IT201700004817A1 - Sistema automatico di somministrazione alimenti per una corretta alimentazione degli animali domestici ad esso associati - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Campo della tecnica a cui si fa riferimento

[1] La presente invenzione si riferisce al campo dei dispositivi/sistemi per la somministrazione di alimenti agli animali domestici ed il controllo di alcuni dei loro parametri vitali; in particolare alla somministrazione degli alimenti (solidi, liquidi, integratori o altro) disponibili in funzione di alcuni parametri vitali, del pedigree (età, razza, sesso, stato fisiologico e simili), delle condizioni ambientali e dell'attività fisica degli animali domestici con capacità di auto-apprendimento e modifica della funzione di calcolo degli alimenti da somministrare in funzione dei dati rilevati giorno dopo giorno per una corretta alimentazione dell'animale domestico.

Stato della tecnica preesistente

[2] Il settore dell'alimentazione degli animali domestici in tutti i paesi sviluppati ha avuto un enorme sviluppo in quanto gli animali sono ormai diventati sempre più membri delle famiglie. In alcuni casi sono come dei figli per i loro padroni (termine che in alcuni casi sarebbe più corretto sostituire con "genitori adottivi").

[3] Inoltre molte persone desidererebbero avere un animale di compagnia ma spesso il fatto di non avere nessuno che li possa accudire per molte ore, in alcuni casi anche giorni, per esigenze lavorative od altro li inducono o costringono a scegliere di non avere un animale di compagnia. Questa scelta è anche spinta dal fatto che gli attuali sistemi di somministrazione automatica degli alimenti disponibili sul mercato sono in genere poco più che dei timer che dosano delle quantità prestabilite di alimenti ad orari impostati dai proprietari, senza alcuna capacità di controllo dei parametri vitali e dell' attività fisica degli animali, delle condizioni ambientali e senza l'autonomia di calcolare e/o autoregolare la quantità e frequenza di somministrazione degli alimenti all'animale in funzione di questi fattori.

[4] In aggiunta la dieta alimentare di un animale non viene a volte sufficientemente controllata dai padroni degli animali domestici che in alcuni casi per eccesso di attenzione somministrano diete ipercaloriche con il risultato che l'animale è in sovrappeso od addirittura obeso (da recenti indagini nei principali paesi sviluppati oltre il 50% degli animali domestici è sovrappeso) con ripercussione sul benessere dell'animale.

[5] Inoltre le tabelle disponibili per la determinazione delle quantità di alimenti da somministrare agli animali domestici sono generali e considerano valori medi e non adhoc per ogni animale. Dall'altro canto le formule disponibili per la valutazione degli alimenti da somministrare richiedono calcoli a volte complessi con la necessità di inserire tanti parametri che difficilmente un padrone di un animale rivela con buona frequenza come per esempio il peso dell'animale, la temperatura presente neN'ambiente in cui vive l'animale, l'attività fisica svolta dall'animale, la temperatura e le pulsazioni del proprio animale e così via.

[6] In aggiunta bisogna considerare che, come per gli esseri umani, due animali domestici anche se della stessa razza, età e stesso ambiente di vita avranno metabolismi ed attività fisiche differenti e pertanto la quantità di alimenti adatta ad una corretta e salutare alimentazione per un animale potrebbe non esserlo per l'altro. Dato che la maggior parte degli animali domestici non è in grado di autoregolarsi nell'alimentazione, se la quantità di alimenti somministrata è tendenzialmente ipocalorica o ipercalorica molto probabilmente questa errata somministrazione degli alimenti causerà un sovrappeso o sottopeso dell'animale.

[7] Ad oggi sul mercato tutte queste valutazioni non vengono realizzate dagli attuali sistemi automatici di somministrazione degli alimenti per animali domestici dato che non hanno una capacità di calcolo degli alimenti da somministrare per avere una corretta alimentazione in funzione dei parametri sopra indicati (parametri vitali dell'animale, peso dell'animale, razza, età, sesso, stato fisiologico, attività fisica degli animali, condizioni ambientali ed etc.).

[8] Alcuni sistemi automatici di somministrazione degli alimenti hanno la possibilità di trasferire alcuni dati (in genere la razza, età e peso dell'animale) ad un cloud server affinché siano confrontati con delle curve di crescita standard per dare la sola quantità di alimenti solidi (in genere solo crocchette tra quelle disponibili nel loro database) od acqua da somministrare ma il sistema automatico non ha né una autonomia nel calcolo degli alimenti da somministrare per una corretta alimentazione dell'animale né la capacità di definire la corretta quantità di alimenti da somministrare in funzione dei reali parametri specifici dell' animale (quali le pulsazioni, i movimenti effettuati dall'animale, la strada percorsa, la temperatura corporea, peso dell'animale, razza, età, sesso, se è stato castrato, se è gravida, la temperatura ed umidità ambientale e così via).

[9] Sul mercato i sistemi di alimentazione sono in genere pensati per un singolo animale mentre lo stesso sistema automatico dovrebbe essere in grado di gestire più animali domestici presenti in casa in quanto spesso in una famiglia sono presenti più animali domestici e quindi il sistema deve sapere rilevare quanto ogni singolo animale ha mangiato , bevuto, quanta attività fisica abbia fatto, etc.

[10] Non esiste sul mercato un sistema automatico che riesca a gestire in autonomia l'alimentazione di uno o più animali domestici, in grado di controllare le condizioni ambientale in cui vivono, i loro parametri vitali principali costantemente e la loro attività fisica per calcolare la quantità di alimenti da somministrare per una corretta alimentazione e confrontare i dati del giorno con quelli dei giorni/mesi/anni precedenti per adattare la formula di calcolo per ogni singolo animale associato al sistema grazie ad algoritmi di auto apprendimento.

[11] Che in aggiunta a quanto indicato al punto [10] possa inviare in remoto (tramite email, sms, mms, telefonata, segnale su app o simili) un segnale di allarme al padrone nel caso in cui rilevi uno o più parametri anomali sullo stato dell'animale (quantità di alimenti non ancora ricevuti o digiuno, pulsazioni, temperatura corporea, poca od eccessiva attività fisica) come una bambinaia che accudisce i bimbi quando tu non ci sei e che con il tempo li conosce sempre meglio grazie all'auto-apprendimento.

[12] Un sistema automatico che in aggiunta riceva in modo sistematico da dei collari indossati dagli animali associati al sistema i principali dati vitali dell'animale in continuo.

[13] Per questo motive è urgente inventare un sistema automatico come indicato al punto [10] e se possibile con le proprietà indicate anche ai punti [11] e [12] che in completa autonomia sia in grado di somministrare la corretta quantità di alimenti ad uno o più animali domestici ad esso associato, che li monitori costantemente e che avvisi il loro padrone in caso alcuni parametri siano anomali per quell'animale specifico.

Esposizione dell'invenzione affinché il problema sopra indicato e la soluzione tecnica proposta possano essere compresi

[14] La soluzione tecnica inventata per rispondere all'urgenza [13] e qui esposta si prefigge di fornire ai padroni di animali domestici quali cani, gatti, criceti, etc. un sistema automatico di somministrazione degli alimenti e controllo dei parametri vitali dei propri animali domestici in completa autonomia, a cui farò riferimento da qui in poi con il termine Sistema. Un Sistema automatico che in completa autonomia sia in grado di somministrare la corretta quantità di alimenti solidi (come le crocchette), liquidi (acqua) e/o altro (integratori e/o medicine) agli animali domestici associati al Sistema in base ad alcuni dei reali parametri specifici dell' animale (tra cui le pulsazioni, i movimenti effettuati dall'animale, la strada percorsa, la temperatura corporea, peso dell'animale, razza, età, sesso, se è stato castrato, se è gravida, la temperatura ed umidità ambientale e così via) rilevando costantemente quei parametri che sono variabili tramite vari dispositivi alcuni dei quali inseriti in collari da indossare (uno per animale associato al Sistema) dagli animali stessi. Il software installato nel Sistema è presente nella propria abitazione, e non in remoto (neppure parzialmente), ed è in grado automaticamente ed in completa autonomia di verificare costantemente lo stato e la variazione nel tempo di alcuni parametri sullo stato dell'animale (quali le pulsazioni, i movimenti effettuati dall'animale, la strada percorsa, la temperatura corporea, etc.), il peso dell'animale, le condizioni ambientali (temperatura ed umidità ambientale) ed è in grado di modificare la funzione di calcolo della quantità di alimenti da somministrare grazie ad algoritmi di autoapprendimento come le reti neurali e/o gli algoritmi genetici e/o variabili e/o simili per una corretta somministrazione degli alimenti ad ogni specifico animale domestico. Il Sistema è in grado di fornire a distanza con dispositivi remoti (quali smartphone, tablet, etc) le informazioni rilevate sullo stato dell'animale (pulsazioni, temperatura, movimenti, strada percorsa), quanto abbia mangiato e le condizioni ambientali in cui vive (temperatura ed umidità) al proprio padrone come quando si chiama la propria bambinaia per sapere come stanno i nostri animali. In caso di anomalie sullo stato dell'animale (quantità di alimenti non ancora ricevuti o digiuno, pulsazioni, temperatura corporea, poca od eccessiva attività fisica), il Sistema sarà in grado di avvisare il padrone tramite messaggi su app dello smartphone, e-mail, sms, mms, telefonate od altro affinché sia informato della situazione. Il Sistema, come una bambinaia, con il tempo, sulla base delle informazioni che elabora giorno per giorno e poi memorizza, conosce sempre meglio gli animali associati al Sistema grazie a algoritmi di auto-apprendimento presenti nel software del Sistema. Grazie a questa invenzione l'enorme quantità di famiglie che hanno animali domestici avranno questo Sistema automatico ed autonomo che controllerà la corretta alimentazione dei loro animali domestici e alcuni parametri importanti del benessere dell'animale anche se i padroni sono assenti per ore o giorni da casa.

[15] Per fare quanto indicato al punto (014) la presente invenzione prevede la seguente soluzione tecnica:

[16] Una stazione di somministrazione di alimenti solidi (come le crocchette), liquidi (acqua) e/o altro (integratori e/o medicine) composto da un contenitore per gli alimenti solidi (fino a 5 kg ed oltre in funzione della taglia dell'animale), un contenitore per gli alimenti liquidi (fino a 3 I ed oltre), uno o più contenitori opzionali per gli integratori e/o medicinali ed i relativi sistemi di trasferimento/dosaggio degli alimenti alle relative ciotole (quali coclee, nastri, valvole o simili). Il dispositivo di somministrazione è reso automatico ed autonomo dato che è equipaggiato con una unità centrale composta da un calcolatore implementato su una scheda elettronica (single-board Computer) tipo ) tipo Raspberry-Pi 3 o Arduino-Uno o modelli simili che ospita un sistema operativo basato su Kernel Linux o RISC OS o simile ed una scheda di memoria tipo Micro SD con caricato il software di calcolo della quantità di alimenti da somministrare, la gestione dei componenti del Sistema ed analisi e salvataggio dei dati rilevati dai vari dispositivi.

[17] Una serie di dispositivi di misurazione delle condizioni ambientali (quali temperatura, umidità, etc.) installate nel dispositivo automatico di somministrazione degli alimenti.

[18] Una serie di celle di carico posizionate sotto le ciotole e la stazione di pesatura per la misurazione del peso degli alimenti somministrati e del peso dell'animale mentre si sta alimentando.

[19] Un pannello touch-screen o strumento simile collegato al Raspberry-Pi 3 (o Arduino-Uno o modelli simili) per inserire le informazioni iniziali nel Sistema, per definire le impostazioni del Sistema e le informazioni relative agli animali associati al Sistema quali la data di nascita dell'animale, la razza, il sesso, lo stato fisiologico (castrato, gravida, iper attivo, etc. ) ed altre informazioni utili al software per gestire successivamente in completa autonomia il Sistema. Lo stesso touch-screen potrà essere utilizzato per visualizzare le informazioni relative alla quantità di alimenti ricevuti e sui parametri vitali di ogni singolo animale in tempo reale o in un determinato periodo di tempo .

[20] Uno o più collari che dovranno essere indossati dagli animali domestici (un collare per ogni animale) che comprendono un proprio mini calcolatore implementato su una scheda elettronica (single-board Computer) tipo Raspberry-Pi Zero o Arduino-Mini o modelli simili, un dispositivo per la sua identificazione quando si trova nella posizione di alimentazione, un dispositivo di comunicazione con l'unità centrale quando il collare si trova ad una distanza dal dispositivo di somministrazione alimenti tale da permettere un collegamento wireless tipo Wl-Fi o Bluetooth o simile, una serie di dispositivi per la misurazione di alcuni parametri vitali dell'animale quali le pulsazioni, la temperatura corporea, il numero di passi della giornata, la distanza percorsa nella giornata, etc.

[21] Opzionalmente una serie di dispositivi remoti portatili (quali smartphone, tablet o simili) o fissi (quali smart tv, pc o simili) che possano collegarsi alla unità centrale tramite sistemi di accesso remoti per ricevere per consultazione anche in remoto le informazioni richieste dal padrone dell'animale quali le condizioni ambientali (temperatura ed umidità), la quantità di alimenti solidi e liquidi assunti, le pulsazioni, la temperatura corporea dell'animale, il numero di passi , etc.

[22] L' unità centrale, composta da un calcolatore implementato su una scheda elettronica (single-board Computer) tipo Raspberry-Pi 3 o Arduino-Uno o modelli simili che ospita un sistema operativo basato su Kernel Linux o RISC OS o simile ed una scheda di memoria tipo Micro SD con caricato il software di calcolo della quantità di alimenti solidi e liquidi da somministrare, gestisce i componenti del Sistema ed elabora e salva i dati rilevati dai vari dispositivi. L'unità centrale che si trova vicino alla stazione di somministrazione degli alimenti è il cervello dell'intero Sistema ed è in grado di operare senza necessità di cloud server o strutture simili od assimilabili.

[23] Tutti i componenti del Sistema sono collegati direttamente e/o via wireless (Wi-Fi, Bluetooth o simili) all' unità centrale.

[24] Il Sistema è in grado di rilevare l'arrivo di un animale nella stazione di alimentazione, di pesare l'animale e le diverse quantità di alimenti presenti nelle ciotole in quel momento e di gestire, durante la presenza di ogni singolo animale nella stazione di alimentazione, i dispositivi di trasferimento/dosaggio dei diversi alimenti affinché siano disponibili nelle ciotole gli alimenti nella quantità calcolata dal software per una corretta alimentazione dell'animale.

[25] Il Sistema è in grado inoltre di rilevare che l'animale che era presente nella stazione di alimentazione ha abbandonato la stazione di alimentazione e peserà quindi le quantità di alimenti presenti nelle ciotole, l'ultimo peso dell'animale rilevato e sarà quindi in grado di calcolare le quantità di alimenti realmente assunte dall'animale.

[26] Il software (tipo Python, Cython o simili) installato nella unità centrale in base a :

a) le condizioni ambientali in cui vive l'animale rilevati dai dispositivi del Sistema,

b) alcuni dei principali parametri vitali dell'animale misurati dai dispositivi del Sistema in quel momento e nei giorni/mesi/anni precedenti,

c) l'attività fisica dell'animale rilevata dai dispositivi del Sistema in quel giorno e nei giorni/mesi/anni precedenti,

d) il peso misurato con precisione dell'animale quando si trova nella stazione di alimentazione di fronte al dispositivo automatico di somministrazione degli alimenti

e) il pedigree dell'animale (razza, sesso, età, comportamento, stato fisiologico, etc.) inserito dal padrone al momento dell'associazione dell'animale al Sistema

f) il valore calorico e i principi nutritivi (carboidrati, grassi, proteine, vitamine, sali minerali e acqua) degli alimenti da somministrare inseriti dal padrone dell'animale nei contenitori degli alimenti della stazione di somministrazione degli alimenti o, opzionalmente, direttamente nella ciotola selezionabili dal padrone tra una ampia gamma di alimenti già inseriti nel database della unità centrale.

calcola attraverso una complessa formula per ogni singolo animale nell'arco della giornata la quantità di alimenti da somministrare quando un animale viene rilevato in posizione di alimentazione per una sua corretta alimentazione.

[27] Il software ha anche una capacità di adattare la formula di calcolo degli alimenti da somministrare "ad-hoc" per ogni animale attraverso algoritmi di auto apprendimento (quali algoritmi genetici e/o reti neurali e/o variabili e/o simili) basati sulle informazioni ricevute e memorizzate durante il periodo in cui l'animale è stato associato al Sistema.

[28] In effetti gli animali (come gli uomini) anche se sono della stessa razza, età, peso ed hanno uno stile di vita simile, potrebbero avere un metabolismo differente, pertanto anziché utilizzare tabelle generiche o standard è necessario progettare una formula di calcolo che sulla base dei risultati ottenuti su ogni singolo animale (peso, pulsazioni, temperatura corporea, movimenti etc.) modifichi la formula di calcolo degli alimenti da somministrare ad ogni singolo animale.

[29] Il software ha una serie di impostazioni da definire in genere una volta e richiede tali dati al padrone dell'animale e/o utilizzatore del Sistema. Tali dati potrebbero essere per esempio la data ed ora correnti, la lingua preferita ed i dati principali del proprio animale quali il nome, il numero di collare associato a quell'animale, la razza, la data di nascita, se è un cane poco attivo/attivo/iperattivo, il sesso, se è gravida o no, se è castrato o no, se vive all'aperto o al chiuso e così via che possono essere inseriti dal padrone o utilizzatore tramite touch-screen o dispositivi simili.

[30] Il software è progettato inoltre per essere in grado di elaborare tutte le informazioni ricevute dai vari dispositivi ad esso collegati e sulla base delle informazioni memorizzate nel suo database gestire in automatico, continuativamente ed in completa autonomia (senza cloud data server o simili) i dispositivi di dosaggio e pesatura di alimenti solidi, alimenti liquidi, medicinali o altro affinchè l'animale abbia la quantità corretta di alimenti per una corretta alimentazione.

[31] Il Sistema permette ai dispositivi collegati tramite sistemi di accesso remoto di accedere in remoto al pannello touch screen e di avere accesso ad esso come se fossero di fronte al pannello e di poter aver accesso ad una o più videocamere installate dal padrone e collegate alla unità centrale.

[32] Il Sistema è in grado inoltre, se desiderato dal padrone dell'animale, di avvisare il padrone tramite messaggi sui dispositivi remoti via e-mail, app dello smartphone, sms, mms, telefonate od altro di eventuali allarmi o anomalie come per esempio la scarsa quantità di alimenti solidi e liquidi assunti, alta temperatura corporea, aumento delle pulsazioni, scarso movimento, iper atività e così via.

[33] Il Sistema può essere utilizzato per la maggior parte degli animali domestici quali cani, gatti, conigli, etc. Inoltre il Sistema essendo in grado di rilevare quale animale è presente nella posizione di alimentazione è in grado di gestire più animali contemporaneamente con un solo Sistema.

Breve descrizione del disegno di una attuazione dell'invenzione

[34] La Fig. 1 rappresenta un disegno schematico di un Sistema automatico di gestione dell'alimentazione e controllo dei parametri vitali di animali domestici della presente invenzione. La Fig. 2 rappresenta invece in maggior dettaglio i componenti contenuti all'interno dell' unità centrale (1).

Descrizione dettagliata di una attuazione dell'invenzione

[35] Come si può notare dalla Fig. 1 abbiamo una base (1A) su cui sono posizionati un contenitore (7) di alimenti solidi (7B) (le più comuni sono le crocchette) chiuso da un coperchio rimovibile (7A), un contenitore (11) di alimenti liquidi (11B) (il più comune è l'acqua) chiuso da un coperchio rimovibile (HA) ed opzionalmente un contenitore di integratori alimentari liquidi/medicine (14). Sulla stessa base (1A), quando presente il contenitore opzionale (14), deve essere aggiunta una piccola prolunga (1B). Sulla base (1A) sono posizionati anche i dispositivi di dosaggio degli alimenti (9)(12)(15) ed nella base (1A) è presente anche l'unità centrale (1).

[36] Il contenitore (7) di alimenti solidi ha una capienza di circa 5kg (può variare in funzione del numero e della taglia degli animali associati) per garantire una disponibilità di alimenti solidi (i più comuni sono le crocchette) per un periodo congruo. I contenitori (11) (14) hanno una capienza di 3 litri ciascuno (può variare in funzione del numero e della taglia degli animali associati) tale da garantire una quantità di liquidi per un periodo congruo.

[37] Il padrone dell'animale deve riempire i contenitori (7) (11) (14) in base al consumo attraverso aperture superiori richiudibili con un coperchi (7A) (11A).

[38] Il dosaggio/trasferimento dell'alimento solido alla ciotola dell'alimento solido (10) avviene attraverso l'installazione di una coclea (9) o dispositivo equivalente azionato da un motore elettrico posizionato nella parte inferiore del contenitore (7). Il dosaggio/trasferimento dell'alimento liquido alla ciotola dell'alimento liquido (13) avviene attraverso una elettrovalvola (12) posizionato nella parte inferiore del contenitore (11). Il dosaggio/trasferimento degli integratori alimentari o medicine alla ciotola (10) o (13) in base alla consistenza avviene attraverso una pompa peristaltica (15) o coclea o dispositivo simile posizionato nelle vicinanze del contenitore (14).

[39] Nelle vicinanze o all'interno della base (1A) è collocata l'unità centrale (1) che comprende un calcolatore implementato su una scheda elettronica (single-board Computer) tipo Raspberry-Pi 3 o Arduino-Uno o modelli simili (2C) che ospita un sistema operativo basato su Kernel Linux o RISC OS o simile, una scheda di memoria tipo Micro SD (2A) o simile allocata su (2C) con caricato il software (2B) di gestione dei componenti del Sistema, tutti i dati di gestione e la banca dati storici (database) come spiegato qui di seguito. La base (1A) che al suo interno ha l'unità centrale (1) con i contenitori di alimenti (7)(11) ed opzionalmente (14), i dispositivi di dosaggio (9)(12) ed opzionalmente (15), le ciotole (10)(13) e relativi dispositivi di pesatura sono tutti insieme definiti come la stazione di somministrazione degli alimenti.

[40] Un pannello touch-screen (3) da 5" o 7" o superiore è collegato a (2C) con un cavo HDMI ed un cavo USB. Il pannello touch-screen funge da interfaccia grafica affinché il padrone dell'animale possa inserire/modificare le informazioni relative alle impostazioni del Sistema e/o le informazioni di tutti gli animali associati al Sistema (come per esempio il nome, il numero di collare associato a quell' animale, la razza, la data di nascita, se è un cane poco attivo/attivo/iper attivo, il sesso, se è gravida o no, se è castrato o no, se vive all'aperto o al chiuso, etc.) e/o visualizzare le informazioni in tempo reale o memorizzate di ogni animale sulla quantità di alimenti che ha assunto e sui suoi principali parametri vitali rilevati.

[41] Una serie di collari per animali (4B-1)(4B-2)(4B-3)(4B-4)(4B-...) (uno da indossare per ogni animale associato al Sistema) sono progettati per contenere al proprio interno un proprio calcolatore implementato su una scheda elettronica (single-board Computer) tipo Raspberry-Pi Zero o Arduino-Mini o modelli simili (4A-1)(4A-2)(4A-3)(4A-4)(4A-...) che comunica tramite connessione wireless come Wi-Fi o Bluetooth o simile con la (2C) quando si trova nelle vicinanze della unità centrale (1). Il calcolatore implementato su una scheda elettronica inserito nel collare (4A- 1) (4A- 2) (4 A-3 ) (4 A-4 ) (4A- ... ) ospita un sistema operativo basato su Kernel Linux o RISC OS o simile ed una propria scheda di memoria tipo Micro SD (5A-1) (5A-2) (5A-3) (5A-4) (5A-..) con caricato il software (5B-1) (5B-2) (5B-3) (5B-4) (5B-...) che gestisce i dati ricevuti da dei dispositivi (6-l)(6-2)(6-3)(6 4)(6-...) e tramite connessione Wi-Fi, Bluetooth o simile li trasferisce all'unità centrale (1). Ogni collare prevede al suo interno una batteria ricaricabile che può essere ricaricata o tramite rete elettrica o tramite pannellino solare montato sul collare o sistemi simili. Ogni collare (4B-1)(4B-2)(4B-3)(4B-4)(4B-...) ha incluso al suo interno anche un RFID Tag (4C-1)(4C-2)(4C-3)(4C-4)(4C-...) o sistema simile che permetta di identificare in modo univoco il collare, e quindi l'animale associato a quel collare, quando si trova nella stazione di alimentazione (16) che è dotata di un dispositivo di lettura RFID Tag (18) (tipo MFRC522 dotato di antenne) o dispositivo simile.

[42] I dispositivi sopra indicati (6-l)(6-2)(6-3)(6-4)(6-...) inseriti nel collare possono essere diversi in base ai parametri vitali che si vogliono misurare dell'animale. In questo esempio abbiamo deciso di misurare le pulsazioni dell'animale attraverso un sensore di misuratore delle pulsazioni (pulse sensor Amped), la temperatura del corpo attraverso un sensore non a contatto a pila termoelettrica ad infrarossi (contact-less infrared thermopile sensor) il numero di movimenti e la strada percorsa attraverso un accelerometro a 3-assi (basato su sensore ADXL335 o simile). Ulteriori parametri potranno essere rilevati tramite dispositivi/sensori aggiuntivi.

[43] Le informazioni raccolte dai dispositivi sopra indicati (6-l)(6-2)(6-3)(6-4)(6-...) sono trasferite alla (2C) tramite (4A-1)(4A-2)(4A-3)(4A-4)(4A-...) che saranno gestiti dal software per la formula di calcolo della quantità di alimenti da somministrare ad ogni singolo animale.

[44] Una serie di dispositivi (8) sono inseriti nella unità centrale (1) od anche vicino alla base (1A), per esempio il sensore di temperaturà/umidità (temperature and humidity sensor), per rilevare le condizioni ambientali quali la temperatura, l'umidità e sono collegati direttamente a (2C). La temperatura ed umidità ambiente sono parametri utilizzati nella formula di calcolo della quantità di calorie e liquidi da fornire ad ogni singolo animale.

[45] Di fronte alla base ed ai contenitori di alimenti sono posizionate le ciotole (10)(13) che ricevono gli alimenti solidi ciotola (10) e liquidi (13) dai relativi dispositivi di trasferimento/dosaggio. Le ciotole (10)(13) sono equipaggiate con un dispositivo di pesatura preciso con celle di carico che, eseguito un ciclo di taratura iniziale, pesano gli alimenti presenti nelle ciotole quando necessario. Le celle di pesatura sotto le ciotole (10)(13) sono collegate direttamente a (2C) attraverso delle schede di amplificazione e conversione del segnale da analogico a digitale (tipo le schede HX711 o simili) dei pesi misurati. Di fronte alle ciotole è posizionata la zona in cui si posizionano gli animali durante l'alimentazione, stazione di alimentazione (16), che è ubicata sopra una stazione di pesatura (17) per l'animale con dispositivo a celle di carico. Il segnale fornito dalla cella/e di carico della stazione di pesatura viene anch'esso trasferito a (2C) attraverso delle schede di amplificazione e conversione del segnale da analogico a digitale (tipo le schede HX711 o simili).

[46] La stazione di alimentazione (16) è identificata come l'area che si trova in genere di fronte alla stazione di somministrazione degli alimenti e sopra la stazione di pesatura (17). La stazione di alimentazione (16) prevede un dispositivo di lettura RFID Tag (18) (tipo MFRC522 dotato di antenne) o simile in grado di identificare quale RFID Tag (4C-1)(4C-2)(4C-3)(4C-4)(4C-...) sia presente nella stazione di alimentazione (16) e quindi il collare (4A-1)(4A-2)(4A-3)(4A-4)(4A-...) e l'animale associato a quel collare. La stazione di alimentazione (16) può essere equipaggiata anziché con un lettore RFID Tag (18) anche con sistemi simili (video, immagini, misurazioni 3D non a contatto o simili che con un algoritmo software identifichino il numero un numero o simbolo sul collare o qualche caratteristica dell'animale) che siano in grado di identificare in modo univoco il collare (4A-1)(4A-2)(4A-3)(4A-4)(4A-...) presente e/o l'animale presente nella stazione di alimentazione (16). Nel caso in cui il Sistema rilevi nella stazione di alimentazione un animale che non ha diritto ad un determinato alimento presente nelle ciotole (10)(13) da una precedente somministrazione, con un semplice pannello scorrevole o botola o simile può impedire che l'animale abbia accesso a quell'alimento presente nella ciotola.

[47] I dati ricevuti da (4A-1)(4A-2)(4A-3)(4A-4)(4A-...) relativi ai parametri vitali dell'animale ed alla sua attività fisica misurati dai dispositivi (6-l)(6-2)(6-3)(6-4)(6-...), i dati ricevuti da (8) relativi alle condizioni ambientali, i segnali dalle celle di carico per le ciotole (10)(13) e per la stazione di pesatura (17) vengono ricevuti, gestiti e memorizzati dal software (2B) caricato su (2A) tramite (2C) che elabora tutte le informazioni ricevute.

[48] Parte fondamentale del software (2B) installato nella unità centrale (1) è la formula di calcolo di base che in funzione dei dati ricevuti dai dispositivi del Sistema come indicati al punto [47], sulla base del pedigree dell'animale inserito a Sistema tramite (3) dal padrone dell'animale (data di nascita, razza, sesso, se è stato castrato, se è gravida, e così via) ed identificato nella stazione di alimentazione come spiegato al punto [46], la quantità di calorie e di liquidi che sarebbero da somministrare all' animale nell'arco della giornata per una sua corretta alimentazione.

[49] Parte fondamentale del software (2B) è anche l'algoritmo di auto-apprendimento che valutando anche i dati ed i risultati memorizzati dei giorni/mesi/anni precedenti per ogni animale specifico adattata la formula di calcolo di base indicata al punto [48] attraverso algoritmi di auto-apprendimento (nello specifico un algoritmo genetico che modifica alcune variabili della formula di calcolo) per ogni singolo animale per determinare la quantità di calorie e di liquidi che saranno da somministrare ad ogni singolo animale associato al Sistema nell'arco della giornata per una sua corretta alimentazione.

[50] Il software (2B) prevede che i dati di ogni singolo giorno per ogni singolo animale associato al Sistema vengano elaborati e poi salvati quei parametri che saranno nei giorni successivi utilizzati dall'algoritmo di auto-apprendimento indicato al punto [49] per adattare la formula di base indicata la punto [48] ad ogni singolo animale associato al Sistema.

[51] Una volta calcolata la quantità di calorie e di liquidi da somministrare nell'arco della giornata ad ogni animale, il software (2B) tramite (2C) definisce, in funzione dei specifici apporti calorici e nutrizionali degli alimenti solidi e liquidi disponibili nei contenitori (7) (11) e opzionalmente (14) inseriti nel software (2B) tramite pannello touch-screen (3), le quantità dei singoli alimenti disponibili da somministrare e gestisce il dispositivo di dosaggio (9) degli alimenti solidi (crocchette o simili) disponibile nel contenitore (7) , il dosaggio (12) degli alimenti liquidi (acqua o simili) contenuto in un recipiente (11) ed eventuali ulteriori dispositivi di dosaggio (15) di integratori/medicinali od altro contenuti in appositi contenitori (14). Il software doserà i vari alimenti in funzione dell'animale presente nella stazione di alimentazione (16) identificato come al punto [46], del peso degli alimenti presenti nelle ciotole (10)(13), delle quantità già assimilate dall'animale nell'arco della giornata ed ancora somministrabili in base della formula di calcolo come da punto [49],

[52] Il software (2B) ripete ciclicamente a cadenza di pochi secondi dei controlli sullo stato dei parametri vitali dell'animale o animali collegati al Sistema, sull'attività fisica ed il peso degli stessi, sulle quantità di alimenti presenti nelle ciotole, sulle quantità di alimenti che ogni animale ha già ricevuto e che può ricevere nell'arco della giornata e nei periodi precedenti, sulle condizioni ambientali. Nel caso il software rilevi qualche dato anomalo attiva una segnalazione di allarme che viene visualizzato sul touch-screen (3) e, se previsto dal padrone, può inviare un segnale di allarme quali sms, telefonate, mms, email, messaggio su app dello smartphone o simili tramite una rete dati disponibile al Sistema o dispositivo di trasmissione dati (19) presente nell'unità centrale.

[53] Il software (2B) attiva durante la fase di presenza di un animale nella stazione di alimentazione (16), cioè quando un collare specifico (4B-1)(4B-2)(4B-3)(4B-4)(4B-...) viene rilevato, un ulteriore ciclo di controllo che pesa con opportuna frequenza il peso dell'animale (17) e la quantità dei vari alimenti disponibili nelle ciotole (10)(13) che possono essere forniti all'animale presente nella stazione di alimentazione (16) e provvede alla gestione dei dispositivi di dosaggio/trasferimento (9)(12) e opzionalmente (15) affinché gli vengano somministrate nelle quantità calcolate dal software per una sua corretta alimentazione.

[54] Il software (2B) nel momento in cui il dispositivo di rilevamento collocato nella stazione di alimentazione (16) rileva come indicato al punto [46] che un collare specifico (4B-1)(4B-2)(4B-3)(4B-4)(4B-...) ha abbandonato la stazione di alimentazione (non è più rilevato il RFID Tag di quel collare specifico dal lettore di RFID Tag) aggiorna il database con le quantità di alimenti ricevuti dall'animale in questione, l'ora di somministrazione, il tempo di sosta nella stazione di alimentazione, i suoi parametri vitali, i suoi movimenti, i dati ambientali, il suo peso per essere utilizzati nei tempi successivi dal software che tramite algoritmi di auto-apprendimento come indicati al punto [49] per modificare la formula di calcolo di base [48] di ogni singolo animale associato al Sistema. In questo modo il sistema è in grado sulla base delle esperienze precedenti di adattare la formula di calcolo di base descritta al punto [48] ad ogni singolo animale affinché l'animale abbia una corretta alimentazione in funzione dei parametri vitali, del pedigree ed il peso dell'animale disponibili al Sistema.

[55] Il software ha inoltre la possibilità di variare la formula di calcolo sulla base di impostazioni di preferenze indicate da parte del padrone dell'animale ed introdotte a Sistema, nello specifico al software (2B)(2A) tramite il pannello touch-screen (3) o dispostivi remoti (20)(21).

[56] Le informazioni principali vengono salvate in un archivio storico sulla memoria (2A) consultabile tramite il pannello touch-screen (3) e/o tramite sistemi di accesso remoto possono essere consultati e gestiti da dispositivi mobili (20) o dispositivi fissi (21) attraverso una rete dati o un dispositivo di trasferimento dati (19) con l'unità centrale (1).

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Un sistema automatico che autonomamente è in grado di calcolare e somministrare nell'arco della giornata le quantità di alimenti solidi e liquidi all· animale domestico (o più animali) associato/i al sistema, da ora in poi indicato come Sistema, per una corretta alimentazione dell'animale. Il Sistema comprende una base (1A) sulla quale sono allocati i contenitori degli alimenti (7)(11), i dispositivi di dosaggio (9)(12), le ciotole (10)(13) e relativi dispositivi di pesatura che sono tutti insieme definiti come la stazione di somministrazione degli alimenti. Il Sistema comprende oltre alla stazione di somministrazione degli alimenti, una unità centrale (1), una serie di dispositivi per la misurazione delle condizioni ambientali e di alcune informazioni dell'animale domestico associato al Sistema. L'unità centrale (1), contenuta nella base (1A) o vicina alla base (1A), comprende un calcolatore implementato su una scheda elettronica (single-board Computer) tipo Raspberry-Pi 3 o Arduino-Uno o simili (2C) che ospita un sistema operativo basato su Kernel Linux o RISC OS o simile, una scheda di memoria tipo Micro SD (2A) o simile allocata su (2C) con caricato il software (2B) di gestione del Sistema. L'unità centrale (1) è la mente del Sistema ed è in grado di calcolare la quantità di alimenti solidi e liquidi da somministrare all'animale specifico associato al Sistema per una sua corretta alimentazione e gestire il Sistema nell'arco della giornata affinché fornisca tali alimenti all'animale domestico specifico (od, come da rivendicazione 2, anche più animali domestici associati ad un unico Sistema). All'unità centrale (1) del Sistema sono collegati via cavo o wireless dei dispositivi (parte del Sistema) per misurare alcuni parametri come le condizioni ambientali (8), il peso dell'animale in posizione di alimentazione (16) tramite dispositivo di pesatura (17). L'unità centrale (1) elabora i dati ricevuti dai dispositivi e sulla base del pedigree di ogni specifico animale inserito dal padrone dell'animale ed i dati e risultati precedenti di ogni singolo animale calcola la quantità di alimenti da somministrare nell'arco della giornata per una corretta alimentazione dell'animale specifico. L'unità centrale (1) gestisce tutti dispositivi della stazione di somministrazione degli alimenti per dosare/trasferire nelle ciotole (10)(13) le quantità di alimenti da essa definiti per una corretta alimentazione dell'animale presente nella stazione di alimentazione (16). Il Sistema è in grado di salvare la quantità di alimenti solidi e liquidi ricevuti da ogni animale nell'arco della giornata, ed i dati ricevuti dai dispositivi del Sistema nell'arco della giornata come il peso dell'animale e le condizioni ambientali tramite l'unità centrale (1) e li archivia sulla scheda di memoria tipo Micro SD (2A) o simile.
2. 2. Sistema, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il software (2B) oltre a calcolare la quantità di alimenti da somministrare per una corretta alimentazione sulla base delle informazioni ricevute dai dispositivi nell'arco della giornata, tramite algoritmi di auto-apprendimento (quali reti neurali e/o algoritmi genetici e/o set di variabili e/o simili) che utilizzano i dati sui precedenti parametri rilevati dai dispositivi nei gironi/mesi/anni precedenti e sui risultati ottenuti nei gironi/mesi/anni precedenti, modifica ad-hoc di giorno in giorno per ogni singolo animale la quantità di alimenti da somministrare calcolati dalla formula così da fornire per ogni singolo animale la quantità corretta di alimenti sulla base dei parametri dell'animale specifico misurati, le condizioni in cui vive e sui risultati specifici precedentemente salvati e non sulla base di tabelle o formule generiche (anche se complesse). Inoltre il Sistema prevede la possibilità per il padrone dell'animale di scegliere, via software (2B), la possibilità di modificare la quantità di calorie da somministrare ad un animale rispetto a quanto calcolato dal Software per una corretta alimentazione dell'animale e di quanto percentualmente (cioè quanto dovrà essere ipocalorica o ipercalorica).
3. 3. Sistema, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che più animali possono essere associati ad un solo Sistema. Il Sistema comprenderà quindi una serie di collari (4B-1)(4B-2)(4B-..) ciascuno munito di un RFID Tag (4C-l)(4C-2) (4C-3)(4C-4)(4C-..) (uno da indossare ed associare ad ogni animale) ed un dispositivo di lettura RFID Tag (18)(tipo MFRC522 dotato di antenne) o simili in grado di rilevare in modo univoco quale collare (4Β-1)(4Β-2) (4B-3)(4B-4) (4B-..) è presente nella stazione di alimentazione (16) e quindi l'animale associato a quel collare. Oltre alla gestione della somministrazione degli alimenti per ogni singolo animale associato al Sistema mentre si trova nella stazione di alimentazione (16), come da rivendicazione 1, il Sistema controlla le quantità di alimenti ricevuti da ogni singolo animale nell'arco della giornata e potrebbe prevede un dispositivo di chiusura delle ciotole da attivare nel caso in cui un animale abbia già ricevuto la quantità a lui destinata per una sua corretta alimentazione e non assuma degli alimenti presenti nelle ciotole, lasciati da animali precedenti, senza averne diritto. La stazione di alimentazione (16) può essere equipaggiata anziché con un lettore RFID Tag (18) anche con sistemi simili (video, immagini, misurazioni 3D non a contatto o simili che con un algoritmo software identifichino il numero un numero o simbolo sul collare o qualche caratteristica dell'animale) che siano in grado di identificare in modo univoco il collare (4A-1)(4A-2)(4A-3)(4A-4)(4A-...) presente e/o l'animale presente nella stazione di alimentazione (16).
4. 4. Sistema, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il Sistema è dotato di una serie di collari (4B-1)(4B-2)(4B-3)(4B-4)(4B-...) (uno da indossare per ogni animale associato al Sistema) collegati tramite connessione wireless Wi-Fi, Bluetooth o simile all'unità centrale (1). Ciascun collare (4B-1)(4B-2)(4B-3)(4B-4)(4B-...) ospita un proprio mini calcolatore implementato su una scheda elettronica (single-board Computer) tipo Raspberry-Pi Zero o Arduino-Mini o simili (4A-1)(4A-2)(4A-3)(4A-4)(4A-...) che ospita un sistema operativo basato su Kernel Linux o RISC OS o simile alimentato da batteria ricaricabile presente nel collare che si può ricaricare o da rete elettrica o tramite pannellino solare sul collare o sistemi simili. In ogni collare (4B-1)(4B-2)(4B-3)(4B-4)(4B-...) sono inseriti anche dei dispositivi di misurazione (6-l)(6-2)(6-3)(6-4)(6-...) di alcuni parametri vitali dell'animale necessari al software di gestione (2B) per le sue funzioni di calcolo. Ogni mini calcolatore (4A-1)(4A-2)(4A-3)(4A-4)(4A-...) ospita una propria scheda di memoria tipo Micro SD (5A-1) (5A-2) (5A-3) (5A-4) (5A-..) con caricato il software (5B-1) (5B-2) (5B-3) (5B-4) (5B-...) di gestione dei dati ricevuti dai dispositivi (6-l)(6-2)(6-3)(6-4)(6-...). Ogni mini calcolatore (4A-1)(4A-2)(4A-3)(4A-4)(4A-...) trasferisce i dati rilevati dai dispositivi (6-l)(6-2)(6-3)(6-4)(6-...) all'unità centrale (1) tramite connessione wireless tipo Wi-Fi, Bluetooth o simile. I dispositivi (6-l)(6-2)(6-3)(6-4)(6-...) di misurazioni possono rilevare per ogni animale molteplici informazioni tra cui le pulsazioni, la temperatura dell'animale, il numero di passi, l'attività fisica ed altre informazioni necessarie al Sistema per definire la corretta alimentazione dell'animale.
5. 5. Sistema, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il software (2B) monitora attraverso algoritmi ciclici frequenti del software i dati rilevati dai dispositivi ed in caso di anomalie possa comunicare allarmi su dispositivi di interfaccia grafici ad esso collegati o su dispositivi di interfaccia remoti inviando e-mail, sms, messaggi/video whatsapp, messaggi/video skype, telefonate o simili tramite una qualsiasi rete dati resa disponibile al Sistema o un dispositivo di trasmissione dati (19) installata nel Sistema.
6. 6. Sistema, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che è in grado di elaborare tutti i dati ricevute dai vari dispositivi ad esso collegati e sulla base delle informazioni memorizzate nel suo database sulla scheda di memoria Micro SD (2A) o simile inserita nella scheda elettronica (2C) tipo Raspberry-Pi 3 o Arduino-Uno o simili, gestire in automatico, continuativamente ed in completa autonomia (senza cloud data server o simili) gestire i dispositivi di dosaggio e pesatura degli alimenti presenti nelle ciotole (10)(13), affinché ogni animale associato al Sistema abbia la quantità corretta di alimenti per una corretta alimentazione.
7. 7. Sistema, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che ha un pannello touch-screen (3) collegato all'unità centrale (1) come interfaccia per il padrone dell'animale per poter inserire le informazioni sul pedigree dell'animale (quali razza, sesso, età, comportamento, stato fisiologico, etc.) inserito dal padrone al momento dell'associazione dell'animale al Sistema. Questo touch-screen potrà essere utilizzato anche per visualizzare/consultare le informazioni sullo stato dell'animale, le quantità di alimenti ricevute o altre informazioni istantanee e/o del giorno e/o storiche salvate in archivio sulla memoria (2A).
8. 8. Sistema, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che oltre al contenitore per alimenti solidi (7) e relativo dispositivo di dosaggio (9), al contenitore di alimenti liquidi (11) e relativo dispositivo di dosaggio (12), possano essere aggiunti opzionalmente uno o più ulteriori contenitori (14) per integratori alimentari e/o medicine e/o altro, con i relativi dispositivi di dosaggio (15).
9. 9. Sistema, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la quantità di alimenti da somministrare è calcolata sulla base del valore calorico e i principi nutritivi (carboidrati, grassi, proteine, vitamine, sali minerali e acqua) degli alimenti (7B)(11B) da somministrare inseriti dal padrone dell'animale nei contenitori (7)(11), chiusi da coperchi rimovibili (7A)(11A), ed opzionalmente (14) della stazione di somministrazione degli alimenti o, opzionalmente, direttamente nella ciotola (7) dal padrone selezionabile tra un'ampia gamma di alimenti già inseriti nel database del Sistema. Nello specifico una volta noti gli alimenti disponibili ed una volta che il software (2B) ha calcolato la quantità di calorie e di liquidi da somministrare nell'arco della giornata all'animale, il software (2B) tramite (2C) gestisce il dispositivo di dosaggio (9) alimenti solidi (crocchette o simili) contenuti nel contenitore (7), o aggiunti dal padrone direttamente nella ciotola (7), il dispositivo di dosaggio (12) degli alimenti liquidi (acqua o simili) contenuto nel recipiente (11), e ulteriori sistemi opzionali di dosaggio (15) di integratori e/o medicinali e/o altro contenuti in appositi contenitori (14) affinché ogni animale abbia la quantità di alimenti per una corretta alimentazione.
10. 10. Sistema, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che dei dispositivi mobili (quali smartphone, tablet o simili) (20) o dispositivi fissi (21)(quali smart tv, PC o simili) possano collegarsi alla unità centrale (1) tramite rete dati con sistemi VNC o simili per ricevere per consultazione anche in remoto le informazioni richieste dal padrone dell'animale quali le condizioni ambientali (temperatura ed umidità), la quantità di alimenti liquidi e solidi ricevuti, le pulsazioni, la temperatura corporea dell'animale, il numero di passi e/o informazioni simili.