BRPI0614482A2 - sistema e método para otimização da produção animal usando informação do genótipo - Google Patents
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Abstract
SISTEMA E MéTODO PARA OTIMIZAçãO DA PRODUçãO ANIMAL USANDO INFORMAçãO DO GENóTIPO. Um sistema para gerar valores otimizados para entradas varjáveis para um sistema de produção de animais. O sistema inclui um motor de simulador configurado para receber uma pluralidade de entradas de informações sobre animais e gerar uma projeção de desempenho. Pelo menos uma das entradas de informações sobre animais é designada como uma entrada variável e pelo menos uma das entradas de informações sobre animais inclui informações de genótipo de animal, O sistema inclui ainda um motor de supervisor de empreendimento configurado para gerar um valor otimizado para pelo menos uma entrada variável onde o valor otimizado é configurado para otimizar produção de animais com base nas informações de genótipo de animais.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMA EMÉTODO PARA OTIMIZAÇÃO DA PRODUÇÃO ANIMAL USANDO INFOR-MAÇÃO DO GENÓTIPO".
Referência Cruzada a Pedidos de Patentes Relacionados
Este pedido reivindica o benefício do Pedido Provisório US N°60/702.941 arquivado em 27 de julho de 2005, incorporado nesta invençãoem sua totalidade.
Antecedentes
Um sistema de produção animal pode incluir qualquer tipo desistema ou operação utilizado na saída de produtos animais ou baseadosem animais. Exemplos podem incluir fazendas, ranchos, fazendas de aqua-cultura, instalações para a criação de animais, etc. Instalações para a produ-ção animal podem variar amplamente em escala, tipo de animal, localização,objetivo da produção, etc. Entretanto, quase todas as instalações para aprodução animal podem se beneficiar das melhorias de implementação eidentificação para eficiência de produção. Melhorias para eficiência da pro-dução podem incluir qualquer coisa que resulte em resultados de saída au-mentados, saída proporcional aperfeiçoada dos produtos desejados versusprodutos menos desejáveis (por exemplo, carne magra vs. gorda), e/ou cus-tos de produção reduzidos.
Um produtor (isto é, um fazendeiro, rancheiro, especialista em-aquacultura, etc.) geralmente se beneficia da maximização da quantidade ouqualidade do produto produzido por um animal (por exemplo, litros de leite,quilos de carne, qualidade da carne, quantidade de ovos, conteúdo nutricio-nal de ovos produzidos, quantidade de trabalho, aparência do pêlo/condiçãode saúde, etc.) enquanto reduz o custo para as entradas associadas comaquela saída. Entradas exemplares podem incluir alimentação dos animais,instalações dos animais, equipamento para a produção animal, trabalho,medicamentos, etc.
Alimentos para animais são composições de uma grande varie-dade de matéria-prima ou ingredientes. Os ingredientes podem ser selecio-nados para otimizar a quantidade de qualquer nutriente dado ou combinaçãode nutrientes em um produto para alimentação animal baseado na composi-ção de nutrientes dos ingredientes usados.
Toda entrada variável pode ser adicionalmente associada a umou mais efeitos de variação. Por exemplo, para quase toda entrada variável,um aumento na quantidade de entrada variável é associado a um aumentono custo da entrada variável. Em um exemplo específico, a construção deinstalações adicionais pode ser associada com custos de construção, custosde financiamento, custos de manutenção, etc.
Adicionalmente, o aumento na quantidade de entrada variável éassociado a um aumento no benefício fornecido pela entrada variável. Re-tornando ao exemplo anterior, a construção das instalações adicionais podeser associada ao aumento no número de animais que podem ser produzidosna instalação, ou um aumento na quantidade de espaço disponível para ca-da animal que aumentará a produção de cada animal e similares.
Sumário
O presente pedido refere-se a um método e sistema para usarentradas com informação do animal, tal como informação de genótipo doanimal, para modificar uma ou mais entradas variáveis para um sistema deprodução animal. Tal sistema e método podem incluir um sistema para rece-ber a informação do genótipo do animal. Tal sistema e método podem serconfigurados para prever os efeitos da variação de uma ou mais entradasvariáveis baseadas nos entradas de informação do animal, que podem inclu-ir informação do genótipo do animal e/ou métrica de expressão do gene doanimal.
A informação do genótipo do animal pode ser utilizada para cus-tomizar os modelos usados para gerar os efeitos da variação. A informaçãodo genótipo do animal pode ser ligada a entradas variáveis particulares demodo que os efeitos da variação das entradas podem ser previstos especifi-camente e confiavelmente. A informação do genótipo do animal pode serdeterminada baseada em métodos de testes conhecidos e associada a umanimal e/ou um grupo de animais.
Uma modalidade da invenção refere-se a um sistema para gerarvalores otimizados para entradas variáveis para um sistema de produçãoanimal. O sistema inclui um instrumento simulador configurado para receberuma pluralidade de entradas de informação do animal e gerar uma projeçãode desempenho. Pelo menos uma das entradas de informação do animal édesignada como uma entrada variável e pelo menos um das entradas deinformação do animal pode incluir informação do genótipo do animal e/ouuma métrica de expressão do gene do animal. Por exemplo, as entradas deinformação do animal podem incluir informação relacionada ao nível de ex-pressão de um ou mais genes do animal, por exemplo, informação relacio-nada à presença de uma proteína codificada por um gene do animal. Talsistema pode também incluir uma máquina supervisora do empreendimentoconfigurada para gerar um valor otimizado para pelo menos uma entradavariável na qual o valor otimizado é configurado para otimizar a produçãoanimal baseada em entradas de informação do animal que incluem informa-ção do genótipo do animal. A otimização da produção animal pode em al-guns casos estar ligada à otimização da expressão de um ou mais genes doanimal.
Uma outra modalidade da invenção refere-se a um método paradeterminar valores otimizados para entradas para um sistema de produçãoanimal. O método inclui o recebimento de uma pluralidade de entradas deinformação de animal, na qual pelo menos uma das entradas de informaçãode animal é designada como uma entrada variável. As entradas de informa-ção do animal incluem informação do genótipo do animal. O método incluiadicionalmente a geração de pelo menos uma projeção de desempenho ba-seada nos entradas de informação do animal e a geração de um valor otimi-zado para pelo menos uma entrada variável baseada em pelo menos umaprojeção de desempenho, a informação do genótipo do animal, e pelo me-nos um critério de otimização.
Ainda uma outra modalidade da invenção refere-se a um siste-ma de otimização de saída de animal. O sistema inclui um instrumento deotimização configurado para receber informação do genótipo do animal. Osistema inclui adicionalmente um sistema de modelagem de produção ani-mal configurado para receber entrada de informação do animal, incluindopelo menos uma entrada variável, receber entrada de formulação de alimen-tação, e fornecer pelo menos uma saída modelo para o instrumento de oti-mização. A saída modelo é gerada baseada pelo menos em parte na infor-mação do genótípo do animal e inclui um valor para a entrada variável. Oinstrumento de otimização utiliza o programa de função objetiva para forne-cer uma solução otimizada para pelo menos uma entrada variável baseadana saída modelo.
Outras características e vantagens da presente invenção se tor-narão aparentes para aqueles versados na técnica pela seguinte descriçãodetalhada e desenhos que a acompanham. Deveria ser entendido, entretan-to, que a descrição detalhada e exemplos específicos, ao indicar modalida-des preferidas da presente invenção, são dados como meios de ilustração enão de limitação. Muitas modificações e trocas podem ser feitas dentro doescopo da presente invenção sem se afastarem do espírito da mesma, e ainvenção inclui tais modificações.
Breve Descrição dos Desenhos
As modalidades exemplares serão descritas em seguida comreferência aos desenhos que as acompanham, nos quais numerais similaresrepresentam elementos similares, e:
a figura 1 é um diagrama do bloco geral ilustrando um sistemade otimização de produção animal, de acordo com uma modalidade exem-plar;
a figura 2 é um diagrama do bloco geral ilustrando um supervisordo empreendimento para um sistema de otimização da produção animal, deacordo com uma modalidade exemplar;
a figura 3 é um diagrama do bloco geral ilustrando um simuladorpara um sistema de produção animal, de acordo com uma modalidade e-xemplar;
a figura 4 é um diagrama do bloco geral ilustrando uma máquinade ingredientes e um formulador para um sistema de produção animal, deacordo com uma modalidade exemplar; ea figura 5 é um fluxograma ilustrando um método para a otimiza-ção da produção animal, de acordo com uma modalidade exemplar.
Descrição Detalhada
Na seguinte descrição, para fins de explicação, detalhes especí-ficos numerosos são mostrados para fornecer uma compreensão completada presente invenção.
Será evidente para uma pessoa versada na técnica, entretanto,que as modalidades exemplares podem ser praticadas sem estes detalhesespecíficos. Em outros casos, estruturas e dispositivos são mostrados emforma de diagrama para facilitar a descrição das modalidades exemplares.
Em pelo menos uma modalidade exemplar ilustrada abaixo, umsistema de computador é descrito que tem uma unidade de processamentocentral (CPU) que executa seqüências de instruções contidas em uma me-mória. Mais especificamente, a execução das seqüências de instruções fazcom que o CPU execute etapas, que são descritas abaixo.
As instruções podem ser carregadas em uma memória de aces-so randômico (RAM) para a execução pela CPU de uma memória somentede leitura (ROM), um dispositivo de armazenagem de massa, ou alguma ou-tra armazenagem persistente. Em outras modalidades, estações de trabalhomúltiplas, bancos de dados, processos, ou computadores podem ser utiliza-dos. Ainda em outras modalidades, conjuntos de circuitos conectados po-dem ser usados no lugar de, ou em combinação com, instruções de softwarepara implementar as funções descritas. Deste modo, as modalidades descri-tas na presente invenção não são limitadas a nenhuma fonte particular paraas instruções executadas pelo sistema de computador.
Referindo à figura 1, um diagrama do bloco geral é mostradoilustrando um sistema de otimização de saída animal 100, de acordo comuma modalidade exemplar. O sistema 100 inclui um supervisor do empreen-dimento 200, um simulador 300, uma máquina de ingredientes 400, e umformulador 500.
O sistema 100 pode ser implementado utilizando sistemas decomputação único ou múltiplo. Por exemplo, onde o sistema 100 é imple-mentado usando um sistema de computação único, cada supervisor do em-preendimento 2G0, simulador 300, máquina de ingredientes 400, e formula-dor 500 pode ser implementado no sistema de computação como programasde computador, processadores separados, subsistemas, etc. Alternativa-mente, onde o sistema 100 é implementado usando computadores múltiplos,cada supervisor do empreendimento 200, simulador 300, máquina de ingre-dientes 400, e formulador 500 pode ser implementado usando um sistemade computação separado. Cada sistema de computação separado pode ain-da incluir hardware configurado para se comunicar com os outros compo-nentes do sistema 100 por uma rede. Ainda de acordo com uma outra moda-lidade, o sistema 100 pode ser implementado como uma combinação de sis-temas de computação únicos implementando processos múltiplos e sistemas6 distribuídos.
O sistema 100 é configurado para receber entrada de informa-ção do animal incluindo pelo menos uma entrada variável e analisar a infor-mação recebida para determinar se a variação em uma ou mais das entra-das variáveis aumentará a produtividade animal ou satisfará alguns outroscritérios de otimização. A produtividade animal pode ser uma medida relativa daquantidade, tipo, ou qualidade de saída que um animal produz relativa ao custoassociado com aquela produção. A entrada de informação do animal incluiqualquer tipo de informação associada a um sistema de produção animal.
Por exemplo, a entrada de informação do animal pode ser asso-ciada a um animal específico ou grupo de animais ou tipo de animais, umambiente do animal, uma economia relacionada à produção do animal, etc.
A produtividade animal pode adicionalmente ser configurada para incluir saí-das positivas e negativas associados à produção. Por exemplo, a produtivi-dade animal pode ser configurada para representar emissões de gases noci-vos como um custo (baseados em custos financeiros associados à organiza-ção ou ao impacto negativo no ambiente), reduzindo a produtividade total.
A informação associada com um animal específico ou um grupoou tipo de animais pode incluir, mas não é limitada a, uma espécie, um esta-do, uma idade, um nível de produção, um trabalho, um tamanho (por exem-pio, corrente, alvo, variabilidade ao redor etc.), uma morfologia (por exemplo,intestinal), uma composição de massa corporal, uma aparência, um genóti-po, uma composição de saída, uma coleção de informação microbial, estadode saúde, uma cor etc. A informação associada a um animal específico podeser qualquer tipo de informação relevante para determinar a produtividadedo animal.
A informação de espécies pode incluir uma designação de qual-quer tipo ou classe de animais, tais como animais domésticos, animais sel-vagens, animais de estimação, espécies aquáticas, humanas, ou qualqueroutro tipo de organismo biológico. Animais domésticos podem incluir, masnão estão limitados a, suínos, gado leiteiro, gado de corte, eqüinos, carnei-ros, cabras e aves domésticas. Animais selvagens podem incluir, mas nãoestão limitados a, ruminantes, tais como veado, alce, bisão, etc., pássaros,animais de zoológico, etc. Animais de estimação podem incluir, mas não es-tão limitados a, cães, gatos, pássaros, roedores, peixes, lagartos, etc. Espé-cies aquáticas podem incluir, mas não estão limitadas a, camarão, peixe(produção), rãs, jacarés, tartarugas, caranguejos, enguias, camarão de águadoce, etc. e incluir aquelas espécies criadas para fins produtivos (por exem-plo, produtos alimentares).
O estado do animal pode incluir qualquer referência ou classifi-cação de animais que possa afetar a necessidade de entrada ou saídas deprodução para um animal.
Exemplos podem incluir, mas não estão limitados a, um estadoreprodutivo, incluindo gestação e colocação de ovos, um estado de lactação,um estado de saúde ou nível de tensão, um estado de manutenção, um es-tado obeso, um estado subnutrido ou de alimentação restrita, um estado demuda, um estado baseado na estação, um crescimento compensatório, umestado de recuperação ou conservação, um estado nutricional, um estado detrabalho ou atlético ou competitivo, etc. Estados de saúde do animal ou nívelde stress podem ainda incluir subestados múltiplos tais como normal, de a-juste, póstraumático por exemplo, desmame, acasalamento com novos pa-res, venda, ferimento, transição para lactação, etc.), doença crônica, doençaaguda, resposta imunizada, um stress ambiental, etc.
A idade animal pode incluir uma idade real ou um estado fisioló-gico associado a uma idade. Exemplos de estados fisiológicos podem incluirum estado de desenvolvimento, um estado reprodutivo incluindo ciclos, talcomo estágio e números de gravidez, um estado de lactação, um estado decrescimento, um estado de manutenção, um estado adolescente, um estadogeriátrico, etc.
Um trabalho animal pode incluir um estado fisiológico com des-crito acima, tal como gestação, lactação, crescimento, saída de ovos, etc. Otrabalho animal pode ainda incluir a rotina diária do animal ou trabalho real,especialmente em relação a caninos e eqüinos. O trabalho animal tambémpode incluir uma permissão para movimento do animal, tal como se o animalestá geralmente confinado versus o movimento livre permitido em um pasto,ou para um animal aquático, os fluxos de água diferentes que o animal aquá-tico experimenta, etc.
O tamanho do animal pode incluir o tamanho real, altura, com-primento, circunferência, índice de massa corporal, abertura da boca, etc. doanimal. O tamanho do animal pode ainda incluir mudanças recentes no ta-manho do animal, tal como se o animal estivesse experimentando perda depeso, ganho de peso, crescimento em altura ou comprimento, mudanças nacircunferência, etc.
A morfologia do animal inclui um formato de corpo exibido porum animal. Por exemplo, um formato de corpo pode incluir um corpo longo,um corpo curto, um corpo arredondado, etc. a morfologia animal pode adi-cionalmente incluir medida distinta de mudanças do tecido do órgão internotal como o comprimento do vilo intestinal, profundidade dos folículos intesti-nais, e/ou outros tamanhos ou formatos de órgãos.
A composição de massa do corpo do animal pode incluir umavariedade de informação de composição tal como um perfil de ácido graxo,um estado da vitamina E, um grau de pigmentação, uma composição demassa corporal prevista, etc. A composição de massa corporal geralmente éuma representação da porcentagem ou quantidade de qualquer componenteparticular de massa corporal, tal como músculo magro, água, gordura, etc. Acomposição de massa corporal pode incluir adicionalmente composição derepresentações separadas por partes/seções do corpo individuais. Por e-xemplo, a composição de massa corporal pode incluir composições de com-ponentes comestíveis tais como saída de filé, saída de carne da parte dian-teira, saída de carne da parte traseira, etc.
A aparência animal pode incluir qualquer medida ou representa-ção de uma aparência animal. Exemplos podem incluir o brilho de um pêlode animal, uma pigmentação do animal, o tônus muscular, a qualidade daspenas, a cobertura das penas, etc.
O genótipo do animal pode incluir qualquer representação detoda ou parte da constituição genética de um indivíduo ou grupo. Por exem-plo, um genótipo do animal pode incluir marcadores de DNA associados comtraços específicos, seqüenciando segmentos específicos do DNA, etc. Porexemplo, o genótipo pode definir a capacidade genética para aumentar otecido magro a uma taxa específica ou depositar gordura intramuscular paramagreza ou escultura acentuada, respectivamente. Adicionalmente, o genó-tipo pode ser definido pela expressão de traços fenotípicos ligados à capaci-dade genotípica tal como a capacidade inata para saída de leite, aumento deproteína, trabalho, etc.
A informação de genótipo do animal pode ser determinada ouacessada por testes genéticos quantitativos ou baseados no RNA, baseadosno DNA, moleculares ou fisiológicos, diagnósticos, métrica, medidas ou pre-ditores. A informação do genótipo animal pode ser ligada a traços qualitati-vos e/ou quantitativos afetando a produtividade, a saúde, o comportamento,as características de entrada, e/ou características de saída do animal. A in-formação do genótipo do animal pode identificar uma linha comercial de a-nimal de proprietário específico e/ou um animal nascido de espécies de cru-zamentos diferentes. Um animal nascido do cruzamento de espécies de a-nimais diferentes pode ser um animal nascido de espécies de cruzamentos,linhas comerciais e/ou não comerciais de proprietário e/ou raças diferentes.Os animais podem ser concebidos e criados por meio de acasalamento se-xual convencional e/ou técnicas reprodutivas avançadas incluindo insemina-ção artificial, ovulação múltipla e transferência de embrião, transferência deembrião, multiplicação e crescimento das linhas celulares e/ou combinaçãode métodos convencionais e avançados usando biotécnicas e/ou biotecnolo-gia. Por exemplo, a informação do genótipo do animal pode ser usada paraidentificar uma linha genética específica de um animal desenvolvido para tercertas características de produtividade desejáveis. Exemplos adequadosincluem uma linha genética específica de suínos desenvolvida por meio decriação convencional pela Companhia Monsanto Choice GeneticsTM paraobter métrica de produtividade específica ou uma linha genética específicade salmão desenvolvido por meio de tecnologias híbridas avançadas pelacompanhia AquaBounty para obter crescimento eficiente.
O sistema 100 pode ser configurado para gerar um valor reco-mendado para uma entrada de informação do animal variável baseada ementradas de informação do animal que podem incluir informação do genótipodo animal e/ou métrica da expressão do gene dó animal. A informação dogenótipo do animal pode estar ligada a gerenciamento nutricional de proprie-tário e não-proprietário específico, tratamento de saúde, procedimento debiotecnologia e/ou necessidades ambientais. Por exemplo, um suíno daCompanhia Monsanto Choice Genetics pode ter nutrientes ou outras neces-sidades diferentes de um outro suíno com um genótipo diferente que é ex-ternamente similar ao suíno em questão. Conseqüentemente, o sistema 100pode otimizar as entradas de informação do animal em vista destas necessi-dades divergentes.
A informação do genótipo do animal pode ser utilizada para pro-duzir resultados específicos medidos pela métrica qualitativa e/ou quantitati-va para uso em agricultura, produção de alimentos, indústria não-agrícola,companhia humana e/ou saída farmacêutica. Por exemplo, uma linha espe-cífica de suínos desenvolvida pela Universidade de Guelph para excretarvolume inferior de fósforo e uma linha específica de gado leiteiro desenvolvi-da pela Companhia Hematech para produzir proteínas do gado e/ou proteí-nas que não sejam do gado em seu leite, que podem ser usadas para a pro-dução de produtos farmacêuticos.
A informação do genótipo do animal para um animal ou informa-ção do genótipo representativo para um grupo de animais pode ser supridacom os animais. De acordo com uma modalidade exemplar, a membranafísica aprisionando e representando o genótipo do animal pode ser umamembrana do tamanho aproximado de um cartão de crédito e contendomarcador ou marcadores de DNA genético. O perfil do marcador do DNAgenético pode representar informação para um cromossomo ou cromosso-mos específicos. O perfil do marcador do DNA genético do cromossomo es-pecífico pode ser selecionado baseado em uma correlação entre o cromos-somo e algum traço desejável. Por exemplo, um perfil do marcador do DNAgenético pode ser usado para identificar uma coloração do animal particular.Em acréscimo a informação do genótipo, a membrana física pode incluir in-formação relacionada a uma métrica de expressão para um ou mais genesdo animal, por exemplo, a informação relacionada à detecção de uma se-qüência de cDNA particular e/ou detecção da presença de uma proteína co-dificada por um gene do animal de interesse.
A representação da membrana física pode ser associada comum leitor de membrana, incluindo um sistema de computação e um leitor demembrana genética. O leitor de membrana genética pode ser usado para lera membrana física e identificar genes particulares expressos pejo animal emum ambiente particular. Os genes particulares sendo expressos podem serdesafiados através da otimização das entradas variáveis para otimizar aprodução animal usando o sistema 100.
A composição de saída pode incluir a composição de um produ-to produzido por um animal. Por exemplo, a composição de saída pode in-cluir os níveis dos nutrientes encontrados em ovos produzidos por aves do-mésticas ou leite produzido por vacas leiteiras, a quantidade, distribuição,e/ou composição de gordura em produtos de carne, um sabor e perfil de tex-tura para um produto da carne, inter-relacionamento entre proporções departes composicionais, etc.
A informação de enzima e/ou microbial pode incluir populaçõesmicrobiais correntes dentro de um animal ou dentro de um ambiente do ani-mal. A informação de enzima e/ou microbial pode incluir medidas da quanti-dade ou proporção de espécies gram-positivas ou gram-negativas ou outrasclassificações tais como aeróbios, ãnaeróbios, espécies de salmonela, ce-pas de E. coli, etc. A informação de enzima pode incluir o conteúdo, quanti-dade e/ou composição atuais de qualquer subtipo de enzima ou estado deativação, tais como protease, amilase, e/ou lipase, produzidas pelo pân-creas, produzidas dentro do trato gastrointestinal, enzimas produzidas poruma população microbial, um relacionamento da comunidade microbial emvárias idades, etc. A informação de enzima e/ou microbial pode incluir adi-cionalmente informação sobre biomassa nutricional potencial representadapela atual e/ou uma comunidade microbial sugerida que pode ser usada comouma fonte de alimentação para algumas espécies (por exemplo, ruminantes,espécies aquáticas, etc.). O ambiente enzimático e/ou microbial pode sermonitorado usando-se qualquer uma de uma variedade de técnicas que sãoconhecidas na técnica, tais como cpn60, outros métodos microbiológicosmoleculares, e simulação in vitro de sistemas ou subsistemas animais.
A entrada de informação do animal associado a um ambiente deum animal ou grupo de animais pode incluir, mas não é limitado a, fatoresrelacionados especificamente ao ambiente, fatores relacionados à instalaçãode produção animal, etc. O ambiente do animal pode incluir quaisquer fato-res não associados com o animal que têm um efeito na produtividade do a-nimal ou grupo de animais.
Exemplos de entrada de informação do animal relacionada aoambiente podem incluir temperatura do ambiente, velocidade do vento oucorrente, fotoperíodo ou a quantidade de exposição à luz diurna, a intensi-dade da luz, o comprimento da onda de 11 luz, ciclo da luz, aclimação, efei-tos sazonais, umidade, qualidade do ar, qualidade da água, taxa de fluxo daágua, salinidade da água, resistência da água, alcalinidade da água, acidezda água, taxa de ventilação, substrato do sistema, área de superfície do fil-tro, capacidade de carga de filtração, níveis de amônia, localização geográfi-ca, contagem de lama, etc. A informação ambiental pode incluir adicional-mente informação detalhada considerando o sistema contendo o animal ouanimais, tais como o tamanho do sistema (por exemplo, o tamanho em me-tros quadrados, o tamanho em centímetros quadrados, hectares, acres, vo-lume, etc.), o tipo de sistema (currais, gaiolas, etc.), preparação de sistematal como adubagem, arar com disco, etc., taxa de ventilação, tipo de sistema,etc. Embora alguns fatores ambientais estejam além do controle de um pro-dutor, os fatores podem geralmente ser modificados ou regulados pelo pro-dutor. Por exemplo, o produtor pode reduzir a corrente fechando aberturas,aumentar a temperatura ambiente pela inclusão de aquecedores ou até rea-Iocar ou mudar certas operações de produção animal para um clima melhorpara aumentar a produtividade. De acordo com outro exemplo, um aquaprodutor pode modificar entradas de nutrientes para um ambiente aquáticoalterando um projeto de alimentação ou programa de alimentação para osanimais no ambiente. De acordo com uma modalidade exemplar, a entradade informação do animal relacionada ao ambiente pode ser gerada automa-ticamente usando-se um sistema de cálculo ambiental (EAS) para calcularum impacto térmico estimado para um animal e para fornecer medidas parao ambiente atual do animal.
Exemplos de entrada de informação do animal relacionados auma facilidade de produção podem incluir densidade animal, interação dapopulação animal, tipo de ajimentador, sistema de alimentação, horário edistribuição do alimentador, cargas patogênicas, tipo de fundação, tipo deconfinamento, tipo de facilidade, plumagem, intensidade da iluminação, pa-drões de tempo de iluminação, tempo em curral, tempo longe da alimenta-ção, etc. A entrada de informação do animal para uma facilidade de produ-ção pode ser modificada por um produtor para aumentar a produtividade oudirigir-se a outras metas de produção. Por exemplo, um produtor pode cons-truir instalações adicionais para reduzir a densidade populacional, obter tiposdiferentes ou adicionais de sistemas de alimentação, modificar o tipo de con-finamento, etc.
A entrada de informação do animal associado a fatores econô-micos pode incluir, mas não é limitado à informação do mercado animal. Ainformação do mercado animal pode incluir, mas não é limitada a, preçosprojetados e/ou atuais, históricos, para saídas, informação do tempo de mer-cado, informação do mercado geográfico, tipo de mercado do produto (porexemplo, vivo ou baseado na carcaça), etc.
Entradas de informação do animal podem incluir adicionalmentequalquer uma de uma variedade de entradas que não são facilmente classi-ficáveis em um grupo distinto. Exemplos podem incluir uma saída esperadado animal (por exemplo, produção de leite, composição do produto, compo-sição do corpo, etc.), uma necessidade definida do usuário, uma tolerânciaao risco, uma mistura de animais (por exemplo, a mistura de animais diferen-tes), variações com uma disposição de animais, etc., necessidades do mer-cado ou comprador (por exemplo, carne Angus, presunto de Parma, leitepara queijos especiais, um grau para Atum, etc.), curvas de crescimento alvoe/ou esperadas, taxas de sobrevivência, datas de colheita esperadas, etc.
A entrada de informação do animal descrito acima pode incluirinformação que é recebida diretamente de um, usuário ou operador atravésde uma interface do usuário, como será descrita abaixo em referência à figu-ra 2. Alternativamente, a entrada de informação do animal ou alguma parteda entrada pode ser recuperada de um banco de dados ou outra fonte deinformação.
Adicionalmente, algumas das entradas podem ser entradas de-pendentes que são calculadas baseadas em uma ou mais entradas ou valo-res. Por exemplo, o nível de estresse de um animal pode ser determinado ouestimado baseado na densidade da população, perda de peso recente, tem-peratura do ambiente, indicadores metabólicos tais como glicose ou níveisde cortisol, etc. Cada valor calculado pode incluir uma opção habilitando umusuário a cancelar manualmente o valor calculado. Similarmente, estadosimunes podem variar de acordo com a idade, tipos de nutrientes e nível deentrada, desafios microbiais, provisão de imunidade passiva maternal, etc.
Ainda adicionalmente, cada entrada de informação animal podeincluir uma variedade de informação associada àquela entrada. Por exem-plo, cada entrada de informação do animal pode incluir um ou mais subcam-pos baseados no conteúdo da entrada de informação do animal. Por exem-plo, onde uma indicação é fornecida que um animal está em um estado es-tressado, subcampos podem ser recebidos indicando a natureza e severida-de do estresse.
De acordo com uma modalidade exemplar, a entrada de infor-mação do animal inclui uma capacidade para designar quaisquer das entra-das de informação do animal como uma entrada variável. Uma entrada vari-ável pode ser qualquer entrada que um usuário tem a habilidade para modi-ficar ou controlar. Por exemplo, um usuário pode designar a temperatura doambiente como uma entrada variável baseada na habilidade para modificar atemperatura do ambiente através de uma variedade de métodos tais comoaquecimento, resfriamento, ventilação, etc. De acordo com uma modalidadealternativa, o sistema 100 pode ser configurado para recomendar automati-camente entradas de informação do animal específicos com entradas variá-veis baseadas em seus efeitos na 13 produtividade ou satisfazendo os crité-rios de otimização, como será discutido com referência à figura 2.
A designação de uma entrada variável pode requerer sujeiçãode informação adicional, tal como um custo e/ou benefício de variação daentrada variável, graus recomendados de variação para teste de otimização,etc. Alternativamente, a informação adicional pode ser armazenada e recu-peráveLde dentro do sistema 100 ou um banco de dados associado.
As entradas de informação do animal podem adicionalmente in-cluir valores alvo assim como valores correntes. Um valor alvo pode incluirum nível desejável para produtividade do animal ou algum aspecto da produ-tividade do animal. Por exemplo, um produtor pode desejar ter como objetivoum nível de nutrientes específico para ovos produzidos por aves domésticas.Portanto, o produtor pode entrar com níveis de nutrientes atuais para ovossendo produzidos atualmente assim como valores dos nutrientes alvos paraos ovos. De acordo com um outro exemplo, uma falha no tamanho atual pa-ra camarões em um tanque versus uma falha no tamanho potencial. Os valo-res alvos e valores atuais podem ser utilizados pelo sistema 100 para fazermudanças em uma formulação da alimentação do animal ou para fazer mu-danças para entradas variáveis como será descrito abaixo. Adicionalmente,os valores alvos podem ser vistos como restrição de igualdade e/ou restriçãode desigualdade para o problema de otimização.
A tabela 1 abaixo lista entradas de informação do animal exem-plares que podem ser fornecidos como entradas para o sistema 100 de oti-mização da produção do animal. Esta listagem de entradas de informaçãodo animal potencial é exemplar e não exclusiva. De acordo com uma moda-lidade exemplar, qualquer um ou mais entradas de informação do animallistadas pode ser designado como uma entrada variável.
Tabela 1
Características Gerais
<table>table see original document page 17</column></row><table>
Características dos Suínos
Desempenho reprodutivo de porca
<table>table see original document page 17</column></row><table>Tabela 1 (Cont.)
<table>table see original document page 18</column></row><table>
Critérios de avaliação para o meio ambiente
<table>table see original document page 18</column></row><table>
Critério de avaliação em relação à aparência
<table>table see original document page 18</column></row><table>Tabela 1 (Cont.)
Critérios de avaliação em relação à qualidade de carne/gordura
<table>table see original document page 19</column></row><table>Tabela 1 (Cont.)
Características de gado leiteiro
Desempenho reprodutivo da vaca
<table>table see original document page 20</column></row><table>
Lactação
<table>table see original document page 20</column></row><table>
Critérios de avaliação em relação ao meio ambiente
<table>table see original document page 20</column></row><table>
Critérios de avaliação em relação à aparênciaTabela 1 (Cont.)
Critérios de avaliação em relação à qualidade de leite
<table>table see original document page 21</column></row><table>Tabela 1 (Cont.)
Características de eqüinos e animais de companhia
<table>table see original document page 22</column></row><table>Tabela 1 (Cont.)
Características de gado de corte
<table>table see original document page 23</column></row><table>Tabela 1 (Cont.)
Características de aves doméstica
<table>table see original document page 24</column></row><table>
Características de animais de Aquacultura
<table>table see original document page 24</column></row><table>Tabela 1 (Cont.)
<table>table see original document page 25</column></row><table>
Características de animais de Aauacultura
Características ambientais de aauacultura
<table>table see original document page 25</column></row><table> Com referência agora aos componentes do sistema 100, o su-pervisor 200 pode ser qualquer tipo de sistema configurado para gerenciar afunção de processamento de dados no sistema 100 a fim de gerar informa-ções de otimização, como será discutido adicionalmente abaixo com refe-rência à figura 2. O simulador 300 pode ser qualquer tipo de sistema configu-rado para receber dados de formulação de animal ou informação de animal,aplicar um ou mais modelos nas informações recebidas, e gera projeções dedesempenho como necessidades do animal, projeções de desempenho doanimal, projeções de desempenho ambiental, e/ou projeções de desempe-nho econômico como será discutido adicionalmente abaixo com referência àfigura 3. O motor de ingrediente 400 pode ser qualquer tipo de sistema con-figurado para receber uma lista de ingredientes e gerar informações de perfilde ingrediente para cada um dos ingredientes incluindo nutriente e outrasinformações. O formulador 500 pode ser qualquer tipo de sistema configura-do para receber uma projeção de necessidades de animal e informações deperfil de ingrediente e gerar dados de formulação de animal, como será dis-cutido adicionalmente abaixo com referência à figura 4.
Com referência agora à figura 2, é mostrado um diagrama deblocos geral ilustrando um supervisor de empreendimento 200 para um sis-tema de otimização de produção de animais 100, de acordo com uma moda-lidade exemplar. O supervisor de empreendimento 200 inclui uma interfacede usuário 210 e um motor de otimização 230. O supervisor de empreendi-mento 200 pode ser qualquer tipo de sistema configurado para receber en-trada de informações sobre animais através da interface 210, submeter asinformações ao simulador 300 para gerar pelo menos uma necessidade deanimal, submeter pelo menos uma necessidade de animal ao formulador 500para gerar formulação de ração de animal de custo mínimo dada a necessi-dade do animal, submeter a formulação otimizada ao simulador 300 paragerar uma projeção de desempenho e utilizar o motor de otimização 230 pa-ra gerar valores otimizados para uma ou mais entradas variáveis.
De acordo com uma modalidade alternativa, a otimização ou al-guma porção da otimização pode ser executada por um componente diferen-te do sistema 100.Por exemplo, a otimização descrita aqui com referência ao su-pervisor 200 pode ser alternativamente executada pelo simulador 300. Alémdisso, a otimização de formulação de ração de animal pode ser executadapelo formulador 500.
O supervisor de empreendimento 200 pode incluir ou ser ligadoa um ou mais bancos de dados configurados para fornecer automaticamenteentradas de informação sobre animais ou fornecer informações adicionaisbaseadas nas entradas de informações sobre animais. Por exemplo, ondeum usuário solicitou informações de otimização para uma operação de pro-dução de gado de leite, o supervisor de empreendimento 200 pode ser con-figurado para recuperar automaticamente informações armazenadas em re-lação à operação de gado de leite do usuário que foram previamente grava-das em um banco de dados interno e também transferir todos os preços demercado relevantes ou outras informações relevantes a partir de uma fonteou banco de dados externa.
A interface de usuário 210 pode ser qualquer tipo de interfaceconfigurada para permitir que um usuário forneça entrada e receba saída apartir do sistema 100. De acordo com uma modalidade exemplar, a interfacede usuário 210 pode ser implementada como uma aplicação baseada emrede em uma aplicação de navegar na rede. Por exemplo, a interface de u-suário 210 pode ser implementada como uma página da rede incluindo umapluralidade de campos de entrada configurados para receber entrada de in-formações sobre animais a partir de um usuário. Os campos de entrada po-dem ser implementados utilizando uma variedade de tipos de campo de en-trada padrão, como menus suspensos, campos de entrada de texto, linksselecionáveis, etc. A interface de usuário 210 pode ser implementada comouma interface única ou uma pluralidade de interfaces que são navegáveiscom base nas entradas fornecidas pelo usuário. Alternativamente, a interfa-ce de usuário 210 pode ser implementada utilizando uma interface baseadaem planilha, uma interface gráfica customizada, etc.
A interface de usuário 210 pode ser customizada com base nasentradas de informações sobre animais e informações de bancos de dados.Por exemplo, onde um usuário define uma espécie específica de animal, osupervisor de empreendimento 200 pode ser configurado para customizarinterface de usuário 210 de tal modo que somente campos de entrada quesejam relevantes para aquela espécie específica de animal são exibidos.
Além disso, o supervisor de entrada 200 pode ser configurado para povoarautomaticamente alguns dos campos de entrada com informações recupe-radas a partir de um banco de dados. As informações podem incluir informa-ções internas, como informações de população armazenadas para o usuárioespecífico, ou informações externas, como preços atuais de mercado quesão relevantes para a espécie específica como descrito acima.
O motor de otimização 230 pode ser um processo ou sistemadentro do supervisor de empreendimento 200 configurado para receber en-tradas de dados e gerar informações de otimização com base nas entradasde dados e pelo menos um dos critérios de otimização. De acordo com umamodalidade exemplar, o motor de otimização 230 pode ser configurado paraoperar em combinação com o simulador 300 para resolver uma ou mais pro-jeções de desempenho e calcular sensibilidades na projeção de desempe-nho. O cálculo de sensibilidades nas projeções de desempenho pode incluiridentificar entrada de informações sobre animais ou entradas variáveis quetêm o maior efeito sobre a produtividade geral ou outra satisfação dos crité-rios de otimização. O motor de otimização 230 pode ser adicionalmente con-figurado para fornecer valores otimizados para as entradas de informaçõessobre animais ou entradas variáveis com base na análise de sensibilidade. Aotimização pode incluir qualquer aperfeiçoamento na produtividade ou algu-ma outra medida de acordo com os critérios de otimização. O processo eetapas na produção dos valores otimizados são adicionalmente discutidosabaixo com referência à figura 5.
Os critérios de otimização podem incluir qualquer critério, meta,ou combinação de metas ou objetivos equilibrados que são desejáveis parao usuário atual. Em uma modalidade preferida, o critério de otimização émaximizar a produtividade. Maximizar a produtividade pode incluir maximizarum fator único ou múltiplo associado à produtividade como saída total, quali-dade de saída, velocidade de saída, taxas de sobrevivência de animais, etc.Maximizar a produtividade pode incluir ainda minimizar valores negativosassociados à produtividade, como custos, desperdício prejudicial, etc. O critériode otimização alternativo pode incluir rentabilidade, qualidade de produto, ca-racterísticas de produto, taxa de conversão de ração, taxa de sobrevivência,taxa de crescimento, espaço unitário/biomassa, custo de ração/biomassa,custo/dia de produção, ciclos/ano, etc. Alternativamente, o critério de otimi-zação pode incluir minimizar de acordo com um critério de otimização. Porexemplo, pode ser desejável minimizar o teor de nitrogênio ou fósforo deexcreção animal.
Onde o critério de otimização é utilizado para otimizar uma ca-racterística de saída alvo, o valor alvo pode ser um valor desejado para umacaracterística de alguma saída produzida pelo sistema de produção do ani-mal. Por exemplo, um produtor de gado de leite pode desejar um produto desaída de leite tendo proteína de leite aumentada. Um produto de saída deleite tendo concentração aumentada de proteína pode aumentar o rendimen-to de queijo, tornando o produto de saída mais valioso para um produtor dequeijo. Para capturar esse valor, o produtor de animal pode, por exemplo,utilizar o sistema 100 para obter uma recomendação para modificações emuma ou mais das entradas variáveis para gerar uma dieta utilizando concei-tos de metabolismo de aminoácido que levarão a um aumento de 0,3% emproteína de leite em animais alimentados com a dieta. Outro produtor podebuscar uma produção de leite que seja especialmente baixa em teor de gor-dura para criar iogurte. Similar ao leite com teor aumentado de proteína essadieta pode ser moldada para produzir a saída tendo a característica de baixoteor de gordura. Outra característica desejável pode ser um nível elevado degordura poliinsaturada, representada pela quantidade de ácido linolênicoC18:3 em leite ou carne de animal para tornar o produto de saída mais sau-dável para o consumidor eventual. Outras entradas de informações sobreanimais também podem ser variadas para produzir a saída tendo as caracte-rísticas desejadas.
As características de saída alvo também podem ser utilizadaspara gerar recomendações para configurar o sistema de produção de animalpara produzir saída que tenha características reduzidas ou minimizadas. Ascaracterísticas minimizadas podem ser vantajosas na redução de caracterís-ticas prejudiciais da saída. Por exemplo, o desperdício de produção de gadode leite tem geralmente níveis elevados de nitrogênio e fósforo que são re-gulados por padrões ambientais rigorosos. Os produtores de animais enfren-tam freqüentemente custos elevados para assegurar conformidade com es-ses padrões. Por conseguinte, o sistema 100 pode ser configurado de talmodo que o produto de saída total, a quantidade de desperdício, ou umacaracterística do produto de saída, os níveis de nitrogênio e fósforo no refu-go, é reduzido. A produção de refugo otimizado pode incluir analisar os nu-trientes sendo alimentados a um animal para evitar alimentar em excessofósforo digerível e equilibrar o metabolismo da vaca e rúmen para maximizara retenção de nitrogênio. Embora a análise possa fornecer recomendaçõesclaras, a produção de refugo otimizado pode exigir a análise ou apresenta-ção de recomendações opostas e seus efeitos projetados para facilitar o e-quilíbrio de vantagens mutuamente exclusivas entre um aumento em de-sempenho de animal e custos reduzidos de controle de refugo.
O controle de características de fósforo na saída pode forneceradicionalmente vantagens em um sistema de produção de aquacultura. Fós-foro é um macromineral importante para o desenvolvimento esquelético_deespécie de peixe e nutriente metabólico chave para crescimento e metabo-lismo adequado para todas as espécies de aqua. Fósforo dietético insuficien-te em aqua-rações pode levar à diminuição de crescimento e formação es-quelética para as espécies aqua. Entretanto, o fósforo também é um nutrien-te limitador chave em sistemas de aquacultura de água doce e fósforo dieté-tico em excesso pode rapidamente levar à produção excessiva de algascausando instabilidade à saúde do sistema. Fósforo em excesso também éindesejável porque é um custo desnecessário.
Um sistema de formulação pode utilizar nutriente de fósforo dis-ponível em um ambiente aquático em combinação com um nutriente de fós-foro na formulação de ração de animal gerada pelo sistema 100 para aten-der a necessidade necessária de animal com fontes altamente disponíveis eotimizar o fósforo em excesso que entra no ambiente aquático. Dados empí-ricos a partir da capacidade de digestão de animais ou amostrasambientais podem ser utilizados para aumentar a precisão pela qual essenutriente é gerenciado no processo de formulação.
De acordo com outra modalidade exemplar, a característica al-mejada pode ser a composição de nutriente de um produto de carne aquáti-co. Por exemplo, a característica almejada pode ser o perfil de ácido graxodo produto de carne. Os produtos de carne aquáticos receberam reconheci-mento considerável por geralmente conter um perfil mais saudável de ácidosgraxos para a dieta humana do que muitas fontes terrestres de carne. Acomposição de ácidos graxos nessas carnes aquáticos se baseou ampla-mente em deposição normal que ocorre a partir do consumo de alimentosnaturais ou rações artificiais, que freqüentemente contêm esses ácidos gra-xos para atender as necessidades do animal. Por conseguinte, o sistema100 pode ser configurado para gerar uma formulação de ração de animaltendo um conjunto de ácidos graxos que, quando alimentados a uma espé-cie de cultura alvo, resulta em um perfil de ácido graxo aperfeiçoado, isto é,mais benéfico para a saúde humana. Um exemplo similar envolveria o usode níveis mais elevados de vitamina E e selênio para transmitir uma vida dearmazenagem aumentada ao filé.
A característica alvejada também pode ser não relacionada anutriente. Por exemplo, a alteração do teor de aminoácido livre de carne pa-ra mudar seu sabor, limitação das concentrações de ou escolha de biodis-ponibilidade aperfeiçoada de nutrientes que se tornam tóxicos quando acu-mulam em sistemas de permuta de água zero, alvejar níveis específicos debeta-caroteno, astaxantina ou outros pigmentos que podem ser utilizadosmetabolicamente como antioxidante, precursor de Vitamina A, ou transmitircoloração à carne ou pele, etc.
Características de saída alvo podem incluir, porém não são limi-tadas a, composição de produto final ou características incluindo rendimentode carne como percentagem de peso corpóreo, rendimento de produto ven-dível, rendimento de partes específicas do corpo, perfil de ácido graxo, teorde aminoácido, teor de vitamina, marmoreamento, valor de iodo, capacidadede retenção de água, maciez, cor de produto ou corpo, nível de pigmento,vida de armazenagem de produto ou corpo, etc. A característica de saídaalvo também pode incluir, porém não é limitada a, uma composição de refu-go ou efeito ambiental, incluindo quantidades não comidas de alimentos,lixiviação ou perda de nutrientes como nitrogênio, amônia, fósforo, vitaminas,meios de atração, etc., consistência fecal, produção urinária/fecal, incluindoprodução total, carga de nitrogênio ou amônia no sistema, carga de fósforono sistema, desvio de matéria orgânica, etc., demanda biológica de oxigênio,energia de desvio, emissões gasosas, razão C/N de fluxo de refugo etc. Em-bora os exemplos acima sejam fornecidos, uma pessoa com conhecimentoscomuns na técnica pode reconhecer que a característica de saída alvo podeser qualquer saída gerada em um sistema de produção.
Vantajosamente, o sistema 100 pode otimizar através de todasas entradas de informação de animal variáveis para gerar recomendaçõespara a produção da saída tendo características alvo especificadas no customais baixo. A recomendação pode incluir uma única recomendação ótima ouuma pluralidade de recomendações que fornece benefícios equivalentes.
O motor de otimização 230 pode ser configurado para implemen-tar seu próprio código de otimização .onde informações de ingrediente deração a partir do formulador 500 são combinadas com outras informaçõese/ou projeções calculadas no simulador 300. Problemas de otimização quecoordenam vários motores de cálculo independentes, mencionados comootimizações multidisciplinares, podem ser resolvidos utilizando métodos ba-seados em gradiente, ou mais preferivelmente métodos simplex como algo-ritmo de Torczon ou Nelder-Mead. Preferivelmente, o motor de otimização230 pode ser configurado para implementar uma combinação customizadade um método baseado em gradiente para variáveis nas quais o critério deotimização depende suavemente (variáveis de decisão alimentadas para osimulador 300) e um método simplex para variáveis no qual a função objeti-va tem uma dependência barulhenta ou descontínua (necessidades de dietaalimentadas para o formulador 500). Alternativamente, outros métodos deotimização podem ser aplicados, incluindo, porém não limitados a, métodosbaseados em pseudogradiente, métodos estocásticos, etc.
O supervisor de empreendimento 200 pode ser adicionalmenteconfigurado para formatar os resultados de otimização e fornecer os resulta-dos como saída através da interface de usuário 210. Os resultados podemser fornecidos como valores otimizados recomendados para as entradasvariáveis. Os resultados podem incluir ainda valores recomendados paraentradas adicionais de informações sobre animais, independente de se aentrada de informação sobre o animal foi designada como uma entrada vari-ável. Os resultados podem incluir ainda uma projeção dos efeitos de imple-mentação dos valores otimizados para as entradas variáveis.
O supervisor de empreendimento 200 pode ser configurado paraimplementar um método de Monte Cario onde um conjunto específico devalores é traçado a partir de um conjunto de distribuições de parâmetros demodelo para resolver valores otimizados para as entradas variáveis. Esseprocesso pode ser repetido muitas vezes, criando uma distribuição de solu-ções otimizadas. Com base no tipo de otimização, o supervisor de empreen-dimento 200 pode ser utilizado para selecionar o valor mais provável de for-necer a solução ótima ou o valor que fornece confiança que é suficiente paraatender uma meta. Por exemplo, uma otimização simples poderia ser sele-cionada que prove um nível de energia líquido que maximiza o ganho diáriomédio para um animal específico. Uma simulação de Monte Cario pode for-necer uma distribuição de necessidades incluindo vários níveis de energialíquida e o produtor pode selecionar o nível de energia líquido que é maisprovável de maximizar o ganho médio diário.
O supervisor de empreendimento 200 pode ser adicionalmenteconfigurado para receber realimentação empírica de mundo real com basena aplicação dos valores otimizados para as entradas variáveis. A realimen-tação empírica pode ser utilizada para ajustar as entradas variáveis paraotimizar adicionalmente o sistema de produção de animal. A realimentaçãoempírica pode ser adicionalmente comparada com as projeções de desem-penho para rastrear a precisão das projeções. Realimentação empírica podeser fornecida utilizando qualquer de uma variedade de métodos como moni-toramento automatizado, entrada manual de dados, etc.
A realimentação empírica pode ser qualquer tipo de dados quesão coletados ou gerados com base em observações. Os dados podem sercoletados por um sistema automatizado ou entrados manualmente com baseem teste ou observações de um usuário. Os dados podem ser coletados emtempo real ou em qualquer base periódica dependendo do tipo de dados queestá sendo coletado. Esses dados também já podem ser representados nasentradas de informação sobre animais e serem atualizados com base emquaisquer valores de alteração. A realimentação empírica a ser monitoradaincluirá genericamente entradas de informações sobre animais que impac-tam um produto do sistema de produção de animais, saúde do rebanho, etc.,em uma base diária. A realimentação empírica pode incluir, porém não élimitada a, informações sobre ambiente, informações sobre conforto do ani-mal, informações sobre ração de animais, informações sobre gerenciamentode sistema de produção, informações sobre animais, condições de mercadoou outras informações econômicas, etc. Por exemplo, em um sistema deprodução de carne, a realimentação empírica pode incluir dados de carcaça,medições lineares, medições ultra-som, ingestões diárias, etc.
Informações ambientais podem incluir informações referentes aoambiente do animal que podem afetar a produtividade de animal. Por exem-plo, as temperaturas acima da zona termoneutra podem diminuir a ingestãode ração de um animal. A temperatura também pode afetar uma taxa depassagem, que por sua vez pode ter um efeito sobre a capacidade de diges-tão de nutriente, desvio de proteína/aminoácidos, nutrientes em excreção,etc. A temperatura também pode aumentar a ingestão de ração de animal.Por exemplo, vento em temperaturas frias aumentará a energia de manuten-ção para calor (tremor).
As informações ambientais também podem incluir informaçõesnão de temperatura. Por exemplo, em temperaturas quentes, o vento podeauxiliar a resfriar exigindo menos perda de ingestão de matéria seca, menosdesperdício de energia em tentativas de esfriar (ofegante). Similarmente, oaumento da umidade relativa pode diminuir o conforto da vaca com base emuma carga aumentada de calor quando a temperatura está morna/quente.
A realimentação empírica pode ser adicionalmente dependentedo ambiente da vaca. Por exemplo, eventos climáticos (sol, neve, chuva,lama, etc.) são importantes para as vacas alojadas no exterior. Os eventosclimáticos podem impactar a temperatura corporal da vaca e a necessidadedo animal de tremor ou ofegante impactando ainda mais as ingestões, capa-cidade de digestão, etc. Se as vacas se deslocarem do pasto para o cômo-do, o tempo com tempestade/neve ou lama pode impactar a quantidade deenergia necessária para chegar ao cômodo e voltar, elevando as necessida-des de manutenção.
Outras informações ambientais podem ser relacionadas à quali-dade geral do ambiente do animal e o nível de tensão colocado no animal.Por exemplo, ajuntamento de animal pode ter um forte impacto sobre a pro-dutividade de um animal. Em condições de ajuntamento em excesso, as va-cas dominantes comerão primeiro e as vacas restantes terão uma ração se-parada que contém nutrientes diferentes da ração formulada. Além disso, asvacas também necessitam passar um certo período de tempo deitadas paramaximizar a produção. Adicionalmente, ajuntamento em excesso pode fazercom que as vacas se deitem em passagens resultando em potenciaLaumen-tado de pisada nas tetas mastite ou ficar em pé por um longo período detempo. Outras informações ambientais exemplares podem incluir a quanti-dade de luz, acesso à água e ração, forragem adequada e estábulos paraencorajar as vacas a se deitarem, protocolo de dar leite de tal modo que asvacas não sejam retidas em um curral por mais tempo do que uma hora decada vez, etc.
Embora os exemplos acima sejam fornecidos em referência auma vaca, deve ser entendido que o sistema e método descritos podem sersimilarmente aplicados a qualquer animal. Por exemplo, animais domésticospodem similarmente sofrer de tensão e/ou crescimento inferior ao ótimo combase em temperatura aumentada. Essa tensão adicional pode ser reduzida,por exemplo, pelo aumento de uso de ventilador para causar um vento dire-to, utilizando pulverização intermitente, etc.
Outra realimentação empírica pode incluir análise da ração efeti-va de animal sendo consumida pelos animais. Por exemplo, uma amostrapode ser tirada da ração de animais como sendo alimentada aos animaispara analisar o teor de nutrientes e assegurar que a dieta sendo alimentadaé a dieta que foi formulada para otimizar a produção. A análise pode incluiruma análise de ingredientes como a chegada no sistema de produção deanimais. Para reduzir desvio excessivo de uma ração de animais formulada,ingredientes mais variáveis podem ser utilizados em taxas de inclusão maisbaixas. Similarmente, o teste empírico pode incluir análise dos ingredientesencontrados naturalmente na instalação de produção de animais, como aqualidade da água ingerida pelos animais. Água pode fornecer alguns mine-rais em várias quantidades ou ter um nível de pH específico que deve serconsiderado em formulações de dieta.
Teste empírico pode incluir ainda monitoramento das práticas degerenciamento do sistema de produção de animais. A prática de gerencia-mento pode incluir regulagem de ração, pessoal, práticas de coleta de pro-dução, etc. Por exemplo, o pessoal do sistema de produção de animais podeter um efeito sobre a produção por ter um efeito sobre o nível de conforto davaca. O número de pessoas, seu nível de experiência, o tempo que leva pa-ra concluir as tarefas, etc. podem todos causar impacto sobre o conforto davaca.
As práticas de gerenciamento de animais também podem sermonitoradas. As práticas de gerenciamento de animais podem incluir quais-quer práticas que podem ter efeito sobre os animais. Por exemplo, a produ-ção de animais pode ser afetada por práticas de tempo de alimentação. Aregulagem de alimentação pode causar impacto sobre essa qualidade deração fornecida, especialmente em clima quente. O sistema pode ser adicio-nalmente configurado para monitorar a freqüência e duração de tempo du-rante o qual a ração é fornecida ao animal de tal modo que o animal sejacapaz de comer.As práticas de coleta de produção de animais também podem terum efeito.
A coleta de produção de animais pode incluir qualquer processopara obter os resultados da produção de animais, como o número de produ-ções de leite por dia, freqüência de coleta de ovos, etc., que influenciarão opotencial de produção. Um número maior de produções de leite pode au-mentar a produção em rebanhos bem controlados. Também pode ser vanta-joso aumentar as produções de leite em vacas começando suas lactaçõespara facilitar a produção.
O teste empírico pode incluir ainda monitoramento dos animaisem um sistema de produção de animais. Por exemplo, um animal pode sermonitorado por indicadores metabólicos. Indicadores metabólicos podem serindicativos de problemas metabólicos como febre de leite, cetose, desequilí-brios em proteína dietética, superaquecimento, etc. Outras característicasmonitoradas podem incluir características que devem ser testadas em umlaboratório como ácidos graxos não esterificados (NEFA), beta hidroxil buti-rato (BHBA)1 pH da urina, nitrogênio de uréia de leite (MUN), nitrogênio deuréia de sangue (BUN), temperatura do corpo, sangue AA, características deestrume, níveis de dióxido de carbono, minerais, sondas de pata de gordurapara teste de resíduo de pesticida, etc. Outras características podem sermonitoradas através da observação, como animais no cio, animais mancan-do, animal doente, prenhez, etc. que não podem comer e produzir tão bemcomo normalmente. Ainda outras características podem ser uma combina-ção dessas categorias. Outras medições fisiológicas podem incluir perfil mi-crobiano ou medições histológicas de barraca.
O teste empírico provê a vantagem de verificar a precisão demodelos de predição gerados pelo simulador 300. Os resultados de otimiza-ção gerados a partir de modelos imperfeitos podem ser diferentes de resul-tados de mundo real obtidos através de teste empírico. O sistema 100 podeser configurado para fornecer controle dinâmico com base na realimentaçãode teste empírico, ajuste de entradas de informações sobre animais ou gerarvalores, como formulação de ração de animal, obter metas especificas combase na diferença entre resultados de modelo e realimentação de teste em-pírico. Além disso, o simulador 300 pode ser configurado para ajustar comoos modelos são gerados com base nos dados obtidos através do teste empí-rico para aumentar a precisão de modelos futuros.
Além disso, o supervisor de empreendimento 200 pode ser con-figurado para permitir controle dinâmico de modelos. Após definir uma açãode controle inicial, por exemplo, a formulação de ração, como será discutidoabaixo com referência à figura 5, a resposta do animal pode ser monitoradae comparada com a predição. Se a resposta do animal se desviar em dema-sia da predição, uma nova ação de controle, por exemplo, formulação deração, pode ser fornecida. Por exemplo, se o desempenho começar a exce-der a predição, algum valor pode ser recuperado pela comutação para umaformulação de ração mais econômica, taxa de fluxo de água diferente, etc.Se o desempenho ficar atrás da predição, a comutação para formulação deração de valor mais elevado, pode ajudar a assegurar que as metas de pro-duto final são atendidas. Embora a ação de controle seja descrita acima comreferência a uma formulação de ração, a ação de controle pode ser paraqualquer variável de controle, como taxa de fluxo de água, taxa de alimenta-ção, etc. Similarmente, os ajustes podem ser feitos naquela variável de con-trole, como pelo aumento ou diminuição da taxa de fluxo, etc.
Com referência agora à figura 3, um diagrama de blocos geralilustrando um simulador 300 é mostrado de acordo com uma modalidadeexemplar. O simulador 300 inclui um motor de necessidades 310, um simu-lador de desempenho de animal 320, um simulador de desempenho de am-biente 330, e um simulador de desempenho econômico 340. Geralmente, osimulador 300 pode ser qualquer processo ou sistema configurado para apli-car um ou mais modelos para inserir dados a fim de produzir dados de saí-da. Os dados de saída podem incluir qualquer tipo de projeção ou valor de-terminado, como necessidades de animal e/ou projeções de desempenho,incluindo projeções de desempenho de animais, projeções de desempenhoeconômico, projeções de desempenho ambiental, etc.
Especificamente, o simulador 300 é configurado para receberentrada de informações de animais a partir do supervisor de empreendimen-to 200, processar as informações utilizando motor de necessidades 310 eum modelo de necessidades de animal para produzir um conjunto de neces-sidades de animal. Além disso, o simulador 300 pode ser configurado parareceber dados de formulação de ração a partir do supervisor de empreendi-mento 200 e processar os dados de formulação de ração utilizando qualquercombinação de simulador de desempenho de animais 320, simulador de de-sempenho de ambiente 330, e simulador de desempenho econômico 340para produzir pelo menos uma projeção de desempenho.
Um modelo de necessidades de animal, utilizado pelo simulador300 para converter valores de entrada em uma ou mais saídas, pode consis-tir em um sistema de equações que, quando resolvido, refere entradas comotamanho de animal a uma necessidade de animal como necessidade de pro-teína ou uma necessidade de sistema como distribuição de espaço ou distri-buição de ração. Uma forma matemática específica para o modelo não énecessária, o tipo mais apropriado de modelo pode ser selecionado paracada aplicação. Um exemplo é o modelo desenvolvido pelo National Rese-arch Council (NRC), consistindo em equações algébricas que fornecem ne-cessidades de nutrientes baseadas em correlações empíricas. Outro exem-pio é MOLLY, um modelo baseado em metabolismo variável de desempenhode vaca em lactação desenvolvido pelo Prof. R.L. Baldwin, Universidade daCalifórnia - Davis. Um modelo pode consistir em um conjunto de equaçõesdiferenciais comuns explícitas e um conjunto de equações algébricas quedependem de variáveis diferenciais. Um modelo muito geral pode consistirem um conjunto acoplado totalmente implícito de equações diferenciais par-ciais, diferenciais comuns e algébricas, a serem resolvidas em uma simula-ção contínua-discreta híbrida.
Um modelo pode ser configurado para ser independente da fun-cionalidade associada ao simulador 300. A independência permite que osalgoritmos de solução numérica e modelo sejam aperfeiçoados independen-temente e por grupos diferentes.
Preferivelmente, o simulador 300 pode ser implementado comoum pacote de simulação de processo baseado em equação para resolveruma ampla variedade de modelos no sistema 100. Simuladores baseadosem equação abstraem os algoritmos de solução numérica a partir do mode-lo. Essa abstração permite o desenvolvimento de modelo independente dedesenvolvimento de algoritmos numéricos. A abstração permite ainda queum modelo único seja utilizado em uma variedade de cálculos diferentes(simulação de estado constante, simulação dinâmica, otimização, estimaçãode parâmetro, etc.). Simuladores podem ser configurados para tirar proveitoda forma e estrutura das equações para tarefas como os cálculos de sensibi-lidade. Essa configuração permite que alguns cálculos sejam executados deforma mais robusta e/ou eficiente do que é possível quando o modelo é de-senvolvido como um bloco de código de computador customizado. Um paco-te de simulação de processado baseado em equação é configurado emsoftware para interagir diretamente com as equações que compõem um mo-delo. Tal simulador analisa tipicamente equações de modelo e constrói umarepresentação do sistema de equações na memória. O simulador utiliza essarepresentação para executar eficientemente os cálculos solicitados, se simu-lações de estado constante, simulações dinâmicas, otimização, etc. Um pa-cote de simulação de processo baseado em equação também permite incor-poração de cálculos que são mais facilmente gravados como combinação deprocedimentos e equações matemáticas. Os exemplos podem incluir interpe-lação em uma grande tabela de dados, chamar rotinas de cálculo de propri-edade distribuídas como código copilado para as quais equações não estãodisponíveis, etc. À medida que algoritmos de solução mais novos e melhoressão desenvolvidos, esses algoritmos podem ser incorporados no simulador300 sem exigir nenhuma alteração nos modelos que o simulador 300 estáconfigurado para resolver.
De acordo com uma modalidade exemplar, o simulador 300 po-de ser um simulador de processo. Simuladores de processo incluem, geral-mente, uma variedade de algoritmos de solução como diferenciação automá-tica de modo reverso, o método de corretor disperso para sensibilidades va-riáveis, redução automática de índice modelo, iteração Newton robusta pararesolver sistemas não lineares a partir de valores iniciais ruins, escala isentade erro de sistemas variáveis, e o método aritmético de intervalo para locali-zar eventos de estado. Simuladores de processo utilizam rotinas de álgebralinear disperas para solução direta de sistemas lineares. As rotinas de álge-bra linear dispersas podem resolver eficientemente sistemas muito grandes(centenas de milhares de equações) sem iteração. Simuladores de processofornecem ainda um conjunto particularmente forte de capacidades de otimi-zação, incluindo problemas não lineares de inteiro misturado não convexo(MINLPs) e otimização variável global. Essas capacidades permitem que osimulador 300 resolva problemas de otimização utilizando o modelo direta:mente. Em particular, o algoritmo de corretor disperso é um método particu-larmente eficiente para o cálculo de sensibilidades, que é freqüentemente oproblema no cálculo de otimização geral.
Entradas variáveis para otimização a serem resolvidas pelo si-mulador 300 podem incluir parâmetros de variação de tempo e fixos. Parâ-metros de variação de tempo são tipicamente representados como perfisdados por um conjunto de valores em tempos específicos utilizando um mé-todo de interpolação específico, como uma constante no sentido de peça,linear no sentido de peça, Bezier spline, etc.
O simulador 300 e os modelos associados podem ser configura-dos e estruturados para facilitar atualização, periódica. De acordo com umamodalidade exemplar, o simulador 300 e os modelos associados podem serimplementados como uma biblioteca de link dinâmico (DLL). Vantajosamen-te, uma DLL pode ser facilmente exportada, porém não visualizada ou modi-ficada de qualquer modo estrutural.
O motor de necessidades 310 pode ser qualquer sistema ouprocesso configurado para receber entrada de informações sobre animais egerar necessidades de animais pela aplicação de um ou mais modelos denecessidades ao conjunto de entrada de informações de animais. Um mode-lo de necessidades pode ser qualquer projeção de saídas em potencial combase em qualquer de uma variedade de conjunto de entradas. O modelo po-de ser tão simples quanto uma correlação relacionando a produção de leitecom a energia líquida em uma ração de animais ou tão complexa quanto ummodelo variável computando a necessidade de nutrientes para maximizar aprodutividade de um ecossistema de lago de aquacultura de camarões. Omotor de necessidades 310 pode ser configurado para selecionar de umapluralidade de modelos baseados nas entradas de informações de animais.Por exemplo, o motor de necessidades 310 pode incluir modelos para ne-cessidades de suínos, necessidades de gado de leite, necessidades de ani-mais de companhia, necessidades de eqüinos, necessidades de gado decorte, necessidades em geral, necessidades de aves domésticas, necessi-dades de animais de aquacultura, etc. Além disso, cada modelo pode serassociado a uma pluralidade de modelos baseados em uma categorizaçãoadicional, como estágio de desenvolvimento, nível de tensão, etc.
As necessidades de animais geradas pelo motor de necessida-des 310 podem incluir uma listagem de necessidades de nutrientes para umanimal específico ou grupo de animais. As necessidades de animais podemser uma descrição da dieta geral a ser alimentada ao animal ou grupo deanimais. Necessidades de animais podem ser definidas ainda em termos deum conjunto de parâmetros nutricionais ("nutrientes"). Nutrientes e/ou parâ-metros nutricionais podem incluir aqueles termos comumente mencionadoscomo nutrientes bem como grupos de ingredientes, medições microbianas,índices de saúde, relação entre múltiplos ingredientes, etc. Dependendo dograu de sofisticação do sistema 100, as necessidades de animais podemincluir um conjunto relativamente pequeno de nutrientes ou um conjuntogrande de nutrientes. Além disso, o conjunto de necessidades de animaispode incluir limitações ou limites sobre a quantidade de qualquer nutrienteespecífico, combinação de nutrientes, e/ou ingredientes específicos. Vanta-josamente, as limitações ou limites são úteis onde, por exemplo, foi estabe-lecido em níveis mais elevados de certos nutrientes ou combinação de nutri-entes poderiam apresentar um risco à saúde de um animal sendo alimenta-do. Além disso, limitações podem ser impostas com base em critérios adi-cionais como teor de umidade, paladar, etc. As limitações podem ser míni-mas ou máximas e podem ser colocadas sobre a necessidade de animalcomo um todo, qualquer ingrediente único, ou quaisquer ingredientes decombinação. Embora descrito no contexto de nutrientes, as necessidades deanimais podem incluir quaisquer necessidades associadas a um animal, co-mo necessidades de espaço, necessidades de aquecimento, etc.
Adicionalmente, as necessidades de animais podem ser geradasque definem faixas de níveis aceitáveis de nutrientes. Vantajosamente, autilização de faixas de nutrientes permite maior flexibilidade durante formula-ção de ração de animais, como será descrito adicionalmente abaixo comreferência à figura 3.
O motor de necessidades 310 pode ser adicionalmente configu-rado para considerar a capacidade de digestão variável de nutrientes. Porexemplo, a capacidade de digestão de alguns nutrientes depende da quanti-dade ingerida. Por exemplo, onde um animal ingere uma quantidade de fós-foro em uma dieta, a percentagem que é utilizada pelo animal pode diminuirem relação à quantidade ingerida. O trato digestivo de um animal pode sercapaz somente de utilizar uma certa quantidade de fósforo e o restante serápassado através do animal. Por conseguinte, a utilização de fósforo pode teruma relação inversa com a quantidade de fósforo em uma ração de animalapós atingir um certo nível. A capacidade de digestão pode depender aindada presença ou ausência de outros nutrientes, micróbios e/ou enzimas, efei-tos de processamento (por exemplo, gelatinização, revestimento para absor-ção retardada, etc.), produção de animal ou estágio de vida, nível de nutri-ção anterior, etc. O simulador 300 pode ser configurado para considerar es-ses efeitos. Por exemplo, o simulador 300 pode ser configurado para ajustaruma necessidade para um nutriente específico baseado em outro aditivonutriente específico.
O motor de necessidades 310 também pode ser configurado pa-ra considerar a digestão variada por um animal. Entradas de informaçõessobre animais podem incluir informações que indicam a saúde de um animal,nível de tensão de um animal, estado reprodutivo de um animal, métodos dealimentar o animal, etc. à medida que afeta a ingestão e digestão por umanimal. Deslocamentos baseados em estado imune podem fazer com queum custo de manutenção aumentado engate sistemas de proteção, enquan-to reduz a ingestão voluntária de nutrientes. Por exemplo, o nível de tensãode um animal pode diminuir a ingestão geral de ração pelo animal, enquantoa saúde de intestino pode aumentar ou diminuir uma taxa de passagem. Deacordo com outro exemplo, alterações em um perfil microbiano para um a-nimal podem indicar um deslocamento em digestão de nutrientes a partir dadigestão enzimátiça para fermentação bacteriana.
A Tabela 2 abaixo inclui uma listagem exemplar de nutrientesque podem ser incluídos nas necessidades de animais. De acordo com umamodalidade exemplar, nas necessidades de animais, cada nutriente listadopode ser associado a um valor, percentagem, faixa, ou outra medida dequantidade. A listagem de nutrientes pode ser customizada para incluir umnúmero maior, menor de nutrientes ou nutrientes diferentes com base emqualquer de uma variedade de fatores, como tipo de animal, saúde de ani-mal, disponibilidade de nutriente, etc.
Tabela 2
Nutrientes Apropriados para Gerar Necessidades de Animais
<table>table see original document page 44</column></row><table>Tabela 2 - continuação-
Nutrientes Apropriados para Gerar Necessidades de Animais
<table>table see original document page 45</column></row><table>
O motor de necessidade 310 pode ser configurado para gerar asnecessidades do animal com base em um ou mais critérios de necessidade.
O critério de necessidade pode ser utilizado para definir um objetivo para oqual a necessidade deve ser gerada. Por exemplo, critérios de necessidadeexemplares podem incluir limitações econômicas, como maximizar produ-ção, diminuir o crescimento para atingir o mercado, ou produzir um animalno custo de entrada mais baixo. As necessidades de animal podem ser utili-zadas para gerar uma formulação de ração de animal para um animal. Porconseguinte, as necessidades de animal podem ser utilizadas como entra-das de formulação de ração de animal.
O motor de necessidades 310 pode ser adicionalmente configu-rado para gerar as necessidades de animal com base em um ou mais mode-los de utilização de nutriente dinâmica. A utilização de nutriente dinâmicapode incluir um modelo para a quantidade de nutrientes ingeridos por umaração de animal que são utilizados por um animal baseado ém informaçõesrecebidas nas entradas de informações sobre animais, como saúde de ani-mal, método de alimentação, forma de ração (amassada, péletes, extrudado,tamanho de partícula, etc.), estabilidade de água de ração, alimento nãocomido, temperatura de água e seu impacto sobre os níveis de enzima, etc.
A utilização de nutrientes pode depender ainda da presença ou ausência deoutros aditivos de nutrientes, micróbios e/ou enzimas, efeitos de processa-mento (por exemplo, gelatinização, revestimento para absorção retardada,etc.), produção de animais ou estágio de vida, nível anterior de nutrição, etc.
O simulador 300 pode ser configurado para considerar essesefeitos. Por exemplo, o simulador 300 pode ser configurado para ajustar onível de um nutriente específico, definido em uma entrada de formulação deração de animal, a partir do nível determinado com base na necessidade deanimal para um nível diferente com base na presença ou ausência de outronutriente específico. Utilizando o exemplo acima para fósforo, a quantidadede fósforo que é utilizada por um animal também pode ser afetada por outrosnutrientes na dieta do animal. Por exemplo, a presença de um micróbio es-pecífico no trato digestivo de um animal, quer naturalmente presente ou adi-cionado como nutriente, pode na realidade aumentar a utilização de fósforoalém dos níveis que normalmente ocorreriam e reduzir a quantidade queentra no fluxo de resíduos de um animal.
Por conseguinte, uma entrada de formulação de ração de animalpode ser modificada com base no modelo de utilização de nutriente. Entre-tanto, essa alteração na formulação de ração de animal pode ter um efeitosobre a formulação de ração de animal, incluindo a formulação de ração deanimal que acabou de ser modificada. Por conseguinte, a compensação porum modelo de utilização de nutriente pode exigir um cálculo iterativo, atuali-zação constante de valores, até chegar a um valor final que está compreen-dido em uma tolerância predefinida.
O motor de necessidades 310 também pode ser configurado pa-ra considerar variações em digestão e utilização de nutrientes por um ani-mal. As entradas de informação sobre animal podem incluir informações in-dicando a saúde de um animal, nível de tensão de um animal, estado repro-dutivo de um animal, métodos de alimentar o animal, etc. visto que afeta in-gestão e digestão por um animal. Por exemplo, o nível de tensão de um a-nimal pode diminuir a ingestão total de ração pelo animal, enquanto a saúdede intestino pode aumentar ou diminuir uma taxa de passagem. Alternativa-mente, um nível de tensão pode alterar o metabolismo efetivo para um ani-mal. Por exemplo, o metabolismo de um animal pode ser alterado por umaliberação induzida por tensão de cortisona. Outros modificadores metabóli-cos exemplares podem incluir cascatas de sistemas imunes de prostaglandi-nas e outras citocinas pró-inflamatórias, leucócitos, anticorpos, e outras célu-Ias imunes e substâncias, implantes promotores de crescimento, e aditivosde ração adrenérgicos. Essas reações deslocam o sítio e extensão de diges-tão, alteram ingestão de nutrientes, e forçam nutrientes digeridos em direçãoa um estado mais catabólico.
O simulador de desempenho de animal 320 pode ser um pro-cesso ou sistema incluindo uma pluralidade de modelos similares aos mode-los descritos acima com referência ao motor de necessidades 310. Os mo-delos utilizados no simulador de desempenho de animal 320 recebem umaformulação de ração de animal a partir do formulador 300 através do super-visor de empreendimento 200 e as entradas de informação de animal e apli-cam os modelos na formulação de ração para produzir uma ou mais proje-ções de desempenho de animal. A projeção de desempenho de animal podeser qualquer preditor de produtividade de animal que será produzido dada aentrada de formulação de ração de animal e outras variáveis de entrada.
O simulador de desempenho de ambiente 330 pode ser um pro-cesso ou sistema incluindo uma pluralidade de modelos similares aos mode-los descritos acima com referência ao motor de necessidades 310. Os mo-delos utilizados no simulador de desempenho de ambiente 330 recebemformulação de ração de animal a partir do formulador 300 através do super-visor de empreendimento 200 e aplicam os modelos à formulação de ração eentradas de informações sobre animais para produzir uma projeção de de-sempenho baseada em fatores ambientais. A projeção de desempenho am-biental pode ser qualquer predição de desempenho que será produzida dadaa entrada de formulação de ração de animal, entradas de informação de a-nimal, e fatores ambientais.
O simulador de desempenho econômico 340 pode ser um pro-cesso ou sistema incluindo uma pluralidade de modelos similares aos mode-Ios descritos acima com referência ao motor de necessidades 310. Os mo-delos utilizados no simulador de desempenho econômico 340 recebem for-mulação de ração de animal a partir do formulador 300 através do supervisorde empreendimento 200 e aplicam os modelos às entradas de informaçãosobre animais e formulação de ração para produzir uma projeção de desem-penho baseada em fatores econômicos. A projeção de desempenho econô-mico pode ser qualquer predição de desempenho que será produzido dadauma entrada de formulação de ração de animal, entradas de informaçõessobre animais e os fatores econômicos.
As projeções de desempenho podem incluir uma ampla varieda-de de informações relacionadas a saídas produzidas com base nas entradasdefinidas fornecidas. Por exemplo, as projeções de desempenho podem in-cluir informações relacionadas ao desempenho de um animal específico co-mo a saída produzida por um animal. A saída pode incluir, por exemplo, oteor de nutriente de ovos produzidos pelo animal, qualidades associadas àcarne produzida pelo animal, os teores de resíduos produzidos pelo animal,o efeito do animal sobre o meio ambiente, etc.
De acordo com modalidade exemplar, simuladores 320, 330 e340 podem ser operados em paralelo ou em série para produzir múltiplasprojeções de desempenho. As múltiplas projeções de desempenho de ani-mais podem permanecer separadas ou serem combinadas em uma únicaprojeção de desempenho abrangente. Alternativamente, as projeções dedesempenho podem ser geradas com base em um único simulador ou umacombinação de um número menor do que todos os simuladores.
O motor de necessidades 310 pode incluir ainda simuladoresadicionais como necessário para gerar projeções de desempenho que sãocustomizados para atender a critérios de um usuário específico. Por exem-pio, o motor de necessidade 310 pode incluir um simulador de composição agranel, simulador de composição de ovo, composição de gordura de carne,simulador de saída de resíduos, calcuiador de energia de manutenção, etc.
Com referência agora à figura 4, um diagrama de blocos geralilustrando um motor de ingredientes 400 e um formulador 500 é mostrado,de acordo com uma modalidade exemplar. O motor de ingredientes 400 éconfigurado para permutar informações com o formulador 500. O motor deingredientes 400 e formulador 500 são genericamente configurados paragerar uma formulação de ração de animal com base em ingredientes dispo-níveis e necessidades recebidas do animal.
O motor de ingredientes 400 inclui uma ou mais listagens de in-gredientes disponíveis em um ou mais locais. A listagem inclui ainda infor-mações adicionais associadas aos ingredientes, como a localização do in-grediente, nutrientes associados ao ingrediente, custos associados ao ingre-diente, etc.
O motor de ingredientes 400 pode incluir uma primeira listagemde localização 410, uma segunda listagem de localização de ingredientes420, e uma terceira listagem de localização de ingredientes 430. A primeiralistagem de ingredientes 410 pode incluir uma listagem de ingredientes dis-poníveis em um primeiro local, como ingredientes na fazenda de um usuário.A segunda listagem de ingredientes 420 pode incluir uma listagem de ingre-dientes que são disponíveis para compra a partir de um
produto de ingredientes. A terceira listagem de ingredientes 430pode incluir uma listagem de ingredientes que são encontrados em um am-biente de animal alvo como forragem em um pasto, plâncton (zooplâncton,fitoplâncton, etc.), ou peixes pequenos em um lago de aquacultura, etc. Alistagem de ingredientes pode incluir ainda entradas de nutrientes ambien-tais. Entradas de nutrientes ambientais podem ser qualquer nutriente ou nu-trientes que são recebidos e/ou utilizados por um animal que não é alimen-tado ao animal.
Com referência agora à terceira listagem de ingredientes 430,um exemplo de uma listagem de ingredientes que são encontrados no ambi-ente de um animal alvo pode incluir uma listagem do teor mineral de água. Oconsumo total de água de um animal pode ser estimado com base em ra-zões de consumo conhecidas, como a razão de água para matéria de raçãoseca consumida. O consumo de um ingrediente ou nutriente pode incluirconsumo eficaz bem como recebimento por um animal através de absorção,geração através de processos do corpo, etc. Essa razão pode ser atribuídaum valor médio ou, mais preferivelmente, calculada a partir de propriedadesde animais e ração conhecidas. O teor mineral da água fornecida pelo pro-dutor pode ser medida no local. Essa água, com teor de mineral medido enível de ingestão calculado, pode ser incorporada na terceira listagem deingredientes 430. Embora o teor de mineral seja fornecido como exemplo,deve ser entendido que a listagem de ingrediente pode incluir qualquer nívelde nutrientes ou característica da água como o nível de pH da água.
Alternativamente, a terceira listagem de ingredientes 430 podeincluir um teor de nutrientes total do ecossistema aquático. A contribuição doecossistema para a nutrição total pode ser incluída de várias maneiras. Porexemplo, uma amostra pode ser tirada e analisada em relação ao teor denutrientes total e incluída como terceira listagem 430. Preferivelmente, osmodelos resolvidos no simulador 300 podem ser expandidos para incluir nãosomente aquela espécie sendo produzida, porém outras espécies que vivemtambém no ecossistema. O modelo pode incluir um ou mais dos seguintesefeitos: competição de outras espécies por ração, consumo de espécie pro-duzida de outras espécies no ecossistema, e crescimento de outra espéciecom o passar do tempo em resposta à excreção de toxina ou nutriente, tem-peratura, luz solar, etc. Os modelos podem considerar ainda consu-mo/utilização das entradas de nutrientes ambientais com base no estágio devida do animal, conhecimento de condições de crescimento, análise de in-gredientes, etc.
Além disso, a terceira listagem de ingredientes 430 pode ser re-presentativa de um sistema de nutrientes fechado, onde saídas geradas deuma ração de animal sendo 40 alimentada a um animal são tratadas comoentradas para gerar a terceira listagem de ingredientes 430. Por exemplo,um animal pode ser inicialmente alimentado com uma dieta composta denutrientes a partir da primeira listagem de ingredientes 410 e/ou segundalistagem de ingredientes 420. A utilização pelo animal da composição denutrientes pode ser determinada no simulador 300, descrito em detalhes adi-cionais abaixo, e fornecida ao formulador 500 para otimização versus neces-sidades estabelecidas do animal. O simulador 300 pode ser adicionalmenteconfigurado para gerar uma projeção da quantidade e qualidade de nutrien-tes que não são utilizados pelo animal e/ou nutrientes nos resíduos do ani-mal que são fornecidos ao meio ambiente do animal.
A saída de nutriente não utilizado ou nutrientes de fluxo de resí-duos pode ser então utilizada para projetar alterações no meio ambiente doanimal e composição da terceira listagem de .ingredientes 430. Por exemplo,onde o animal é um animal aquático, como um marisco, a saída do mariscopode ser utilizada no cálculo de alterações projetadas no estoque permanen-te de algas. Esse estoque permanente de algas modificado é então conside-rado um ingrediente na terceira listagem de ingredientes 430 até o ponto emque os animais consomem o estoque permanente de algas como parte desua dieta. O ingrediente adicional pode reduzir ou de outro modo modificaras necessidades calculadas do animal. Pode ser reconhecido como a intera-ção acima descrita pode ser utilizada para criar um número de Ioops de rea-limentação cíclica para otimizar a produção de animais. Além disso, umaração otimizada de animal pode ser otimizada com base nas necessidadesda biomassa de ecossistema total além do animal.De acordo ainda com outra modalidade exemplar, as projeçõesde desempenho geradas pelo simulador 300 podem ser utilizadas para esti-mar a biomassa e teor de nutrientes de uma primeira espécie, isto é umafonte de alimento para uma segunda espécie. A primeira espécie pode seralga, bacteriana, invertebrada ou vertebrada. Por conseguinte, a saída dosimulador 300 pode ser utilizada para definir os ingredientes na terceira lis-tagem de ingredientes 430, incluindo biodisponibilidade e provisão de nutri-ente total. Por exemplo, onde a primeira espécie é camarão do mar e a se-gunda espécie é um peixe de água salgada de aquário, o simulador 300 po-de ser utilizado para gerar uma recomendação para otimizar a taxa de cres- .cimento e/ou teor de nutrientes do camarão do mar. A população de cama-rão do mar também pode ser calculada em vista de projeções de alimenta-ção para o peixe de aquário de água salgada. Esses camarões do mar po-dem ser então componentes na terceira listagem de ingredientes 430 e po-dem ser utilizados como componentes na formulação de uma ração otimiza-da de animal para o peixe de aquário de água salgada. Especificamente, osingredientes na terceira listagem de ingredientes 430 pode ser fornecidos aomotor de nutriente variável 450, discutido abaixo, 41 e formulador 500. Alémdisso, as projeções de desempenho associadas ao primeiro animal podemser utilizadas para projetar componentes futuros na terceira listagem de in-gredientes 430 e suas características.
Como mostrado no exemplo acima, o simulador 300, em combi-nação com a terceira listagem de ingredientes 430, pode ser utilizada paramodelar uma interação inteira entre um animal, os organismos em seu am-biente, e o próprio meio ambiente. A interação pode ser utilizada para satis-fazer necessidades atuais do animal e gerar projeções para o animal, outrosorganismos, e o meio ambiente.
Por exemplo, o meio ambiente da terceira listagem de ingredien-tes 430 pode incluir ingredientes e nutrientes associados em um pasto degrama de trigo. O pasto pode ser fertilizado com nitrogênio, potássio e fósfo-ro. O fertilizante pode ser de ocorrência natural, como de estrume de vacaou ninhada de aves domésticas, ou artificial, como um fertilizante químico.O pasto pode ser controlado por um produtor de animais de talmodo que o grama de trigo não fique mais maduro do que um estágio deproveito inicial, uma maturidade ótima para a qualidade de nutrientes. Apósmaturidade, o pasto pode ser pastado por bezerros de touro gordo de 181,4kg (400 libras) por aproximadamente dois meses. É reconhecido que o ani-mal, durante a pastagem fertilizará genericamente o grama de trigo natural-mente. À medida que os bezerros graze eles ganharão peso continuamente,que é composto principalmente de minerais, água, e proteína. Por conse-guinte, o nitrogênio, potássio e fósforo que é utilizado para fertilizar o gramade trigo se tornam um componente nutricional dos bezerros.
Após o gado ser removido do pasto, o produtor de animais podeescolher permitir que o grama de trigo cresça até maturidade para colheita.
O grama de trigo colhido pode ser transformado diretamente em outra fontede alimento, como farinha para pão, ou pode ser utilizado como forragem emum lote de ração. Grama de trigo utilizado para forragem pode ser eventual-mente coletado a partir do lote de ração, juntamente com estrume a partir dogado no lote de ração e colocado de volta no pasto. Os nutrientes na palha eestrume podem ser arados com disco no campo e são absorvidos pelas raí-zes da próxima cultura de grama de trigo.
Por conseguinte, o sistema 100, utilizando o simulador 300, po-de ser configurado para analisar iterativamente entradas variáveis que afe-tam não somente os animais, porém também o meio ambiente do animal,que pode, por sua vez, afetar os animais. Cada projeção pelo simulador 300pode ser iterativamente executada para determinar os efeitos sobre entradasrelacionadas com base nas projeções atuais.
A terceira listagem de ingredientes 430 pode incluir ainda proje-ções de 42 desempenho geradas pelo simulador 300. Por exemplo, o teor denutrientes de leite pode ser modelado para os animais específicos para umprodutor de animais. Esse modelo de teor de nutrientes de leite pode serutilizado como uma terceira listagem de ingredientes 430 para consumo porum animal mamando.
Cada listagem de ingredientes pode incluir ainda informaçõesadicionais associadas aos ingredientes. Por exemplo, uma listagem de in-gredientes pode incluir uma listagem de custos associados àquele ingredien-te. Alternativamente, um ingrediente no primeiro local pode incluir um custoassociado à produção do ingrediente, armazenagem do ingrediente, distribu-ição do ingrediente, etc., enquanto um ingrediente no segundo local podeincluir um custo associado à compra do ingrediente, e um ingrediente no ter-ceiro local pode incluir um custo associado ao aumento da biomassa, altera-ção do perfil de nutrientes, alteração de disponibilidade de nutrientes, etc. Asinformações adicionais podem incluir qualquer tipo de informações que po-dem ser relevantes para etapas de processamento posterior.
A Tabela 3 abaixo inclui uma lista exemplar de ingredientes quepodem ser utilizados na geração de formulação de ração para animais. Alistagem de ingredientes pode incluir um número maior, menor de ingredien-tes ou ingredientes diferentes dependendo de uma variedade de fatores,como disponibilidade de ingredientes, preço de entrada, tipo de animal, etc.
Tabela 3
Ingredientes Exemplares Apropriados para Uso na Formulação de Misturasde Ração Customizadas
<table>table see original document page 54</column></row><table>Tabela 3 -continuação-
<table>table see original document page 55</column></row><table>Tabela 3 -continuação-
<table>table see original document page 56</column></row><table>Tabela 3 -continuação-
<table>table see original document page 57</column></row><table>Tabela 3 -continuação-
<table>table see original document page 58</column></row><table>Tabela 3 -continuação-
<table>table see original document page 59</column></row><table>mações gerais, informações especificamente relacionadas ao usuário, infor-mações em tempo real, informações históricas, informações geograficamen-te baseadas, etc. O banco de dados de informações sobre ingredientes 440pode ser utilizado pelo motor de ingredientes 400 para fornecer informaçõesnecessárias para gerar uma formulação de ração otimizada em combinaçãocom informações fornecidas pelo usuário.
O banco de dados de informações sobre ingredientes 440 podeser adicionalmente configurado para acessar bancos de dados externos paraadquirir informações relevantes adicionais, como informações sobre merca-do de ração. Informações sobre mercado de ração podem incluir similarmen-te preços atuais para ingrediente, preços históricos para saída, informaçõessobre produtor de ingredientes, informações sobre teor de nutrientes de in-grediente, informações sobre timing do mercado, informações sobre merca-do geográfico, informações sobre custo de entrega, etc. O banco de dadosde informações de ingredientes 440 pode ser adicionalmente associado 46 aum simulador do tipo Monte Cario configurado para fornecer distribuiçõeshistóricas de preço de ingredientes e outras informações que podem ser uti-lizadas como entradas para outros componentes do sistema 100.
O motor de ingrediente 400 pode incluir ainda um motor de nu-triente variável 450 configurado para fornecer funções de rastreamento eprojeção para fatores que podem afetar o teor de nutrientes de um ingredien-te. Por exemplo, o motor de nutriente variável 450 pode ser configurado paraprojetar o teor de nutrientes para ingredientes com o passar do tempo. Oteor de nutrientes para alguns ingredientes pode alterar com o passar dotempo com base no método de armazenagem, método de transporte, lixívianatural, métodos de processamento, etc. Além disso, o motor de nutrientevariável 450 pode ser configurado para rastrear a variabilidade em teor denutriente para os ingredientes recebidos a partir dos produtos de ingredien-tes específicos para projetar um teor provável de nutrientes para os ingredi-entes recebidos a partir daqueles produtos de ingredientes específicos.
O motor de nutriente variável 450 pode ser adicionalmente con-figurado para considerar a variabilidade em teor de nutriente de ingredientes.A estimação de variabilidade de um ingrediente pode ser calculada com ba-se em informações relacionadas ao ingrediente específico, o fornecedor doingrediente, teste de amostras de ingrediente, etc. De acordo com uma mo-dalidade exemplar, variabilidade gravada e/ou estimada e co-variância po-dem ser utilizadas para criar distribuições que são amostradas em uma a -bordagem de Monte Cario. Nessa abordagem, o teor eficaz de nutriente deingredientes em uma formulação de ração otimizada é amostrado repetida-mente a partir dessas distribuições, produzindo uma distribuição de teoresde nutrientes. Necessidades de nutrientes podem ser então revisadas porquaisquer nutrientes para os quais o teor de nutrientes não é suficiente. Oprocesso pode ser repetido até que a confiança desejada seja obtida paratodos os nutrientes. O teor eficaz de nutriente para os ingredientes pode serutilizado para gerar uma formulação de ração de animal para um animal. Porconseguinte, o teor de nutriente para os ingredientes pode ser também utili-zado como entradas de formulação de ração de animal.
Com referência agora ao formulador 500, o formulador 500 éconfigurado para receber necessidades de animal a partir do simulador 300através do supervisor de empreendimento 200 e informações de nutrientes apartir do motor de ingredientes 400 com base em ingredientes disponíveis egerar uma formulação de ração de animal. O formulador 500 calcula umaformulação de ração de custo mínimo que atenda o conjunto de níveis denutrientes definidos nas necessidades de animais.
A formulação de ração de animal de custo mínimo pode ser ge-rada utilizando otimização de programação linear, como é bem conhecido naindústria. A formulação de custo mínimo é geralmente configurada para utili-zar ingredientes disponíveis para um usuário em combinação com ingredien-tes adquiridos para criar uma formulação de ração otimizada. Mais especifi-camente, a programação linear incorporará fontes de nutrientes fornecidaspor um usuário como grãos, forragens, silagens, gorduras, óleos, micronutri-entes, ou suplementos de proteína, como ingredientes com uma contribuiçãofixa à formulação de ração total. Essas contribuições são então subtraídas apartir da formulação ótima; a diferença entre a receita geral e esses ingredi-entes fornecidos pelo usuário constitui as combinações de ingredientes queseriam produzidas e vendidas para o cliente.
Alternativamente, o processo de formulação pode ser executadocomo uma simulação de Monte Cario com variabilidade em preço de ingre-dientes incluídas como faixas históricas ou projetadas para distribuição cria-da que são subseqüentemente otimizadas como descrito acima.
Com referência agora à figura 5, um fluxograma ilustrando ummétodo 600 para otimização de produção de animal é mostrado, de acordocom uma modalidade exemplar. O método 600 inclui geralmente identificarvalores otimizados para uma ou mais entradas de informações sobre ani-mais de acordo com pelo menos um critério de otimização. Embora a descri-ção do método 600 inclua etapas específicas e uma ordenação específica deetapas, é importante observar que um número maior, menor de ordenaçãoe/ou ordenações diferentes das etapas pode ser executado para implemen-tar as funções descritas aqui. Além disso, a implementação de uma etapapode exigir nova implementação de uma etapa anterior. Por conseguinte,embora as etapas sejam mostradas em um modo linear para clareza, váriascondições de Ioop back podem existir.
Em uma etapa 605, o supervisor de empreendimento 200 é con-figurado para receber as entradas de informações sobre animais. As entra-das de informações sobre animais podem ser recebidas a partir de um usuá-rio através da interface de usuário 210, povoada automaticamente com baseem dados relacionados, povoada com base em dados armazenados relacio-nados ao usuário, ou recebida em um upload de batelada a partir do usuário.
As entradas de informações sobre animais recebidas incluem uma designa-ção de uma ou mais das entradas de informações sobre animais como umaentrada variável. A designação como uma entrada variável pode ser recebi-da para única, múltipla ou todas as entradas de informações sobre animais.
Em uma etapa 610, o supervisor de empreendimento 200 é con-figurado para receber um critério de otimização através de interface de usuá-rio 210 ou, alternativamente, receber um critério de otimização pré-programado. O critério de otimização pode incluir maximizar produtividade,reduzir despesas, maximizar qualidade de saída, atingir metas de produtivi-dade, etc. Em uma modalidade exemplar, o critério de otimização pode seruma função de objetivo que requer minimização ou maximização. A funçãode objetivo pode ter limitações incorporadas na mesma ou pode estar sujeitaa limitações independentes. A função de objetivo pode ser uma função dequalquer combinação de variáveis do sistema de produção de animal.
Em uma etapa 615, o supervisor de empreendimento 200 é con-figurado para comunicar as entradas de informações sobre animais e critériode otimização ao simulador 300. Após receber as entradas de informaçõessobre animais e critérios de otimização, o simulador 300 é configurado paragerar um conjunto de necessidades de animais em uma etapa 620.
Em uma etapa 625, o conjunto de necessidades de animais écomunicado a partir do simulador 300 através do supervisor de empreendi-mento 200 para o formulador 500. O formulador 500 é configurado para ge-rar uma formulação de ração para animal de custo mínimo com base nasnecessidades de animais e informações de nutrientes recebidas a partir domotor de nutrientes 450 em uma etapa 630. A formulação de ração para a-nimal de custo mínimo pode ser determinada com base pelo menos em par-te nos componentes no ambiente de animais, representado pela terceira lis-tagem de ingredientes 430.
Em uma etapa 635, o supervisor de empreendimento-200 é con-figurado para gerar valores otimizados para uma ou mais entradas variáveisrecebidas na etapa 605, como discutido em detalhe acima com referência àfigura 2.
Embora funções específicas sejam descritas aqui como sendoassociadas a componentes específicos do sistema 100, funções podem seralternativamente associadas a qualquer outro componente do sistema 100.Por exemplo, a interface de usuário 210 pode ser alternativamente associa-da ao simulador 300 de acordo com uma modalidade alternativa.
Muitas outras alterações e modificações podem ser feitas napresente invenção sem se afastar do espírito da mesma. O escopo dessas e deoutras alterações tornar-se-á evidente a partir das reivindicações apensas.
Claims (44)
1. Sistema para gerar valores otimizados para entradas variáveispara um sistema de produção de animais, compreendendo:um motor de simulador configurado para receber uma pluralida-de de entradas de informações sobre animais e gerar uma projeção de de-sempenho, em que pelo menos uma das entradas de informações sobre a-nimais é designada como uma entrada variável e em que pelo menos umadas entradas de informações sobre animais inclui informações de genótipo;e um motor de supervisor de empreendimento configurado para gerar umvalor otimizado para pelo menos uma entrada variável em que o valor otimi-zado é configurado para otimizar a produção de animais com base pelo me-nos em parte nas informações de genótipo de animal.
2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, incluindo ainda ummotor de formulador, o motor de formulador configurado para receber infor-mações sobre ingredientes de ração de animal e gerar a formulação de ra-ção de animal composta dos ingredientes de ração de animal com base naprojeção de desempenho.
3. Sistema de acordo com a reivindicação 1, incluindo ainda umaleitora de meios genéticos configurada para receber as informações de ge-nótipo de animal a partir de uma representação de meios físicos.
4. Sistema de acordo com a reivindicação 3, em que as informa-ções de genótipo de animal são pelo menos um marcador de DNA genéticorepresentando informações para pelo menos um cromossomo especificado.
5. Sistema de acordo com a reivindicação 4, em que a represen-tação de meios físicos inclui ainda informações relacionadas a uma métricade expressão para um ou mais genes de animal.
6. Sistema de acordo com a reivindicação 1, em que as informa-ções de genótipo de animal são definidas pela expressão fenotípica de tra-ços ligados à capacidade genética.
7. Sistema de acordo com a reivindicação 1, em que a entradavariável é uma de um fator de animal, um fator ambiental, uma formulaçãode ração de animal e um fator econômico.
8. Sistema de acordo com a reivindicação 1, em que o motor desimulador inclui um simulador de desempenho de animal configurado paragerar um perfil de desempenho de animal com base nas entradas de infor-mação sobre animal que incluem as informações de genótipo de animal e aentrada de informações sobre o animal incluindo pelo menos uma entradavariável.
9. Sistema de acordo com a reivindicação 8, em que o motor desupervisor de empreendimento é configurado para acionar o motor de simu-lador com base em variações na entrada 50 variável para gerar uma plurali-dade de perfis de desempenho de animal.
10. Sistema de acordo com a reivindicação 9, em que o supervi-sor de empreendimento é configurado ainda para selecionar um valor otimi-zado para pelo menos uma entrada variável com base em aplicação de pelomenos um critério de otimização à pluralidade de perfis de desempenho deanimal.
11. Método para determinar valores otimizadores para entradasem um sistema de produção de animal, compreendendo:receber uma pluralidade de entradas de informações sobre ani-mais, em que pelo menos uma das entradas de informações sobre animais édesignada como uma entrada variável, as entradas de informações sobreanimais incluindo informações de genótipo^de animais; gerar pelo menosuma projeção de desempenho baseada nas entradas de informações sobreanimais; e gerar um valor otimizado para pelo menos uma entrada variávelcom base pelo menos em uma projeção de desempenho, as informações degenótipo de animal, e pelo menos um critério de otimização.
12. Método de acordo com a reivindicação 11, incluindo aindagerar pelo menos uma formulação de ração de animal composta de ingredi-entes de ração de animal com base nas informações de genótipo de animal.
13. Método de acordo com a reivindicação 12, incluindo aindaotimizar pelo menos uma formulação de ração de animal de acordo com pelomenos um critério de otimização.
14. Método de acordo com a reivindicação 11, em que a geraçãode um valor otimizado para pelo menos uma entrada variável com base nainformação de genótipo de animal inclui identificar genes específicos quesão expressos pelo animal em um ambiente específico.
15. Método de acordo com a reivindicação 11, em que a geraçãode um valor otimizado para pelo menos uma entrada variável inclui fornecerum efeito de modificação a pelo menos uma entrada variável.
16. Método de acordo com a reivindicação 11, em que a entradavariável é uma de um fator de animal, um fator ambiental, uma ração de a-nimal, e um fator econômico.
17. Método de acordo com a reivindicação 11, incluindo aindagerar uma pluralidade de perfis de desempenho com base nas informaçõesde formulação de ração de animal e a entrada de informação de animal in-cluindo pelo menos uma entrada variável.
18. Método de acordo com a reivindicação 17, incluindo aindagerar uma pluralidade de perfis de desempenho de animal com base em va-riações em pelo menos uma entrada variável.
19. Método de acordo com a reivindicação 18, incluindo aindaselecionar um valor preferido para pelo menos uma entrada variável combase na aplicação de pelo menos um critério 51 de otimização à pluralidadede perfis de desempenho de animal.
20. Método de acordo com a reivindicação 11, incluindo aindagerar iterativamente uma pluralidade de perfis de desempenho de animalcom base na variação de pelo menos uma entrada variável.
21. Método de acordo com a reivindicação 11, incluindo aindareceber a informação de genótipo de animal capturada e representada emum meio físico.
22. Sistema de otimização para produção de animais, compre-endendo:um motor de otimização, tendo um programa de função de obje-tivo no mesmo, configurado para receber informações de genótipo de ani-mal; e um sistema de modelagem de produção de animais configurado parareceber entrada de informações de animal, incluindo pelo menos uma entra-da variável, receber entrada de formulação de ração, e fornecer pelo menosuma saída de modelagem ao motor de otimização, a saída de modelagemgerada com base pelo menos em parte na informação de genótipo de animale incluindo um valor para a entrada variável, em que o motor de otimizaçãoutiliza o programa de função de objetivo para fornecer uma solução otimiza-da para pelo menos uma entrada variável com base na saída de modelagem.
23. Sistema de otimização de produção de animal de acordocom a reivindicação 22, incluindo ainda leitora de meios genéticos configu-rada para receber as informações de genótipo de animal.
24. Sistema de otimização de produção de animal de acordocom a reivindicação 22, em que as informações de genótipo de animal sãodefinidas pela expressão fenotípica de traços ligados à capacidade genética.
25. Sistema de otimização de produção de animal de acordocom a reivindicação 24, em que Os traços ligados à capacidade genética in-cluem pelo menos um entre saída de produção de animal, saída de trabalhode animal e acréscimo de proteína.
26. Sistema de otimização de produção de animal de acordocom a reivindicação 22, incluindo ainda um motor de formulador configuradopara gerar a entrada de formulação de ração.
27. Sistema de otimização de produção de animal de acordacom a reivindicação 22, em que a otimização da função de objetivo incluigerar iterativamente a saída de modelagem com base em variações em umaou mais entradas variáveis.
28. Sistema de otimização de produção de animal de acordocoma reivindicação 18, em que a entrada variável é uma entre um fator deanimal, um fator ambiental e um fator econômico.
29. Sistema para gerar valores otimizados para entradas variá-veis para um sistema de produção de animal, compreendendo:um motor de simulador configurado para receber uma pluralida-de de entradas de informações sobre animal e gerar uma projeção de de-sempenho, em que pelo menos uma das entradas de informação sobre ani-mal é designada como uma entrada variável e em que pelo menos uma dasentradas de informação sobre animal inclui informações de genótipo de ani-mal; e um motor de supervisor de empreendimento configurado para gerarum valor otimizado para pelo menos uma entrada variável em que o valorotimizado é configurado para otimizar produção de animal com base nasentradas de informações sobre animal.
30. Sistema de acordo com a reivindicação 23, em que o motorde simulador inclui um simulador de desempenho de animal configurado pa-ra gerar um perfil de desempenho de animal com base nas entradas de in-formações sobre animal que incluem a informação de genótipo de animal e aentrada de informação de animal incluindo pelo menos uma entrada variável.
31. Sistema de acordo com a reivindicação 24, em que o perfilde desempenho de animal inclui pelo menos uma métrica de expressão degene de animal.
32. Sistema para gerar valores otimizados para entradas variá-veis para um sistema de produção de animais, compreendendo:um motor de simulador configurado parar receber uma pluralida-de de entradas de informações sobre animais e gerar uma projeção de de-sempenho, em que pelo menos uma das entradas de informações sobre a-nimais é designada como uma entrada variável e em que pelo menos umadas entradas de informações sobre animais inclui informações de genótipode animal; e um motor de supervisão de empreendimento configurado paragerar um valor otimizado para pelo menos uma entrada variável em que ovalor otimizado é configurado para otimizar a produção de animal com baseem entradas de informações sobre animais que incluem informações de ge-nótipo de animal.
33. Sistema para gerar valores otimizados para entradas variá-veis para um sistema de produção de animais, compreendendo: um motorde simulador configurado parar receber uma pluralidade de entradas de in-formações sobre animais e gerar uma projeção de desempenho, em quepelo menos uma das entradas de informações sobre animais é designadacomo uma entrada variável; e pelo menos uma das entradas de informaçõessobre animais inclui informações relacionadas a um nível de expressão depelo menos um gene de animal; e um motor de supervisor de empreendi-mento configurado para gerar um valor otimizado para pelo menos uma en-trada variável em que o valor otimizado é configurado para otimizar a produ-ção de animal com base nas entradas de informações sobre animais.
34. Produção de produto alimentício pelo uso de um método pa-ra determinar valores otimizados para entradas para um sistema de produ-ção de animais, compreendendo:receber uma pluralidade de entradas de informações sobre ani-mais, em que pelo menos uma das entradas de informações sobre animais édesignada como uma entrada variável, as entradas de informações sobreanimais incluindo informações de genótipo de animal; gerar pelo menos umaprojeção de desempenho com base nas entradas de informações sobre a-nimais; gerar um valor otimizado para pelo menos uma entrada variável combase pelo menos uma projeção dê desempenho, as informações de genótipode animal, e pelo menos um critério de otimização; e produzir o produto ali-mentício utilizando o valor otimizado para pelo menos uma entrada variávelem um sistema de produto de animal.
35. Produto alimentício de acordo com a reivindicação 34, emque o método utilizado para produzir o produto alimentício inclui ainda gerarpelo menos uma formulação de ração de animal composta de ingredientesde ração de animal com base nas informações de genótipo de animal.
36. Produto alimentício de acordo com a reivindicação 35, emque o método utilizado para produzir o produto alimentício inclui ainda otimi-zar pelo menos uma formulação de ração de animal de acordo com pelomenos um critério de otimização.
37. Produto alimentício de acordo com a reivindicação 34, emque a geração de um valor otimizado para pelo menos uma entrada variávelbaseada nas informações de genótipo de animal inclui identificar genes es-pecíficos que são expressos pelo animal em um ambiente específico.
38. Produto alimentício de acordo com a reivindicação 34, emque a geração de um valor otimizado para pelo menos uma entrada variávelinclui fornecer um efeito de modificação a pelo menos uma entrada variável.
39. Produto alimentício de acordo com a reivindicação 34, emque a entrada variável é uma entre um fator de animal, um fator ambiental,uma ração animal, e um fator econômico.
40. Produto alimentício de acordo com a reivindicação 34, emque o método utilizado para produzir o produto alimentício inclui ainda geraruma pluralidade de perfis de desempenho de animal com base nas informa-ções de formulação de ração de animal e a entrada de informações sobreanimais incluindo pelo menos uma entrada variável.
41. Produto alimentício de acordo com a reivindicação 40, emque a geração da pluralidade de perfis de desempenho de animais inclui ge-rar a pluralidade de perfis de desempenho de animais com base em varia-ções em pelo menos uma entrada variável.
42. Produto alimentício de acordo com a reivindicação 41, emque o método utilizado para produzir o produto alimentício inclui ainda sele-cionar um valor preferido para pelo menos uma entrada variável com basena aplicação de pelo menos um critério de otimização na pluralidade de per-fis de desempenho de animais.
43. Produto alimentício de acordo com a reivindicação 34, emque o método utilizado para produzir o produto alimentício inclui ainda gerariterativamente uma pluralidade de perfis de desempenho de animais combase em variação de pelo menos uma entrada variável.
44. Produto alimentício de acordo com a reivindicação 34, emque o método utilizado para produzir o produto alimentício inclui ainda rece-ber as informações de genótipo de animal capturadas e representadas emum meio físico.
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