BR112018014142B1

BR112018014142B1 - Sistema automatizado de medição e gerenciamento de animais individuais em um ambiente de produção de pastagem

Info

Publication number: BR112018014142B1
Application number: BR112018014142-9A
Authority: BR
Inventors: Camiel Huisma; Alison Sunstrum
Original assignee: Growsafe Systems, Ltd.
Priority date: 2016-01-13
Filing date: 2017-01-13
Publication date: 2023-02-14
Also published as: BR112018014142A2; EP3402323A4; CA3021304A1; EP3402323A1; CA3021304C; WO2017122097A1; AU2017208058A1; AU2017208058B2; US20170196203A1; EP3402323B1; US10463024B2

Abstract

A presente invenção refere-se a um sistema altamente automatizado para identificar, medir, gerenciar e controlar animais individuais em ambientes de pastagem para monitorar, analisar, modelar, predizer, promover, otimizar e mitigar uma variedade de condições e interações relacionadas ao ambiente de pastagem e a um valor da saúde, do bem-estar, do desempenho, da produtividade, da eficiência, da qualidade, econômico e genético do animal, em que o sistema tem um transmissor que identifica os animais individuais. Um dispositivo de pesagem que pesa o animal enquanto o animal consome substâncias e um dispositivo dispensador que controla a provisão das substâncias aos animais individuais. Um computador considera um número de fatores na geração dos sinais de controle enviados ao sistema para dispensar uma quantidade prescrita de composto de minerais, vitaminas, medicinais ou suplementos a um animal individual. O sistema modela, prediz e estima um número de condições relacionadas ao animal e a seu ambiente e pastagem que melhoram o bem-estar do animal, aumentam a produção, e preservam e conservam recursos.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a um sistema para identificar, medir, monitorar, gerenciar e controlar animais e um método de uso do mesmo em ambientes de produção de animais de pastagem, e mais especificamente um sistema que é capaz de ser usado com múltiplos transmissores para monitorar automaticamente e de maneira contínua o consumo, comportamento e crescimento de animais individuais e seu ambiente de pastagem a fim de medir e predizer o desempenho do animal, estimar o desaparecimento de forragem e de plantas, estimar as emissões de gás estufa, gerenciar as localizações de pasto e de pastagem, determinar a saúde e a condição de reprodução de animais individuais e responder às condições monitoradas por meio da distribuição de substâncias controladas que podem incluir minerais, traços de minerais sal e outras fórmulas medicinais suplementares, farmacêuticas ou de controle de pragas que promovem a saúde, o crescimento e o bem-estar dos animais e reduzem o estresse dos animais e o impacto ambiental.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO Identificação de Frequência de Rádio

[002] Os sistemas de identificação de radiofrequência têm sido frequentemente usados para identificar objetos automaticamente. Um exemplo de uma aplicação prática desta tecnologia resultou na identificação eletrônica de animais individuais. Os elementos básicos de ditos sistemas incluem um leitor/transmissor, uma antena e um transponder que é conectado a um animal individual. O leitor/transmissor emite uma onda eletromagnética através da antena para o transponder, que usa esta energia para transmitir um sinal de frequência de rádio de volta através da antena para o leitor/transmissor. Tipicamente, o sinal inclui um código de identificação único para cada transponder. A fim de monitorar as atividades de grandes rebanhos ou agrupamentos de animais, é preciso ser capaz de monitorar múltiplos transponders. Com a tecnologia atualmente disponível, é extremamente difícil ler múltiplos transponders mediante o uso de um leitor/transmissor.

[003] Se cada um dos múltiplos transponders usar a mesma frequência para transmitir seu código de identificação único de volta para o leitor/transmissor, um único leitor/transmissor é incapaz de decifrar prontamente cada código de identificação individual. A fim de construir sistemas com múltiplos transponders operacionais, múltiplos leitor/transmissor são necessários, os quais, por sua vez, tornam tais sistemas caros, e também reduzirão a área em que os transponders podem ser lidos simultaneamente.

Medição da Ingestão de Alimento - Medição da Ingestão de Alimento da Geração Anterior

[004] Uma maneira rudimentar de medir a ingestão individual de alimento ou água consistia em abrigar os animais individualmente e registrar as quantidades de consumo por meio da medição e do registro manual da alimentação fornecida menos a alimentação recusada ou remanescente. Este método é tanto trabalhoso quanto dispendioso. Os estudos tanto de suínos quanto de bovinos demonstraram que os animais abrigados individualmente alteram o seu desempenho de maneira significativa comparado àqueles alimentados em ambientes de produção.

[005] A primeira geração de alimentadores eletrônicos agiu sob o mesmo princípio que o registro manual. Estes sistemas isolam um animal a um portão ou estábulo de alimentação individual. Quando o animal entra no estábulo, o peso da calha inicial é registrado, e quando o animal sai, o peso da calha final é registrado. A diferença entre o peso inicial e o peso final é determinada para ser igual à ingestão de alimentação. Apesar de uma medição bruta a respeito da alimentação que desapareceu durante o tempo em que o animal entrou e saiu do estábulo de alimentação, esta medição não leva em conta o que aconteceu precisamente durante o período de tempo.

[006] A metodologia fica ainda mais comprometida quando o acesso à calha fica aberto o tempo todo e a RFID é utilizada para identificar o animal. A RFID é sensível à posição e, portanto, pode exigir uma quantidade variável de tempo para ler, deste modo comprometendo o início do evento. Outras questões que dificultam o uso de RFID, particularmente quando se mede a visitação de um animal individual a uma calha, consistem no fato de que o campo de leitura de RFID geralmente se estende a uma ou mais áreas de calhas adjacentes. Portanto, é possível que quando o animal está com sua cabeça próxima a um lado ou a outro de uma calha de alimentação em que a antena RFID adjacente também lê a etiqueta RFID adjacente do animal, potencialmente sejam criados problemas de leitura/cálculo.

[007] Estes sistemas de primeira geração normalmente devem ser abrigados em celeiros que fornecem proteção contra o vento e outras condições ambientais, o que onera o custo da medição de maneira significativa. Em um dia com ventania, por exemplo, a pressão do vento ou do ar aplicada à calha varia frequentemente em 10 N. Tal variação de pressão se torna muito problemática quando se tenta pesar um evento de refeição de ingestão de alimentação típico normalmente de cerca de 800 gramas.

[008] Deve ser apreciado que pouca a nenhuma informação comportamental é adquirida por meio destes sistemas de primeira geração. A atividade entre refeições não é registrada. O efeito da competição animal, no comportamento de ingestão de alimentação, não é medido de maneira adequada e as taxas de alimentação são normalmente consideradas constantes durante um evento de alimentação. Em termos de medição comportamental, talvez o fator mais limitante seja o fato de que o equipamento determina o que é um evento de alimentação ou evento de refeição em virtude de uma visita animal ser registrada pelo equipamento.

[009] Um outro problema, que surge do uso de tal equipamento, é aquele em que os comportamentos de alimentação típicos são modificados intensamente pelo desenho do próprio dispositivo de medição. O animal só vai poder visitar o seu estábulo de alimentação típico para registrar o consumo. Ou quando dois animais desejam entrar ao mesmo tempo na calha, nenhum dos animais vai ter acesso. Para superar as limitações do sistema de ler múltiplas etiquetas bastante próximas, o sistema impede o acesso ao alimento.

[0010] Vários desses sistemas da geração adiantada não incluíam um método para fazer com que o alimento aparecesse na calha. Alguns tentaram fazer de modo apropriado com que o alimento aparecesse usando defletores que mantêm que os animais afastados dos catres quando as calhas estavam sendo preenchidas. Os animais não podiam entrar quando o refornecimento de alimento ocorria.

[0011] Os sistemas da primeira geração não incluíam a capacidade de examinar ou avaliar a exatidão das medições. Vários investigadores desenvolveram teorias estatísticas generalizadas e médias para superar os erros que ocorrem nos sistemas de primeira geração. Na literatura científica, os dados incorretos são ajustados em geral por visita (por exemplo, De Haer et al., 1992). Alguns estudos corretos para a medição de erro mediante a estimativa da ingestão individual de alimento dos animais e dos fatores de tolerância com base naqueles usados em estudos de alimentação grupal. Este raciocínio circular não melhora a exatidão da medição, embora os dados possam indicar o que o investigador percebe como verdadeiro com base na pesquisa prévia em ajustes grupais.

Antecedentes Para a Medição do Comportamento de Alimentação

[0012] No início dos anos 90, a GrowSafe Systems Ltd. ("GrowSafeH) desenvolveu um sistema de aquisição de dados computadorizado que podia identificar e monitorar eletronicamente filhotes de avestruz. Os filhotes deviam visitar o alimentador cerca de 500 vezes por dia. Quando os filhotes ficavam doentes, a visitação do comportamento de alimentação caia rapidamente, declinando para cerca de 50 visitas por dia. Esse declínio nas visitações podia ter uma tendência para um intervalo muito curto de tempo, em geral dentro de cerca de 4 a 12 horas. Em resposta aos resultados dos dados de GrowSafe, os especialistas em aves desenvolveram protocolos de tratamento responsivos. Usando a tecnologia da GrowSafe e os protocolos de tratamento da saúde animal responsivos incorporados na mesma, a taxa de sobrevivência dos indivíduos testados melhorou de 8% para mais de 90% (Huisma anecdotal 1993).

[0013] As primeiras descobertas na pesquisa de gado, ao usar a tecnologia da GrowSafe, indicaram capacidades preditivas precoces similares ao usar o comportamento do animal para identificar doenças em um ponto anterior no tempo do que de outra maneira possível. De 1993 a 2000, um corpo significativo de trabalho foi compilado por investigadores usando a tecnologia de pesquisa de comportamento da GrowSafe de primeira geração, indicando que padrões de comportamento de alimentação, de reses mórbidas e não mórbidas, diferem e podem ser medidos (Basarab, 1996); e que a tecnologia teve o potencial de identificar animais mórbidos antes que quaisquer sintomas da doença públicos pudessem ser detectados (Quimby 1999). A pesquisa determinou que o valor econômico de reses mórbidas podia ser de US$0.19 a US$0.35 menos por kg em relação às reses saudáveis (Sowell 1999).

[0014] A transição tecnológica de um sistema da GrowSafe que podia medir um pássaro pequeno confinado em um ambiente controlado para um animal grande no ambiente do gado era extremamente complexa e requeria a adaptação e o desenvolvimento de uma nova eletrônica, métodos de comunicação sem fio e técnicas de aquisição e análise de dados. Muitos desses métodos são atualmente protegidos por patentes concedidas ou cedidas à GrowSafe Systems Ltd.

Comportamento de Alimentação e Identificação de Doença

[0015] Os investigadores veem tradicionalmente as mudanças de comportamento como sinais simples de efeitos debilitantes de doença. (Weary 2009). Os resultados de vários estudos chave indicam agora que (1) o comportamento da doença é um estado motivacional; (2) o comportamento da doença é uma resposta bem organizada adaptável à infecção: (3) as citocinas produzidas por leucócitos ativados induzem o comportamento da doença; e (4) as citocinas transmitem mensagens da periferia ao cérebro usando as vias humoral e neural (Johnson 2002). Durante a década passada, houve uma mudança substancial no pensamento sobre os conceitos comportamentais que estão relacionados à saúde animal.

[0016] A identificação de animais doentes, logo no curso da doença, pode ser um dos trabalhos mais difíceis na produção de animais domésticos. Quando tratados logo, a maioria dos animais tem uma possibilidade excelente de sobrevivência, mas se um animal ficar doente por até mesmo alguns dias, os regimes de tratamento têm menos probabilidade de ser eficazes. O reconhecimento nos declínios da ingestão de alimento pode ajudar com a identificação de animais doentes. Nos anos recentes, tem havido um interesse maior em indicadores comportamentais de doenças. Uma diminuição ou uma mudança nos padrões de alimentação são geralmente sintomas de indivíduos doentes. A pesquisa demonstrou diminuições no valor da carcaça de animais doentes entre os animais que não foram tratados e aqueles que foram tratados uma vez, duas vezes e três vezes, respectivamente (Schneider 2009). O valor do diagnóstico e do tratamento rápidos da doença aumenta quando o gado é vendido com base no mérito da carcaça por causa dos efeitos negativos da doença em características da carcaça (Larson 2005).

[0017] Vários estudos epidemiológicos indicaram que mesmo com o uso farmacêutico aumentado, a incidência de morbidez e mortalidade nos campos de criação aumentou. O total de mortes no grupo de alimentação em 2003 aumentou em 69% quando comparado àquele em 1994. A Doença Respiratória de Bovinos (as mortes de BRD mais do que dobraram (118%) durante o mesmo período de tempo (Loneragan 2008).

[0018] A pesquisa indica que o sincronismo do tratamento inicial de BRD está associado com o desempenho e os resultados da saúde (Babcock 2009). A eficácia dos microbicidas no tratamento de BRD depende principalmente do reconhecimento precoce e tratamento (Apley 2007 Cusack 2003). A BRD manifesta as suas perdas econômicas de maneira cumulativa, através do custo do tratamento, do custo da produção perdida e da perda devida à morte, desse modo enfatizando a importância da prevenção e do tratamento de BRD tão cedo quanto possível.

Eficiência da Alimentação

[0019] Por muitos anos, os programas de seleção genética estiveram focalizados em características da produção (saída), com pouca atenção prestada aos custos de produção (ingestão). Recentemente, essa visão começou a mudar, e a eficiência da conversão de alimento (isto é, a quantidade de produto por unidade de ingestão de alimento) tem sido reconhecida como mais importante.

[0020] Dentro de qualquer operação de gado de corte, os custos do alimento são indubitavelmente o foco principal, uma vez que somam tipicamente de 60 a 65% dos custos de produção totais. Por causa dos grandes custos associados com a alimento, o aumento da eficiência da alimentação tem sido focado como um meio de melhorar a lucratividade da indústria da carne. Uma estimativa da eficiência da alimentação é a razão da conversão de alimento. Tradicionalmente, esta era expressa como uma razão de alimento:ganho, mas isso conduziu a um resultado desconcertante de que uma razão mais elevada significava uma eficiência menor. Atualmente, para superar esse problema, as conversões de alimento são expressas frequentemente como uma razão de ganho:alimento. Mesmo assim, os resultados podem ser enganadores, uma vez que essas razões são bastante correlacionadas à ingestão e à taxa de ganho do animal (Carstens et al., 2004),

[0021] Dois animais podem ter uma razão de ganho:alimento similar e ainda ser muito diferentes em suas ingestões de alimento e taxas de ganho. Por outro lado, o mesmo animal a ingestões diferentes deve ter certamente razões de ganho:alimento diferentes, mesmo que a genética do animal não tenha mudado. Portanto, as razões de ganho:alimento nunca foram reconhecidas amplamente como um critério para a seleção genética. A ingestão de alimento residual (RFI = Residual Feed Intake), definida como a ingestão real de alimento menos a ingestão de alimento prevista de cada animal, foi proposta primeiramente como uma medida alternativa da eficiência da alimentação por Koch et al. (1963). Ela pode ser definida, em outras palavras, como a diferença entre a ingestão real de alimento e os requisitos de alimento previstos para a manutenção do peso do corpo e para o ganho do peso. Ao contrário de ganho:alimento, a ingestão de alimento residual é independente de padrões de crescimento e maturidade. Portanto, a RFI deve ser uma medida mais sensível e mais precisa da utilização do alimento, desde que é baseado na ingestão da energia e nos requisitos da energia.

[0022] A RFI é um registro individual do animal, levando em consideração as experimentações de alimentação. As medições exatas do alimento diário consumido devem ser feitas, assim como o ganho médio diário. A pesquisa verificou que há uma variação considerável em ingestões de alimento de animais individuais, acima e abaixo daquela que é esperada ou é predita com base do tamanho e no crescimento. Essas descobertas, junto com o fato que os animais individuais do mesmo peso do corpo requerem quantidades muito amplamente diferentes de alimento para o mesmo nível da produção, estabelece a base científica para a medição da RFI no gado de corte, (Sainz et al, 2004).

Redução da Emissão de Esterco e GHG

[0023] Em relação ao gado de elevada RFI, foi mostrado que o gado de baixa RFI emite menos metano, um potente gás de estufa (GHG = Greenhouse Gas). A evidência científica indica que uma redução na produção de metano e esterco pode ser obtida perto com uma baixa RFI que ocorre através da redução na ingestão de alimento (Arthur 2009). Bem-estar do Animal

[0024] O bem-estar do animal é uma questão complexa que inclui importantes considerações científicas, econômicas e éticas. Esta questão tem o potencial de impactar a lucratividade através de toda a cadeia de carne e laticínio se o resultado final das iniciativas de bem- estar do animal requerer a adoção de práticas de criação ou métodos de processamento diferentes.

[0025] A identificação precoce da doença, a redução do stress na fazenda, a medição do comportamento do animal e uma capacidade de monitorar o bem-estar e de mitigar as condições adversas, para animais individuais, é uma importante prioridade do bem-estar do animal e da pesquisa.

Resistência Antimicrobiana

[0026] A legislação atual foi introduzida em março de 2009 na Câmara dos deputados dos Estados Unidos para impedir que o uso de antibióticos, importante para a saúde humana, seja usado de maneira não terapêutica em animais. Na América do Norte, uma proibição do uso de microbicidas para a profilaxia deve resultar em um aumento maior na incidência de doença clínica, um menor desempenho e maiores custos de produção. A indústria de ração de gado de corte não explorou alternativas de alimentação e produção econômicas ao uso de microbicidas para a prevenção de doenças.

[0027] É provável, em resposta ao bem-estar do animal e à demanda do consumidor, que produtos farmacêuticos sejam voltados aos indivíduos que requerem tratamento.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0028] Desse modo, um objetivo da presente invenção consiste na superação dos inconvenientes acima mencionados e dos inconvenientes associados com a técnica anterior.

[0029] Um outro objetivo da presente invenção consiste na provisão de um sistema altamente automatizado e um método de uso do mesmo para modelar, predizer e estimar um número de condições relacionadas a um animal e seu ambiente de pastagem que melhoram o bem-estar do animal, aumentos na produção, e que preserva e conserva recursos.

[0030] Um outro objetivo da presente invenção consiste na implementação de técnicas de uso da terra benéfico e de gerenciamento de pastagem que equilibram a manutenção da forragem e a produção animal. Tais técnicas de gerenciamento asseguram períodos de recuperação apropriados para o recrescimento da forragem que beneficia tanto os animais quanto a terra de pastagem. Junto com períodos de recuperação realçados, o excesso de pastagem dos pastos pode ser impedido ou pelo menos minimizado.

[0031] Um objetivo adicional da presente invenção consiste na provisão de um sistema altamente automatizado que tem múltiplos transmissores que monitoram automática e continuamente o consumo, o comportamento e o crescimento de animais individuais e o seu ambiente de pastagem a fim de medir e predizer o desempenho animal. O sistema altamente automatizado estima o desaparecimento da forragem e das plantas, as emissões de gás estufa, controla o pasto e os locais de pastagem, determina a saúde e a condição reprodutiva de animais individuais, e responde às condições do animal ao ajustar a quantidade e a formulação de aplicação de substâncias controladas que podem incluir minerais, traços de minerais e outras fórmulas medicinais, farmacêuticas ou de controle de praga suplementares que promovem a saúde, o crescimento e o bem-estar do animal e reduzem o stress do animal e o impacto ambiental.

[0032] Ainda um outro objetivo da presente invenção consiste na provisão de um sistema altamente automatizado para o monitoramento e o controle de animais individuais em um ambiente de produção de pastagem e que compreende transmissores que identificam animais individuais, unidades de medição que recebem sinais do transmissor, pesam o animal identificado e aplica substâncias particulares ao animal identificado. Um microprocessador comunica, controla e transmite sinais dos dispositivos associados com as unidades de medição. Um dispositivo de comunicação que recebe e transmite os sinais das unidades de medição aos computadores locais e/ou remotos. Os computadores locais e/ou remotos recebem os sinais, e coletam as medições de outros dispositivos e utiliza métodos estatísticos, fórmulas matemáticas e algoritmos para estimar, calcular, predizer, monitorar, avaliar, armazenar e reavaliar o animal, a planta, o solo, o ambiente, os valores, a métrica, os parâmetros e as interações da operação e da indústria. Com base nas estimativas, nos cálculos e nas predições feitos, os computadores locais e/ou remotos determinam e transmitem sinais de controle apropriados aos dispositivos diferentes do sistema altamente automatizado. Por exemplo, os computadores locais e/ou remotos podem enviar um sinal de controle apropriado a uma estação dispensadora de consumo de modo a controlar a quantidade e/ou a formulação de suplemento fornecida ao animal especificamente identificado atualmente localizado na unidade de medição.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0033] A invenção será descrita agora, a título de exemplo, com referência aos desenhos anexos, nos quais:

[0034] a Figura 1 é uma vista em perspectiva do sistema onde uma unidade de medição identifica, mede, monitora, gerencia e controla um ambiente de pastagem e um animal de acordo com os ensinamentos da presente invenção;

[0035] a Figura 2 é uma vista em perspectiva do sistema onde mais de uma unidade de medição identifica, mede, monitora, controla e controla um ambiente de pastagem e animais de acordo com os ensinamentos da presente invenção;

[0036] a Figura 3 é uma vista lateral de uma unidade de medição de acordo com os ensinamentos da presente invenção;

[0037] a Figura 4 é uma vista frontal de uma única unidade de medição de acordo com os ensinamentos da presente invenção;

[0038] a Figura 5 é uma vista frontal do sistema que tem mais de uma unidade de medição de acordo com os ensinamentos da presente invenção; e

[0039] a Figura 6 é uma vista diagramática de uma estação dispensadora de consumo de acordo com os ensinamentos da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS

[0040] A presente invenção será compreendida mediante referência à descrição detalhada a seguir, a qual deve ser lida em conjunto com os desenhos anexos. Deve ser apreciado que a descrição detalhada a seguir de várias modalidades é apenas a título de exemplo e não se presta a limitar, de maneira alguma, o âmbito da presente invenção.

[0041] Voltando agora às Figuras 1 e 4, uma descrição geral a respeito dos vários componentes da presente invenção será discutida agora resumidamente. A título de uma descrição geral, o sistema altamente automatizado 2 para medir, monitorar, gerenciar e controlar os animais 4 e um ambiente de pastagem e inclui uma pluralidade de transmissores de identificação de radiofrequência (RFID) 6 e uma unidade de medição que tem um dispositivo de recepção 10, um dispositivo de pesagem 12 e uma estação dispensadora de consumo 14. O sistema altamente automatizado 2 também inclui um microprocessador 16, um dispositivo de comunicação 18A, 18B e um computador central 20.

[0042] De maneira geral, o dispositivo de recepção 10 recebe um sinal singular de um transmissor de RFID 6 quando o mesmo fica localizado relativamente perto da unidade de medição 8, isto é, o dispositivo de recepção 10 da unidade de medição 8. O dispositivo de recepção 10 transmite o sinal singular ao microprocessador 14 que recebe e processa o sinal singular antes de transmitir o sinal singular, através do dispositivo de comunicação 16A, 16B, ao computador central 18 para processamento adicional. O dispositivo de pesagem 12 da unidade de medição o mede o peso parcial do corpo dos animais 4 que portam o transmissor de RFID 6 e transmite a medição do peso parcial do corpo ao microprocessador 16 que recebe e processa a medição do peso parcial do corpo antes de transmitir a mesma, através do dispositivo de comunicação 16A, 16B, ao computador central 20 para processamento adicional. O computador central 20 recebe o sinal singular e a medição do peso parcial do corpo e coleta outras medições e dados de outros dispositivos e analisa os mesmos para determinar os sinais de controle apropriados. O computador central 20 transmite então os sinais de controle, através do dispositivo de comunicação 16A, 16B, ao microprocessador 16 que, por sua vez, conduz os sinais de controle a pelo menos a estação dispensadora de consumo 14. Com base nos sinais de controle recebidos, a estação dispensadora de consumo 14 aplica uma quantidade de elementos consumíveis ao animal que porta o transmissor de RFID 6. A quantidade de elementos consumíveis dispensados varia dependendo dos sinais de controle determinados transmitidos pelo computador central 20 à estação dispensadora de consumo 14. Desta maneira, o sistema altamente automatizado 2 pode ser utilizado para identificar, medir, gerenciar e controlar o comportamento do consumo, a ingestão de substâncias, o peso e o crescimento, o movimento da reprodução e a colheita de animais individuais 4 em ambientes de pastagem com base em um número de considerações.

[0043] Tal como mostrado na Figura 1, a unidade de medição 8 compreende uma armação base 22 que suporta a estação dispensadora de consumo 14 e à qual o dispositivo de pesagem 12 é conectado. Uma calha 24 e um painel dianteiro 26 são suportados pela armação base 22 de maneira tal que o painel dianteiro 26 geralmente separa a calha 24 da estação dispensadora de consumo 14 do dispositivo de pesagem 12 correspondente de modo a limitar o acesso à calha 24 de maneira tal que somente um animal 4, de cada vez, possa estender a sua cabeça através de uma abertura 28 no painel dianteiro 26 e consumir os elementos consumíveis da calha 14.

[0044] Tal como é convencional no estado da técnica, a abertura 28 no painel dianteiro 26 é definida por um par de barras de pescoço verticais separadas espaçadas 30 e por um par de barras de pescoço horizontais separadas espaçadas 32 que são ambas espaçadas umas das outras por uma distância suficiente para permitir que um único animal 4 estenda a sua cabeça através da abertura 28 no painel dianteiro 26 e acesse os elementos consumíveis na calha 24. Para assegurar ainda que somente um animal de cada vez possa acessar a calha 24 da estação dispensadora de consumo 14, os pinos de suporte de borda 34formam os lados laterais do painel dianteiro 26 e, respectivamente, suportam um guia de pescoço 38. Os guias de pescoço 38 são fixados aos pinos de suporte de borda 36 e se estendem do painel dianteiro 26 em uma direção oposta à estação dispensadora de consumo 14. Os guias de pescoço 38 ajudam a impedir o acesso de mais de um animal 4 de cada vez à calha 24. De preferência, as posições de pelo menos uma das barras de pescoço horizontal e/ou vertical 30, 32 são ajustáveis para permitir a alteração do tamanho da abertura 28 no painel dianteiro 26 através da qual um animal 4 pode introduzir a sua cabeça para acessar e consumir os elementos consumíveis na calha 24. Embora o tamanho da abertura 26 deva ser limitado para permitir o acesso à calha 24 por somente um animal 4 de cada vez, a abertura 26 também deve ser grande o bastante para prover aos animais 4 um acesso suficiente a geralmente todos os elementos consumíveis contidos dentro da calha 24.

[0045] Tal como usado no presente documento, o termo "elementos consumíveis" refere-se a toda substância que pode ser consumida ou ingerida pelos animais localizados dentro do ambiente de pastagem, incluindo substâncias controladas tais como vitaminas, nutrientes, minerais, traços de minerais, substâncias promotoras do crescimento, medicamento suplementar, fórmulas farmacêuticas ou de controle de pragas que promovem a saúde, o crescimento e o bem-estar dos animais e reduzem o stress dos animais e o impacto ambiental.

[0046] O painel dianteiro 26 é formado como um lado dianteiro da armação base 22 que é dimensionado para suportar uma calha 24 ou uma pluralidade de calhas sequencialmente arranjadas 24 (Figura 2) tal como discutido a seguir. O interior da calha 24 é de modo geral definido por uma parede curvada 40 e um par de paredes laterais opostas 42. No entanto, a calha 24 pode ser formada por uma parede dianteira e uma parede traseira oposta e um par de paredes laterais opostas. A calha 24 é dimensionada para conter um volume desejado de elementos consumíveis, por exemplo, se os elementos consumíveis a serem fornecidos aos animais 4 tiverem um volume pequeno, então a calha 24 pode ser relativamente pequena no tamanho de modo a acomodar, por exemplo, até um decilitro ou um decagrama de elementos consumíveis. No entanto, se os elementos consumíveis a serem fornecidos aos animais 4 tiverem um volume grande, a calha 24 pode ser relativamente grande no tamanho de modo a conter tanto quanto um decalitro quanto quilogramas de elementos consumíveis. Deve ser apreciado que o tamanho da calha 24 não é geralmente crítico, contato que a calha 24 seja suficientemente dimensionada para conter a quantidade desejada de elementos consumíveis que estão sendo fornecidos ao animal 4.

[0047] Tal como mostrado nas Figuras 3, 4 e 6, a estação dispensadora de consumo 14 da unidade de medição 8 também compreende um ou mais recipientes 44, funis, tanques e/ou reservatórios (todos os quais são indicados no presente documento como "recipientes") que acomodam um suprimento de um ou mais tipos diferentes de elementos consumíveis. Os recipientes 44 são suportados pela armação base 22 e são localizados relativamente perto adjacentes à calha 24 de maneira tal que os elementos consumíveis acomodados dentro dos recipientes 44 podem ser conduzidos rapidamente ao interior da calha 24 por um dispositivo de transporte 46. Uma câmara de misturação 48 pode ficar localizada, com respeito a uma passagem de transporte, entre uma pluralidade de recipientes 44 e o dispositivo de transporte 46 de modo a permitir a misturação de elementos consumíveis diferentes para customizar a formulação dos elementos consumíveis que estão sendo conduzidos à calha 24, ou seja, a câmara de misturação 48 facilita a combinação, caso seja desejado ou considerado como necessário, uma ou mais substâncias controladas desejadas, tais como vitaminas, nutrientes, minerais, traços de minerais, substâncias promotoras do crescimento, fórmulas medicinais, farmacêuticas ou de controle de pragas suplementares em quantidades diferentes. Deve ser observado que as estações dispensadoras de consumo 14 não são mostradas nas unidades de medição 8 ilustradas nas Figuras 1 e 2 para fins de clareza. No entanto, deve ser compreendido que as modalidades dos sistemas altamente automatizados das Figuras 1 e 2 compreendem as estações dispensadoras de consumo 14 tal como mostrado nas Figuras 3 a 5.

[0048] Tal como mostrado na Figura 6, três recipientes 44, 44', 44" arranjados dentro de um invólucro 86 são mostrados conectados à única câmara de misturação 48, através de condutos de alimentação 50, 50', 50" diferentes. Cada um dos condutos de alimentação 50, 50', 50" tem um solenoide 52, 52', 52" que é associado com o mesmo e localizado adjacente a uma saída 54, 54', 54" do respectivo recipiente 44, 44', 44". O solenoide 52, 52', 52" é acoplado eletricamente ao microprocessador 16 de modo a facilitar a formulação e a aplicação automatizadas dos elementos consumíveis, através do computador central 20, tal como discutido a seguir em mais detalhes.

[0049] O dispositivo de transporte 46 estende-se entre as câmaras de misturação 44, 44', 44" e a calha 24, e pode ser formado como um transportador de rosca que tem um eixo da rosca 54 com um flange helicoidal 56 que gira dentro de uma caixa cilíndrica 58, desse modo forçando os elementos consumíveis a se deslocar ao longo do comprimento da caixa cilíndrica 58 da câmara de misturação 48 para a calha 24. Uma extremidade da caixa cilíndrica 58 é aberta para a câmara de misturação 48 de maneira tal que os elementos consumíveis são dirigidos para a caixa cilíndrica 58 e em seguida forçados para a extremidade oposta da caixa cilíndrica 58 por meio da rotação do eixo da rosca 54. A extremidade oposta da caixa cilíndrica 58 é aberta para o interior da calha 24 de maneira tal que, quando o eixo da rosca 54 gira, os elementos consumíveis são forçados para o interior da calha 24. O eixo da rosca 54 se comunica com e é dirigido rotacionalmente por um acionador 60, por exemplo, um motor elétrico. Desse modo, os elementos consumíveis são forçados através da caixa cilíndrica 58 para a calha 24 quando a corrente elétrica é aplicada ao acionador 60. Em um arranjo similar, a estação dispensadora de consumo 14 pode ser formada pelos condutos de líquido 50, 50', 50" que têm uma ou mais válvulas de solenoide 52, 52', 52" localizadas nos condutos 50, 50', 50" que podem ser acionadas eletricamente para abrir, desse modo facilitando o fluxo de elementos consumíveis líquidos dos recipientes 44, 44', 44", através dos condutos 50, 50', 50" e da câmara misturando 48 e para a calha 24. Deve ser apreciado que a maneira por meio da qual os elementos consumíveis são fornecidos à calha 24 não é geralmente crítica, contanto que as quantidades (massa, peso, volume) e desse modo as proporções dos elementos consumíveis aplicados ao interior da calha 24 possam ser controladas. Ou seja, é importante que o dispositivo de transporte 46 tenha um acionador ou acionadores 60 que podem ser controlados de maneira tal que a quantidade de elementos consumíveis fornecidos à calha 24 pela estação dispensadora de consumo 14 possa ser controlada. O acionador ou acionadores 60 do dispositivo de transporte 46 se comunicam, através do microprocessador 16 e do dispositivo de comunicação 18A, 18B, com o computador central 20 que controla o acionador ou acionadores 60 de maneira tal que as quantidades e as formulações dos elementos consumíveis transportados à calha 24 possam ser controladas com base em uma série de fatores a serem discutidos a seguir.

[0050] A unidade de medição 8 funciona como um meio para medir o peso parcial de um animal 4, o qual é então usado para calcular o peso total dos animais 4 tal como será descrito a seguir. A unidade de medição 8 tem os tirantes dianteiros 62 que são conectados ao painel dianteiro 26 e se estendem geralmente perpendiculares em relação ao painel dianteiro 26 em uma direção oposta à estação dispensadora de consumo 14. Os tirantes dianteiros 62 suportam um ou mais células de carga 64 que suportam diretamente a plataforma 66 e, tal como é convencional no estado da técnica, funcionam como balanças. O dispositivo de pesagem 12 também inclui a plataforma de peso 66 sobre a qual os animais 4 devem estar quando na unidade de medição 8. De acordo com a presente invenção, a plataforma de peso 66 é suportada por pelo menos uma célula de carga 64, por exemplo, a plataforma de peso é suportada por uma célula de carga posicionada centralmente, ou por um par de células de carga opostas ou por uma célula de carga que suporta cada canto da plataforma de peso. Devido a essa configuração, o peso suportado na plataforma de peso 66 é focado em e totalmente suportado pelas respectivas células de carga 64 para determinar com precisão o peso parcial do animal 4. Uma vez que o uso das células de carga 64, para a medição do peso, é em geral conhecido no estado da técnica, uma discussão detalhada adicional a respeito do uso de tais células de carga 64 não será fornecida no presente documento. Uma característica importante das células de carga 64, de acordo com a presente invenção, é que elas devem ser configuradas de modo a monitorar e medir continuamente o peso parcial dos animais 4 e transmitir essas medições do peso ao microprocessador 16 e ao computador remoto 20 para o registro e a análise das mesmas, tal como será discutido a seguir em mais detalhes. As células de carga 64 podem ser arranjadas de qualquer maneira com respeito à plataforma de peso 66, contanto que o peso parcial dos animais 4 seja apoiado sobre as células de carga 64 para as suas medições com precisão.

[0051] A unidade de medição 8 é arranjada com respeito à estação dispensadora de consumo 14 para medir o peso parcial do corpo dos animais 4 enquanto eles consumirem os elementos consumíveis fornecidos na calha 24. A unidade de medição 8 é arranjada, com respeito ao painel dianteiro 26, de maneira tal que os guias de pescoço 38, as barras de pescoço vertical e horizontal 30, 32 posicionam somente um animal 4 na plataforma de peso 66 de cada vez enquanto os animais 4 consomem os elementos consumíveis. Devido ao tamanho relativo da plataforma de peso 66 e ao alinhamento das barras de pescoço verticais 30 e dos guias de pescoço 38, os animais 4 devem colocar as suas pernas dianteiras na plataforma de peso 66 e introduzir a sua cabeça através da abertura 28 no painel dianteiro 26 para consumir os elementos consumíveis fornecidos na calha 24. Isso assegura que, quando na estação dispensadora de consumo 14, ambas as pernas dianteiras dos animais 4 são geralmente centradas na plataforma de peso 66, e minimiza as forças estranhas, que podem ser transferidas às células de carga 64 quando o animal 4 entra em contato com a unidade de medição 8. Desse modo, somente as forças verticais exercidas pelas pernas dianteiras do animal são medidas pela unidade de medição 8.

[0052] De preferência, os tirantes dianteiros 62 da unidade de medição 8 podem ser levantadas ou abaixadas com respeito à armação base 22 da estação dispensadora de consumo 14 de modo a ajustar a altura da plataforma de peso 64 em relação ao solo. Alternativamente, os pinos de suporte de borda 34 podem ser ajustados para abaixar ou levantar a plataforma de peso 66 com respeito ao solo. A plataforma de peso 66 é suportada pelos tirantes dianteiros 62, bem como pelas células de carga 64, de maneira tal que a plataforma de peso 66 fica posicionada substancialmente paralela, mas espaçada, do solo por uma distância entre cerca de 2,5 cm e 20,3 cm. A plataforma de peso 66 é suspensa acima do solo devido à possibilidade de formação de lama na vizinhança da unidade de medição 8 A plataforma de peso 66 que pode ficar suspensa com respeito ao painel dianteiro 26 de modo a permitir a limpeza da área em torno e debaixo da plataforma de peso 66 com pouca obstrução. As células de carga 64 da plataforma de peso 66 podem se comunicar com o microprocessador 16 tanto sem fio quanto por cabeamento convencional (não mostrado em detalhes). Uma discussão detalhada adicional a respeito da coleta e transmissão subsequente das medições de peso, coletadas pelo microprocessador 16, será discutida a seguir.

[0053] O microprocessador 16 é acoplado para se comunicar com um ou mais dispositivos receptores 10 que compreendem uma antena de RFID que é tipicamente embutida, por exemplo, em uma borda da calha 24 e/ou uma das barras verticais e horizontais 30, 32 do painel dianteiro 26. A localização real ou a colocação da antena de RFID 10, com respeito à calha 24 associada e o painel dianteiro 26, não é geralmente crítica, contanto que a antena de RFID 10 seja posicionada de modo a receber somente o sinal singular do transmissor de RFID 6 localizado no animal 4 que estende a sua cabeça através da abertura 28 no painel dianteiro 26 a fim de consumir os elementos consumíveis da calha 24, e a não receber o sinal singular do transmissor de RFID 6 de qualquer outro animal 4, especificamente quaisquer animais 4 localizados adjacentes à calha 24. De uma maneira similar às células de carga 64, a antena de RFID 10 também se comunica com o microprocessador 16 para fornecer a informação atual a respeito do sinal singular do transmissor de RFID 6 dos animais 4 que estão se alimentando atualmente na calha 24.

[0054] Para facilitar o rastreamento de cada animal 4 a ser monitorado no ambiente de pastagem, cada um dos animais 4 porta um transmissor de RFID 6 e a cada transmissor 6, e desse modo cada animal 4, é enviado um sinal singular ou então um código de identificação singular. O transmissor de RFID 6 fica em geral localizado nos animais 4 na vizinhança do pescoço ou da cabeça, ou na orelha. Como resultado de tal configuração, quando um animal 4 se aproxima das unidades de medição 8 e acessa uma calha 24 ao estender a sua cabeça através da abertura 26 formada no painel dianteiro 26, o transmissor de RFID 6 é colocado em uma proximidade suficientemente próxima com a antena de RFID 10. Uma vez que o transmissor de RFID 6 esteja dentro da faixa de detecção da antena de RFID 10, por exemplo, dentro de uma faixa entre 5,1 cm a 127 cm, por exemplo, a antena de RFID 10 recebe o sinal singular que é transmitido pelo respectivo transmissor de RFID 6. Tal como observado acima, esses sinais singulares incluem códigos singulares para os transmissores de RFID 6 que são associados com os animais 4 que estão consumindo atualmente da calha 24, de modo que o sistema altamente automatizado 2 da presente invenção possa identificar os animais 4 e ajustar apropriadamente a quantidade e/ou a formulação dos elementos consumíveis fornecidos à calha 24. Uma vez que o sinal singular é recebido pela antena de RFID 10, ele é transmitido ao microprocessador 16 de maneira tal que o peso parcial medido pode ser associado com esse respectivo animal 4.

[0055] O microprocessador 16 é associado com e/ou acoplado a um dispositivo de comunicação 18A, 18B. Tal como discutido resumidamente acima, o microprocessador 16 é arranjado, de uma maneira convencional, para se comunicar com cada uma das células de carga 64 e a antena de RFID 10 associada de modo a receber os respectivos sinais e medições de peso singulares de cada um desses dispositivos de modo que o microprocessador 16 seja informado a respeito dos respectivos animais 4 localizados na unidade de medição 8. O microprocessador 16 também pode incluir uma unidade de armazenamento de dados 68 para gravar e armazenar temporariamente as medições do peso e os sinais singulares das células de carga 64 e da antena de RFID 10, bem como o tempo correspondente em que essa informação é coletada. Também é possível que o microprocessador 16 possa não ter nenhuma unidade de armazenamento de dados separada além talvez de uma memória interna. Neste caso, o microprocessador 16 meramente coleta e retransmite então todas as medições de peso coletadas, os sinais singulares e a informação do tempo, coletados das células de carga 64 e da antena de RFID 10 associada, ao computador central 20 através do dispositivo de comunicação 18A, 18B, por exemplo, por meio da transmissão sem fio ou por meio de cabeamento convencional de redes locais, via satélite, celulares e Internet (não mostrado).

[0056] Tal como discutido resumidamente acima, além das medições do peso, dos sinais singulares e da informação do tempo, o computador central recebe e coleta outras medições, dados e informações de uma ampla variedade de outros dispositivos, sensores e fontes. Esses outros dispositivos, sensores e fontes, bem como as medições, os dados e as informações adicionais que eles transmitem ao computador central serão discutidos em mais detalhes a seguir, no entanto, é suficiente dizer que as medições, os dados e as informações adicionais são associados com as fontes de dados do clima e do meio ambiente, dados geoespaciais, informação da terra de pastagem, informação operacional a respeito das unidades de medição, equipamentos, animais, plantas, e recursos do solo, uma variedade de estatísticas de referência, e informação específica de animal, etc. Com o recebimento dessas medições, dados e informações adicionais, o computador central usa métodos estatísticos, fórmulas matemáticas e algoritmos para estimar, calcular, predizer, monitorar, avaliar, armazenar e reavaliar o animal, a planta, o solo, o ambiente, os valores da operação e da indústria, a métrica, os parâmetros e as interações com graus de confiança. Como um exemplo, a partir das medições, dados e informações adicionais, o computador central determina uma quantidade ideal e uma formulação dos elementos consumíveis a serem entregues ao animal específico atualmente presente na unidade de medição de modo a promover a saúde, o crescimento e o bem-estar do animal e reduzir o stress do animal e o impacto ambiental do animal. Em operação, o computador central 20 usa as medições do peso, os sinais singulares e a informação do tempo e outras medições, dados e informações adicionais para determinar os sinais de controle apropriados que são transmitidos então pelo computador central 20, através do dispositivo de comunicação 18A, 18B, aos acionadores 52, 52', 52" e 60 em geral associados com a estação dispensadora de consumo 14 e especificamente o dispositivo de transporte 46. Tal como discutido acima, os sinais apropriados podem ser enviados aos acionadores 52, 52', 52", por exemplo, solenoides, motores elétricos e válvulas de solenoide que são arranjados, com respeito a uma passagem de transporte, entre a pluralidade de recipientes 44, 44', 44" e a câmara de misturação 48, bem como o acionador 60 associado com o dispositivo de transporte 46. De acordo com os sinais de controle apropriados recebidos por um ou mais desses acionadores 52, 52', 52" e 60, as quantidades (massa, peso, volume) e desse modo as proporções dos elementos consumíveis fornecidos à calha 24 pela estação dispensadora de consumo 14 são automaticamente controladas pelo computador central 20.

[0057] Um painel solar 70 pode ser usado para fornecer energia ao sistema altamente automatizado 2 se uma fonte de energia convencional não estiver disponível. Deve ser observado que o sistema altamente automatizado 2 pode ser configurado de modo a ser semiportátil. Ou seja, o sistema altamente automatizado 2 pode ser levantado pelos anéis cônicos 72 (Figura 2) e pode ser movido ao usar um carregador da extremidade anterior ou, se for provido com rodas, puxado por um reboque unido. A mobilidade do sistema altamente automatizado 2 é benéfica em ambientes de produção de animal de pastagem, tal como na terra de pastagem que é dividida em prados diferentes. Nesse tipo de ambiente, o sistema altamente automatizado 2 pode ser movido entre prados diferentes com base no uso do solo e técnicas de gerenciamento de pastagem conhecidos.

[0058] O sistema altamente automatizado 2 também pode ser utilizado com estratégias diferentes de gerenciamento de alimento. Uma estratégia para alimentar animais é conhecida como alimentação "limite". Essa estratégia inclui a limitação da quantidade de alimento que é fornecida a um animal durante o curso de um período de tempo específico. Com essa estratégia, mesmo depois de ter consumido todos os elementos consumíveis fornecidos na calha, os animais não têm a sensação de estar "cheios", ou seja, a sua fome não está inteiramente satisfeita. Nessa condição, os animais procuram normalmente elementos consumíveis longe do sistema altamente automatizado 2, incluindo forçosamente o acesso a pastagens adjacentes. De modo geral, os animais são restringidos a pastar em pastos específicos com cercas elétricas. As cercas elétricas acionadas por energia solar são relativamente fáceis de instalar e podem ser movidas de imediato manualmente quando a relocação dos animais a um pasto diferente é desejada. Esse tipo de gerenciamento do solo pode ser realizado com o sistema altamente automatizado 2, uma vez que ele pode ser usado para "treinar" os animais a se aproximarem e a permanecer relativamente perto da estação dispensadora 14. Foi verificado que os animais "treinados" seguem o sistema altamente automatizado 2 quando ele é movido de um pasto para outro. Para treinar os animais, os elementos consumíveis são formulados de modo a serem muito atraentes para comer, tal como pela adição de açúcar em vez de sal. Durante o "treinamento" o sistema altamente automatizado 2 fornece à estação dispensadora de consumo 14 os elementos consumíveis "adoçados" a intervalos relativamente regulares de maneira tal que os animais permanecem na vizinhança relativa do sistema altamente automatizado 2. É vantajoso que o sistema altamente automatizado 2 inclua um conjunto de sinalização 73 (Figuras 3 e 5) que notifica os animais que os elementos consumíveis "adoçados" estão disponíveis. O conjunto de sinalização 73 pode incluir uma ou mais luzes 75, sinalizadores e/ou buzinas 77, por exemplo. O conjunto de sinalização 73 se comunica com o computador central 20 e uma fonte de energia, e é unido ao sistema altamente automatizado 2 em um local facilmente visível tal como em cima do painel dianteiro 26. O conjunto de sinalização 73 é ativado pelo computador central 20 a intervalos de tempo relativamente regulares para alertar os animais sobre a disponibilidade de elementos consumíveis "adoçados". Os intervalos de tempo em que o conjunto de sinalização 73 é ativado podem ser ajustados de modo a controlar a distância à qual os animais irão pastar afastados do sistema altamente automatizado 2. Foi verificado que os animais "treinados" seguem o dispositivo altamente automatizado 2 quando ele é movido de um pasto a outro.

[0059] O computador central 20 pode transmitir os sinais de controle a um dispositivo de marcação de animal 74 que, quando ativado, marca visivelmente os animais 4, o que pode requerer uma intervenção, mediante a aspersão de uma só cor ou uma combinação de cores e/ou a aplicação de uma substância de controle de praga no animal 4 enquanto o animal 4 está consumindo substâncias. Isto permite a identificação visível e/ou a classificação dos animais 4 por características de comportamento, adaptação do grupo ou a falta disto, peso e crescimento ou a falta disto, ou padrões de consumo. Esse tipo de marcação visual também vai permitir que tipos específicos de animais 4, tais como os animais agressivos 4, sejam removidos do contato com os outros animais 4. Uma vez que os sistemas de marcação de animais 74 são em geral conhecidos, os mesmos não serão discutidos em mais detalhes.

[0060] Uma segunda modalidade do sistema altamente automatizado 2 é mostrada nas Figuras 2 e 5. Uma vez que essa modalidade é bastante similar à modalidade ilustrada nas Figuras 1 e 4, a descrição a seguir será focada nas distinções desta modalidade em comparação à modalidade previamente descrita. A segunda modalidade compreende uma armação base 22 que suporta uma pluralidade de unidades de medição 8 que são fixadas, unidas, ou aparafusadas umas às outras para formar um sistema altamente automatizado expandido 2' para identificar, medir, gerenciar e controlar o comportamento do consumo, a ingestão de substância, o peso e o crescimento, o movimento de reprodução e colheita dos animais individuais 4 em ambientes de pastagem ao mesmo tempo. Esta configuração permite que múltiplos animais 4 consumam elementos consumíveis e sejam pesados ao mesmo tempo. Deve ser apreciado que cada uma das unidades de medição 4 pode ser formada individualmente e em seguida ser acoplada de uma maneira mecanicamente apropriada, por exemplo, ao soldar as armações base e os painéis dianteiros entre si, ou ao conectar as armações base e os painéis dianteiros entre si por meio de porcas e cavilhas, parafusos e braçadeiras de acoplamento. O sistema altamente automatizado 2' com múltiplas unidades de medição 4 também pode ser formado contendo uma única armação base alongada que pode suportar um número de calhas individuais 24 e um painel dianteiro que tem um número correspondente de conjuntos de guias de pescoço 38 e aberturas 28. Em tal sistema altamente automatizado 2', a pluralidade de calhas 24 é suportada na armação base de modo que as calhas 24 são arranjadas em série bastante adjacentes umas às outras.

[0061] Na segunda modalidade, deve ser apreciado que a localização ou colocação real da antena de RFID 10, com respeito à calha de alimentação 24 associada e ao painel dianteiro 26, não é geralmente crítica, contanto que a antena de RFID 10 seja posicionada de modo a receber o sinal de código de informação de identificação singular somente do animal 4 que estende a sua cabeça através da abertura 28 correspondente no painel dianteiro 26 a fim de consumir os elementos consumíveis da calha 24 associada, e a não receber os sinais de código de informação de identificação singulares de qualquer outro animal 4, especificamente um animal em uma calha 24 adjacente.

[0062] Cada estação dispensadora de consumo 14 na segunda modalidade pode compreender um dispositivo de transporte 46 e os recipientes 44, 44' que são independentes da estação dispensadora de consumo 14 de outras unidades de medição 8. O arranjo da unidade de medição 4 que compreende a sua própria estação distribuidora de consumo 14 independente de outras unidades de medição 4 é geralmente descrito acima, e dessa maneira acredita-se que nenhuma discussão adicional da mesma seja necessária. É possível, em um arranjo alternativo da segunda modalidade, que cada um dos dispositivos de transporte 46' das diferentes unidades de medição 8' transporte os elementos consumíveis de um conjunto de recipientes comuns 45, 45' ou até mesmo uma câmara de misturação comum 48', reduzindo desse modo o número de recipientes e câmaras de misturação e os custos associados com os mesmos. Com esse arranjo, um único conjunto de recipientes 45, 45' e uma única câmara de misturação 48 podem prover elementos consumíveis a duas ou mais das calhas 24', 24".

[0063] Na segunda modalidade que compreende uma pluralidade de estações dispensadoras de consumo 14, cada estação dispensadora de consumo 14 é associada com um respectivo dispositivo de pesagem 12 de maneira tal que somente um animal 4 pode ser pesado de cada vez em cada estação dispensadora de consumo 14 correspondente. É importante que as plataformas de pesagem 66 de diferentes unidades de medição 8, 8' não entrem em contato entre si, uma vez que tal contato deve interferir na determinação de medições parciais do peso exatas dos animais individuais 4. Deve ser compreendido que cada uma das plataformas de pesagem 66 é suportada pelas células de carga 64 que são associadas somente com essa única unidade de medição 8, 8'. Ou seja, uma ou mais células de carga 64 que suportam e medem o peso parcial de um animal 4 em um dispositivo de pesagem 12 não podem ser usadas para suportar e medir o peso parcial de um outro animal 4 em um dispositivo de pesagem 12 adjacente, por exemplo.

[0064] Na segunda modalidade, as células de carga 64 associadas com as diferentes plataformas de peso 66 se comunicam com um único microprocessador 16 sem fio ou por cabeamento convencional (não mostrado em detalhes) de modo a medir e transmitir os pesos parciais dos respectivos animais 4 ao microprocessador 16. Embora seja possível que cada uma das unidades de medição 8, 8' da segunda modalidade compreenda o seu próprio microprocessador 16, é preferível que as células de carga 64 de todas as unidades de medição 8, 8' se comuniquem com um único microprocessador comum 16.

[0065] Tal como observado previamente, o computador central se comunica com uma ampla variedade de outros dispositivos, sensores e fontes que transmitem outras medições, dados e informações ao computador central. Com respeito a estes outros dispositivos, deve ser compreendido que um ou mais dos mesmos dispositivos podem ser utilizados para múltiplas unidades de medição dependendo do tipo de medições, dados e informações que o dispositivo específico mede, detecta ou coleta. Por exemplo, se a quantidade de índice pluviométrico for uma das medições que estão sendo monitoradas, cada unidade de medição 8, 8' do sistema altamente automatizado realçado 2' não deve ser requerida para cada unidade da pluralidade de unidades de medição 8, 8'. Os outros dispositivos, sensores e fontes, bem como as medições, os dados e as informações associados com os mesmos, serão agora discutidos a seguir.

[0066] Um dispositivo transmissor de localização 76 (Figura 4) pode ser fixado ao sistema altamente automatizado 2 ou aos animais 4 de modo a se comunicar com o computador central 20. O dispositivo transmissor de localização 76 pode fornecer ao computador central 20 a informação de referência relacionada aos dados geoespaciais que são utilizados pelo computador central 20 para determinar a localização geográfica das unidades de medição 8 e o movimento dos animais 4 na terra de pastagem e/ou nos prados.

[0067] Um dispositivo de medição de dimensão 78 pode ser incorporado a cada uma das unidades de medição 8 de modo a detectar e medir as dimensões do animal 4 e/ou do material de forragem na área de pastagem que circunda o sistema altamente automatizado 2.

[0068] Uma variedade de sensores ambientais 80 é incorporada no sistema altamente automatizado 2, os quais medem as condições ambientais e transmitem as medições do sensor associadas ao computador central 20. Os sensores ambientais 80 podem medir pelo menos uma dentre a temperatura ambiente, as quantidades de precipitação diárias e/ou semanais, a pressão barométrica atual, a velocidade do vento, a direção do vento, a umidade, a composição atmosférica, a insolação, a umidade do solo, medições indicativas da quantidade de luz solar, bem como outras informações ambientais.

[0069] Um dispositivo de entrada 82 (Figura 1) pode inserir dados e informações em pelo menos um dos transmissores de RFID 6 e/ou computador central 2. Os dados e as informações que podem ser inseridos pelos dispositivos de entrada 82 pode estar relacionados a pastos específicos, a prados, a um animal 4 ou a todos os animais 4 combinados, e pode incluir pelo menos um dentre a data de nascimento do animal, o preço de compra do animal, a raça do animal e o pedigree genético, o genótipo do animal, a condição do corpo do animal, os pesos da calha de animais, o tamanho da armação de animais, o rendimento da colheita de animais, a qualidade e o preço de venda, o tipo de suplemento, a quantidade administrada e o custo, o tipo, a quantidade administrada e o custo de medicação, o tamanho da pastagem, o tipo de forragem, a massa da forragem, as propriedades químicas da forragem, a aplicação de fertilizante, o tratamento com herbicida, e as propriedades físicas do solo.

[0070] O computador central pode utilizar dispositivos que podem medir, detectar, determinar e obter pelo menos um dentre a hora, a data, o crescimento, as condições ambientais e outras medições e estatísticas de referência relevantes de modo a determinar a condição da saúde de animais individuais e/ou a disponibilidade de forragem e determinar o requisito para nutrientes, vitaminas, minerais, traços de minerais, sal e/ou produtos medicados, e ativa as estações dispensadoras do consumo para dispensar uma quantidade específica de nutrientes minerais suplementares, vitaminas, minerais, traços de minerais, sal, produtos de controle de pragas e/ou medicados a serem ingeridos por cada animal específico. Tais medições, dados e informações podem ser utilizados pelo computador central para determinar e/ou predizer o melhor momento para a sincronização estrutural e ativam a estação dispensadora de consumo para dispensar uma quantidade específica do composto a ingerido por um animal específico de modo a promover programas de criação. Tais informações também podem ser consideradas para fins de gerenciamento de ambiente de pastagem de modo a determinar onde colocar e mover as cercas.

[0071] O exemplo a seguir ilustra a função e a operação do sistema altamente automatizado para monitorar e controlar animais individuais em um ambiente de produção de pastagem. Tal como descrito de modo geral acima, quando um animal se aproxima uma unidade de medição para obter suplementos da calha, o sistema altamente automatizado verifica a identidade desse animal específico por meio do transmissor de RFID fixado ao animal e da antena de RFID conectada ao sistema. Com a identidade do animal específico conhecida, entre outras coisas, o sistema detecta e grava o peso do corpo parcial e calcula a partir daí o peso total do corpo desse animal específico. Ao acompanhar as características e os padrões físicos diferentes do comportamento desse animal específico, o sistema pode detectar ou determinar a condição de saúde desse animal particular. Com base na condição de saúde específica, bem como em um número de outros fatores tal como descrito acima, o sistema pode customizar e fornecer a esse animal específico diferentes formulações e/ou quantidades de suplementos. A formulação e a quantidade dos suplementos fornecidos a esse animal específico podem ser customizadas, não somente de acordo com a condição de saúde desse animal particular, mas também podem depender de um ou mais de uma hoste de outros fatores e considerações. Por exemplo, as condições ambientais, tais como a quantidade de precipitação, podem ser consideradas ao customizar a formulação ou a quantidade de suplementos. Tanto muito pouca quanto demasiada precipitação pode fazer com que a qualidade nutritiva da grama diminua, o que pode então resultar em uma deficiência de nutrientes nos animais. Desse modo, se o sistema altamente automatizado detectar que demasiada ou muito pouca precipitação caiu na terra de pastagem por um determinado período de tempo, então a formulação e/ou a quantidade de suplementos pode ser ajustada para compensar a qualidade nutritiva reduzida da forragem, ou seja, os suplementos podem ser formulados de modo a terem um valor nutritivo mais elevado.

[0072] No exemplo acima, um outro fator que pode ser levado em consideração ao ajustar a formulação do suplemento, que significa o tipo e/ou a quantidade de nutrientes a serem fornecidos a esse animal específico, também pode ser a idade do animal. Por exemplo, dada a quantidade adversa de precipitação pelo período de tempo em questão, embora se possa reconhecer que um suplemento que tem um valor nutritivo mais elevado se faz necessário, os tipos de nutrientes mais benéficos para um animal mais velho são provavelmente diferentes do que os tipos de nutrientes mais benéficos para um animal novo. Como um outro exemplo, se nenhuma precipitação cair na terra de pastagem por um período de tempo prolongado, o animal pode ficar deficiente em proteínas. Neste caso, quando o sistema altamente automatizado reconhece que nenhuma precipitação caiu, e com base na taxa reduzida de ingestão e/ou de crescimento do animal, tal como determinado pelo acompanhamento do peso dos animais, a formulação e/ou a quantidade de suplemento podem ser ajustadas de modo a terem um aumento pequeno ou grande de proteínas.

[0073] Com qualquer um dos exemplos acima, a formulação e/ou a quantidade de suplemento a ser fornecido ao animal também pode ser dependente da frequência à qual o animal se aproxima do sistema altamente automatizado. Tal como se deve esperar, a um primeiro animal que, em média, se aproxima do sistema altamente automatizado muitas vezes em um dia deve ser provida uma formulação e/ou uma quantidade de suplemento que tem um valor nutritivo mais baixo do que um segundo animal que, em média, se aproxima do sistema altamente automatizado um número menor de vezes um dia de modo a evitar a supersuplementação do primeiro animal.

[0074] O computador central 20 tem um meio de armazenamento que pode ser lido por computador 84 em comunicação com um processador que se usa as medições, os dados, as informações e as estatísticas relevantes discutidos acima calculados em uma base de intervalo de tempo com referência à base de intervalo de tempo precedente para monitorar e predizer o crescimento do animal, a eficiência, a produtividade, o desempenho e/ou o valor econômico da criação de animais, a massa da forragem, as propriedades da forragem, o crescimento da forragem, a suplementação, e outros, e as estatísticas de referência para determinar pelo menos um dentre a densidade de estocagem ideal, a capacidade de carga, o protocolo de pastagem, o tempo para mover o gado de um local de pastagem para outro, o tempo para comercializar o gado, e pelo menos uma destas determinantes é usada para calcular o valor econômico por unidade de medição para cada localização de pastagem. O computador usa medições, dados, informações e estatísticas relevantes: para estimar um valor de compensação de carbono, de gás de estufa ou de conservação para um animal, e/ou um local e/ou uma operação; para monitorar, manter e inventariar unidades de medição, equipamentos, animais, plantas e recursos da terra; para monitorar unidades de medição, equipamentos, animais, plantas e recursos da terra, provendo uma auditoria, a qualidade, a segurança e o registro de verificação aos participantes de programas de aliança naturais, orgânicos, de marca e de qualidade.

[0075] O meio de armazenamento que pode ser lido por computador 84 tal como descrito no presente documento pode ser um dispositivo de armazenamento de dados, ou uma unidade tal como um disco magnético, um disco magneto-óptico, um disco óptico, ou um flash drive. Além disso, deve ser apreciado que o termo "memória" se presta no presente documento a incluir vários tipos de meios de armazenamento de dados apropriados, tanto permanente quanto temporário, tais como memórias eletrônicas transitórias, meio que pode ser lido por computador não transitório e/ou meio que pode ser gravado por computador.

[0076] Deve ser apreciado a partir do acima exposto que a invenção pode ser implementada como software de computador, que pode ser fornecido no meio de armazenamento que pode ser lido por computador ou através de um meio de transmissão tal como uma rede de área local ou uma de área ampla, tal como a Internet. Deve ser compreendido ainda que, devido ao fato que alguns dos componentes do sistema constituinte e das etapas do método ilustrados nas figuras anexas podem ser implementados em software, as conexões reais entre os componentes do sistema (ou as etapas do processo) podem diferir dependendo da maneira na qual a presente invenção é programada. Dados os ensinamentos da presente invenção fornecidos no presente documento, um elemento versado no estado da técnica relacionada poderá contemplar estas e outras implementações ou configurações similares da presente invenção.

[0077] Deve ser compreendido que a presente invenção pode ser implementada em várias formas de hardware, software, firmware, processos de finalidades especiais, ou uma combinação destes. Em uma modalidade, a presente invenção pode ser implementada em um software como um programa aplicativo tangível embutido em um dispositivo de armazenamento de programa que pode ser lido por computador. O programa aplicativo pode ser descarregado em, e ser executado por, uma máquina que compreende qualquer arquitetura apropriada

[0078] Embora várias modalidades da presente invenção tenham sido descritas em detalhes, é aparente que várias modificações e alterações dessas modalidades irão ocorrer e serão prontamente aparentes aos elementos versados na técnica. No entanto, deve ser compreendido expressamente que tais modificações e alterações estão dentro do âmbito e caráter da presente invenção, tal como indicado nas reivindicações anexas. Além disso, a(s) invenção(ões) descrita(s) no presente documento pode(m) suportar outras modalidades e ser praticada(s) ou realizada(s) de várias outras maneiras relacionadas. Além disso, deve ser compreendido que a fraseologia e a terminologia usadas no presente documento são para a finalidade de descrição e não devem ser consideradas como limitadoras. O uso de "que inclui", "que compreende" ou "que tem" e as variações destes no presente documento, se presta a englobar os artigos listados a seguir e os seus equivalentes, bem como artigos adicionais, embora somente os termos "que consiste" e "que consiste somente em" devam ser interpretados em um sentido limitador.

Claims

1. Sistema automatizado (2) de medição e gerenciamento de animais individuais em um ambiente de produção de pastagem que compreende: um transmissor (6) que é fixado, implantado em ou ingerido por um animal particular (4) que identifica o animal particular (4) por um sinal singular, uma unidade de medição (8, 8’) na qual dispositivos de medição são montados, em que a unidade de medição (8, 8’) compreende: um dispositivo de recepção (10) que recebe o sinal singular do transmissor (6), um microprocessador (16) que recebe, processa e transmite e controla os sinais dos dispositivos conectados à unidade de medição (8, 8’), um dispositivo de comunicação (18A, 18B) que recebe e transmite sinais da unidade de medição (8, 8’) a outras unidades de medição (8, 8’), e um computador (20) posicionado pelo menos um dentre local e remotamente através de pelo menos uma dentre redes de comunicação local, via satélite, celular e via Internet, caracterizado pelo fato de que a unidade de medição compreende adicionalmente: um dispositivo de pesagem (12) que mede um peso do corpo parcial do animal (4), e uma estação dispensadora de consumo (14) que fornece substâncias aos animais específicos (4), em que o computador é local ou remotamente posicionado e recebe os sinais, e também coleta as medições de outros dispositivos e usa métodos estatísticos, fórmulas matemáticas e algoritmos para estimar, calcular, predizer, monitorar, avaliar, armazenar e reavaliar os valores a métrica, os parâmetros e as interações dos animais, das plantas, do solo, do ambiente, da operação e da indústria com graus de confiança, e a estação dispensadora de consumo (14) sendo variavelmente acionável pelo computador (20) para suprir quantidades e formulações variáveis de substâncias ao animal particular localizado atualmente na unidade de medição (8, 8’) com base nos valores, nas métricas, nos parâmetros e nas interações.

2. Sistema (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por uma ou ambas de: as unidades de uma pluralidade de unidades de medição (8, 8’) são distribuídas através de múltiplos locais de pastagem; e/ou a unidade de medição (8, 8’) é portátil.

3. Sistema (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por uma ou ambas de: um dispositivo de pulverização e marcação (74) é incorporado ao sistema automatizado (2), em que o dispositivo de pulverização e de marcação (74) colore visualmente pelo menos um animal particular (4) e aplica substâncias de controle de pragas ao animal particular (4) enquanto ele consume substâncias; e/ou um dispositivo de medição (78) que mede pelo menos uma das dimensões do animal e as dimensões do material de forragem em uma área de pasto circundando o sistema automatizado (2), a estação dispensadora de consumo (14) sendo controlavelmente acionada para ajustar pelo menos uma quantidade e uma formulação das substâncias fornecidas ao animal particular (4) com base em pelo menos uma das dimensões do animal e as dimensões do material de forragem na área de pasto.

4. Sistema (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que sensores (80) são incorporados ao sistema automatizado (2), em que os sensores (80) medem pelo menos um de: a temperatura ambiente, a precipitação, a velocidade do vento, a umidade, a composição atmosférica, a insolação, a umidade do solo, e as medições se referem no computador (20) aos dados que estão disponíveis a partir de outras fontes de dados climáticos e ambientais.

5. Sistema (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dentre: os dados do nascimento do animal, o preço de compra do animal, a raça do animal e o pedigree genético, o genótipo do animal, a condição do corpo do animal, os pesos do animal na rampa, o tamanho do animal na estrutura, o rendimento da colheita, a qualidade e do preço de venda do animal, o tipo de suplemento, a quantidade administrada e o custo, o tipo de medicação, a quantidade administrada e o custo, o tamanho do pasto, o tipo da forragem, a massa da forragem, as propriedades químicas da forragem, a aplicação de fertilizante, o tratamento com herbicida, as propriedades físicas do solo, é inserido no computador (20).

6. Sistema (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por um ou ambos de: um dispositivo transmissor (76) é afixado à unidade de medição (8, 8’) e fornece uma posição geográfica da unidade de medição (8, 8’); e/ou um dispositivo transmissor (76) é afixado à unidade de medição (8, 8’), e a pelo menos um de: um dispositivo transmissor (76) da localização afixado ao animal, um dispositivo de medição da dimensão (78), e a informação de referência para os dados geoespaciais de outras fontes é calculada no computador (20) para determinar uma localização geográfica e o movimento do animal (4).

7. Sistema (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por um ou ambos de: o computador (20) sendo configurado para determinar e monitorar pelo menos uma condição de saúde dos animais individuais e uma disponibilidade de forragem com base em pelo menos um dentre o tempo, a data, o crescimento, o peso, o comportamento, as condições ambientais e outras medições relevantes e estatísticas de referência; e/ou o computador (20), ao usar pelo menos um dentre o tempo, a data, o crescimento, as condições ambientais e outras medições relevantes e estatísticas de referência, determina pelo menos uma condição de saúde de animais individuais e uma disponibilidade da forragem e determina a necessidade de animais individuais ao menos pelos nutrientes, vitaminas, minerais, traços de minerais, sal e produtos medicados, a estação dispensadora de consumo (14) sendo controlavelmente acionada pelo computador para dispensar uma quantidade específica de pelo menos um dos nutrientes minerais suplementares, vitaminas, minerais, traços de minerais, sal, produtos de controle de praga e medicados a serem ingeridos por um animal específico (4) com base nos necessidades do animal específico (4).

8. Sistema (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por um ou ambos de: o computador (20), ao usar pelo menos um dentre o tempo, a data, a idade, o peso, o comportamento do animal, as condições ambientais e outras medições relevantes e estatísticas de referência pelo menos uma delas determina e prediz o momento ideal para a sincronização estrual, a estação dispensadora de consumo (14) sendo controlavelmente ativada para dispensar uma quantidade específica de composto a ser ingerido por um animal específico (4), com base em pelo menos um tempo determinado e predito ótimo para sincronização estrual, o composto promovendo alimentação do animal específico (4).

9. Sistema (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o computador (20) usa pelo menos um dentre o tipo do animal, a idade, o peso, o crescimento predito do animal, a massa da forragem, as propriedades da forragem, o crescimento predito da forragem, a suplementação, e outras medições relevantes e estatísticas de referência para determinar pelo menos um dentre: a densidade de estocagem, a capacidade de carga, o protocolo de pastagem, o tempo para mover os animais de um local de pastagem a outro, o tempo para comercializar os animais ideais, e pelo menos uma dessas determinantes é usada para calcular um valor econômico por unidade de medição para cada local de pastagem.

10. Sistema (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por um ou ambos de: o computador (20) usa pelo menos um dentre o tipo de animal, idade, peso, o crescimento predito do animal, a massa da forragem, as propriedades da forragem, o crescimento predito da forragem, a suplementação, e outros medições relevantes e estatísticas de referência para determinar onde colocar e mover as cercas; e/ou o computador (20) usa as medições coletadas e as estatísticas calculadas em uma base de intervalo de tempo em referência à base precedente de intervalo de tempo para monitorar e predizer no futuro na unidade de medição, a condição do animal, da forragem e de todo o sistema.

11. Sistema (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por um ou ambos de: o computador (20) usa as medições relevantes e as estatísticas de referência pelo menos para estimar uma e/ou predizer pelo menos um valor da criação de animais econômico do crescimento, da eficiência, da produtividade, do desempenho e da reprodução.

12. Sistema (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o computador (20) usa as medições relevantes e as estatísticas de referência para estimar um valor de compensação de carbono, de gás de estufa ou de conservação para pelo menos um de um animal, um local e uma operação.

13. Sistema (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o computador (20) usa as medições relevantes e as estatísticas de referência adquiridas para monitorar, manter e inventariar as unidades de medição, os equipamentos, os animais, as plantas e os recursos da terra.

14. Sistema (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o computador (20) usa as medições relevantes e as estatísticas de referência para monitorar as unidades de medição, os equipamentos, os animais, as plantas e os recursos da terra, provendo um registro de auditoria, qualidade, segurança e verificação aos participantes de programas de aliança naturais, orgânicos, de marca e qualidade.

15. Sistema (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o computador (20) fornece a substância em vários intervalos de tempo e quantidades, e desse modo o computador (20) controla quão distante os animais (4) irão pastar afastados da estação dispensadora de consumo (14).