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Die Rolle von Computer Vision und Ultralytics YOLO11 bei der Tierüberwachung

Abirami Vina

5 Min. Lesezeit

7. Januar 2025

Erfahren Sie, wie Computer Vision und Ultralytics YOLO11 die Tierüberwachung in den Bereichen Viehzucht, Veterinärforschung und Naturschutz verbessern können.

Tiere sind ein grundlegender Bestandteil unseres Lebens. Sie spenden Gesellschaft, sichern den Lebensunterhalt und tragen dazu bei, das Gleichgewicht der Ökosysteme zu erhalten. Von Nutztieren, die Gemeinschaften unterstützen, über Haustiere, die Trost spenden, bis hin zu Wildtieren, die die Harmonie der Natur bewahren, ist ihre Gesundheit und ihr Wohlergehen von Bedeutung. Die Sorge um Tiere ist der Schlüssel zum Schutz unseres Planeten und zum Aufbau einer nachhaltigen Zukunft für alle.

Die Sorge um Tiere ist jedoch nicht immer einfach, und die Überwachung ihrer Gesundheit ist oft mit erheblichen Herausforderungen verbunden. Sie kann arbeitsintensive, invasive und zeitaufwändige Aufgaben umfassen, die zu verzögerten Interventionen führen und das Risiko von Krankheitsausbrüchen erhöhen können. Die Wildtierüberwachung ist besonders schwierig, da eine zu große Nähe für Beurteilungen natürliche Verhaltensweisen stören und Risiken für Forscher und Tiere bergen kann.

Fortschrittliche Technologien wie künstliche Intelligenz (KI) und Computer Vision werden zunehmend eingesetzt, um Herausforderungen im Zusammenhang mit dem Tierschutz zu bewältigen. Computer-Vision-Aufgaben wie Objekterkennung und Bildklassifizierung erleichtern die Verfolgung und Überwachung von Tieren. Computer-Vision-Modelle wie Ultralytics YOLO11 sind zuverlässige, genaue und flexible Werkzeuge für die Tierüberwachung, die dazu beitragen, rechtzeitige Interventionen und bessere Ergebnisse zu gewährleisten.

In diesem Artikel werden wir uns genauer ansehen, wie Computer Vision und YOLO11 die Art und Weise verändern, wie wir Tiere und ihre Gesundheit überwachen.

Die Bedeutung der Tierüberwachung

Das Wohlergehen und die Gesundheit von Tieren wurden früher hauptsächlich durch traditionelle, praktische Beobachtungsmethoden überwacht. Diese Methoden werden zwar immer noch angewendet, haben sich aber im Laufe der Zeit zu fortschrittlichen, technologiegestützten Ansätzen entwickelt. Heutzutage können KI-gestützte Technologien wie Vision AI und maschinelles Lernen eine wichtige Rolle bei der Tierüberwachung spielen. 

Bevor wir uns damit befassen, wie KI eingesetzt werden kann, wollen wir sowohl traditionelle als auch fortschrittliche Methoden der Tierüberwachung untersuchen.

Traditionelle Methoden der Tierüberwachung 

Vor der weitverbreiteten Einführung von KI stützte sich die Überwachung der Tiergesundheit stark auf menschliches Fachwissen. Die Menschen verwendeten Standardmethoden wie Sichtprüfungen, körperliche Untersuchungen und manuelle Aufzeichnungen, um das Wohlergehen von Tieren zu verfolgen. Dazu gehörten Landwirte, Viehzüchter und Tierhalter, die regelmäßig Tiere beobachteten, um Anzeichen von Krankheiten wie Lethargie, Veränderungen des Appetits, Veränderungen des Sozialverhaltens und abnormale Ausscheidungen zu erkennen.

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Abb. 1. Ein Landwirt macht sich Notizen, während er Rinder überwacht.

Unterdessen überprüfen erfahrene Tierärzte die Gesundheit von Tieren mit Methoden wie dem Ertasten von Problemen (Palpation), dem Abhören von Körpergeräuschen (Auskultation), der Überprüfung der Temperatur und der Beurteilung des Körperzustands. 

Diese Methoden sind zwar hilfreich, können aber erhebliche Einschränkungen aufweisen. Sie können zeitaufwendig, schwer zu skalieren und nicht immer genau sein. Visuelle Inspektionen hängen stark von der Erfahrung und Aufmerksamkeit der Person ab, was zu inkonsistenten Ergebnissen führt. Ebenso erschwert die Verwendung von Papierakten die Analyse von Trends oder die Erkennung von Mustern, wobei Fehler häufig vorkommen. Da die landwirtschaftlichen Betriebe und der Bedarf an Tierpflege wachsen, werden diese traditionellen Ansätze immer unpraktikabler, was die Notwendigkeit effizienterer Lösungen unterstreicht.

Visuell unterstützte Methoden der Tierüberwachung 

Die Integration von Computer Vision in einige der oben genannten traditionellen Prozesse hat die Tierüberwachung neu definiert. Mit Werkzeugen wie Kameras, Drohnen und Sensoren können nun kontinuierlich hochwertige Bilder und Videos von landwirtschaftlichen Betrieben, Wildreservaten und Privathäusern aufgenommen werden. Fortschrittliche Modelle wie YOLO11 können verwendet werden, um diese Daten zu analysieren, Tiere zu erkennen, ihre Bewegungen zu verfolgen und Anzeichen von Gesundheitsproblemen wie schlechte Körperhaltung, Verletzungen oder ungewöhnliches Verhalten zu identifizieren.

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Abb. 2: Einsatz von YOLO11 zur Überwachung von Rindern.

Diese Systeme können auch helfen, Fressgewohnheiten, Aktivitätslevel und soziale Interaktionen zu überwachen, um Probleme frühzeitig zu erkennen. Durch die Kombination traditioneller Methoden mit modernster Technologie bietet Computer Vision detaillierte Einblicke und umsetzbare Warnmeldungen für Landwirte, Tierärzte und Forscher, um schnell und effektiv zu reagieren. 

Wie YOLO11 die Tierüberwachung verbessern kann

YOLO11, das neueste und fortschrittlichste Ultralytics YOLO-Modell, bietet deutliche Verbesserungen in Bezug auf Leistung und Anpassungsfähigkeit gegenüber früheren Versionen. Seine Genauigkeit und Effizienz machen es ideal für komplexe Automatisierungsaufgaben im Zusammenhang mit der Tierüberwachung.

Hier ist ein genauerer Blick auf einige der wichtigsten Funktionen von YOLO11:

  • Echtzeit-Inferenz: YOLO11 kann Bilder und Videos mit hoher Geschwindigkeit verarbeiten und eignet sich daher gut für Anwendungen, die eine schnelle Erkennung abnormalen Tierverhaltens erfordern, wie z. B. plötzliche Bewegungsänderungen, Unruhe oder Aggression.
  • Präzision: Dieses Modell kann verwendet werden, um mehrere Tiere gleichzeitig mit hoher Präzision zu erkennen, selbst in schwierigen Umgebungen wie überfüllten Viehzuchtbetrieben oder dichten Wildreservaten.
  • Anpassungsfähigkeit: YOLO11 kann für bestimmte Aufgaben kundenspezifisch trainiert werden, um mit verschiedenen Tierarten wie Rindern, Geflügel und exotischen Wildtieren zu arbeiten. Diese Flexibilität stellt sicher, dass es in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden kann.
  • Edge-KI-Kompatibilität: YOLO11 wurde für einen effizienten Einsatz entwickelt und funktioniert nahtlos auf Geräten mit geringem Stromverbrauch wie Drohnen oder Smartphones und kann auch auf Cloud-Plattformen für anspruchsvollere Aufgaben eingesetzt werden.

Anwendungen von Computer Vision und YOLO11 in der Tierüberwachung

YOLO11 kann eine Reihe von Anwendungen im Zusammenhang mit der Tierüberwachung ermöglichen. Entdecken wir einige Anwendungsfälle aus der Praxis, in denen Computer Vision wirklich verändert, wie wir die Gesundheit und das Wohlbefinden von Tieren verfolgen, analysieren und überwachen.

Bestandsmanagement in der intelligenten Landwirtschaft

Die Erkennung von Gesundheitsproblemen wie Lahmheit, Verletzungen oder Krankheitssymptomen ist im Bestandsmanagement von entscheidender Bedeutung. YOLO11 kann mit seinen Objektverfolgungs- und Pose-Schätzungsfunktionen Videomaterial von Nutztieren analysieren und abnormale Verhaltensweisen oder physische Anzeichen identifizieren, die auf gesundheitliche Bedenken hindeuten könnten. Beispielsweise kann YOLO11 trainiert werden, um subtile Veränderungen in Gang, Körperhaltung oder Bewegungsmustern zu erkennen, was die frühzeitige Erkennung potenzieller Probleme wie Muskel-Skelett-Probleme ermöglicht.

Ein weiteres interessantes Beispiel ist die Verwendung von Kameras, die in YOLO11 integriert sind, um das Fressverhalten einzelner Tiere zu überwachen. Diese Anwendung kann Tiere identifizieren, die einen verminderten Appetit oder ungewöhnliches Fressverhalten zeigen, indem sie ihre Interaktionen mit Futtertrögen verfolgt und ihre Essgewohnheiten analysiert. Die gewonnenen Erkenntnisse können potenzielle Gesundheitsprobleme wie Verdauungsprobleme oder sozialen Stress aufzeigen. Landwirte können dann geeignete Maßnahmen ergreifen, um diese Probleme zu beheben.

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Abb. 3: Überwachung der Fütterung von Rindern auf einem Bauernhof mit YOLO11.

Einsatz von Smart Vision für den Schutz von Wildtieren

Im Naturschutz ist die Reduzierung menschlicher Eingriffe von entscheidender Bedeutung. YOLO11-Modelle können in nicht-invasive Werkzeuge wie Drohnen und Wildkameras integriert werden, um den Gesundheitszustand von Tieren durch Videoanalysen zu beurteilen. YOLO11 kann diese Videos verarbeiten, um einzelne Tiere zu identifizieren, ihre Bewegungen zu analysieren und Anzeichen von Gesundheitsproblemen wie Verletzungen oder abnormales Verhalten zu erkennen. 

Nehmen wir zum Beispiel an, Drohnen, die mit YOLO11 ausgestattet sind, überwachen eine Elefantenherde; das System kann erkennen, ob ein Elefant humpelt oder ein ungewöhnliches Verhalten zeigt, das auf eine Verletzung oder Krankheit hindeuten könnte. Durch die Automatisierung dieser Analyse können Forscher detaillierte Gesundheitsdaten sammeln, ohne sich den Tieren physisch nähern oder sie handhaben zu müssen, wodurch eine minimale Störung ihrer Lebensräume gewährleistet wird.

Neben der Überwachung der Tiergesundheit ist YOLO11 auch für die Artenidentifizierung und die Verfolgung von Populationen nützlich. Seine fortschrittlichen Erkennungsfunktionen können selbst in Umgebungen mit gemischten Arten mit bemerkenswerter Genauigkeit zwischen den Arten unterscheiden. Dies macht es zu einem unschätzbaren Werkzeug für das Verständnis der biologischen Vielfalt und die Überwachung seltener oder gefährdeter Tiere. Bilder von Wildkameras können mit YOLO11 analysiert werden, um Arten schnell zu klassifizieren, wodurch Forscher Zeit und Mühe bei der manuellen Identifizierung sparen.

Darüber hinaus kann YOLO11 die Populationsmessung verbessern, indem es genaue Zählungen von Tieren in einem bestimmten Gebiet liefert. Ein visionsgesteuertes System kann die Populationsgrößen schätzen und Veränderungen im Laufe der Zeit verfolgen, indem es Videostreams von Drohnen oder stationären Kameras analysiert. Dies ist besonders nützlich, um die Auswirkungen von Umweltveränderungen oder Naturschutzmaßnahmen zu beurteilen.

Einsatz von Smart Vision für die veterinärmedizinische Forschung

Computer-Vision-Lösungen sind in der Gesundheitsbranche zu unverzichtbaren Werkzeugen geworden, und die veterinärmedizinische Forschung bildet da keine Ausnahme. YOLO11 kann kundenspezifisch trainiert werden, um das Verhalten von Tieren zu verfolgen und Forschern wertvolle Einblicke zu geben, wie Tiere auf neue Medikamente oder Behandlungen reagieren. 

Dies wird durch Behavioral AI ermöglicht, die fortschrittliche Computer-Vision-Aufgaben wie Objekterkennung, Klassifizierung und Tracking kombiniert, um Tiere über einen längeren Zeitraum und nicht nur in einem einzigen Moment zu analysieren. Durch die kontinuierliche Überwachung des Verhaltens ermöglicht YOLO11 es Forschern, Muster und subtile Veränderungen zu beobachten, die ein tieferes Verständnis des Wohlbefindens eines Tieres ermöglichen.

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Abb. 4. Ein Beispiel für die Verwendung von YOLO11 zur Erkennung, wann sich eine Kuh hinsetzt.

Betrachten Sie zum Beispiel ein liegendes Tier. Die Betrachtung nur eines einzelnen Frames gibt Ihnen möglicherweise keine klare Vorstellung davon, warum das Tier liegt. Die Verfolgung, dass sich das Tier nach plötzlichen oder ungewöhnlichen Bewegungen und Körperhaltungen langsam hingelegt hat, könnte jedoch ein Zeichen von Stress sein. Mit kundenspezifischem Training kann YOLO11 lernen, diese Unterschiede zu erkennen und sich an spezifische Verhaltensweisen und Kontexte von Tieren anzupassen. 

Solche visionsgestützten Lösungen können Forschern helfen, das Fortschreiten von Krankheiten zu messen, zu beurteilen, wie gut Behandlungen wirken, potenzielle Nebenwirkungen zu erkennen und die allgemeine Gesundheit von Tieren zu überwachen. Insgesamt spielen diese Erkenntnisse eine Schlüsselrolle bei der Beschleunigung der Entwicklung besserer Behandlungen und der Verbesserung der Tierpflege.

Verwendung von Computer Vision und YOLO11 zur Tierüberwachung

YOLO11 verbessert die Tierüberwachung, indem es die Effizienz steigert, verwertbare Erkenntnisse liefert und durch fortschrittliche, nicht-invasive Technologien ein besseres Tierwohl fördert. Hier sind einige einzigartige Vorteile der Integration von YOLO11 in Ihre Arbeitsabläufe zur Tierüberwachung:

  • Ressourcenoptimierung: Durch die Automatisierung sich wiederholender Aufgaben hilft YOLO11, Zeit zu sparen, Kosten zu senken und es den Betreuern zu ermöglichen, sich auf wichtigere Entscheidungen zu konzentrieren. Im Allgemeinen haben Computer-Vision-Systeme im Naturschutz gezeigt, dass sie die Fähigkeit besitzen, die Zeit zu verkürzen, die für die Analyse Tausender von Fallenbildern benötigt wird, von mehreren Wochen auf einen einzigen Tag.
  • Kontinuierliches Lernen: Das Modell kann neu trainiert und aktualisiert werden, um sich an neue Herausforderungen oder Arten anzupassen, wodurch sichergestellt wird, dass es auch dann noch effektiv ist, wenn sich die Überwachungsanforderungen weiterentwickeln.
  • Umweltanpassungsfähigkeit: YOLO11 schneidet auch unter schwierigen Bedingungen wie schlechten Lichtverhältnissen, beengten Verhältnissen oder dichter Vegetation gut ab und ermöglicht so eine zuverlässige Überwachung.

Während Computer-Vision-Modelle wie YOLO11 die Überwachung der Tiergesundheit neu gestaltet haben, weist die Computer-Vision-Technologie im Allgemeinen noch gewisse Einschränkungen auf. Zu den Herausforderungen gehören der Bedarf an qualitativ hochwertigen Trainingsdaten, gelegentliche Ungenauigkeiten bei einzigartigen Szenarien und die Kompatibilität mit Altsystemen. Aus diesem Grund setzen wir uns bei Ultralytics dafür ein, unsere Modelle zu verbessern und die Computer-Vision-Technologie weiterzuentwickeln, um diese Hürden zu überwinden und zuverlässigere und flexiblere Lösungen bereitzustellen.

Wesentliche Erkenntnisse

Vision-Modelle wie YOLO11 werden für die moderne Tierüberwachung immer wichtiger. Sie bieten Echtzeitverarbeitung, Anpassungsfähigkeit und eine höhere Genauigkeit. Mit YOLO11 können wir Krankheiten, Verhaltensanomalien und Verletzungen erkennen. Es hat auch vielfältige Anwendungen, die von der Viehhaltung bis zum Naturschutz reichen.

Durch die Integration von KI, Computer Vision und anderen innovativen Technologien bieten YOLO11-gesteuerte Lösungen datengestützte Erkenntnisse, die ein besseres Tierwohl und eine bessere Tierpflege unterstützen. Da sich diese Technologien weiterentwickeln, werden sie wahrscheinlich eine entscheidende Rolle bei der Bewältigung globaler Herausforderungen wie dem Verlust der biologischen Vielfalt und der Krankheitsprävention spielen und eine Zukunft gestalten, in der Mensch und Tier harmonisch zusammenleben.

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