BR112020014171A2

BR112020014171A2 - Máquina para o preparo de bebidas com reconhecimento de cápsula

Info

Publication number: BR112020014171A2
Application number: BR112020014171-2A
Authority: BR
Inventors: Martino RUGGIERO; Szabolcs Balasi
Original assignee: Société des Produits Nestlé S.A.
Priority date: 2018-02-09
Filing date: 2018-06-15
Publication date: 2020-12-08
Also published as: JP7486425B2; AU2018408335A1; JP2021512677A; RU2020129181A; CN111629637A; RU2020129179A3; EP3749153A1; US11957270B2; JP7242686B2; WO2019154526A1; US20200397184A1; CA3089386A1; RU2020129181A3; BR112020013918A2; AU2018408335B2; AU2018408336A1; CN111655093B; RU2769354C2; CN111655093A; WO2019154527A1

Abstract

trata-se de uma máquina para preparar e dispensar uma bebida, como chá, café, chocolate quente, chocolate frio, leite, sopa ou alimento para bebês, que compreende um módulo de reconhecimento de cápsula para reconhecer uma cápsula inserida na dita máquina em uma posição de reconhecimento de cápsula, sendo que o módulo de reconhecimento de cápsula compreende uma câmera para capturar uma imagem de ao menos parte da dita cápsula na dita posição de reconhecimento de cápsula; sendo que o módulo de reconhecimento de cápsula compreende um dispositivo de computação de rede neural, sendo que o dito dispositivo de computação de rede neural é configurado para determinar um tipo da dita cápsula entre uma pluralidade de tipos de cápsula predefinidos com base em uma imagem de ao menos parte da dita cápsula capturada pela dita câmera.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÁQUI-

NA PARA O PREPARO DE BEBIDAS COM RECONHECIMENTO DE CÁPSULA". CAMPO DA INVENÇÃO

[001] O campo da invenção se refere a máquinas para o preparo de bebidas que usam cápsulas de um ingrediente da bebida a ser pre- parada. O campo da invenção se refere, em particular, a máquinas para o preparo de bebidas que usam cápsulas e são configuradas para reco- nhecer automaticamente um tipo de uma cápsula inserida na máquina para, por exemplo, adaptar os parâmetros de preparo de bebida ao tipo de cápsula reconhecido.

[002] Para o propósito da presente descrição, uma "bebida" desti- na-se a incluir qualquer substância líquida consumível por seres huma- nos, como chá, café, chocolate quente ou frio, leite, sopa, alimento para bebês, etc. Uma "cápsula" destina-se a incluir qualquer ingrediente de bebida em porções pré-divididas, como um ingrediente flavorizante, em uma embalagem fechada de qualquer material, em particular, uma em- balagem hermética, por exemplo, embalagens plásticas, de alumínio, recicláveis e/ou biodegradáveis, e de qualquer formato e estrutura, in- cluindo cápsulas moles ou cartuchos rígidos que contenham o ingredi- ente. A cápsula pode conter uma quantidade de ingrediente para prepa- rar uma única porção de bebida ou uma pluralidade de porções de be- bida.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[003] Determinadas máquinas de preparo de bebidas utilizam cápsulas que contêm ingredientes que são extraídos ou dissolvidos, e/ou ingredientes que são armazenados e dosados automaticamente na máquina ou em outro lugar e adicionados no momento do preparo da bebida. Algumas máquinas de bebida possuem meios de preen- chimento que incluem uma bomba para líquidos, geralmente água,

que bombeia o líquido de uma fonte de água que é fria ou de fato aquecida através de meios de aquecimento, por exemplo, um termo- bloco, ou similares.

[004] Especialmente no campo de preparo de café, máquinas têm sido amplamente desenvolvidas nas quais uma cápsula contendo ingre- dientes para uma bebida é inserida em um dispositivo de coadura.

[005] Os dispositivos de coadura foram desenvolvidos para faci- litar a inserção de uma cápsula "limpa" e remoção da cápsula após o uso. Tipicamente, os dispositivos de coadura compreendem duas partes relativamente móveis a partir de uma configuração de inser- ção/remoção de uma cápsula para uma configuração para preparar o ingrediente na cápsula.

[006] O acionamento da parte móvel do dispositivo de infusão pode ser manual, conforme descrito nos WO 2009/043630, WO 01/15581, WO 02/43541, WO 2010/015427, WO 2010/128109, WO 2011/144719, e WO 2012/032019. Várias configurações de manuseio são apresentadas nos documentos EP 1867260, WO 2005/004683, WO 2007/135136, WO 2008/138710, WO 2009/074550, WO 2009/074553, WO 2009/074555, WO 2009/074557, WO 2009/074559, WO 2010/037806, WO 2011/042400, WO 2011/042401 e WO 2011/144720. Integrações de tais disposições nas máquinas de bebidas são reveladas nos WO 2009/074550, WO 2011/144719, EP2014195046, EP2014195048 e EP2014195067.

[007] O acionamento da parte móvel do dispositivo para coadura pode ser motorizado. Tal sistema é, por exemplo, apresentado em EP 1 767 129. Nesse caso, o usuário não tem que proporcionar qualquer esforço manual para abrir ou fechar o dispositivo de coadura. O dis- positivo de coadura tem uma passagem de inserção de cápsula dota- da de uma porta de segurança montada na parte móvel do dispositivo de coadura por meio de uma chave, para fazer a detecção de uma presença indesejada de um dedo na passagem durante o fechamento e prevenir lesões por compressão. Tampas alternativas para uma passagem de inserção de cápsula são apresentadas nos WO 2012/093107 e WO 2013/127906. Diferentes sistemas de motoriza- ção são revelados nos WO 2012/025258, WO 2012/025259 e WO 2013/127476.

[008] Para permitir que o usuário interaja com essas máquinas, para fornecer instruções para a operação da máquina, ou para a ob- tenção de feedback das mesmas, vários sistemas foram apresentados na técnica, por exemplo, como mencionado nas seguintes referências: AT 410 377, CH 682 798, DE 44 29 353, DE 202 00 419, DE 20 2006 019 039, DE 2007 008 590, EP 1 448 084, EP 1 676 509, EP

08155851.2, FR 2 624 844, GB 2 397 510, US 4.377.049, US

4.458.735, US 4.554.419, US 4.767.632, US 4.954.697, US 5.312.020, US 5.335.705, US 5.372.061, US 5.375.508, US 5.645.230, US

5.685.435, US 5.731.981, US 5.836.236, US 5.959.869, US 6.182.555, US 6.354.341, US 6.759.072, US 2007/0157820, WO 97/25634, WO 99/50172, WO 2004/030435, WO 2004/030438, WO 2006/063645, WO 2006/090183, WO 2007/003062, WO 2007/003990, WO 2008/104751, WO 2008/138710, WO 2008/138820, WO 2010/003932, WO 2011/144720 e WO 2012/032019.

[009] Para facilitar a operação da máquina, é possível identificar automaticamente a cápsula fornecida à máquina e, então, manusear e extrair a cápsula automaticamente, conforme revelado, por exemplo, no documento WO 2012/123440.

[0010] Há ainda uma necessidade de melhorar a dispensação de bebidas com máquinas que identifiquem cápsulas confiável e auto- maticamente.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0011] A invenção se refere a uma máquina para o preparo de bebi-

das. A máquina de preparo de bebidas pode ser uma máquina doméstica ou fora de casa.

[0012] A máquina pode ser usada para o preparo de café, chá, cho- colate, chocolate quente, leite, sopa, alimento para bebês, etc.

[0013] O preparo de bebidas inclui tipicamente a mistura de uma pluralidade de ingredientes de bebidas, por exemplo, água e leite em pó, e/ou a infusão de um ingrediente de bebida, como uma infusão de café moído ou chá com água. Um ou mais desses ingredientes po- dem ser fornecidos em forma de pó solto e/ou em um aglomerado, e/ou em forma líquida, em particular em uma forma concentrada. Um veículo ou diluente líquido, por exemplo, água, pode ser misturado com tais ingredientes para formar a bebida. Tipicamente, uma quanti- dade predeterminada de bebida é formada e distribuída por solicita- ção do usuário, o que corresponde a uma porção (por exemplo, uma porção). O volume dessa porção pode estar na faixa de 25 a 200 ml, e até mesmo 300 ou 400 ml, por exemplo, o volume para preencher uma xícara, dependendo do tipo de bebida. Bebidas formadas e dis- pensadas podem ser selecionadas dentre ristrettos, expressos, lun- gos, cappuccinos, latte macchiato, café latte, cafés americanos, chás, etc. Em particular, uma máquina de café pode ser configurada para a dispensação de expressos, por exemplo um volume ajustável de 20 a 60 ml por porção, e/ou para a dispensação de cafés longos (lungos), por exemplo um volume na faixa de 70 a 150 ml por porção.

[0014] A máquina da invenção tem uma unidade de extração para extrair uma cápsula de ingrediente de bebida em uma câmara de ex- tração para formar a bebida. A unidade tem uma primeira parte e uma segunda parte que são relativamente móveis entre uma posição dis- tante para inserir uma cápsula e/ou remover uma cápsula da câmara de extração e uma posição próxima para prender e extrair essa cáp- sula na câmara de extração. Na posição próxima, tipicamente, as primeira e segunda partes delimitam a câmara de extração.

[0015] A cápsula pode compreender um corpo de cápsula, por exemplo, um corpo geralmente reto, afunilado ou em formato de disco. À cápsula pode ter um flange anular circular periférico, por exemplo, um flange flexível ou rígido, que se prolonga a partir de uma parte periférica, por exemplo, uma borda ou face, do corpo da cápsula. A cápsula pode conter um ingrediente flavorizante para o preparo de chá, café, chocolate quente, chocolate frio, leite, sopa ou alimento para bebês.

[0016] Ao menos uma parte dentre a primeira e segunda partes pode delimitar uma cavidade para receber o ingrediente, por exemplo, no interior de uma cápsula, como uma cavidade afunilada, por exem- plo uma cavidade cônica ou piramidal, ou uma cavidade reta, por exemplo uma cavidade cilíndrica ou trapezoidal, ou uma cavidade em formato de disco. Tal cavidade pode se estender ao longo de um eixo geométrico que é genericamente colinear com uma direção de movi- mento relativo da primeira e da segunda partes. A câmara de extração é, então, delimitada em um lado por tal cavidade.

[0017] A outra parte dessas primeira e segunda partes pode ser delimitada por uma outra cavidade e/ou incluir uma placa de extra- ção, como uma placa dotada de elementos perfurantes para abrir uma face de fluxo passante da cápsula ou uma placa não intrusiva para cooperar com uma face de fluxo passante da cápsula pré-aberta ou de autoabertura.

[0018] Exemplos de unidades de extração são revelados nos do- cumentos WO 2008/037642 e WO 2013/026843.

[0019] Ao menos uma dessas partes pode ter um abridor de cápsu- las, por exemplo, um ou mais furadores de cápsula.

[0020] A cápsula pode incluir também um mecanismo de autoabertu- ra. As cápsulas de autoabertura são reveladas, por exemplo, nos docu- mentos CH 605 293 e WO 03/059778.

[0021] Quando são utilizadas cápsulas fechadas, as primeira e segunda partes podem incluir um abridor de cápsulas, como lâminas e/ou uma ferramenta para rasgar, por exemplo, uma placa com um perfil de rasgamento, por exemplo, como conhecido nas máquinas Nespresso'“, ou como revelado nos EP 0 512 470, EP 2 068 684 e WO 2014/076041, e as referências citadas nas mesmas.

[0022] Ao menos uma das partes pode ter uma abertura para um fluxo de entrada de líquido a ser misturado com um ingrediente contido em tal cápsula.

[0023] A máquina inclui uma unidade de controle para controlar a unidade de extração a fim de extrair tal cápsula. A unidade de controle pode ser alimentada pela rede elétrica, por exemplo, através de um fio elétrico.

[0024] A máquina tem uma saída para a dispensação da bebida formada pela extração de tal cápsula em um receptáculo de usuário, como uma xícara ou caneca, localizado em uma área de posiciona- mento do receptáculo.

[0025] Uma bebida flavorizada pode ser preparada pela circula- ção (por meio de um acionador de líquidos, por exemplo, uma bom- ba) de um líquido carreador, como água, dentro da cápsula para adi- cionar sabor ao líquido mediante a exposição a um ingrediente flavo- rizante mantido na cápsula, por exemplo, ao longo de uma direção de extração que pode ser genericamente paralela à direção do movi- mento relativo da primeira e da segunda partes ou ao longo de uma direção longitudinal ou central da extração.

[0026] Por exemplo, o receptáculo de usuário pode ser posicionado em um suporte do receptáculo para coletar a bebida.

[0027] O suporte do receptáculo pode ser formado por um suporte de posicionamento externo sobre o qual tal máquina está localizada.

[0028] O suporte do receptáculo pode ser formado por um suporte compreendido pela máquina, por exemplo, um suporte de máquina mó- vel ou removível.

[0029] A área de posicionamento do receptáculo pode estar as- sociada a um suporte de recipiente da máquina para dar suporte a tal recipiente de usuário na saída. O suporte pode estar: associado a uma bandeja de gotejamento, por exemplo, uma bandeja de goteja- mento que sustenta o suporte; e/ou ser móvel em relação ao gabinete verticalmente sob a saída e/ou afastado da saída para permitir um posicionamento de recipientes do usuário de diferentes alturas sob a saída. Exemplos de suportes de recipiente adequados são revelados nos documentos EP O 549 887, EP 1 440 639, EP 1731 065, EP 1 867 260, US 5.161.455, US 5.353.692, WO 2009/074557, WO 2009/074559, WO 2009/135869, WO 2011/154492, WO 2012/007313, WO 2013/186339, WO 2016/096705, WO 2016/096706 e WO 2016/096707.

[0030] Em modalidades, a saída pode ser fixada a, formada por, montada em ou montada dentro de: - uma cabeça de máquina que tem uma posição de im- plantação na qual a saída está situada acima da área de posiciona- mento do receptáculo e uma posição achatada na qual a saída é re- traída dentro de um gabinete principal externo da máquina, como uma cabeça de máquina acionada para dentro e para fora do gabine- te principal por ao menos uma dentre as primeira e segunda partes ou por um atuador controlado pela unidade de controle e/ou - um guia de bebida móvel que tem uma configuração de dispensação de bebida para dispensar uma bebida na área de posi- cionamento do receptáculo e uma configuração de parada de bebida para evitar a dispensação da bebida na área de posicionamento do receptáculo, por exemplo, escoando a bebida residual do guia ao longo de uma borda do guia até o receptáculo de resíduos, como um guia de bebida acionado entre a configuração de dispensação e a configuração de parada por ao menos uma dentre as primeira e se- gunda partes ou por uma cabeça de máquina (ou a descrita acima) ou por um atuador controlado pela unidade de controle.

[0031] Por exemplo, a máquina é dotada de uma cabeça de máqui- na, conforme revelado no documento WO 2017/037212 e no documento WO 2017/037215.

[0032] Exemplos de receptáculos de resíduos adequados para a realização da presente invenção são revelados nos documentos EP 1867260, WO 2009/074559, WO 2009/135869, WO 2010/128109, WO 2011/086087, WO 2011/086088, PCT/EP2017/050237 e WO 2017/037212.

[0033] O guia de direcionamento de fluido pode estar totalmente confinado no corpo principal e/ou na cabeça de máquina.

[0034] Detalhes de guias de direcionamento de fluido que são adequados ou adaptáveis para a realização da presente invenção são revelados nos documentos WO 2006/050769, WO 2012/072758, WO 2013/127907, WO 2016/083488 e WO 2017/037212.

[0035] A unidade de extração pode incluir um alimentador de cáp- sula para fornecer uma cápsula à câmara de extração, sendo que o alimentador tem um dispensador de cápsula com uma configuração de liberação para liberar essa cápsula do alimentador em direção à câma- ra de extração, e uma configuração de retenção para manter essa cápsula longe da câmara de extração.

[0036] O dispensador de cápsula pode ser formado por uma porta de cápsula mecânica e/ou magnética, como um suporte de cápsula que tem, por exemplo, um formato complementar a e que corresponde a ao menos parte de um formato externo dessa cápsula.

[0037] O suporte de cápsula pode ter uma porta de cápsula que é móvel, como pivotante e/ou transladável, entre uma posição que obs-

trui uma transferência em direção à câmara de extração e uma posi- ção que desobstrui a transferência em direção à câmara de extração.

[0038] O suporte de cápsula pode ter um atuador para passar da configuração de retenção para a configuração de liberação e vice- versa, como um atuador controlado pela unidade de controle.

[0039] O suporte de cápsula pode ser formado por ao menos uma parte da primeira parte e/ou da segunda parte da unidade de extração, por exemplo por uma superfície e/ou uma borda da primeira e/ou da segunda parte que obstruiíem) uma transferência da cápsula em dire- ção à câmara de extração quando as primeira e segunda partes estão na posição próxima e/ou quando elas estão em uma posição interme- diária entre a posição distante e a posição próxima. O suporte de cáp- sula é então simultaneamente atuado com as primeira e segunda par- tes da unidade de extração.

[0040] Imediatamente após a liberação de uma cápsula para a câà- mara de extração, o dispensador de cápsula pode ser passado da con- figuração de liberação para a configuração de retenção, de modo que o acesso para a câmara de extração seja fornecido apenas quando ne- cessário para liberar uma cápsula.

[0041] O alimentador de cápsula pode incluir uma passagem para guiar tal cápsula até a câmara de extração em uma orientação de cápsula predeterminada para sua entrada na câmara de extração, como uma passagem associada ao imobilizador de cápsula para imobilizar essa cápsula entre as primeira e segunda partes em sua posição distante antes de elas serem relativamente movidas para sua posição próxima.

[0042] A interação entre as primeira e segunda partes (e, opcio- nalmente, a passagem de guia da cápsula) e uma cápsula de ingre- diente, pode ser do tipo revelado nos documentos WO 2005/004683, WO 2007/135135, WO 2007/135136, WO 2008/037642 e WO

2013/026856.

[0043] A unidade de controle pode controlar o dispensador de cápsula para liberar essa cápsula do alimentador quando as primeira e segunda partes estão na posição distante ou se movem em dire- ção à posição distante, para uma entrada de tal cápsula na câmara de extração quando as primeira e segunda partes são levadas de volta para sua posição próxima.

[0044] A unidade de controle pode controlar o dispensador de cápsu- la para manter tal cápsula no alimentador e longe da câmara de extração quando as primeira e segunda partes estão: - na posição próxima ou se movendo relativamente em dire- ção à mesma ou - na posição distante e prestes a se mover relativamente para a posição próxima de modo a conceder um tempo insuficiente para que tal cápsula, caso liberada do dispensador, seja recebida na câmara de extração antes que as primeira e segunda partes atinjam a posição próxima.

[0045] O alimentador de cápsula pode incluir ou estar associado a um sensor de cápsula conectado à unidade de controle, sendo que a unidade de controle é configurada para levar ou manter o dispensador de cápsula em sua configuração de retenção quando o sensor de cáp- sula não detecta nenhuma dessas cápsulas sobre ou no dispensador de cápsula. Exemplos de sensores de cápsula são revelados, por exemplo, nos documentos WO 2012/123440, WO 2014/147128, WO 2015/173285, WO 2015/173289, WO 2015/173292, WO 2016/005352 e WO 2016/005417.

[0046] A unidade de controle pode ser configurada para controlar o atuador de modo que as primeira e segunda partes sejam movidas pelo atuador: da posição próxima para a posição distante e da posi- ção distante para a posição próxima após um período de tempo pre-

determinado começando, por exemplo, a partir de um evento desen- cadeador de preparo de bebidas, como, por exemplo, detecção de cápsula, reconhecimento de cápsula, acionamento pelo usuário da interface de usuário da máquina, etc., ou uma combinação dos mes- mos, por exemplo um período de tempo predeterminado na faixa de 3 a 15s, como 5 a 12 s, por exemplo 7 a 10s.

[0047] Exemplos de tais partes que são relativamente movidas por um atuador (por exemplo um motor) são revelados nos documentos EP 1767129, WO 2012/025258, WO 2012/025259, WO 2013/127476 e WO 2014/056641.

[0048] Por exemplo, a primeira parte e a segunda parte são relati- vamente móveis, de modo geral, ao longo de um eixo geométrico reto pelo atuador da posição próxima até a posição distante, e/ou vice-versa.

[0049] A máquina pode incluir um fornecedor de líquido para forne- cer um líquido, por exemplo água, à câmara de extração, sendo que o fornecedor de líquido é conectado à unidade de controle e controlado pela mesma para fornecer esse líquido à câmara de extração e para interromper esse fornecimento, automática e/ou manualmente, através de uma interface de usuário conectada à unidade de controle e/ou quando uma remoção desse receptáculo for detectada pela disposição de detecção. Por exemplo, o fornecedor de líquido inclui um ou mais dentre: uma fonte do dito líquido, como um tanque de líquido ou um co- nector de líquido para a conexão com um fornecedor de líquido externo, um ou mais tubos de líquidos para guiar esse líquido até a câmara de extração, um acionador de líquido, como uma bomba, por exemplo, uma bomba solenoide (bomba de pistão reciprocante), ou uma bomba peristáltica, ou uma bomba de diafragma, para conduzir tal líquido para dentro da câmara de extração e um condicionador térmico, por exem- plo, um aquecedor e/ou um resfriador, como um condicionador térmico em linha, por exemplo, um condicionador de fluxo em linha, para condi-

cionar termicamente tal líquido.

[0050] Exemplos de fontes de líquido adequadas, por exemplo, tanques ou conectores, são revelados nos documentos WO 2016/005349, EP2015194020.2, POCT/EP2017/050237 e nas referên- cias neles citadas.

[0051] O condicionador térmico pode ser uma caldeira, ou um termobloco ou um aquecedor sob demanda (ODH - on demand hea- ter), por exemplo um tipo de ODH revelado em EP 1 253 844, EP 1 380 243 e EP 1 809 151.

[0052] Exemplos de bombas e sua incorporação em máquinas de bebidas são revelados nos WO 2009/150030, WO 2010/108700, WO 2011/107574 e WO 2013/098173.

[0053] A unidade de controle pode ser configurada para controlar o fornecedor de líquido para fornecer automaticamente o líquido à câmara de extração quando: - as primeira e segunda partes tiverem atingido sua posi- ção próxima com a cápsula alojada na câmara de extração mediante o movimento das partes da posição distante para a posição próxima de modo a combinar o dito líquido com um ingrediente contido na cápsula e formar a bebida para dispensação através da saída, opcionalmente, após a detecção com um sensor de cápsula (ou com o supracitado) de um fornecimento de tal cápsula para a unidade; e/ou - as primeira e segunda partes tiverem atingido sua posi- ção próxima sem qualquer cápsula alojada na câmara de extração para enxaguar ou limpar ao menos parte da unidade e, opcionalmen- te, a saída, sendo que o fornecedor de líquido é, por exemplo, confi- gurado para fornecer o líquido a uma temperatura de enxágue ou limpeza que é diferente da temperatura de tal líquido para formar uma bebida, por exemplo, por infusão.

[0054] Em uma modalidade específica, também é contemplado for-

necer bebidas resfriadas ou frias.

[0055] A unidade de controle pode ser configurada para controlar o fornecedor de líquido para não fornecer automaticamente o líquido à câà- mara de extração quando as primeira e segunda partes tiverem atingido sua posição próxima sem qualquer cápsula (por exemplo, detectada ou reconhecida) alojada dentro da câmara de extração. Por exemplo, a uni- dade de controle está configurada para controlar o fornecedor de líquido para fornecer o líquido à câmara de extração mediante a detecção de uma entrada de dados pelo usuário manual correspondente em uma in- terface de usuário conectada à unidade de controle.

[0056] A unidade de controle pode ter um programa de gerencia- mento de fim de extração que é executado automaticamente quando o fornecimento de líquido é interrompido (por exemplo, quando um pro- cesso de extração predeterminado termina ou é detectado como defei- tuoso) para: - mover imediatamente e relativamente as primeira e se- gunda partes para sua posição distante para remover qualquer cáp- sula entre as primeira e segunda partes ou - manter as primeira e segunda partes na posição próxima durante um período de tempo predeterminado, por exemplo, na faixa de 1 a 5 segundos, como de 2 a 3 segundos, para possibilitar uma so- licitação manual, por exemplo, por meio de uma interface de usuário conectada à unidade de controle, para fornecer, através do fornecedor de líquido, uma quantidade adicional de líquido à câmara de extração e, na ausência de tal solicitação manual durante o período de tempo predeterminado, mover relativamente as primeira e segunda partes para sua posição distante a fim de remover qualquer cápsula entre as primeira e segunda partes, por exemplo, para remover tal cápsula pa- ra um coletor de cápsula usada formado por um receptáculo de resí- duos (ou o supracitado).

[0057] Por exemplo, antes de mover as primeira e segunda partes para sua posição próxima, as partes podem permanecer em sua posi- ção distante durante um período de tempo predeterminado, como um período de tempo na faixa de 1 a 6 segundos, por exemplo de 2 a 4 segundos, para possibilitar uma inserção de uma nova cápsula entre as primeira e segunda partes antes de mover relativamente as mes- mas para sua posição próxima, com a nova cápsula alojada dentro da câmara de extração para uma extração da nova cápsula.

[0058] Portanto, um usuário pode solicitar a dispensação de duas (ou mais) porções de bebidas (por exemplo, um café expresso duplo) no mesmo recipiente de usuário.

[0059] De acordo com a invenção, a máquina para o preparo e a dispensação de uma bebida, como chá, café, chocolate quente, choco- late frio, leite, sopa ou alimento para bebês, compreende: - uma unidade de extração para extrair uma cápsula de ingre- diente de bebida para formar a dita bebida, por exemplo uma unidade que tem uma primeira parte e uma segunda parte que são relativamente móveis entre uma posição distante para inserir e/ou remover uma cápsu- la, e uma posição próxima, como uma posição próxima na qual as primei- rae segunda partes delimitam uma câmara de extração, para prender e extrair tal cápsula, opcionalmente ao menos uma das ditas partes tem um abridor de cápsula, por exemplo um ou mais furadores de cápsula, e/ou ao menos uma das ditas partes tem uma abertura para a entrada de um fluxo de líquido a ser misturado com um ingrediente contido em tal cápsula; - uma unidade de controle para controlar a unidade de ex- tração para extrair essa cápsula, como uma unidade de controle ali- mentada pela rede elétrica, por exemplo, através de um fio elétrico; - uma saída para a dispensação da bebida formada pela extração de tal cápsula em um receptáculo de usuário, como, por exemplo, uma xícara ou uma caneca, situado em uma área de posici- onamento do receptáculo, como em um suporte de receptáculo, por exemplo, um suporte de posicionamento externo sobre o qual tal má- quina está situada ou um suporte de máquina, por exemplo, um supor- te de máquina móvel ou removível, para coletar a dita bebida, - um módulo de reconhecimento de cápsula para reconhecer uma cápsula inserida na máquina em uma posição de reconhecimento de cápsula, sendo que o módulo de reconhecimento de cápsula compre- ende uma câmera para capturar uma imagem de ao menos parte da cápsula na posição de reconhecimento de cápsula; sendo que o módulo de reconhecimento de cápsula com- preende um dispositivo de computação de rede neural, sendo que o dispositivo de computação de rede neural é configurado para deter- minar um tipo da cápsula entre uma pluralidade de tipos de cápsula predefinidos com base em uma imagem de ao menos parte da cápsu- la capturada pela câmera.

[0060] A pluralidade de tipos de cápsula predefinidos, por exem- plo, compreende um tipo de cápsula correspondente a cápsulas des- conhecidas para o módulo de reconhecimento de cápsula.

[0061] O dispositivo de computação, por exemplo, compreende um dispositivo de computação, como um microcontrolador, um microproces- sador ou qualquer outro dispositivo de computação adequado, e um pro- grama de computador de rede neural que implementa uma rede neural quando executado no dispositivo de computação. A rede neural é, por exemplo, uma rede neural convolucional.

[0062] Em certas modalidades, a máquina compreende adicio- nalmente uma interface de rede, por exemplo uma interface de rede com fio ou sem fio. O dispositivo de computação de rede neural é, então, por exemplo, configurável e/ou pode ser atualizado remota- mente pela interface de rede.

[0063] Em certas modalidades, o módulo de reconhecimento de cápsula compreende ao menos uma fonte de luz, por exemplo ao me- nos um LED, para iluminar uma cápsula na posição de reconhecimen- to de cápsula e um difusor para difundir a luz da ao menos uma fonte de luz em direção à posição de reconhecimento de cápsula. O difusor forma de preferência uma cavidade afunilada que se estende da câ- mera até a posição de reconhecimento de cápsula e se abre em dire- ção à posição de reconhecimento de cápsula.

[0064] De acordo com a invenção, um método para configurar um dispositivo de computação de rede neural de tal máquina compreen- de: - treinar um programa de computador de rede neural fora do dispositivo de computação de rede neural por meio da inserção de várias imagens de cápsulas dos tipos predeterminados até a rede neu- ral determinar corretamente o tipo de cada seguinte imagem de cápsu- la com uma probabilidade mais alta do que um limiar predeterminado; - copiar o programa de computador de rede neural treinado no dispositivo de rede neural da máquina para o preparo de bebidas.

[0065] De acordo com a invenção, um método para atualizar um dispositivo de computação de rede neural de tal máquina compreen- de: - treinar um programa de computador de rede neural fora do dispositivo de computação de rede neural por meio da inserção de várias imagens de cápsulas dos tipos predeterminados, sendo que os tipos predeterminados compreendem um tipo novo, anteriormente desconhecido, até a rede neural determinar corretamente o tipo de ca- da imagem seguinte de cápsula com uma probabilidade mais alta do que um limiar predeterminado; - copiar o programa de computador de rede neural treinado no dispositivo de rede neural da máquina para o preparo de bebidas.

[0066] A etapa de copiar o programa de computador de rede neural treinado para o dispositivo de computação de rede neural da máquina pode ser executada por uma rede de dados, por exemplo pela internet, por exemplo a partir de um servidor remoto até o dito dispositivo de computação de rede neural.

[0067] A presente invenção se refere adicionalmente a um pro- grama de computador de rede neural para determinar um tipo de uma cápsula entre uma pluralidade de tipos de cápsula predefinidos, com base em uma imagem de ao menos parte da dita cápsula capturada por uma câmera de uma máquina para o preparo de bebidas.

[0068] O programa de computador de rede neural implementa de preferência uma rede neural convolucional quando executado em um dispositivo de computação. Em certas modalidades, a rede neural convolucional compreende ao menos uma camada convolucional e ao menos uma camada de classificação completamente conectada. Em certas modalidades, a rede neural convolucional compreende, por exemplo, três camadas convolucionais, cada uma seguida por uma camada de agrupamento, e um classificador de duas camadas total- mente conectado.

[0069] O uso de uma rede neural adequadamente treinada para re- conhecer um tipo de cápsula possibilita a determinação rápida do tipo de cápsula.

[0070] Ela evita adicionalmente os processos de comparação de imagem na máquina para o preparo de bebidas que necessitam de recursos computacionais mais poderosos e grande armazenamento para armazenar imagens de amostras de cada tipo de cápsula.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0071] A invenção será agora descrita com referência aos desenhos esquemáticos, nos quais: - a Figura 1 é uma vista em perspectiva de uma máquina, de acordo com a invenção; - a Figura 2 é uma vista em seção transversal de um módulo de reconhecimento de cápsula, de acordo com uma modalidade da in- venção; - a Figura 3 é uma vista explodida do módulo de reconheci- mento de cápsula da Figura 2; - a Figura 4 é uma vista em seção transversal de um módulo de reconhecimento de cápsula, de acordo com uma outra modalidade da invenção; - a Figura 5 é uma vista explodida do módulo de reconheci- mento de cápsula da Figura 4.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0072] A Figura 1 ilustra uma modalidade exemplificadora de uma máquina de bebidas 1, de acordo com a invenção, para o preparo e a dispensação de uma bebida, como chá, café, chocolate quente, choco- late frio, leite, sopa ou alimento para bebês. O ingrediente pode ser fornecido sob a forma de uma cápsula de ingrediente, por exemplo do tipo descrito acima no cabeçalho "Campo da invenção".

[0073] A máquina 1 inclui uma unidade de extração para extrair uma cápsula de ingrediente de bebida para formar uma bebida. À unidade de extração, por exemplo, tem uma primeira parte e uma se- gunda parte, de preferência, situadas dentro da carcaça da máquina e, desse modo, não visíveis na Figura 1, que são relativamente mó- veis entre uma posição distante para inserir e/ou remover uma cápsu- la e uma posição próxima, como uma posição próxima na qual as primeira e segunda partes delimitam uma câmara de extração, para prender e extrair a cápsula. Por exemplo, ao menos uma das partes tem um abridor de cápsula, por exemplo um ou mais furadores de cápsula e/ou ao menos uma das partes tem uma abertura para um fluxo de entrada de líquido a ser misturado com um ingrediente conti-

do na cápsula.

[0074] A máquina 1 inclui uma unidade de controle situada, de preferência, dentro da carcaça da máquina, para controlar a unidade de extração para extrair as cápsulas. A unidade de controle 40 pode ser alimentada pela rede elétrica, por exemplo de uma maneira co- nhecida através de um fio elétrico ou por uma fonte de corrente con- tínua, por exemplo uma bateria, como uma bateria de carro ou bateria portátil ou bateria de máquina.

[0075] A máquina 1 tem uma saída 16 para dispensar bebidas formadas pela extração de tais cápsulas em um receptáculo de usuá- rio, não representado, como uma xícara ou caneca, situado em uma área de posicionamento do receptáculo 17 para coletar a bebida.

[0076] Em modalidades, a saída 16 é, por exemplo, fixada a, forma- da por, montada em ou montada dentro de um cabeçote de máquina 10, sendo que a saída 16 está situada acima da área de posicionamento do receptáculo 17.

[0077] A unidade de extração inclui um atuador configurado para mover relativamente as primeira e segunda partes entre suas posições relativamente distante e próxima. O atuador é conectado à unidade de controle da máquina e controlado de modo a mover relativamente as primeira e segunda partes.

[0078] A unidade de controle é conectada a um dispositivo de en- trada para iniciar e/ou controlar a unidade de extração. De acordo com a invenção, o dispositivo de entrada compreende por exemplo uma interface de usuário 3, por exemplo, uma tela sensível ao toque.

[0079] Com referência à Figura 2, a unidade de extração pode in- cluir um alimentador de cápsula 2 para fornecer uma cápsula à câmara de extração e um módulo de reconhecimento de cápsula 4 para reco- nhecer um tipo de uma cápsula fornecida à câmara de extração. O mó- dulo de reconhecimento de cápsula 4, por exemplo, reconhece um tipo de uma cápsula enquanto essa cápsula está em uma posição de reco- nhecimento de cápsula 20 no alimentador de cápsula 2, e antes de ela ser fornecida à câmara de extração, que não está representada nas fi- guras e está, por exemplo, situada abaixo da posição de reconhecimen- to de cápsula 20.

[0080] A máquina, de preferência, compreende adicionalmente um sensor de cápsula, por exemplo um sensor óptico e/ou mecânico, não representado, para detectar a presença de uma cápsula que esteja se aproximando e/ou situada na posição de reconhecimento de cápsula

20.

[0081] O alimentador de cápsula 2 pode ter meios de retenção, não representados, para reter uma cápsula na posição de reconhecimento de cápsula 20. Os meios de retenção tipicamente têm uma configuração de liberação para liberar a cápsula da posição de reconhecimento de cápsula 20 em direção à câmara de extração, por exemplo sob a ação da gravidade, e uma configuração de retenção para reter a cápsula lon- ge da câmara de extração, por exemplo acima da câmara de extração, na posição de reconhecimento de cápsula 20.

[0082] O alimentador de cápsula 2 pode ter uma passagem para guiar a cápsula para a câmara de extração em uma orientação de cápsu- la predeterminada para sua entrada, através da posição de reconheci- mento de cápsula, na câmara de extração. A passagem, por exemplo, compreende sulcos de orientação 21 nos quais um flange da cápsula é inserido enquanto a cápsula se desloca através da passagem, mantendo assim a cápsula em uma orientação predeterminada, de preferência, adequada para o seu reconhecimento pelo módulo de reconhecimento de cápsula 4 e/ou sua inserção na câmara de extração.

[0083] A unidade de controle pode controlar os meios de retenção para liberar a cápsula da posição de reconhecimento de cápsula 20 quando as primeira e segunda partes da unidade de extração estão na posição distante ou quando se movem em direção à posição dis- tante, para uma entrada da cápsula na câmara de extração quando as primeira e segunda partes são levadas de volta para sua posição próxima. Os meios de retenção, por exemplo, compreendem uma su- perfície e/ou uma borda da primeira e/ou da segunda parte da unida- de de extração.

[0084] O módulo de reconhecimento de cápsula 4 é, de preferên- cia, conectado à unidade de controle e configurado para reconhecer um tipo dentre tipos de cápsula predeterminados de uma cápsula si- tuada na posição de reconhecimento de cápsula 20.

[0085] Conforme explicado em mais detalhes mais abaixo, o módulo de reconhecimento de cápsula 4 reconhece um tipo de uma cápsula por meio da captura de uma imagem da dita cápsula e do fornecimento da mesma como entrada para um dispositivo de computação de rede neural treinado.

[0086] A unidade de controle é configurada, por exemplo, para con- trolar o fornecedor de líquido da máquina de acordo com um programa de fornecimento de líquido associado ao tipo de cápsula, como um pro- grama de fornecimento de líquido com um ou mais parâmetros de líquido fornecidos ajustados selecionados dentre temperatura, vazão, pressão e volume de um líquido que é/são constante(s) ou variável(is) durante uma extração da cápsula reconhecida. Por exemplo, o tipo de cápsula pode ser selecionado dentre uma pluralidade de tipos de cápsula predetermi- nados conhecidos extraíveis na câmara de extração da máquina.

[0087] O módulo de reconhecimento de cápsula 4 é, de preferência, posicionado ao longo da passagem do alimentador 2, na altura da posi- ção de reconhecimento de cápsula 20.

[0088] Durante o uso da máquina da invenção, as seguintes eta- pas podem ser executadas: - posicionar um receptáculo na área de posicionamento do receptáculo; - inserir uma cápsula no alimentador de cápsula 2; - reconhecer um tipo da cápsula pelo módulo de reconheci- mento de cápsula 4; - mover relativamente as primeira e segunda partes da uni- dade de extração para sua posição distante de maneira automática, se- miautomática ou manual; - fornecer a cápsula para a câmara de extração; - mover relativamente as primeira e segunda partes para sua posição próxima para posicionar a cápsula na câmara de extra- ção; - extrair a cápsula na câmara de extração mediante a apli- cação de parâmetros de extração determinados com base no tipo re- conhecido da cápsula para preparar uma bebida; e - dispensar a bebida preparada através da saída 16 para o receptáculo.

[0089] De acordo com a invenção, o módulo de reconhecimento de cápsula 4 é configurado para determinar um tipo de uma cápsula inserida na máquina para o preparo de bebidas na posição de reco- nhecimento de cápsula 20 mediante a captura de uma imagem da dita cápsula e processamento da dita imagem por um dispositivo de com- putação de rede neural.

[0090] A máquina para o preparo de bebidas tipicamente possibi- lita extrair cápsulas de tipos diferentes a fim de preparar bebidas dife- rentes e/ou estilos de bebidas diferentes. Os tipos de cápsulas dife- rentes extraíveis na câmara de extração, por exemplo, correspondem a ingredientes diferentes ali contidos e/ou condicionamento de ingre- diente diferente.

[0091] Em modalidades, cada tipo de cápsula corresponde a um tipo específico de café, que difere do café contido em cápsulas de outros tipos, por exemplo, mas não exclusivamente, em uma ou mais da sua origem, seu grau de torrefação, seu nível de moagem, sua quantidade contida na cápsula e/ou seu teor de cafeína. Alternativa- mente ou em combinação dos mesmos, tipos de cápsulas diferentes extraíveis na máquina para o preparo de bebidas 1 correspondem a ingredientes para o preparo de bebidas diferentes, como, por exem- plo, café, leite, sopa, leite para bebês, chá, bebidas frias, etc.

[0092] De preferência, cada tipo de cápsula é associado a um as- pecto específico da cápsula, por exemplo uma cor ou combinação de cores, caracteres e/ou desenhos específicos formados sobre a superfície da cápsula, etc., possibilitando assim, por exemplo, que um usuário dife- rencie visualmente cápsulas de tipos diferentes. O dispositivo de rede neural do módulo de reconhecimento de cápsula 4 compreende um pro- grama de rede neural, de preferência, previamente treinado para reco- nhecer o tipo de uma cápsula com base em uma imagem digital de ao menos parte da dita cápsula. O dispositivo de rede neural tipicamente compreende um processador de dados para executar o programa de re- de neural.

[0093] A máquina 1 pode ser configurada para extrair cada cáp- sula com o uso de parâmetros de preparo específicos para o tipo es- pecífico da cápsula. Os parâmetros de preparação, por exemplo, in- cluem um ou mais dentre: uma temperatura de líquido carreador, um volume de líquido carreador, um tempo de extração, uma pressão de líquido carreador, um tipo de líquido carreador, várias fases de prepa- ração sucessivas, etc. Os parâmetros de preparação para uso com cada tipo de cápsula extraível na máquina 1 são de preferência ar- mazenados em uma mídia de armazenamento de dados interna ou externa conectada ou conectável à unidade de controle e/ou ao mó- dulo de reconhecimento de cápsula 4. Os parâmetros de preparo adequados para uma cápsula específica são selecionados com base no tipo de cápsula determinado pelo módulo de reconhecimento de cápsula 4 e eles são usados pela unidade de controle para controlar a extração da cápsula reconhecida.

[0094] A máquina 1 pode ser configurada também para armaze- nar e/ou transmitir para um terminal externo e/ou servidor informa- ções sobre o tipo de cada cápsula extraída na máquina, por exemplo, para monitorar o consumo de cápsula na máquina 1.

[0095] Com referência à Figura 2, o módulo de reconhecimento de cápsula 4 compreende uma fonte de luz, por exemplo um ou mais LEDs brancos 40 ou qualquer outra fonte de luz adequada, de prefe- rência, com espectro conhecido e definido, uma câmera 41, por exemplo uma câmera CCD, e um dispositivo de computação de rede neural, não representado nas figuras, por exemplo sob a forma de um microcontrolador, um microprocessador ou um outro dispositivo de computação adequado configurado para executar um programa de computador de rede neural. O módulo de reconhecimento de cápsula 4, de preferência, compreende adicionalmente um controlador, não representado nas figuras, por exemplo, mas não exclusivamente, um ASIC ou um microcontrolador programável, para controlar a fonte de luz, a câmera 41 e o dispositivo de computação de rede neural. Alter- nativamente, o dispositivo de computação de rede neural e o contro- lador do módulo de reconhecimento de cápsula são o mesmo com- ponente ou integrados como um componente único. O controlador do módulo de reconhecimento de cápsula 4 é, por exemplo, configurado para chavear a fonte de luz ligada e desligada e/ou para receber e manusear os sinais da câmera 41. A fonte de luz, a câmera 41, o dis- positivo de computação de rede neural e o controlador do módulo são, de preferência, fixados, por exemplo soldados, a uma placa ele- trônica 42, tipicamente uma PCB, dotando eles, de uma maneira co- nhecida, da energia e das conexões de dados e/ou interconexões ne-

cessárias. O controlador é, de preferência, conectado à unidade de controle da máquina 1 e controlado pela mesma.

[0096] De preferência, o módulo de reconhecimento de cápsula 4 compreende adicionalmente um guia de luz 43 e um difusor 44 para guiar a luz emitida pela fonte de luz em direção à posição de reco- nhecimento de cápsula 20 e/ou para limitar a luz recebida pela câme- ra 41, de preferência, à luz refletida por uma cápsula situada na posi- ção de reconhecimento de cápsula 20 de modo a evitar a detecção de luz parasita, por exemplo, luz ambiente.

[0097] De preferência, a fonte de luz é uma fonte de luz estendida. Em modalidades, a fonte de luz, por exemplo, compreende uma plurali- dade de LEDs 40 que são, de preferência, igualmente distribuídos, por exemplo ao redor da câmera 41. Nas modalidades ilustradas, a fonte de luz, por exemplo, compreende quatro LEDs 40 distribuídos ao redor da câmera 41, dos quais apenas dois são esquematicamente ilustrados na Figura 2. No entanto, fontes de luz estendidas de outros tipos e/ou distri- buições são possíveis na estrutura da invenção, como, por exemplo, uma fonte de luz em formato de anel que circunda a câmera 41.

[0098] O guia de luz 43 está, por exemplo, sob a forma de uma cobertura essencialmente transparente associada, por exemplo ao menos cobrindo parcialmente, à fonte de luz e/ou à câmera 41. A co- bertura compreende, por exemplo, aberturas ou outros meios de ori- entação para guiar a luz até e a partir da posição de reconhecimento de cápsula 20, através do difusor 44. Na modalidade esquematica- mente ilustrada na Figura 2, o guia de luz 43, por exemplo, compre- ende protuberâncias de guia de luz 430, sendo que cada protuberân- cia 430 se estende de um LED 40 da fonte de luz em direção ao difu- sor 44 a fim de guiar a luz emitida pelo LED 40 no difusor 44.

[0099] O guia de luz 43 e/ou o difusor 44 são configurados, de pre- ferência, de modo a impedir que a luz emitida pela fonte de luz alcance diretamente a posição de reconhecimento de cápsula 20. Na modali- dade ilustrada na Figura 2, as protuberâncias de guia de luz 430 são configuradas, por exemplo, de modo que a maior parte da luz guiada seja direcionada para o difusor 44 contra uma porção da parede inter- na do difusor onde será refletida, portanto, em uma direção transversal ao eixo geométrico longitudinal do difusor 44 que se estende da câme- ra 41 até o reconhecimento de posição de cápsula 20. As extremida- des das protuberâncias de guia de luz 430 no lado do difusor 44 são, por exemplo, chanfradas a 45º de modo que a maior parte da luz guia- da seja refletida sobre a superfície chanfrada e direcionada para o di- fusor 44 a um ângulo essencialmente perpendicular ao eixo geométri- co longitudinal do difusor 44.

[00100] No exemplo ilustrado, o difusor 44 compreende um elemen- to, de preferência, de cor clara, por exemplo branco, e opaco formando uma cavidade cônica truncada que se abre em direção à posição de reconhecimento de cápsula 20. Entretanto, outros formatos são possí- veis para o difusor na estrutura da invenção. O difusor, no entanto, for- ma, de preferência, uma cavidade afunilada que se estende da câmera 41 até a posição de reconhecimento de cápsula, se abrindo, de prefe- rência, em direção à posição de reconhecimento de cápsula.

[00101] O difusor 44 é configurado, de preferência, para evitar re- flexões sobre uma cápsula situada na posição de reconhecimento de cápsula 20 e/ou no módulo de reconhecimento de cápsula que pos- sam levar a uma iluminação defeituosa da cápsula e, desse modo, possivelmente a um reconhecimento defeituoso de cápsula. A super- fície interna do difusor 44 é, por exemplo, texturizada para melhorar a difusão da luz que se desloca da fonte de luz para a posição de reco- nhecimento de cápsula 20.

[00102] O difusor 44 compreende opcionalmente aberturas e/ou elementos protuberantes que interrompem e/ou desviam os raios de luz emitidos pela fonte de luz na direção da posição de reconhecimento de cápsula 20. Alternativamente ou em combinação dos mesmos, o difusor é produzido a partir de um material transparente ou semitransparente e a luz da fonte de luz é guiada, por exemplo, pelo guia de luz através das paredes do difusor, resultando, desse modo, em luz que é refratada de uma maneira distribuída fora da parede do difusor e para dentro da ca- vidade em frente à posição de reconhecimento de cápsula.

[00103] A Figura 4 ilustra esquematicamente uma modalidade exem- plificadora de um difusor 44 que compreende elementos protuberantes 440 formados sobre sua superfície interna de modo a impedir que a luz, por exemplo luz guiada pelo guia de luz 43 e que sai do guia de luz 43 através das protuberâncias de guia de luz 430, atinja diretamente a posi- ção de reconhecimento de cápsula 20.

[00104] Na modalidade ilustrada, o guia de luz 44 forma uma aber- tura de cavidade semielipsoidal em direção à posição de reconheci- mento de cápsula 20, a câmera 41 estando situada, de preferência, na extremidade oposta à posição de reconhecimento de cápsula 41.

[00105] Na modalidade ilustrada, os elementos protuberantes 440 cobrem ao menos parcialmente as extremidades das protuberâncias de guia de luz 430 do guia de luz 43. O objetivo dos elementos protuberan- tes 440 é bloquear a luz refratada fora da extremidade chanfrada das protuberâncias de guia de luz 430 em uma direção próxima ao eixo geo- métrico longitudinal do difusor 44, a fim de evitar que tal luz alcance a posição de reconhecimento de cápsula 20 diretamente, isto é, sem ser primeiro refletida ao menos uma vez pela parede interna do difusor 44. Os elementos protuberantes 440 do difusor 44, no entanto, compreen- dem, de preferência, uma abertura configurada para possibilitar que a luz refratada em direção à parede interna do difusor 44 entre na cavidade do difusor.

[00106] Opcionalmente, a máquina 1 compreende um detector de cápsula para detectar uma cápsula situada na, ou se aproximando da, posição de reconhecimento de cápsula 20. O detector de cápsula está, por exemplo, compreendido no módulo de reconhecimento de cápsula 4, de preferência, fixado, por exemplo soldado, à placa eletrônica 42. No entanto, outras disposições do detector de cápsula são, possíveis dentro do escopo da invenção. O detector de cápsula pode ser de qualquer tipo adequado, por exemplo um detector de presença e/ou movimento, como um detector de infravermelho (IR), um detector resistivo e/ou indutivo, um elemento de chaveamento mecânico, etc. O detector de cápsula é, por exemplo, controlado pelo controlador do módulo de reconhecimento de cápsula 4 ou diretamente controlado pela unidade de controle da máqui- na.

[00107] Em modalidades, quando uma cápsula se aproxima do ali- mentador de cápsula 2, e/ou é posicionada no mesmo, na posição de reconhecimento de cápsula 20, o detector de cápsula detecta a presença da cápsula e envia um sinal correspondente ao controlador e/ou à unida- de de controle da máquina, que ativa a fonte de luz 40 para iluminar ao menos parte da superfície da cápsula situada na posição de reconheci- mento de cápsula 20. Por sua vez, a câmera 41 é ativada para capturar uma imagem de ao menos parte da cápsula iluminada. A imagem digital capturada é então fornecida ao dispositivo de computação de rede neu- ral, e tratada pelo mesmo, para determinar um tipo da cápsula. Em ou- tras modalidades, por exemplo se a máquina não compreender nenhum detector de cápsula, o módulo de reconhecimento de cápsula 4, em par- ticular a fonte de luz 40 e a câmera 41, é ativado, por exemplo, por um acionamento pelo usuário da interface de usuário da máquina, por exem- plo pelo acionamento de um seletor de bebida.

[00108] De preferência, a câmera 41 é um sensor CCD ou qual- quer câmera adequada que forneça uma imagem digital de ao menos uma parte da cápsula, por exemplo uma imagem colorida ou em es-

cala de cinza. A imagem é fornecida como dados de entrada para o dispositivo de computação de rede neural que executará o programa de computador de rede neural usando estes dados de entrada, a fim de determinar o tipo de cápsula, sendo que os parâmetros da rede neural, em particular seus pesos sinápticos e desvios (biases), foram previamente definidos durante o treinamento da rede neural imple- mentada pelo programa de computador de rede neural.

[00109] A rede neural para determinar um tipo de uma cápsula, de acordo com a invenção, é manual e/ou automaticamente treinada, por exemplo, em uma bancada de treinamento que compreende um ali- mentador de cápsula para fornecer cápsulas de vários tipos a uma ou mais posições de reconhecimento de cápsula, sendo cada posição de reconhecimento de cápsula da bancada de treinamento dotada de uma câmera para tirar uma foto de ao menos parte de cada cápsula fornecida na posição de reconhecimento de cápsula correspondente. De preferência, as condições de iluminação e de captura de imagem nas posições de reconhecimento de cápsula da bancada de treina- mento são similares àquelas na posição de reconhecimento de cáp- sula na máquina para o preparo de bebidas. As imagens capturadas são então fornecidas como entrada para um dispositivo de computa- ção que executa o programa de computador de rede neural da inven- ção. A saída do programa, isto é, da rede neural, para cada imagem é comparada com o tipo real da cápsula de amostra correspondente e o resultado da comparação é retroinformado ao programa para que ele ajuste os parâmetros de rede neural, em particular os pesos e/ou desvios de uma ou mais conexões sinápticas.

[00110] Uma vez que uma taxa desejada de reconhecimento bem sucedida é alcançada, a rede neural é considerada, de preferência, como suficientemente treinada e o programa de rede neural com os parâmetros ajustados pode ser, por exemplo, copiado e carregado em dispositivos de computação de rede neural integrados ou para serem integrados a máquinas para o preparo de bebidas da inven- ção.

[00111] O programa de computador de rede neural da invenção pode ser atualizado para reconhecer um novo tipo de cápsula por uma nova sessão de treinamento, de acordo com o esquema acima descrito, com cápsulas que incluem cápsulas do tipo novo. Uma vez que o tipo novo de cápsula é aprendido pela rede neural, o programa de computador com parâmetros atualizados pode ser copiado e carregado nos dispositivos de computação de rede neural de máquinas funcionais para atualizar seu módulo de reconhecimento de cápsula para a versão mais recente. Op- cionalmente, um tipo de cápsula dentre os vários tipos de cápsula reco- nhecidos corresponde a cápsulas desconhecidas para a máquina.

[00112] O treinamento do programa de computador de rede neural da invenção é, de preferência, realizado sobre uma bancada de trei- namento fora da máquina para o preparo de bebidas. As condições de captura de imagens das cápsulas de amostra são, no entanto, de preferência, similares ou mesmo idênticas às das condições na má- quina.

[00113] Um exemplo de uma arquitetura adequada para a rede neural implementada pelo programa de computador de rede neural da invenção é resumido na tabela abaixo: Tabela 1: exemplo de uma arquitetura de rede neural adequada — Tipodecamada |p Op Tamanho ParâmetrosOperações de entrada 1 Convolução 1 32 1x128x128 320 9652608 2 RelU 32 32 1x126x126 - 508032 3 Agrupamento máx 32 32 1x126x126 - 508032 4 Convolução 32 32 1x63x63 9248 68704544 RelU 32 32 1x61x61 - 119072 6 Agrupamento máx 32 32 1x61x61 - 119072

— Tipodecamada lp Op Tamanho ParâmetrosOperações de entrada 7 CBreptTka 32 32 1x30x30 9248 14475776 8 RelU 32 32 1x28x28 - 25088 9 Agrupamento máx 32 32 1x28x28 - 25088 Linear 1 1 6272 401408 802880 11 RelU 1 1 64 - 64 12 Linear 1 1 64 704 1419 “o Totll 421003 94941675

[00114] De acordo com este exemplo, a rede neural é uma rede neural convolucional que compreende doze camadas, com uma pri- meira camada convolucional que tem um tamanho de entrada de 128x128x1. A rede neural, desse modo, tipicamente espera uma ima- gem de escala de cinza de 128 pixels por 128 pixels como sua entrada e realiza uma classificação de 11 vias. A rede neural compreende, por exemplo, cinco camadas de base: três camadas convolucionais segui- das de duas camadas totalmente conectadas. Cada camada convolu- cional usa núcleos (kernels) com 3x3x1 de tamanho com um passo (stride) de 1 e nenhum enchimento, para produzir 32 mapas de carac- terística de saída. Cada convolução é seguida de não linearidade de ReLU e uma operação de subamostragem de agrupamento máx. As saídas da parte de extração de característica são então fornecidas a um classificador de duas camadas totalmente conectado, por exemplo um classificador LogSoftMax. A camada oculta do classificador é, por exemplo, construída a partir de sessenta e quatro neurônios e usa também uma função ativação de ReLU.

[00115] De preferência, antes de as entradas de dados de imagem serem encaminhadas através da rede neural da invenção, um pré- processamento de três etapas é executado nelas. Em uma primeira eta- pa de pré-processamento, os dados são, de preferência, centralizados em torno de zero por meio da subtração da ativação média calculada ao longo de todo o treinamento definido para cada pixel. Em uma segunda etapa de pré-processamento, os dados são divididos pelo desvio padrão global do conjunto de dados a fim de normalizar a faixa de valores de entrada. Em uma terceira e última etapa de pré-processamento, uma normalização de contraste local é realizada com uma janela de pondera- ção gaussiana de treze por treze a fim de amplificar bordas na imagem.

[00116] Outras arquitetuiras de rede neural e/ou pré- processamento de dados são, no entanto, possíveis na estrutura da invenção a fim de alcançar um reconhecimento de tipo de cápsula confiável com base em uma imagem digital de uma cápsula ou ao menos parte da mesma.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Máquina para o preparo e a dispensação de uma bebida, como chá, café, chocolate quente, chocolate frio, leite, sopa ou alimen- to para bebês, caracterizada por compreender: - uma unidade de extração para extrair uma cápsula de ingre- diente de bebida para formar a dita bebida, por exemplo uma unidade que tem uma primeira parte e uma segunda parte que são relativamente móveis entre uma posição distante para inserir e/ou remover uma cápsu- la, e uma posição próxima, como uma posição próxima na qual as primei- rae segunda partes delimitam uma câmara de extração, para prender e extrair tal cápsula, opcionalmente ao menos uma das ditas partes tem um abridor de cápsula, por exemplo, um ou mais furadores de cápsula e/ou ao menos uma das ditas partes tem uma abertura para um fluxo de entrada de líquido a ser misturado com um ingrediente contido em tal cápsula; - uma unidade de controle para controlar a unidade de ex- tração para extrair essa cápsula, como uma unidade de controle ali- mentada pela rede elétrica, por exemplo, através de um fio elétrico; - uma saída para a dispensação da dita bebida formada pe- la extração de tal cápsula em um receptáculo de usuário, como, por exemplo, uma xícara ou uma caneca, situado em uma área de posici- onamento do receptáculo, como em um suporte de receptáculo, por exemplo, um suporte de posicionamento externo sobre o qual tal má- quina está situada ou um suporte de máquina, por exemplo, um supor- te de máquina móvel ou removível, para coletar a dita bebida, - um módulo de reconhecimento de cápsula para reconhe- cer uma cápsula inserida na dita máquina em uma posição de reco- nhecimento de cápsula, sendo que o módulo de reconhecimento de cápsula compreende uma câmera para capturar uma imagem de ao menos parte da dita cápsula na dita posição de reconhecimento de cápsula; sendo que o módulo de reconhecimento de cápsula com- preende um dispositivo de computação de rede neural, sendo que o dito dispositivo de computação de rede neural é configurado para de- terminar um tipo da dita cápsula entre uma pluralidade de tipos de cápsula predefinidos com base em uma imagem de ao menos parte da dita cápsula capturada pela dita câmera.

2. Máquina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela dita pluralidade de tipos de cápsula predefinidos compreender um tipo de cápsula correspondente a cápsulas desconhecidas para o dito módulo de reconhecimento de cápsula.

3. Máquina, de acordo com uma das reivindicações anterio- res, caracterizada pelo dito dispositivo de computação de rede neural compreender um dispositivo de computação, como um microcontrola- dor, um microprocessador ou qualquer outro dispositivo de computa- ção adequado, e um programa de computador de rede neural que im- plementa uma rede neural quando executado no dito dispositivo de computação.

4, Máquina, de acordo com a reivindicação anterior, carac- terizada pela dita rede neural ser uma rede neural convolucional.

5. Máquina, de acordo com uma das reivindicações anterio- res, caracterizada por compreender uma interface de rede, por exem- plo uma interface de rede com fio ou sem fio.

6. Máquina, de acordo com a reivindicação anterior, carac- terizada pelo dito dispositivo de computação de rede neural ser confi- gurável e/ou poder ser atualizado remotamente através da dita interfa- ce de rede.

7. Máquina, de acordo com a reivindicação anterior, caracteri- zada pelo dito módulo de reconhecimento de cápsula compreender ao menos uma fonte de luz, por exemplo ao menos um LED, para iluminar uma cápsula na dita posição de reconhecimento de cápsula e um difusor para difundir a luz da dita ao menos uma fonte de luz em direção à dita posição de reconhecimento de cápsula.

8. Máquina, de acordo com a reivindicação anterior, carac- terizada pelo dito difusor formar uma cavidade afunilada que se es- tende a partir da dita câmera até a dita posição de reconhecimento de cápsula e se abre em direção à dita posição de reconhecimento de cápsula.

9. Método para configurar um dispositivo de computação de rede neural de uma máquina, de acordo com uma das reivindicações anteriores, sendo o dito caracterizado por compreender: - treinar um programa de computador de rede neural fora do dito dispositivo de computação de rede neural por meio da inserção de várias imagens de cápsulas dos ditos tipos predeterminados até a dita rede neural determinar corretamente o tipo de todas as imagens de cápsula seguintes com uma probabilidade mais alta do que um li- miar predeterminado; - copiar o dito programa de computador de rede neural trei- nado no dito dispositivo de rede neural da dita máquina para o preparo de bebidas.

10. Método para atualizar um dispositivo de computação de rede neural de uma máquina, de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por compreender: - treinar um programa de computador de rede neural fora do dito dispositivo de computação de rede neural por meio da inserção de várias imagens de cápsulas dos ditos tipos predeterminados, sendo que os ditos tipos predeterminados compreendem um tipo novo, anteriormen- te desconhecido, até a dita rede neural determinar corretamente o tipo de cada imagem seguinte de cápsula com uma probabilidade mais alta do que um limiar predeterminado;

- copiar o dito programa de computador de rede neural trei- nado no dito dispositivo de rede neural da dita máquina para o preparo de bebidas.

11. Método, de acordo com a reivindicação anterior, carac- terizado pela dita etapa de copiar ser executada através de uma rede de dados, por exemplo através da internet, por exemplo a partir de um servidor remoto ao dito dispositivo de computação de rede neural.

12. Programa de computador de rede neural caracterizado por se destinar a determinar um tipo de uma cápsula entre uma plurali- dade de tipos de cápsula predefinidos, com base em uma imagem de ao menos parte da dita cápsula capturada por uma câmera de uma máquina para o preparo de bebidas.

13. Programa de computador de rede neural, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por implementar uma rede neural convolucional quando o dito programa de computador de rede neural é executado em um dispositivo de computação.

14. Programa de computador de rede neural, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado pela dita rede neural con- volucional compreender ao menos uma camada convolucional e ao menos uma camada de classificação completamente conectada.

15. Programa de computador de rede neural, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pela dita rede neural convoluci- onal compreender três camadas convolucionais, cada uma seguida por uma camada de agrupamento e um classificador de duas camadas totalmente conectado.

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