLF-Technologien waren. Basierend darauf wurde in einem weiteren Teilprojekt (Fokus des Reports) ein k-means-Clustering-Ansatz verwendet, um anhand der Antworten auf die Fragebögen verschiedene Cluster von Nutzer:innen und ihre technologische Bereitschaft zur Einführung verschiedener PLF-Technologien zu ermitteln Auf der Grundlage der Cluster- und Klassifizierungsergebnisse wurden in der Fokusgruppe Empfehlungen entwickelt, um die Bereitschaft der Nutzer:innen in Abhängigkeit von den in den Umfrageergebnissen und Online-Tools gegebenen Antworten zu erhöhen. Die Nutzer:innen der LS-Anwendung haben dann die Möglichkeit, ihre Antworten in das Online-Tool einzugeben, um maßgeschneiderte Ratschläge zu erhalten, wie sie die ermittelten Hindernisse für die Einführung des PLF-Tools verringern oder sogar beseitigen können.

Abstract (englisch)

The increased adoption of precision livestock farming (PLF) technologies in agriculture is seen as a key factor for the EU to become internationally competitive, socially inclusive and climate neutral by 2050 - a goal set out in the European Green Deal. However, the introduction of ICT tools in livestock production is a major challenge and the adoption rate is still low.

The objectives of the LivestockSense project were achieved through the implementation of a series of interconnected sub-projects. Initially, farms in Hungary, Poland, Denmark, Sweden, Estonia and Israel were equipped with precision livestock farming (PLF) devices to demonstrate the benefits of using these technologies. Follow-up interviews and focus group discussions (FGDs) with representatives of the pig/poultry value chain revealed that livestock farmers were concerned about (1) the high cost of PLF technologies, (2) overly complicated operations, (3) slow maintenance services and (4) the lack of proven benefits. Internet connectivity issues were cited as a major barrier to the adoption of PLF technologies in rural areas.

The results of the quantitative questionnaires showed that the existing degree of automation on the farms, the average age of the stables (and the associated production technologies) and the availability of internet connections were clear indicators of the livestock farmers' willingness to introduce PLF technologies. Based on this, a k-means clustering approach was used in another sub-project (focus of the report) to identify different clusters of users and their technological readiness to adopt different PLF technologies based on the responses to the questionnaires. Based on the clustering and classification results, recommendations were developed in the focus group to increase the readiness of users depending on the answers given in the survey results and online tools. Users of the LS application then have the opportunity to enter their responses into the online tool to receive tailored advice on how to reduce or even eliminate the identified barriers to PLF tool adoption.

Autor/innen

Neubauer, T., Mallinger, K., Fenz, S.