Digitanimal: Intelligente Tierortung dank NB IoT und Satellite
Tierwohl trifft Technologie: Mit NB-IoT und Satellite bleiben Tiere überall im Blick – für weniger Aufwand und mehr Kontrolle.
Vom Andenkondor bis zum Weißstorch statten Forschende bedrohte Vogelarten mit vernetzten GPS-Trackern aus und erhalten dank IoT-Konnektivität weltweit detaillierte Bewegungsprofile.
Quelle: Kondor - Paul Monas B.
Wenn Andenkondore ihre Kreise über den Steilwänden der Anden ziehen, sind sie mehr als ein Symbol für Freiheit. Für Biologinnen und Biologen ist diese bedrohte Art ein Gradmesser für den Zustand ganzer Ökosysteme. Mit bis zu 15 Kilogramm Körpergewicht gelten Andenkondore als die schwersten Greifvögel der Welt und erreichen Spannweiten von bis zu 3,30 Metern. Die Vögel leben in dünn besiedelten Regionen, legen weite Strecken zwischen Schlafplätzen, Nahrungsgebieten und Brutplätzen zurück und reagieren empfindlich auf Veränderungen ihres Lebensraums. Um ihren Bestand zu sichern, müssen Forschende genau wissen, wo sich die Tiere aufhalten, welche Routen sie nutzen und welchen Gefahren sie ausgesetzt sind.
Genau hier setzt moderne Wildtier-Telemetrie an. Projektteams statten Kondore mit leichten GPS-Tags aus, die ihre Bewegungen über Jahre hinweg aufzeichnen. Die Sender erfassen nicht nur die Position, sondern auch, wie schnell sich die Tiere fortbewegen, wie oft sie die Flügel schlagen und wie ihr Körper im Raum ausgerichtet ist. Aus diesen Daten entstehen Bewegungsprofile, die Aufschluss über Flugleistung, Energiehaushalt, Brutverhalten und potenzielle Störungen geben.
Lange Zeit war Wildtierforschung auf punktuelle Beobachtungen angewiesen. Radiotelemetrie, sporadische GPS-Messungen oder Sichtungen im Feld liefern zwar Hinweise auf Aufenthaltsorte, lassen aber viele Fragen offen: Welche Routen wählen die Tiere tatsächlich? Wie nutzen sie den Luftraum in verschiedenen Höhen? Wann geraten sie in Stresssituationen oder werden durch menschliche Aktivitäten gestört?
Mit vernetzten GPS-Tags, wie sie der bayerische Telemetrie-Spezialist e-obs entwickelt, verändert sich die Datenbasis grundlegend. Die Tags können Positionen in kurzen Abständen erfassen und ergänzen diese mit Sensordaten zu Bewegung und Fluglage. „So lässt sich zum Beispiel rekonstruieren, wann ein Vogel in der Thermik aufsteigt oder in den Gleitflug übergeht, wann er läuft, sich ausruht oder nach Nahrung sucht“, sagt e-obs-Geschäftsführer Franz Kümmeth. Diese Detailtiefe ist für viele Forschungsfragen entscheidend. Sie hilft, die Nutzung von Lebensräumen zu verstehen, kritische Phasen im Jahresverlauf zu identifizieren und Maßnahmen für den Schutz bedrohter Arten gezielter zu planen.
Die technische Grundlage für diese Bewegungsprofile liegt in der Kombination aus Sensorik und Konnektivität. Die GPS-Tags von e-obs sind so konstruiert, dass sie über viele Jahre hinweg am Tier verbleiben können. Solarzellen versorgen die integrierte Batterie mit Energie, damit die Geräte auch auf langen Zugrouten oder in abgelegenen Regionen zuverlässig arbeiten.
Im Inneren der Tags erfassen GPS-Module in definierten Abständen die Position. Verschiedene Sensoren ergänzen Informationen darüber, wie schnell sich das Tier fortbewegt oder wie der Körper ausgerichtet ist. Die Messwerte werden zunächst im internen Speicher abgelegt. Mehrmals täglich schaltet das Gerät sein Funkmodul aktiv und wählt sich in ein verfügbares Mobilfunknetz ein, um die gespeicherten Daten an den Server von e-obs zu übertragen. Anschließend werden die Messergebnisse für die Wissenschaft bereitgestellt.
Für die Projektteams bedeutet das: Sie müssen nicht mehr ins Feld, um Geräte auszulesen, sondern können die Datensätze über Plattformen abrufen, die speziell für Bewegungsdaten entwickelt wurden. Die Forschungsdatenbank Movebank etwa (siehe Infobox) bündelt Daten aus weltweiten Projekten und ermöglicht es, Muster über einzelne Populationen und Regionen hinweg zu erkennen.
Movebank ist eine Online-Plattform für Tierbewegungsdaten, die von der internationalen Forschungscommunity betrieben wird. Hunderte Teams weltweit nutzen sie, um GPS-Positionen und weitere Sensordaten zu speichern, zu teilen und auszuwerten. Auch Bewegungsdaten aus Projekten mit e-obs-Tags können dort bereitgestellt werden. So lassen sich Bewegungsmuster über Arten, Regionen und Studien hinweg vergleichen und in gemeinsame Artenschutzstrategien einbinden.
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Wildvögel halten sich nicht an Landesgrenzen. Weißstörche zum Beispiel ziehen von Mitteleuropa bis in die Sahelzone und zurück und überqueren dabei mehrere Ländergrenzen. Auch Kondore und Geier nutzen große Räume, in denen sie zahlreiche Grenzen überfliegen. Für die Telemetrie bedeutet das: Die GPS-Tags müssen in unterschiedlichen Mobilfunknetzen funktionieren, idealerweise ohne dass die Projektverantwortlichen in jedem Land Datenverträge mit unterschiedlichen Anbietern abschließen müssen.
Hier kommen die IoT-eSIMs der Deutschen Telekom ins Spiel. In den GPS-Tags von e-obs sind SIM-Chips integriert, die sich über das globale IoT-Netz der Telekom mit vielen Partnernetzen verbinden können. „Für uns ist dabei vor allem wichtig, dass sich Profile flexibel verwalten lassen und die Hardware kompakt bleibt“, sagt Kümmeth. „Denn jedes zusätzliche Gramm am Sender erhöht die Belastung für das Tier.“
Mit dieser Konnektivität betreiben Universitäten, Forschungsinstitute, Naturschutzorganisationen und Behörden gemeinsam mit e-obs Projekte in mehr als 90 Ländern – von Europa über Afrika bis nach Nord- und Südamerika. Selbst wenn ein Zugvogel auf seinem Weg von Dänemark bis nach Südafrika fliegt, bleibt der Sender entlang der Route erreichbar und kann seine Datenpakete absetzen, sobald ein Mobilfunknetz zur Verfügung steht.
„Unsere Tags begleiten Wildvögel über Ländergrenzen hinweg. Die IoT-Konnektivität der Deutschen Telekom sorgt dafür, dass wir ihre Daten auch unterwegs zuverlässig übertragen können.“
Franz Kümmeth, Co-Founder e-obs
Neben den Andenkondoren in Südamerika zeigen auch Projekte in Europa, wie sich Wildtier-Tracking in der Praxis nutzen lässt. In Spanien und anderen Regionen des Mittelmeerraums helfen Bewegungsdaten, die Nahrungsgebiete, Schlafplätze und Brutstandorte von bedrohten Geierarten zu identifizieren und zu überwachen. Die Datensätze machen sichtbar, wo sich Flugrouten mit menschlicher Infrastruktur wie Stromleitungen oder Windkraftanlagen überschneiden und wo ein erhöhtes Kollisionsrisiko besteht.
Beim Weißstorch stehen kollektiver Vogelzug und Lernprozesse im Mittelpunkt. Forschende analysieren, wie Jungvögel ihre Routen wählen, welche Rolle erfahrene Artgenossen spielen und wie sich Umweltveränderungen auf Zugverhalten und Überwinterungsgebiete auswirken. Die Kombination aus GPS-Daten, Bewegungsprofilen und weiteren Sensorinformationen ermöglicht es, soziale Netzwerke und Entscheidungsprozesse innerhalb der Schwärme besser zu verstehen.
Source: Fundación Cóndor Andino; Störche - MPIAB
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Seit 2016 ist Kerstin Teil der IoT-Reise bei der Deutschen Telekom. In dieser Zeit hat sie zahlreiche Marketing- und Kulturprojekten begleitet – immer mit dem Ziel, IoT greifbar und relevant zu machen. Dabei bringt sie komplexe Themen in eine verständliche, nutzerorientierte Sprache und rückt vor allem echte Kundenerfolge in den Mittelpunkt. Im IoT-Blog stellt sie ausgewählte Use Cases und Referenzen vor und zeigt, wie Unternehmen mit IoT messbaren Mehrwert erzielen.
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