Einzelprojekt

BovSys - Mathematische Modellierung der Rinderfertilität und des Metabolismus

Förderkennzeichen: 031A311
Fördersumme: 929.891 EUR
Förderzeitraum: 2014 - 2020
Projektleitung: Prof. Dr. Susanna Röblitz
Adresse: Konrad-Zuse-Zentrum für Informationstechnik Berlin (ZIB) - Numerische Mathematik - Abt. Numerische Analysis und Modellierung
Takustr. 7
14195 Berlin

Das Nachwuchsgruppen-Projekt BovSys beschäftigt sich mit dem Thema Milchproduktion, genauer gesagt mit der Frage, wie die Milchleistung und die Fruchtbarkeit bei einer Milchkuh zusammenhängen. Es ist geplant, diese antagonistische Beziehung auf der Grundlage eines dynamischen, mechanistischen, bio-mathematischen Modells des Brunstzyklus zu erforschen. Dabei soll insbesondere der Zusammenhang zwischen Fertilität, Fütterung, Milchleistung und genetischer Disposition näher untersucht werden. Das Projekt beinhaltet sowohl die Modell- als auch die Algorithmenentwicklung.

Es ist vorgesehen, das Modell parallel in drei Stufen zu entwickeln: Zum einen soll die wellenartige Follikelreifung unter Berücksichtigung metabolischer Faktoren modelliert werden. Des Weiteren ist geplant, den Mineralstoffwechsel mit Fokus auf der Post-Partum-Periode modellbasiert zu analysieren. In der dritten Stufe sollen Fütterung, Milchleistung und genetische Faktoren in ein dynamisches Brunstzyklusmodell integriert werden. Für die Entwicklung der Algorithmen ist geplant, das Gauss-Newton-Verfahren für periodische Systeme zum Zwecke der Parameter-Identifizierung aus experimentellen Messdaten zu erweitern. Ferner soll die statistische Analyse von Parameterverteilungen zur Untersuchung der inter-individuellen und der intra-individuellen Variabilität verwendet werden. Die Modelle und Algorithmen werden in einer geeigneten Software implementiert und Anwendern aus Wissenschaft und Wirtschaft zur Verfügung.