Online- Fitnessmonitoring bei Fischen mittels telemetrischer SensorikDr. Georg Staaks, Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei Wildlebende Fischbestände gefährdetDer Fang von Wildfischen stagniert seit den 80er Jahren, und viele traditionelle Fanggebiete sind überfischt oder bereits nahezu leer gefischt. So ist die weltweit bedeutende Nahrungsquelle Fisch in vielen Regionen der Erde stark gefährdet und der Zustand der wildlebenden Fischbestände besorgniserregend. Zugleich hat sich der Verzehr von Fisch im Zeitraum von 1973 bis 2003 weltweit verdoppelt. Aquakultur expandiertAus diesem Grund expandiert die Aquakultur in den letzten Jahren außerordentlich und ist derzeit der am schnellsten wachsende Bereich der Lebensmittelproduktion. Der Anteil der Aquakultur an der Weltproduktion von Fischwaren beträgt derzeit mengenmäßig fast ein Fünftel und wertmäßig rund ein Drittel. Produktionsrisiko und ProduktqualitätMit einer Ausweitung und Erhöhung der Produktion steigt jedoch auch das Produktionsrisiko. Stress-, Belastungs- und Krankheitssituationen entstehen durch den engen Kontakt mit dem Haltungsmedium Wasser und die damit auch guten Bedingungen zur Ausbreitung von Erregern schnell und verlaufen oft dramatisch, mit hohen Verlusten. Demgegenüber stehen die wachsenden Ansprüche der Verbraucher an die Produktqualität und die Sicherung guter Haltungs- und Aufzuchtbedingungen für die Tiere. Messtechnik überwacht WasserqualitätIn den meisten Anlagen der intensiven Aquakultur erfolgt deshalb eine kontinuierliche messtechnische Überwachung essentieller Wasserqualitätswerte, wie der Temperatur, des Sauerstoffgehaltes und des pH-Wertes und die zumindest in bestimmten Abständen stattfindende Kontrolle weiterer Umweltparameter. Technologien zur Überwachung von FischenInsbesondere die Möglichkeiten einer direkten und kontinuierlichen Beobachtung der Tiere und einer objektiven Einschätzung ihres Gesundheitszustandes sind jedoch durch das Medium Wasser beschränkt. Innovative Technologien zur Beobachtung und Überwachung von Fischen mit dem Ziel der Sicherung gesunder und leistungsfähiger Bestände können damit entscheidend für die Ökonomie einer Fischproduktion sein. Implantierbare SensorenDas derzeit in Entwicklung befindliche FischFIT-Monitoring System ist ein Schritt in diese Richtung. Die geplante Miniaturisierung implantierbarer Sensortechnik ermöglicht erstmalig die simultane Erfassung verschiedener physiologischer und verhaltensbiologischer Kenngrößen (Körpertemperatur, Hautpotenzial, Muskelpotenzial, 3D-Position und Beschleunigung, Herzfrequenz und Atemfrequenz), sowie die integrierte Analyse und Bewertung direkt am Tier ermittelter Messwerte im Online-Betrieb. Ein integriertes Kommunikationsmodul sorgt per Funk für die Datenweiterleitung an den Empfänger. Über Zwischenstationen werden die Messdaten der Fische dann an eine zentrale Auswerteeinheit übermittelt. Chronobiologische RegulationsdiagnostikAus einem Aufzuchtbecken sollten unserer Einschätzung nach zwischen 1 und 5% der Fische besendert werden, um gültige Aussagen zu erhalten. Die Diagnose des aktuellen Gesundheitsstatus und des Wohlbefindens der Tiere erfolgt mit den aus der medizinischen Forschung stammenden Methoden der chronobiologischen Regulationsdiagnostik. Mustererkennung über neuronale NetzeDazu kommen Mustererkennungslösungen zur Identifizierung von gestörten Gesundheits- und Verhaltensreaktionen über ein Neuronales Netz. Zur Bewertung der erhaltenen Aussagen zu Physiologie, Verhalten und Wohlbefinden der Tiere ist die integrierte Bewertung der ermittelten Daten gemeinsam mit gemessenen Umweltparametern und technologischen Kenngrößen in einem Expertensystem vorgesehen. Kontakt zum AutorDr. Georg Staaks |
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