CN105025703A - 动物互动装置、系统和方法 - Google Patents

Abstract

提供一种动物互动装置，包括食物访问组件，其允许和不允许访问食物的至少一部分。在不同实施方式中，允许和不允许访问食物的至少一部分取决于动物的状况。还提供了一种方法以提供上述装置给动物，可选地激活一个或多个指示器，经由一个或多个传感器感测该动物的第一状况，基于该动物的状况，使得先前受保护的食物可访问，并且随后，基于该动物的第二状况，使该食物再次可获得。还提供了一种自动与动物互动的系统，包括至少一个动物互动装置，其每一个包括初始互动规则以自动与该动物互动。提供了本发明的其他方面。

Description

动物互动装置、系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请请求2013年3月1日递交的美国临时申请No.61/771,161和2013年1月17日递交的美国临时申请No.61/928,939的优先权，其每一个通过引用整体并入于此。

关于联邦资助研究或开发的声明

不适用

以光盘递交的材料的引用并入

不适用

技术领域

本发明涉及用于动物互动的装置、系统、方法和套件(kit)。

背景技术

被驯服的动物、尤其是家养宠物每年有数千小时是无人照顾或者独自在家的，这通常发生在其饲主离家工作时。与人类不同的是，动物并没有自我娱乐的方式。从门的尺寸到灯开关的高度再到椅子的形状，动物饲养设备或房屋的几乎每个部分都是为适应人类而设计的。类似地，大部分家庭中的娱乐设备都被设计以与人类互动并且不易由家养宠物控制或接近。

仅在美国，多于4000万的家庭拥有至少一条狗，并且多于3500万的家庭拥有至少一只猫。许多这样的动物过着乏味的每一天，因此数百万的饲主对一次达数小时不理会其饲养的动物而感到内疚。

计算机控制的动物训练已经在科学和实验背景下存在了20年以上。然而，这些系统是昂贵的定制设备，并不适于家用。配置和操作这类系统所需的训练通常是为具有心理学、神经学和认知科学高级学位的持有者所准备的。激发动物的特定行为需要科学试验方面的技巧和耐心，并且已存在旨在回答与该行为及其生物学基础有关的问题的科技计划项目。

美国专利No.8,578,882描述了一种动物认知强化的系统和方法，然而，其不支持食物移除，或者其没有描述提供精确量食物的功能，不适于与宠物持续接触。虽然其描述了与“云”的互动以及从其他装置获取数据，但该数据无法告知装置的程序编制去影响该装置与动物互动的方式。而且，其设计不具有针对于宠物的耐损性。此外，该装置局限于经由视觉触动显示进行互动。

美国专利No.7,409,924描述了一种动物娱乐系统，尽管美国存在数亿美元的宠物产品产业，但该系统无法从市场购得。虽然该专利间接提到了使用传统的动物训练技术，但该专利并没有描述该自动化系统如何能够在不考虑动物状况的情况下引导与其系统不具备互动的动物开始与该系统进行接触。

在现有技术内有可能找到许多通过响应于动物的行动而提供积极或消极强化(reinforcement)来与动物互动的装置的实例。然而，这些实例全都只能提供选择性地分配零食(treat)或部分食物的可能性，并且其设计不能在随后防止对该零食或食物的访问。

因此，所需的是一种既能响应动物的状况、又能提供精确控制的强化的自动化动物互动装置和系统。市场亟需可以自动、有效并且可负担得起的、与动物进行物理上和认知上的接触而又不需要人类的直接和持续(ongoing)互动的装置和系统。

发明内容

本发明包括动物互动装置，其包括食物访问组件，其允许和不允许访问食物的至少一部分。在不同实施方式中，允许和不允许访问食物的至少一部分取决于动物的状况。在各种方面，以预定时间或者以动态地确定的时间允许访问食物。在各种方面，允许访问与不允许访问发生在不同时间。

在各种方面，上述装置提供：连接至食物容器的食物访问组件、连接至该食物容器的食物传送器以及连接至该食物传送器的展示平台，其中该食物传送器配置以相对于动物的状况、动态地将食物的一部分从该存储单元传送至该展示平台；以及与该食物访问组件、该食物传送器、该展示平台和至少一个探测器电连接的控制器，其中该控制器配置以控制该食物访问组件、该食物传送器、该展示平台和该至少一个探测器中每一个的功能，并且其中该至少一个探测器探测从该传送器传送至该旋转平台上的食物；以及包围该食物容器、食物传送器和至少一部分该展示平台的壳体。在各种方面，该展示平台可旋转。

在另一些方面，该食物容器包含食物。在其他方面，该食物根据预定规则(algorithm)动态地被传送，在又一些方面，该预定规则可经由网络被更新。在另一些方面，该装置还包括传输器，其中与该装置的功能相关的数据被电子地传输给至少一个远程计算机。

另一方面，该传送器是螺旋传送器。

另一方面，提供上述装置，并且在食物为动物粗粮的情况下，探测器探测单颗粗粮的分配或预定量颗粗粮的分配。

又一方面，该装置还包括至少一个传感器，并且该传感器可为至少一个相机。在另一些方面，该装置还包括至少一个指示器，并且该指示器可为至少一个扬声器或至少一个灯。

再一方面，至少一个传感器的数据被传输至控制器。又一方面，由该至少一个传感器提供的数据被传输至至少一个远程计算机。另一方面，该控制器可用预定规则编程，从而选择性地提供对部分食物的访问以及选择性地移除对该部分食物的访问。另一方面，该至少一个传感器用于提供关于动物状况的信息给该控制器。

在另一实施方式中，提供一种自动与动物互动的系统，包括至少一个动物互动装置，每一动物互动装置包括初始互动规则以自动与动物互动，该初始互动规则还包括装置指令，该装置指令选自以下构成的组：(a)展示激励和(b)持续地或间歇地记录选自动物状况、装置状态和此记录的时间所构成的组的变量以及(c)控制选自积极强化和消极强化所构成的组的强化的展示的时点和持续时间，其中间歇记录被传输给至少一个远程计算机，并且其中该至少一个远程计算机被编程以修改由该间歇记录告知的初始互动规则并将修改后的互动规则传输给该至少一个装置从而替换该初始互动规则。

在各种方面，该系统中设置的该动物互动装置是上文中首先描述的装置。另一方面，动物互动包括但不限于：训练、修改行为以及修改动物状况。在又一方面，从动物身上移除该积极强化或消极强化。

另一方面，持续或间歇记录中的数据被分析，并且该数据告知该至少一个动物互动装置初始互动规则或修改后的互动规则的修改。又一方面，该初始互动规则是启动该装置时下载的。再一方面，该互动规则是封装在至少一个远程计算机中的，并且指示该至少一个动物互动装置执行该指令。

在另一实施方式中，提供了一种动物互动方法，包括以下动作：对动物提供上文首先描述的装置；可选地激活一个或多个指示器；经由一个或多个传感器感测动物的状况；基于动物的状况，使得先前受保护的食物可访问；随后，基于动物稍后的状况，使得该食物再次受保护。在各种方面，该动物稍后的状况与该动物先前的状况相同。

在另一实施方式中，提供传送器以用于可控地、一次一个颗粒地、从料斗传送颗粒至集结区域，其中该颗粒的尺寸和形状不均匀并且直径限于尺寸X至尺寸20X的范围内。在各种方面，该颗粒为食物的团块。另一方面，该食物颗粒的尺寸在0.2cm至4.0cm的范围内。

在另一实施方式中，提供一种套件，其包括上文首先描述的装置以及操作该装置的指令，其二者都封装在适于存放的箱体中。

在又一实施方式中，上文首先描述的装置提供为使其底座直径至少为其高度的2倍。

通过参照以下说明书、实施例和随附权利要求书，本发明的这些和其他特征、方面和优势将变得更易于理解。

附图说明

本领域技术人员应理解的是，下面描述的附图仅为用于示例性目的。这些附图并非旨在以任何方式限制本发明的范围。

图1是装置的顶视图和侧视图。以侧视图描绘了动物互动。

图2是装置的透视图。

图3是装置的内部透视图。

图4是装置的内部侧视图。

图5是展示平台、食物托盘和食物的底视图和顶视图。

图6是展示平台、食物托盘和食物的侧面剖视图。

图7是展示平台组件的内部透视图。

图8是展示平台摩擦装置组件的放大图。

图9是传送器组件(A)和分解视图(B)。

图10示出了内部传送器组件，包括螺旋传送器、轴和电机。

图11示出了传送器组件倾角位置“A”和“B”。

图12示出了传送器组件倾角位置“A”和“B”的剖视图。

图13示出了自动与动物互动的系统。

图14示出了传送器功能。

图15示出了动物直接控制食物访问。

图16示出了带提示的装置互动

图17示出了缓慢喂食、自动分配、呆在附近、过来。

图18示出了将动物自动移动至新的互动机制的系统。

图19示出了实时动物位置提示。

具体实施方式

缩写和定义

为了便于理解本发明，在此使用的多个术语和缩写以如下方式定义：

动物：在此使用的术语“动物”指的是动物界的真核生物。这一定义包括但不限于：诸如狗、猫、鸟和其他宠物的陪伴型动物，以及诸如羊、牛和其他动物的牲畜和役用动物。

操作员：与装置互动从而操纵特定装置特征的人员。该定义包括但不限于，例如设置该装置、向装置加载食物以及如上所述控制并监测该装置的宠物饲主。

控制器：在此使用的术语“控制器”指的是动物互动装置的、包含连接有致动器、探测器、指示器、传感器等的线路的元件。该控制器可控制数据从该装置经由软件程序编制传送至该致动器、探测器、指示器、传感器和其他外围装置，反之亦然。本领域技术人员将意识到，该控制器可为单个微型芯片、电路板系统、插件(card)、主板元件、计算机和各种各样可控制外围装置的其他硬件。这类其他硬件可包括图形卡、游戏控制器、网络接口卡、闪存控制器等。

食物：在此使用的术语“食物”指的是(a)一个或多个颗粒形式的、传统的声称“营养全面”的动物食物，或(b)一个或多个动物可食用的任意食物颗粒(比如猫或狗的零食或粗粮)。

可访问：在此使用的术语“可访问”指的是一些东西(食物)可由非操作员获得的状态。

分配：在此使用的术语“分配”指的是使一定量的一些东西(例如，食物)可访问。

受保护：在此使用的术语“受保护”指的是一些东西(例如，食物)不可由非操作员访问的状态。

移除：在此使用的术语“移除”指的是使一定量的一些东西受保护(使食物的一部分受保护)。

料斗：在此使用的术语“料斗”指的是其内可存储食物的受保护空间。

食物托盘：在此使用的术语“食物托盘”指的是可供动物进食的托盘。

展示平台：在此使用的术语“展示平台”指的是该食物托盘所在的平台。该展示平台可旋转并在水平方向上滑动。

集结区域：在此使用的术语“集结区域”指的是受保护的空间，食物可位于其中并且可从其访问该食物。

传送器：在此使用的术语“传送器”指的是动物互动装置的组件，食物通过其从该料斗被传送至该食物托盘。该传送器可完全集成在系统中或者可为可动单元。

传送通道：在此使用的术语“传送通道”指的是该传送器所在的空间，传送器通过其传递食物。

料斗端：在此使用的术语“料斗端”指的是该传送器与该料斗相连通的那方面，食物通过其进入该传送通道。

传送端：在此使用的术语“传送端”指的是该传送器传送食物(已通过该传送通道的食物)至该食物托盘的那方面。

传送区域：在此使用的术语“传送区域”指的是位于该集结区域内的受保护空间，在该传送区域中，来自传送端的食物与食物托盘相通。

接收模式：在此使用的术语“接收模式”指的是展示平台的一种状态，在该状态下该食物托盘设置在该传送区域中以便接收食物。

检查模式：在此使用的术语“检查模式”指的是展示平台的一种状态，在该状态中该食物托盘可接受检查以确定是否包含食物。

展示区域：在此使用的术语“展示区域”指的是不受保护的空间，该食物托盘可移动至展示区域内从而使得可访问该食物托盘内的任何食物。

展示模式：在此使用的术语“展示模式”指的是展示平台的一种状态，在该状态中该食物托盘处于展示区域中并且是可访问的。

准备模式：在此使用的术语“准备模式”指的是展示平台的一种状态，在该状态中已知食物处于食物托盘中并且该装置准备按需切换至展示模式。

探测器：在此使用的术语“探测器”指的是探测食物的存在、缺失或位置的元件。

动物状况：在此使用的术语“动物状况”或“动物的状况”广义地限定为包括动物的任何行为、移动、姿势位、姿势位的变化或者任何生理或物理特征或者生理或物理特征的变化。

动物状况可反应动物相对于其物理特征的状态，例如，该动物关于限定空间的位置(或者该动物的一个或多个特定部位关于限定空间的位置或位置的变化)，该动物在该空间中的方位(或者该动物的一个或多个特定部位在该空间中的方位或方位的变化)，类似地还有其关于特定目标的位置或方位，或者其一个或多个特定部位关于特定目标的位置或方位或者关于特定目标的位置或方位的变化，例如，按下按钮(用爪子或鼻子)、压下控制杆、触摸触屏、舔舐饮水器、滚动轮子或球、敲击开关。

动物状况可指动物的姿势或姿势的变化，包括动物整体或其一个或多个部位的移动。一些实例包括：坐、站、走、跑(包括不同类型的步态)、转圈、躺下、趴下、侧躺、仰躺、两腿站立、四腿站立、抬起一个爪子、按下按钮、触摸触屏、移动控制杆、竖起尾巴、放下尾巴、摇尾巴。动物状况还包括面部表情或面部表情变化，包括嘴、唇、舌头、耳朵、眼睛、眼皮、眉毛、脸颊、鼻子或胡须的位置和移动。

动物状况还可指生理特征或生理特征变化，例如饱食或饥饿程度，口渴程度，小便或大便需求，温度，呼吸频率，血液、淋巴、眼内液(眼泪)或脑脊髓液中特定成分的水平，神经系统或者神经系统的一个或多个部分的生理活动。动物状况还可广义地指该动物关于健康或疾病的生理特征。

动物状况还可包括推测得到的情感特征，例如，兴奋或激励水平，感兴趣、厌倦、开心、伤心、沮丧、愤怒的水平，受促动、满足、嫉妒、羞愧、内疚的水平。

动物状况还可为上述中一种或多种特征的组合，并且可通过通常可识别的行为来描述，这些行为例如为：摇自己的尾巴、转圈、通过跑动或行走或滚动或滑动而向特定方向移动、追逐自己的尾巴。这些行为可以是发出的声音或者是可听到行为，例如，犬吠、音调起伏的鸣叫、呜咽、哭泣、咆哮、猫的咕噜声、吸气、吐气、咳嗽、打喷嚏。这些行为可为细微的运动，例如，咀嚼、啃咬、舔舐、嗅闻、转头、偏头。这些行为可以以一些方式与该动物的生理机能相关联，例如，小便、大便、蜕皮或换毛、擦、抓、蹭或梳毛。

该动物的状况还可指通过传感器直接感测到的、通过一个或多个传感器的信息的组合推导出的或者经由零个或更多个传感器的信息通过间接方法推测出的内容。例如，如果已知该动物上一次进食的具体时间，例如，8AM，那么可以推测出该动物在4PM的饱食度将比9AM时低。

传感器：在此使用的术语“传感器”广义地定义为包括配置以感测或推测动物的状况的任何元件。

激励：在此使用的术语“激励”广义地定义为包括可由动物感知到的任何视觉、听觉、触觉、知觉或味觉信息，或者可由动物感知的任何其他感觉。

指示器：在此使用的术语“指示器”广义地定义为包括可产生一个或多个激励的元件。

致动器：在此使用的术语“致动器”广义地定义为包括可引起该装置本身或该装置的任何其他元件的运动的装置元件。

动物互动装置、系统和方法

本发明涉及设计以与至少一个动物互动的装置、系统和方法。提供一种装置以用于与动物互动，并且该装置可以例如经由一个或多个指示器、经由一个或多个传感器并且经由在有限时段内展示食物奖励来操作。提供一种包括此装置的系统，该系统还可例如经由可存储该装置和其他装置的数据的网络连接至远程计算机，并且可基于该数据、并且可选地基于操作员(例如该动物的饲主)的输入来更新该装置与至少一个动物互动的方式。而且，描述了一种使用此系统和此装置的方法，例如，用以自动与动物互动。在此也提供了本发明的其他实施方式。

积极和消极强化

现有的装置被设计为向动物提供激励，但却不通过例如积极或消极强化来响应动物的状况。随之产生了不少问题。如果动物执行期望的行为或满足了期望的状况并且之后对它提供了强化(例如，一些食物)但它自己并没有足够快地受益于该强化，那么该强化的提供就无法满足其目标，并且更坏的情况是，所提供的强化甚至会构成对在开始提供该强化和消耗该强化(在食物强化的情况下为进食)之间的时间内表现出的一些行为或状况的强化。换言之，强化必须紧跟着期望被强化的行为或状况之后立即提供，而且尽管必须紧随该行为或状况之后，但并不能无止境地持续该强化。

动物行为养成的关键使可靠地随着期望的行为提供积极强化。动物执行特定行为预计能够得到奖励的程度决定了今后该行为频率的增加程度(相对于其他行为)。另一种方式中，强化提供的持续时间是必要因素：如果动物执行期望的行为X并且之后立即得到食物而被强化(以使得该行为可预计该强化)，那么在将来，相比于行为Y，该动物将更较多地执行行为X。然而，如果提供强化的时间持续太长而使得在提供该强化(例如，食物)之前该动物足以同时执行行为X和行为Y，那么该强化将对行为X和Y二者都起作用而不是仅对行为X起作用，并且该动物在将来将更多地执行行为X和行为Y这两种行为。

本发明克服了与现有装置相关的这些问题，并且能够通过本装置、系统和方法所提供的时间特异性确保了动物将奖励与特定期望的行为或状况相关联。

动物互动装置

本装置受控制器的控制并且可连接至与动物互动的多个传感器和指示器。该装置还包括存储单元，用于保持食物。此食物通常受保护(动物难以访问)并且部分食物以可受控的方式可被动物访问。该装置的操作包括在呈现食物后移除该食物的能力。实施例1-9提供该装置及其操作的非限制性实施例。

相应地，本发明提供一种动物互动装置，包括食物访问组件，其允许和不允许访问食物的至少一部分。在不同实施方式中，允许和不允许访问食物的至少一部分取决于动物的状况。在各种方面，以预定时间或动态地确定的时间允许访问食物。在此使用的术语“动态地”意指所描述的功能不是静态的或不变的。例如，动态地传送一部分食物可响应于动物的状况而进行，而不是有规律地以预定时间间隔进行。在不同的其他方面，允许访问和不允许访问发生在不同的时间。

在本发明的各种方面，上述装置提供：连接至食物容器的食物访问组件、连接至该食物容器的食物传送器以及连接至该食物传送器的展示平台，其中该食物传送器配置以根据动物的状况、动态地将食物的一部分从该存储单元传送至该展示平台；以及与该食物访问组件、该食物传送器、该展示平台和至少一个探测器电连接的控制器，其中该控制器配置以控制该食物访问组件、该食物传送器、该展示平台和该至少一个探测器中每一个的功能，并且其中该至少一个探测器探测从该传送器传送至该展示平台上的食物；以及包围该食物容器、食物传送器和该展示平台的至少一部分的壳体。在各种方面，该展示平台可旋转。在各种方面，该食物传送器可动态地提供该食物。在此更充分地描述该食物访问组件、该食物传送器、该展示平台以及至少一个探测器。该壳体可由任何合适的材料制成，并且本领域技术人员将意识到可用于构成该壳体的不同材料，包括各种塑料和金属。

另一方面，可旋转的展示平台连接至该食物传送器，其中该食物传送器配置以根据动物的状况、动态地将食物的一部分从该存储单元传送至该展示平台。

在又一些方面，该食物容器包含食物。在其他方面，该食物根据预定规则(algorithm)动态地被传送，在又一些方面，该预定规则可经由网络被更新。在另一方面，该装置还包括传输器，其中与该装置的功能相关的数据被电子地传输给至少一个远程计算机。本领域技术人员将理解，不同的传输器可与各种各样的接收器一起使用从而在本发明的各装置、各组件和各单元之间进行数据通信。该装置可与一个或多个远程计算机互动，从而实施控制器中的特定命令以及更新这些控制器命令。还可使用以下描述的系统来实施更新。

在又一些方面，该食物容器包含食物。在其他方面，该食物根据预定规则动态地被传送，在又一些方面，该预定规则可经由网络被更新。在另一方面，该装置还包括传输器，其中与该装置的功能相关的数据被电子地传输给至少一个远程计算机。

另一方面，该传送器是螺旋传送器。

另一方面，提供上述装置，并且在食物为动物粗粮形式的情况下，探测器探测单颗粗粮的分配或预定量颗粗粮的分配。

又一方面，该装置还包括至少一个传感器，并且该传感器可为至少一个相机。在另一方面，该装置还包括至少一个指示器，并且该指示器可为至少一个扬声器或至少一个灯。

再一方面，至少一个传感器的数据被传输至控制器。另一方面，该控制器动态地控制至少一个指示器。又一方面，由该至少一个传感器提供的数据被传输给至少一个远程计算机。另一方面，该控制器可用预定规则编程，从而选择性地提供对部分食物的访问以及选择性地移除对该部分食物的访问。另一方面，该至少一个传感器用于提供关于动物状况的信息给该控制器。

如图1A和1B所描绘的，装置100包括壳体102和料斗盖104。已描绘了各种各样的互动传感器和指示器110、112、114、142、143、144和145，但可提供任意数量的互动指示器以与动物106互动。此类传感器和指示器将在下文中充分讨论。

如图2所描绘的，装置100还包括展示区域140，其包括传感器110、112、114、142、144，食物托盘148，展示平台150，以及指示器110、112、114、143、145(110、112、114是既包括传感器又包括指示器的组件，下文中描述)。动物食物可被提供给食物托盘148并且在图2中示出为146。在一种配置中，传感器142和144可分别为麦克风和相机。在一种配置中，传感器110、112和114可为基于触摸的数字按钮。在一种配置中，指示器110、112、114和115可为可编程发光的彩色灯。在一种配置中，指示器143可为扬声器。

料斗

该装置包括食物容器，其中可放置食物。该料斗的容积可随装置的配置和与该装置互动的动物而变化。在一种情况下，如果动物是大型品种，比如大象，那么该料斗可具有与每日食物摄取量相当的容积，包括500L、400L、300L、200L、100L和其他容积。在另一种情况下，如果是不那么大的动物，那么食物的范围可从约5mL至20L，并且在各种方面可从10mL至10L，并且在各种方面可从20mL至5L，并且在其他一些方面可从50mL至1L。该料斗的围体(enclosure)可设计为使得其无法由动物打开、但在必要时可由操作员打开。

该容积(volume)被设计为使得其将食物引导至传送器，该传送器接着带着该食物离开该料斗朝向包含在展示平台的食物托盘传送。在一种配置中，该传送器可相对于该料斗而配置，从而形成向下朝向传送器底部的斜坡。

在各种方面，该料斗可包括其他特征，比如1)沿该料斗内侧的容积测量；2)沿该料斗内侧的透明垂直线，用以查看料斗内剩余食物的量；以及3)对料斗的内容物进行称重的量器，或电子地确定该料斗内食物的量的其他方法。

该料斗可被配置在该装置内从而可由操作员移除以易于清洁。优选地，该料斗配置为使得其尽可能靠近地面从而确保低重心以避免该装置倾斜。该料斗可配置为是可自动再填充的。

如图3所描绘的，料斗424包含一定量的食物(在本实施例中为约500mL)并且与受保护的传送通道422相连通。该传送器传送该一定量的食物146至展示平台150的托盘148，同时该托盘处于集结区域(底侧422)。料斗424、传送通道422和斜导轨420通过固定件附接至适配器430。本领域技术人员将意识到可使用各种各样的固定件，包括螺钉、铆钉和胶水。电机组件426附接至受保护的螺旋送料通道422的料斗端。可使用各种各样不同的电机，包括电池驱动的电机、DC驱动的电机等。电池可位于该装置中适当位置处，但优选地在底座400上。适配器430通过固定件附接至底座400。可选的支柱410可通过固定件附接至底座400。在该图中，展示平台150通过可旋转的组件设置在适配器430和底座400之间。该可旋转的组件包括转轴、滚动轴承、各种各样的润滑剂等等。本领域技术人员将意识到各种其他在适配器430和底座400之间提供旋转的展示平台的方法。图4示出了图3的截面。

图5示出了具有底部(图5A)和顶部(图5B)的展示平台150。图5B描绘了食物托盘148中的食物146。图6是展示平台150的截面图，图7提供了该组件的透视图但未示出该传送器，稍后将进行描述。

食物展示

为了完成在有限时间段内向动物展示食物的目标，需要一种移除对食物的访问的方法。

在一种配置中，当食物已进入集结区域后，并且如图3和图4举例所示，食物被添加至食物托盘148。食物托盘148朝向展示平台150的外周缘定位，当控制器发送旋转该食物托盘148的命令后，该展示平台150在电机的动力作用下转动，从而带动食物托盘148从其食物相对于动物受保护的位置到达该单元上被设计以利于动物消耗该食物的空间处。

在一种配置中并且如图7所描绘的，电机814经由弹簧加载的摩擦齿轮连接至该托盘。如图8所描绘的，该齿轮由与弹簧加载的摩擦齿轮902相关联的电机814构成，而该弹簧加载的摩擦齿轮902随后与该展示平台150的外周缘相关联。电机的转动因而引起该展示平台以消除例如对将其一只爪子放置在展示托盘上的动物的伤害的方式缓缓旋转。摩擦齿轮用于限制该展示平台通过滑移可施加的最大力(一旦其遇到足够的阻力)，从而消除所施加的力可能会足以引起对动物的伤害的可能性。

在食物展示之后，控制器使得电机814进入检查模式，并使用在正确定位的食物托盘148处指向下方的探测器520(未示出，但位置参见图12)来探测托盘里是否还剩余食物。可在食物托盘148移动经过探测器下方的同时进行检查，或者托盘可停留在探测器下方。

在一种配置中，为了确保食物颗粒146位于食物托盘148的中间，该控制器可运行“食物居中”程序，该程序反复移位该食物托盘。如果还有食物剩余，则平台可带着最后的食物颗粒进入“准备模式”。

在一种配置中，加载在摩擦齿轮910上的弹簧可被调节以增加或减少传递给平台的力，这取决于装置的安全要求。

在另一种配置中，该展示平台可经由锁定机构而锁定在适当位置。在特定配置中，该锁定机构由伺服电机控制，而在另一种配置中，该锁定机构由螺线管控制。在特定配置中，为该展示平台的每一个期望受控的位置提供锁定机构(例如，为接收模式提供一个，为准备模式提供一个，并且为展示模式提供一个)。也可提供单个锁定机构以将该展示平台锁定在任意位置。

传送器

该装置的一种配置使用了螺旋传送器以从料斗424传送食物(未示出)至集结区域，其在图4以及图9A和9B中描绘为传送器522。在美国专利No.1,892,206提供了此传送器的一个实施例，其通过引用并入于此。此传送器可向斜上方(upslopes)运送不同种类的颗粒。

如图9B和图10所描绘的，该传送器可由连接至电机510的螺旋体(screw)512构成，该电机510使该螺旋体512在螺旋传送通道422内转动。该螺旋体512设计用于移动的物体与螺旋体本身之间的低摩擦接触。通道422用于保持物体与该螺旋体512相接触但并不附着于该螺旋体，以使得该螺旋体的转动引起通道422内颗粒的移动。如果螺旋体是螺旋形(helix)的并且是无心的(centerless)(即，弹簧形状)，那么直径小于螺旋体直径的颗粒可以被传送。如果螺旋体具有中心(center)，那么只有直径小于螺旋体512和螺旋通道422的中心边缘之间距离的颗粒可以被传送。

螺旋体512可被理解为具有长的螺旋形叶片。该螺旋体的多个点紧靠着通道的底部。在这些点处，颗粒被叶片推动。如果从横向侧面观察该螺旋体，该螺旋形叶片外观呈现为被称为“风扇”的连续的线。每个风扇之间的距离是该螺旋体的“节距”。在无心螺旋体的情况下，该叶片可为扁平状的，其最短空间尺寸被描述为其“厚度”并且次短空间尺寸被描述为其“宽度”。

仍参照图9B和图10，螺旋电机510可设计为以固定量或可变量旋转该传送器。该电机与控制器(未示出)电连接，该控制器可使该电机在一个方向(传送方向)或两个方向上旋转。

该控制器可向电机510发送信号以使其以预定的固定量旋转或该电机510递增地旋转直至该控制器指示其停止旋转。后一种方式允许该控制器使得该螺旋传送器持续地进行传送，直至在食物托盘148上探测到食物，从而最小化了没有食物被传送到集结区域或者过多的食物被传送到集结区域的可能性。

典型地，当颗粒被传送时，其尺寸是预先规定好的(允许很容易地将其一一分离)或者其是以不同尺寸的颗粒组的形式被传送的。当颗粒的尺寸差异明显(例如，10倍的差异)并且需要可控地选择其中的一个颗粒时，现有的解决方案包括：(a)将机器视觉与可控抓取装置相结合，(b)通过限制尺寸的槽振动这些颗粒，或(c)使颗粒(垂直堆叠)移动通过带孔的平台。

此类装置必须执行的关键功能在于：(a)确保不妨碍颗粒的自由流动，(b)这些颗粒以一次一个的形式离开传送器(并且由此可按需分配)，(c)保护这些颗粒的物理完整性，以及(d)该传送器可处理在形状(例如，某些颗粒更扁平，其他的更滚圆)和尺寸(例如，一组颗粒中最小的颗粒的尺寸为X，而该组中最大的颗粒尺寸达到该尺寸的20倍或20X，例如0.2cm-4.0cm)上差异明显的颗粒。其他的期望功能包括：(1)所占用的空间相对于颗粒尺寸而言较小，(2)相对安静，(3)耐磨，(4)易清理，(5)容许低重心，以及(6)造价便宜。如上所述，现有方案无法实现(a)-(d)并且无法结合(1)-(6)。

在一个实施例中，在图4、图9A和图9B中描绘为传送器522，该传送器由通过转轴1100连接至可控动力电机510(图10)的螺旋形螺旋传送器512构成。该螺旋传送器与料斗424相关联以能够最小化或消除被磨碎或不完整的食物颗粒(未示出)被传送，并且能够消除该螺旋传送器512卡滞或堵塞的可能性(所提供的颗粒小于特定尺寸)。来自料斗的颗粒(也许一次少许地)进入位于通道422内料斗端处的螺旋传送器512。颗粒移动通过该螺旋传送器直至到达传送端。由于螺旋传送器512是向上倾斜的，其用于防止颗粒彼此垂直堆叠。在该传送端处，该传送器一次分配一个颗粒。位于传送端的探测器518探测颗粒的传送，并且将这传达给与电机连接的控制器。

图14提供了一种经由传送器传送食物的方法。在该图中描述了一种从包含多颗干燥食物的容器中提取一颗食物的方法。在需要分配食物奖励的状态下，该控制器开始启动。如果该控制器经由从探测器520获得的信息探测到食物托盘中已有一些食物，那么该控制器被编程以推测已满足需求并且不操作(食物已经被分配)。然而，如果食物托盘中没有食物，那么该控制器使该传送器以较小的加速度旋转，同时接收来自探测器518的输入并且分析该输入以确定是否有从一些食物从传送器掉落到托盘上。如果掉落探测器518倾翻，则假设食物已被分配。这可通过探测器520对控制器的输入来确认。

将食物从料斗424带入集结区域的其中一种方法是使螺旋传送器512的一端暴露并定位为使来自料斗的食物因重力而与螺旋传送器的叶片发生物理接触。在这种情况下，螺旋传送器中的残余物可被封存(例如，在通道422内)从而最小化食物颗粒的研磨和扭矩载荷。食物进入传送器的料斗端处的该螺旋传送器512，并且通过传送通道被传输至集结区域(在一种配置中，其为位于518正下方的、具有托盘尺寸的空间)。由于螺旋传送器可克服重力来传输颗粒，其可取得装置中可能的最低点处的食物，因此可允许料斗具有较低的重心，从而最小化装置会翻倒的可能性。

使用螺旋传送器的优势在于：能够处理各种不同尺寸的食物；固有的防止堵塞；简化结构，螺旋传送器仅使用一个电机和一个移动部件即可有效地进行传送。该螺旋传送器可配置为使得：在其料斗端，其周缘以5度至270度暴露于料斗。螺旋体暴露于料斗端的角度越小，研磨食物颗粒的机会就越少。其暴露的角度越大(高达180度)，食物将堵塞或结块的机会越小，从而防止更多食物在料斗端进入传送器。图11A和图11B为传送器提供可选的倾斜调整(图11是水平的，图11B以期望角度倾斜)。图12A和12B提供了传送器的横截面描绘。

表格1中提供了其他优势。

表格1

该螺旋传送器可以多种方式设计从而：

A.最大化可传送的食物类型的范围：可通过容许直径大于螺旋传送器半径的食物颗粒被传送的、开口无心(center-less)螺旋形状来实现这一点。

B.最小化食物颗粒研磨：可通过在螺旋传送器上设置柔软的塑料覆层或通过使传送器本身由柔软塑料制成来实现这一点。

C.最小化清洁需求：可设计使该传送器具有允许其进行“自清洁”的紧密度容限(tight tolerance)，从而确保所有食物颗粒(甚至粉末尺寸)离开料斗和传送器并被传送至集结区域。

D.最大化清洁便利性：该传送器可设计为能被容易地取出。其可设计为由允许其用于洗碗机的材料制成。其上可具有防止受到油基污物污染的覆层。

E.最大化替换便利性：仅该螺旋体或仅该电机或该螺旋体及其连接的电机二者可配置为可从整个装置移除并被替换。可能有利的是仅提供螺旋体部分从而适应于不同类型和尺寸的食物。可能有利的是替换螺旋体从而解决与螺旋体失效相关的问题。螺旋体可以如下方式连接至电机：使用可释放的夹具将螺旋体固定至电机。当夹具被释放，螺旋传送器的元件可被取出以用于清洁或替换。

F.最大化稳健性：通过使螺旋体由金属制成，该螺旋体可具有最大化的强度和柔性，从而防止螺旋体失效。

G.最小化食物分配量：合理选择传送通道角度，使得不直接与传送通道接触的食物能够向后朝着螺旋体的料斗端掉落，从而最小化了食物以集群形式而不是单颗形式传送至集结区域这种情况发生的机率。

H.最小化传送失效：通过增加无心螺旋体的叶片的宽度，可最小化食物不小心跌落至传送通道的可能性。

I.最小化传送端处或附近的食物以不可控方式进入集结区域的可能性：通过调整传送端“斜壁(cliff)”相对于传送器叶片角度的角度，可使特定颗粒优先从传送器转轴掉落。通过选择性地改变叶片以使其不再被优化以获得低摩擦，例如，通过使其叶片呈波浪状，有可能搅乱零食组并且最小化整组同时掉落的可能性。通过对传送端附近的叶片增加微型的铲状附加物(例如，平行于通道的长度而伸出并且近乎与叶片正交的片状物)，并且通过配置该通道以使得其首先横向地打开，该螺旋传送器可以从沿着该通道的长度移动食物过渡为向上传送(之前为通道的侧壁)。这将引起已经沿着螺旋体水平分布的食物团块逐一地从传送器被传送。

因此，在本发明的又一实施方式中，提供一种传送器，用于可控地、一次一颗地、从料斗传送颗粒至集结区域，其中，这些颗粒的尺寸和形状不均匀并且直径限于尺寸X至尺寸20X之间的范围内。在各种方面，这些颗粒是食物团块。在另一方面，食物颗粒的尺寸在0.2cm至4.0cm的范围内。

传送器控制

如图12A和图12B所描绘的，在传送器522使用“持续喂食”方法(比如螺旋传送器)将食物从料斗带至集结区域的情况下，探测一个或多个零食从料斗传送至集结区域的能力可容许进行可编程控制，从而允许在已探测到食物分配时停止该持续喂食。

仍参照图12A和图12B，用于传送器控制的探测器被定位为使其探测从传送器518的传送端的掉落事件，或者该探测器可被定位为使其探测集结区域托盘520内食物颗粒的存在。该探测器可与控制器电气连通，并且因此用于例如形成闭环系统，该闭环系统允许可变量的零食被传送至集结区域。

如果探测器定位为探测食物颗粒传送事件而不仅仅是托盘中食物颗粒的存在，那么通过使控制器对食物颗粒传送的探测事件进行计数，并且通过运行该传送器直至已观测到探测事件的数量，该装置可配置为传送2、3、4、5、6、7、8、9个或更多个零食至该集结区域。

集结区域

该集结区域用于保持已准备在接收到来自控制器的命令后就提供给动物的食物。该装置的一种配置使控制器仅在该装置处于接收模式时才传送食物至该集结区域。参考图12A和12B，该集结区域被描绘为位于探测器518、520的正下方。在另一实施例中，该装置可配置为在该集结区域内保持食物颗粒，然后当该展示平台150进入接收模式时、通过重力将食物带入托盘中。

食物托盘

在一种配置中，该食物托盘148(在不同附图中示出)是可移除的，从而允许用其他托盘进行替换并且易于清洁。在一种配置中，该食物托盘148使用磁体来保持与展示平台150的连接。在某些配置中，该食物托盘可由不锈钢构成，在另一些配置中，该食物托盘可由对动物安全的塑料构成。

控制器

在一种配置中，该控制器为操作员可编程的微型计算机，其可以无线方式连接至其他计算机。该控制器可被本地或远程编程。在一种配置中，其可通过操作员实时控制。其可位于壳体102下方。

传感器

在一种配置中，设置多个麦克风从而确定该系统的环境中声音的位置。在一个实施例中，该系统使用声音到达时间的差异来确定声音源方向。通过使用两个麦克风，可以识别声音的二维位置(沿着从麦克风阵列突出的平面)。通过使用设置为三角形的三个麦克风，可推测出三维矢量。增加的麦克风提高了声音定位的精度。多个麦克风的另一种用途是声音分离的应用：如果房间内混合了多个声音源，那么可以使用独立成分分析(Independent Components Analysis)进行去混合(de-mix)并且隔离各个声音源以用于进一步处理。这可助于动物识别以及基于声音确定动物状况的方法。

在另一种配置中，一个或多个麦克风用于感测语境信息。可使用麦克风来识别在该麦克风附近的人类语音的存在、内容和效价(valence)，以及可用于感测例如操作员是否因其宠物的行为感到沮丧或开心的信息。麦克风还可用于探测可能使动物分心、警觉或痛苦的事件。这可用于将动物状况可能会产生的变化告知系统，从而允许系统适当地调整其程序编制。该系统还可将声音事件与以下相关联：动物行为的变化；可用于告知系统程序编制“未来事件”的信息，以及可用于告知“系统如何响应其他动物的、程序编制的、修改”的信息。

在另一种配置中，环境中的声音信息可被记录。可靠地预测特定动物行为(例如，过激的犬吠)的诱因的声音信息可被呈现给操作员，以使得该操作员得知环境声音与动物行为之间的关系。

在另一种配置中，麦克风被用于记录整体环境噪声水平的音量。在另一种配置中，麦克风被用于识别人类发言者。

在另一种配置中，操作员使用一个或多个麦克风来记录对特定动物的特殊回应(例如，“狗狗好乖！”)。在另一种配置中，麦克风可被用于记录本身代表对动物的奖励的声音(例如，开罐头的声音)。在另一种配置中，一个或多个麦克风被用于感测犬吠、动物呜咽、动物喘鸣或动物撒尿。

在另一种配置中，超声传感器用于计算动物离房间中一点的距离(例如，该动物离该装置的距离)。该距离信息可被转换为给动物的反馈信息，用于驱使该动物到达离传感器特定距离处。该超声传感器还可与该装置上的接触传感器相结合，用于加快动物对“该接触传感器与通过强化早前事件(其中该动物仅靠近该按钮)来收获积极强化之间的关联性”的学习。

在另一种配置中，视觉传感器用于确定动物的姿势或追踪该动物的一个身体部位的位置。这允许该系统使用逐次逼近法向动物传达该动物应该执行的姿势或运动。例如，该系统可识别出“坐”这个姿势并且提供实时反馈信号以向该动物传达其应该坐得多低。通过用视觉传感器追踪特定的动物身体部位，该系统可提供实时反馈以向动物传达其应该将该身体部位移动至空间的什么位置。例如，其可提供绑定至动物鼻子位置的反馈信号，并且使用实时反馈向该动物传达其应该用其鼻子触碰地板上的特定位置。实施此类传感器的其中一种方案可使用(或类似地起作用的其变型)，其提供更服从于计算机视觉处理的视觉深度信息。另一种方案可使用基于LIDAR的视觉传感器。又一种方案可使用基于体视学的深度相机方案(两个相机，其使用平行视差信息来推测视觉深度)。再一种方案是使用具有能够从2D视频流提取深度信息的高级软件的单个相机。

在一种配置中，接触传感器可用于探测动物与动物互动装置或系统其它组件的接触。此类传感器可设计为鼓励动物互动，这可能是通过嵌入式视觉激励。这些接触传感器设计为“动物接触友好型”并且接受爪子、鼻子和其他动物身体部位的接触。这些传感器设计以抵御、制止或妨碍啃咬、刮擦或其他由动物产生的毁损。它们还可设计以应付重复的并且持续很久的使用。这些接触传感器可由LED或其他形式的动物可见的照明装置照射。这些接触传感器可由用户移动且由用户更换，从而使得由该用户嵌入的装置在损坏时可以很容易地被修理。此类接触传感器可以在尺寸上不同从而适应于不同尺寸的动物。此类接触传感器可设计以对小猫咪的轻轻按压极其敏感，同时还对德国牧羊犬的重压非常耐用。

该接触传感器可通过使用控制杆、“经过时触及”传感器、触觉传感器、电容式接触传感器或压力传感器而以不同的方式实施。如果该接触传感器是基于压力传感器的，那么其将能够提供更多关于与动物的接触(engagement)的信息。

在一种配置中，动物身上的加速度传感器可用于估计动物的活动水平和动物行为。可从该加速度传感器的数据推测出比如“坐”和“停”的动物行为。传感器的数据可存储在本地或远程计算机上，并且可与其他动物的数据相结合。还可通过例如对系统提供可用于帮助对动物进行分类和改善动物互动规则的有用信息的传感器来确定动物的活动水平。此类传感器可使用WIFI连接的动物活动监测器来实施，该监测器要么直接与动物互动装置通信、要么与能够与动物互动装置通信的远程计算机通信。

在一种配置中，热电偶可用于推测系统组件的环境温度。例如，位于该单元上的热电偶温度传感器可提供允许该单元基于该装置的环境温度来修改其行为的信息。

在一种配置中，“舔舐测试仪”传感器可用于测量动物舔舐该系统内组件的倾向。动物舔舐行为数据可用于推测动物状况的各方面。

在一种配置中，红外制动梁(beam-break)传感器用于探测动物互动装置附近是否存在动物或是否有动物与系统其他组件相关。该传感器可用于探测动物部位靠近系统的特定部分，从而向控制器和远程计算机提供与动物状况相关的有价值的信息。

在一种配置中，食物称重传感器可用于探测动物吃掉(或未吃)的食物量。此类传感器可向本地控制器或远程计算机提供有价值的食物信息，例如，关于不同种类食物或零食的受欢迎度。

在一种配置中，被动式红外传感器用于探测动物是否已靠近装置或者是否与装置或系统组件位于同一房间。通过使用被动式红外传感器，该系统还可推测动物的身体热度，从而提供关于动物状况的额外的有价值的信息。

指示器

在一种配置中，该装置可向动物提供反馈。可提供三种类型的反馈：积极反馈(即，积极强化：例如奖励，比如一口食物或零食)，反感反馈(即，消极强化：例如，以“吵闹”的声音的形式)，或信息反馈(例如，“主人会马上回来”)。不同类型的信息反馈包括“马上会给你食物”、“这是你应该记住的图案”或操作员可能想要传达的其他类型的信息。

有各种各样的提供积极、消极和信息反馈的方法。其中一种方案是通过扬声器的声音。可对扬声器编程以播放“授权”声音、“吵闹的”声音或记录饲主责骂该动物的音频(并且可能为视频)。超声波声音是提供消极反馈的有效方法，并且已被发展为一种简单的吠叫缓解形式(例如，当探测到狗的吠叫时，装置播放高音量的超声波声音使狗受到惊吓，暂时消除吠叫)。积极反馈可通过记录主人自己的声音、食物奖励、令动物振奋的声音(例如，打开一次性PETE塑料瓶的声音)、动物喜欢的“吱吱响的玩具”、婴儿哭叫母亲的声音和小动物痛苦的声音来提供。积极(但不那么令动物振奋的)声音包括沙沙作响的零食袋/瓶的声音和开罐器的声音。

在另一种配置中，灯可被用作给动物的指示器。这些灯可各自与特定按钮相关联或者可各自与该装置的整体环境相关联。该灯的颜色和亮度可通过编程控制，并且使灯闪烁还可用作对动物的反感反馈。可选择该灯自己的颜色从而具有含义，并且基于对动物有效的色谱而对动物可见。

在另一种配置中，可使得该动物可访问喜欢的玩具以作为积极强化，或者可将该玩具与该动物隔离以作为消极强化。可使该玩具对该动物可见，或者该玩具本身可被固定在该装置内窗口(hatch)后方：可通过升起窗口来使该玩具可被访问，并且通过降下该窗口来使该玩具受保护。

在另一种配置中，视频播放器可用于提供任何形式的反馈。在信息反馈的情况下，视频播放器可用于向动物演示如何执行特定任务。对于积极反馈，该视频播放器可展现主人的脸的图像。对于消极反馈，该视频播放器可快速和明亮地闪烁或显示动物不喜欢的图像(例如，主人的身体背对动物)。

在另一种配置中，可使用移除气味的设置来对动物提供积极、消极和信息反馈。设置令动物愉悦的气味可用作积极反馈。设置令动物不悦的气味(或移除令动物愉悦的气味)可用作消极反馈。主人的气味可用作一类积极反馈或消极反馈。设置待搜索或寻找的物体的气味可用作信息反馈。在另一种配置中，可使猫薄荷对于动物可访问或将其与动物隔离，从而向动物提供积极或消极反馈。

在另一种配置中，在此描述的该动物互动装置或该系统的组件可自己“开启”或“关闭”以作为一种形式的积极或消极强化，从而使用与装置自身的接触(engagement)作为对动物的奖励形式。

在另一种配置中，动物的味觉能力可用作积极或消极强化，其中“难吃”用作消极强化。

系统

如图13所描绘的并且在本发明的另一实施方式中，提供一种用于与至少一个动物互动的系统1300。该系统包括各种各样的组件，其一起操作从而自动与动物互动。图13提供了此系统的一个实施例。

因此，在本发明的一实施方式中，提供了一种用于自动与动物互动的系统，包括至少一个动物互动装置，其每一包括初始互动规则以自动与动物互动，该初始互动规则还包括装置指令，该装置指令选自以下构成的组：(a)展示激励，(b)持续或间歇地记录选自动物状况、装置状态和此类记录的时间构成的组的变量，(c)控制选自积极强化和消极强化构成的组的强化的展示的时点和持续时间，其中，间歇记录被传输给至少一个远程计算机，并且其中，该至少一个远程计算机被编程以修改由该间歇记录告知的初始互动规则并且将修改后的互动规则传输给该至少一个装置以替换该初始互动规则。

在各种方面，该系统中设置的该动物互动装置是上文首先描述的装置。在其他方面，该动物互动包括但不限于：训练、修改行为以及修改该动物的状况。在其他方面，从该动物处移除积极强化或消极强化。

在另一方面，持续或间歇记录中的数据被分析(segregate)，并且该数据告知该至少一个动物互动装置该初始或修改后的互动规则的修改。另一方面，该初始互动规则是在启动装置时下载的。在又一方面，该互动规则是封装在至少一个远程计算机中的，并且指示该至少一个动物互动装置去执行该指令。

仍参照图13，该系统可包括：一个1310或多个如上所述的装置1350；通过网络与一个或多个远程计算机1360通信的通信装置1330；由装置生成的一组数据1362；分析来自一个或多个其他装置1364的数据的能力；各装置的软件程序编制1322的更新能力1366；以及使用其他装置的数据的分析来更新装置的程序编制的能力。

因此，提供了一种自动与动物互动的系统1300，该系统包括至少一个动物互动装置1310，该装置包括预编程的互动规则1322以自动与该动物互动，该预编程的互动规则还包括选自以下构成的组的装置指令：(a)展示激励1313；(b)间歇地记录选自由动物状况1315、装置状态和此记录的时间的组的变量；以及(c)控制选自积极强化和消极强化构成的组的强化1317的展示的时点和持续时间；其中，间歇记录被传输给服务器1324的网络；并且其中，服务器的网络被编程以接收来自至少一个装置的间歇记录，并且被编程以修改由该间歇记录告知的预编程的互动规则1366且将修改过的互动规则1326传输给该至少一个装置以替换该预编程的互动规则。

可选地，该系统可包括更新移除食物的时点的能力，并且使用数据提供商来提供可并入该系统中的数据集成算法，比如视觉深度传感器，例如特征、LIDAR和基于体视的3D。

更具体地，该系统的组件包括：如上所述的装置1310，软件逻辑1322、1364、1366，互动数据和知识数据1362，系统操作员，操作员界面1380，通信装置1330，可选地以及社交网络。

该系统的一种组件是上述装置1310。该装置还可与外部硬件协作，该外部硬件包括其他可能具有无线通信能力的玩具、外置麦克风、外置相机、外置计算机、其他外置传感器等等。

该系统的另一组件是软件逻辑1322、1364、1366。此逻辑可在该装置上被预编程，或可使用不同的输入动态地生成，例如，通过网络。装置1322上的预编程软件可包含控制器(即，本地)和远程计算机(例如，服务器端)程序编制与基于控制器控制本地互动的程序的组合。此预编程软件逻辑可由操作员1384编程，和/或由远程计算机整体编程和/或执行。

软件逻辑还可包括装置更新逻辑1366。此类逻辑的实施例包括装置上询问其他计算机是否存在针对该装置的逻辑的可能的更新的指令，以及如果可获得其他更新、则将来自其他计算机的更新的逻辑传输给该装置1326并且使用该更新的逻辑替换当前运行的装置逻辑的指令，以使得该装置的行为得到适当地修改。装置更新逻辑的另一实施例中，当另一计算机检查所记录的该装置的变量并且潜在地被告知其他装置的信息、决定如果对该装置进行更新则可能获益、随后通知该装置建议其进行更新时，发生对逻辑的更新，然后该装置从另一计算机调用该更新的逻辑并且根据该最近更新的逻辑修改其行为。软件逻辑还可包括分析比如应用机器学习算法和技术。例如，可使用机器学习进行推测，比如确定特定事件的时间。机器学习技术还可用于对动物进行分类以确定其类别和子类别，并且当应用于多个装置的数据时，机器学习技术还可用于识别在特定方面类似的动物的群集。例如，机器学习技术可使用群集技术、基于由该动物和其他动物采集的数据、将特定动物归化到一个类别或一个子类别。机器学习技术还可例如经由统计回归来识别参数，这可基于动物的分类/子分类的知识。

软件逻辑还可包括人工智能程序和算法，其可用于做出决策并执行动作。通过调整用于更新该装置的决策以及关于更新的软件逻辑的配置的决策，这些决策和动作可影响装置上软件的更新。这些决策还可影响甚至是实时展示给动物的激励和强化的类型、性质、时间和环境。人工智能软件逻辑可包括动物状态的知识，并且可设计以做出关于一系列迭代更新的动物互动的决策，以使得该动物的状况达到特定目标状态。例如，该装置的操作员可将目标状态设定为该动物应尽可能地活泼，并且该人工智能软件逻辑将以实现这一目标为目的来选择激励、时间和其他装置行为。

另一方面，软件逻辑可包括通过操作员进行协同过滤。操作员可对各种各样不同的软件程序编制1386以及可用于修改该装置的程序编制的信息进行评价和排位。以这种方式，操作员可通过提供与不同程序编制的影响相关的反馈、对软件程序编制的优化做出贡献。

该系统还包括互动数据1362。该系统可提供和利用动物与装置互动的全部历史，包括每次互动的细节的日志以及可从所有传感器获得的所有信息，其中，该日至包括时间戳、按下的按钮、播放的声音、照射的灯光(颜色和亮度)。

该互动数据还可包含各装置之间的通信。分别在一个装置处的两个动物可分别发出可由其本地装置感测到的声音并且将该声音传输给另一动物的装置。在特定单元中，互动数据可被传输给其他单元。

来自其他动物的各单元的数据可被直接用于告知一个特定单元的程序编制。该系统允许预测动物将如何响应来自特定单元的激励，即使该特定动物所处的环境对于该动物而言是崭新的。这可通过搜索各动物之间的相似行为图案来完成。直到该特定单元或动物的本地历史与另一单元或动物(或集合中的一种单元或动物)的历史相匹配为止，本地单元可预测该动物将如何反应，并调整其程序编制以使得其关于该动物将实现一些目标状态的预测是持续地或间歇地最大化的。

知识也是该系统的一部分。例如，可在该系统中设置科学知识，比如认知模型(例如，情感状态和学习状态)、奖励计划、品种差异、性别差异以及种属差异。此类知识可与软件程序编制相结合地使用，以强化该装置与动物的互动。

该系统与各种各样的操作员1380互动。操作员可在系统中输入信息以修改该装置与一个或多个动物1384、1386互动的方式。例如，该操作员可输入动物行为1384的目标，比如活动水平、饮食和对指令(例如，“过来”或“按左键”)的响应。该操作员还可输入关于个人信息1386(例如，来自Facebook档案)、所拥有的宠物的数量、所拥有的装置的数量等等的信息以及提供音频提示(记录其声音以作为激励通过扬声器回放)。

动物(与该装置和系统互动的动物)可在系统中具有由操作员输入的信息，比如其种属、品种、年龄、性别、中性的/绝育的、活动水平、每周散步时间、乡村/城郊/城市、由操作员上传的照片等等。此类信息可用于强化该装置与动物的互动。

界面也是该系统的一部分。外部装置(例如手机、平板、浏览器/计算机)可用于与该装置1380互动。该装置上的按钮、至少一个麦克风、至少一个灯等可用于在该装置上输入信息。

在该系统的另一方面，可经由例如WIFI和光纤实现该系统和远程计算机1330之间的通信。可经由服务器(可选地)、经由WIFI(“直接”通信)以及经由宠物计划的“推送”(通知)实现操作员和该系统之间的通信。可经由该装置直接实现该系统和该动物之间的通信。

在该系统的另一方面，可选地可使用在线社交网络作为该系统的一部分。例如，该系统中使用的信息可包括宠物档案信息、“排行榜”(比如，与该装置和系统互动的动物的排位)、各种媒介(比如，宠物的视频、宠物与该装置互动的视频、宠物的图像)、软件程序编制预览(例如，提供关于协同过滤和程序编制质量的信息)，甚至包括各宠物彼此经由社交网络的“加好友”。

在此描述的该系统还可根据图14-19的流程图预览和操作。

又一方面，提供了一种该装置和该系统的整合方法，其中，该装置整体由远程计算机(例如，“服务器”或“云”)控制，由此不需要装置上的软件或最小化了这种需求。在这种配置中，该装置充当“哑终端”，其中，远程计算机更多地控制该装置的行为。在这种情况下，来自装置的传感器和探测器的一些或所有信息或许在数秒或数毫秒内被传输给该远程计算机。然后，该远程计算机可执行将该装置传输给计算机软件的信息与该远程计算机上执行的分析进行整合的操作。随后，该远程计算机可对装置反馈如下信息：告知该装置应该实践或者输出什么的信息，比如何时奖励该动物食物的信息，或者比如用于经由一个或多个指示器对该动物展示激励的、诸如声音数据的信息。

作为“哑终端”，在任意时间点都不需要在该装置上寻找任何关于该装置应该如何与动物互动的指令，或者只需要寻找少量指令。该装置可被安装并开始运行并且完全依赖于实时或近似实时提供的信息，从而有效地响应。该装置上的控制器主要用于作为从装置的传感器向远程计算机传送信息的中继站，并且用于执行来自该装置的远程计算机的指令。

方法

在另一实施方式中，提供了一种动物互动方法，包括以下动作：对动物提供上文首先描述的装置；可选地激活一个或多个指示器；经由一个或多个传感器感测该动物的状况，并且基于该动物的状况、使先前受保护的食物可访问；以及随后基于该动物稍后的状况、使该食物再次受保护。在各种方面，该动物的该稍后的状况与该动物先前的状况相同。本领域技术人员将理解使用本发明的该装置和系统的其它方法。

套件

提供了一种套件，其包括上述装置以及用于操作该装置的指令。该装置和该指令均被封装在适于存储在例如储物架上或适于通过邮政服务递送的箱体内。该套件还可包括标签、电力电缆、电池、DVD和/或其它信息携载媒介、与该装置相关联的一次性产品以及其它封装材料。

装置形状

由于该装置将作为食物源引诱动物，动物无疑将通过破坏或者进入受保护的空间而试图访问受保护的食物。该装置可设计为以多种不同方式考虑这些尝试的入侵。在某些配置中，该装置配置以具有低重心，从而使其难以翻倒或被撞倒。在一种配置中，这可通过设计使料斗的大部分空间尽可能低并且靠近地面来实现；在一种配置中，这可通过使螺旋传送器的料斗端比螺旋传送器的分配端低来实现，以使得可在该装置可能的最低点处接触到食物，并且因此该食物本身可充当压载。

相应地，在另一实施方式中，上文首先描述的装置设置为使其底座直径为装置高度的至少两倍。

在另一种配置中，可通过将受保护的空间的底部由重金属或致密塑料制成来实现低重心，该重金属例如为固态金属，比如钢或铸铁。在某些配置中，可通过在该装置内的低点处包括一些形式的压载来实现低重心，该压载比如为金属、石头、砝码、水槽、沙、砾石或其它重且自由流动的材料。

除了低重心之外，某些配置可通过提供将该装置附着于墙或地板或其它一些较大、较坚实的物体上的方式来减少该装置翻倒或被撞倒的可能性。在某些配置中，该装置可在避免其翻倒或被撞倒的服务中、通过螺栓、螺钉、捶击、胶水、环氧树脂胶合、由皮带附接、由线附接、由绳索附接、由支架附接或由其它一些装置附接至墙、地板或其它坚实物体。

在某些配置中，可确保该装置外部包含的可进入(accessible)的接合点、接缝或者可被操纵从而物理地移动该装置或足以翻动或推翻该装置的边缘尽可能少，由此避免破坏含有食物的受保护空间。在某些配置中，外壳可制成圆顶状，以使得暴露表面尽可能的平滑并且使得没有可用蹄子或爪子或指甲或手或脚获得牵引力的位置。

由于是通过滑动经过受保护空间中的开口的方式来使得食物不受保护，展示平台和外壳之间的接合处尤其重要。在某些配置中，该接合处以极小的公差制成，以使得动物的任何部位都无法在展示平台和外壳之间滑动。在某些配置中，使用确保该展示平台和该外壳之间的紧密装配的电刷或橡胶垫圈或橡胶滚轴对该接合处进行强化。在某些配置中，驱动该展示平台的系统是由具有离合器电机系统驱动的，该离合器在该展示平台需要的扭矩大于一些功能阈值的情况下将该装置系统从该展示平台脱离，这些情况表示某些东西被卡住了，最有可能是在该展示平台和该外壳的接合位置。这可能是在不期望的位置处的一颗食物，或可能是其它外来物体，或可能是动物的某个部位，比如试图手动地移动该平台以获得受保护的部分食物的动物的爪子。该离合器因此将充当该动物的安全机构并且还充当该装置的安全机构。

实施例

鉴于以下实施例，本发明的各方面将更易于理解，这些实施例不应以任何方式构成对本发明范围的限制。

实施例1-食物分配和移除

食物保持在受保护的料斗中，该料斗被保护在壳体内并且仅可由操作员访问。在该料斗的底部处是螺旋传送器，其可从该料斗、通过受保护的螺旋传送通道、将多颗食物运送至受保护的集结区域。螺旋传送器的料斗端暴露于食物，并且该料斗设计为使得其内的所有食物与传送器接触并且由此可被传送至该集结区域。该传送器通过转动该通道内携带食物的螺旋体而将该食物传送至该集结区域。允许食物颗粒从传送器掉落至该集结区域。食物的掉落可通过探测器探测到。由此，与该探测器通信的控制器可计食物颗粒的数量并且使用该数量控制通道内螺旋传送器的旋转，从而允许该控制器控制到达该集结区域的食物的数量。该集结区域由受保护的位置构成，来自该受保护的位置的食物可经由旋转的平台上的托盘带走。该平台与电机相关联，该电机旋转该托盘并且将该托盘带入该集结区域，使重力引起该食物掉落区域内的任何食物进入该托盘。该平台随后的转动可随后允许食物从该集结区域移走并且使得该食物潜在地可被动物访问。无论动物是否吃了该食物，该托盘都可通过该平台的转动而移动离开展示区域，从而再次使该食物受保护。本实施例内的传送器方面在图14中部分地示出。

该装置可记录食物分配和移除的每种情形并且将其经由计算机网络报告给另一计算机。该计算机记录每个报告，包括食物何时被分配、分配了多少食物以及所分配的食物是否已被该动物消耗。通过使用任何与网络连接的界面(例如，平板电脑)，操作员可检查所记录的历史的直观表现或原始数据。

实施例2-动物直接控制食物访问

在一种配置中，如图15所示，该装置被编程以根据动物的请求分配来自料斗的食物的一部分，该请求是作为动物状况的特定变化而由该装置感测到的。在装置已装载了适当量的食物并且已经执行了该装置的适当程序后，该装置可感测到一部分动物状况并且使用动物状况的该感测来分配食物。该装置可能需要通过例如提供视觉提示、声音提示或这些和潜在的其他提示的组合来提供对动物的一些指示：正准备分配来自装置的食物。在一段时间内，该装置可重复地对动物分配一部分食物，这可能是响应对该动物的状况的特性的重复感测。例如，该控制器可使用表示该动物已经与接触传感器进行了物理接触的信号来感测动物状况的变化并且分配食物。

通过分配并且移除食物，该装置可更快地训练动物主动地从装置请求食物。通过移除该食物，该装置可更清楚地告知该动物：该食物的分配是响应于该动物的请求而不是该动物的状况的其他特性。食物的移除进一步地防止了在动物不消耗食物时食物的累积：此类累积减少了由该装置经由食物提供给动物的奖励信息的有效性，因为其使得这种信息不那么始终如一。

作为该系统的一部分，该装置可通过计算机网络与远程计算机通信，其中，该远程计算机可记录分配结果的历史，以及不同的提示是否在“向该动物表示已准备分配食物”方面有效。另一计算机可使用来自该装置、以及可能地来自许多其他装置的结果与该装置交流关于哪些不同的可替换提示可能会更有效地用于向该动物表示“已准备分配食物”的信息。例如，或许该装置已经使用了A类提示，但发现其有效率仅为30％(即，当将其作为提示告知动物该装置已准备从该动物处接收输入时，每十次中仅三次地、该动物提供了该输入)；其后，该装置变化为使用B类提示并且发现其有效率为60％；然后，与该装置通信的另一计算机可基于收集自其他装置的观察结果识别出A：30％、B：60％的图案而提出C类提示，并且预测该C类提示更可能产生比D类或E类好的结果。

实施例3-使用提示的装置互动

在一种配置中，如图16所示，该装置被编程以通过展示一组声音和视觉激励而不时地与动物互动，该激励指示了该动物要想被分配食物而应该采取的动作(例如，按下最右边的按钮或按下最左边的按钮)。即，在每次互动过程中，该动物必须执行两个动作中的一个，即，由激励指示的正确的那个动作，从而接收食物奖励。该控制器被编程以在各次互动之间等待可变时隙(例如，在30秒和600秒之间的一些时隙)。

当到了互动时间时，该控制器随机地选择两个动作中的一个让动物来执行，并且展示如果动物执行了期望的动作将获得的激励。例如，如果当前互动期望按下左边的按钮，那么左边的按钮将被点亮并且扬声器会播放低声调(1kHz，或其他一些与左边按钮相关联的声音激励)，而如果期望按下右边按钮，那么右边按钮将被点亮并且扬声器将播放较高音调(6kHz，或其他一些与右边按钮相关联的声音激励)。该激励将持续展示一段时间，并且该动物将在这段时间内通过按下左边或者右边按钮来作出响应。

该控制器感测由该动物作出的响应，并且确定正确的响应。如果动物作了正确的动作(例如，响应于左边激励而按下了左边按钮)，那么该控制器将通过短时段(例如2-10秒)内分配一些食物给该动物来奖励该动物，在该时段之后该食物将被移除。通过移除该食物奖励，该动物将更强烈地将该奖励时段与其表现联系起来，因为该动物会将该食物奖励变得可访问以及该食物奖励被移除均进行关联。除了提供食物奖励之外，伴随着该食物奖励，可提供或不提供第二非食物奖励激励。例如，可由扬声器播放表示正确行为的声音。

如果该动物作出了不正确的动作(例如，响应于左边激励而按下了右边按钮)，那么食物将保持受保护状态，并且该动物必须等待直到下一次互动，从而试图接收实物奖励。此外，扬声器播放“正确声音”(例如，讨厌的声调或一些其他声音)指示该动物执行正确的动作。

当集成到较大系统中时，该装置将所有其动作和传感器读数报告给远程计算机。该远程计算机保存这些互动的历史，并且与其他计算机和装置的历史相结合，向装置控制器发送关于使用哪个频率、实物奖励展示的持续时间、所使用的正确声音的类型以及给动物提示展示的时点的信息。

实施例4-缓慢喂食

在一种配置中，如图17所示，该装置被编程以缓慢地给动物喂食，以例如确保该动物不会吃得太快从而存在发生消化问题的风险。当操作员的目标是缓慢地对动物喂食时，该操作员将该动物摄取量的食物放入料斗中。然后，该操作员执行该装置程序。该装置可以接收模式启动，在该模式下该传送器传送一颗或多颗食物至该食物托盘内，并且可选地在其后证实一颗食物已到达该托盘。在喂食间隙(下文中指明)，该装置触发展示平台的旋转，并使该装置进入展示模式。由此，食物的一部分变得可访问，在这种情况下是因为该展示平台在1秒至120分钟的固定、可变或随机时间段内处于展示模式。此后，该装置可进入检查模式，并且确定在该装置当前已处于展示模式期间是否已消耗食物或消耗了多少食物。在这种情况下，该装置可移除食物，并且这用于提供关于该动物对食物的兴趣及其进食规律的信息给操作员和装置。食物的移除和检查确保了食物不会在食物托盘中累积，并且该动物一次仅食用一小部分食物。该喂食间隙可以是固定的、可变的或随机的，并且通过使用将确保在给定时间段内喂饱动物作为目标的算法来选择该喂食间隙。

当集成到系统中时，该装置经由计算机网络连接至其他计算机。在一种情形下，该装置经由双向网络连接而连接至充当服务器的远程计算机。该远程计算机可通过网络连接(其具有正确的授权)连接至任何第三计算机。用户可通过该第三计算机经由网络连接从清单中选择上述“缓慢喂食/自动分配”装置配置。通过该第三计算机并且经由该第二计算机，该装置的操作员可为“缓慢喂食”装置配置选择不同的技术参数，比如展示食物的持续时间。

实施例5-呆在附近

自上述“缓慢喂食”扩展的一种配置中，如图17所示，该装置被编程以使得所分配的食物可被访问的时段更短(即，改变在分配和移除之间的时间；图19中的短FPD)。这样，该装置可因动物离该装置更近而奖励该动物。例如，如果食物一次只能访问3秒，那么为了有机会消耗所分配的食物，该动物将需要离该装置足够近。这样，该装置可训练该动物“呆在附近”。

实施例6-过来

在一种配置中，如图17所示，该装置被编程以将该动物从其他位置召唤至该装置。当动物不在该装置附近时，通过提供可被该动物察觉到的激励、并且在展示该激励之后在增加的时段内分配食物并使得该食物可被访问，该动物学会越来越快地到达该装置，这是因为在展示该激励后过慢到达该装置处会导致接收不到食物奖励。

在上述实施例中，所展示的激励可自定义为人说话的声音，例如说“过来”的声音。利用人说话的变化，并且使该变化足够类似于与该动物生活在一起的人类说话的变化，该动物可学会从装置处“过来”并告知该人其已学会。

实施例7-被触发的“过来”和“呆在附近”

在一种配置中，如图17所示，通过将实施例“呆在附近”和“过来”的原理与外部触发相结合，该动物可按需被驱使到该装置处并呆在该装置附近。例如，以避免使动物在门开着的时候跑出门为目标的操作员可执行装置上的“过来并呆在附近”程序，从而促使该动物呆在特定空间内。在另一实施例中，只要门是开着的或门铃响，该装置可被触发以执行“过来并呆在附近”程序。应清楚的是，这种配置中的“过来”部分和“呆在附近”部分均需要移除食物从而有效地起作用。

实施例8-动物移动

在一种配置中，如图18所示，该装置将动物从简单互动过渡到更全面的互动。互动初始化时进行的其中一种设置是选择动物提示灯；当选定后，设置灯的亮度、选择其颜色并且配置其闪烁速度。可选地，该系统可选择根据其程序编制而动态地改变该提示灯的这些设置。初始化时的另一种设置是确定食物展示的持续时间将如何：在该持续时间内该动物将能够访问装置中食物的一部分。当使用提示灯时，该食物展示持续时间还可为多个不同展示持续时间的动态程序，每一展示持续时间由装置控制器控制。在装置互动初始化时确定的另一设置是互动的总持续时间：其为该互动开始之后该动物可选择与该装置互动的总时段。当使用前述两种设置时，该装置并不选择初始化过程中的固定持续时间，而是可选择随装置控制器的控制下的动态程序而变化的持续时间。在装置初始化时所作的另一种配置是第二强化声音的配置。该声音是紧跟在主强化事件之后提供的，从而在动物体内形成所选定的第二强化事件和该主要强化事件的生理性联系。尽管该第二强化事件很可能是事先选定的，但该系统还可具有通过装置的控制器动态地控制或改变的第二强化。

这一流程所提供的关键学习要素是：只要该装置探测到该动物已按下按钮，该装置的程序编制就发生变化。只要该系统探测到该动物按下了按钮，该系统从自由分配食物的“自动分配”切换到动物必须按下按钮从而接收食物的“动物直接控制食物访问”程序。

实施例9-实时动物位置提示

数百万的宠物独自呆在家中无事可做。当家里没人时，娱乐系统和宠物都是闲置的。连接至许多这种娱乐系统的通常是“游戏机”，比如提供强大且灵活的计算平台的或的装置。和的最新版本还提供基于相机的输入：其用途是为人类提供基于体位的界面。尽管这些装置设置为供人类使用，但它们也可用于追踪任何可见物体的位置和物理配置。

通过使用3D相机，该动物可被训练以将其一个身体部位定位在对3D相机可见的空间的特定区域。通过首先教导该动物“过来”(参见上文)而启动该装置。一旦该动物可见，该装置就估计特定身体部位的位置，例如该动物的鼻子(参见图19)的位置。然后其计算动物的身体部位和空间内目标区域之间的误差。如果该动物的身体部位位于该目标区域内，该装置就奖励该动物。如果该动物的身体部位在该区域之外，该装置发出声音，该声音被调制以近乎实时地响应该动物的鼻子和该目标区域之间的距离，从而经由该声音表示该动物的身体部位与目标区域的距离。该程序始于容易误入的较大目标区域，从而为该动物提供机会使其学会哪种声音调制对应于获得奖励。在动物已经成功进入该目标区域之后，该区域的尺寸可逐渐变小，从而挑战该动物并进一步教导其声音的调制与食物奖励之间的对应关系。

优势

在此描述的装置和系统的优势在于其成本。在一个实施例中，该系统可与许多家庭已经持有的家庭游戏系统一起使用，并且可增加额外的组件-该动物装置装置，以与宠物互动。并不需要额外的花费，不需要购买分立的专用计算机、特殊用途相机系统、特殊用途扬声器、追踪装置或者视频监视器。另一优势在于该驱动是由软件驱动的，这允许无限量的训练、娱乐、监测和研究互动程序。使用先进的大众市场家庭游戏/计算机系统的另一优势在于该系统可连接到网络。这允许快速更新用于控制各程序、动物监测以及甚至动物与其他动物互动(电气地)的机会的软件。使用联网的、基于软件的装置的另一优势在于其可允许饲主与训练程序互动并开发可替换的训练程序、分享其宠物与其他宠物的进步并且讨论程序的可能修正。该系统的简易、熟悉的硬件和软件控制的另一优势在于易于使用，动物的饲主不需要学习使用除该动物互动装置之外的任何新硬件。

计算机控制的自动家庭动物训练装置不再广受市场欢迎，尽管相关大众可用技术建议已提出了多达六年。已有的发明和方案在这一点上都未能获得市场成功，并且均不具备得到验证的灵活性或有效性。现有技术中描述的那些方案都昂贵并且复制。在此描述的本发明既不昂贵也不复杂。

操作

初始设置：操作员(人类)可首先用适当的宠物零食或食物填装分配器，并且将该动物互动装置连接至家庭电子系统。该动物互动装置可被放置于附近任何动物可接近的位置。

一开始有可能的是，该操作员可对动物互动装置编程以使该操作员自己的声音可对动物发出命令。当该动物互动装置提示该操作员时，其说出所需的短语(取决于语言和操作员喜好)，例如“过来”以及对于所使用的程序而言正确的其他指令。

可选地，操作员还可将该动物互动装置连接至家庭娱乐系统。当启动系统时，该操作员因此还将开启家庭游戏及娱乐系统。这还允许该系统潜在地使用3D相机传感器。在后一种情况下，还可能存在对系统的额外校正，在此过程中用户可告知系统潜在相关的不同物体的名称(例如，狗玩具、鞋子)。该系统还可收集该动物的视线范围，从而采集足够的视觉数据以在将来再次识别该动物。一旦操作员执行该初始设置，其运行该软件，此时该软件开始作为娱乐/训练/监测/研究系统运行。

初始动物方位

在触发奖励提示并且产生食物奖励后，该系统将试图吸引该动物的注意力。该系统可使用(或许是闪烁的)灯并且创建具吸引性的可听见的声音，从而确保该动物查找食物奖励所在的区域。一旦该动物证实知晓了该奖励位置，可进行增加提示时点和提供奖励之间的延迟的训练，以增加该奖励提示对动物而言的重要性。如果该系统具有3D相机传感器，该系统还可利用这个机会获取关于该动物的额外数据，例如，该动物如何移动以及它看起来像什么。

典型应用

一旦该动物已熟悉该系统的操作，该操作员将启动软件操作，或许他/她会选择(训练/研究/监测/娱乐)程序，并且会选择观察该动物(无疑每个操作员一开始都会这么做)，或选择让动物单独与系统呆在一起。操作员和系统之间或者该操作员和该动物之间不再需要其他互动(直到该操作员选择终止该软件，或许是为了使用家庭娱乐系统作其他用途)。

假定仅有该系统和该动物，则该系统很有可能做的第一件事是试着取得该动物的注意力。该动物已学习了奖励提示与奖励之间的关联。取决于特定配置和系统内各组件的可用性，可继续进行的下一目标(如果3D相机可用)很可能是给动物提示和奖励以使其到达并呆在该系统前方的一个位置处。该系统还可设计为更多地利用程序内的操作，由此提供与各方的额外接触(engagement)。

然后，该系统的程序编制赋予该动物新的行为和技能，从而增加该动物与该系统的接触(engagement)。通过使用各种技术(可能是以上示出的技术的衍生物)，该系统可训练该动物以使该动物学习展示在视频屏幕上的信息的关联性并且使该动物学习通过声音展示(经由扬声器)的信息的关联性，由此，该动物甚至可学习对系统本身执行一定量的控制，例如，该系统可教导该动物使用自己的身体作为“鼠标”来控制该动物希望互动的程序。

网络融合

控制动物训练/娱乐/监测/研究程序的软件还可提供平台以用于由操作员创建的/可修改的和可共享的程序。这将允许数百万操作员共享、比较和协作开发更多(更精细的)程序，容许(例如)操作员发现其动物可能具备的新的能力。这还可提供基于付费的生态系统程序，由此该平台允许某些操作员出售动物训练程序给其他操作员。

研究融合

操作员可选择允许其动物参与经由网络传送的研究实验。例如，具资格的研究者可能希望了解动物在动物的不同年龄阶段的平均工作记忆容量。研究者可能选择支付动物饲主费用，或动物饲主可能被要求在一定比例的时间内提供其动物，或者动物饲主可能仅选择允许其动物被用于(温和的)其他类型奖励的实验目的，或仅出于仁慈或好奇心的原因。

操作员程序建立和修改

可提供允许操作员修改训练程序的软件。该程序设计软件的简单版本可能类似于“草拟”编程环境(http://scratch.mit.edu,)，但也有可能提供基于文本的程序设计功能。软件可以是可完全定制的，但操作员可能着重于最优方法以实现特定目标，即，其宠物。

表格2中提供了其他用途的实施例

1)动物竞赛-操作员可允许其宠物与世界各地的其他动物竞赛，例如

a)最多的锻炼

b)最强的认知能力

c)学会最多的词汇

d)掌握最多的技能

2)监测-操作员可观察其动物，例如

a)关注点(highlights)(实时地)

b)可能因特定事件而警惕

3)健康追踪，例如

a)步态分析

b)针对健康问题的行为分析(沮丧、焦虑、痴呆、哮喘等)

4)锻炼，例如

a)程序可使动物在地板上的各点之间来回跑动

5)可集成一个或多个激光器以在地面上呈现目标点。

6)可使用不同类型的奖励装置以允许使用系统来训练/监测/娱乐/研究鸟类

7)可包括使用和控制反感反馈狗项圈。

8)可包括使用反感声音，可能是高声调的反感声音，这通过利用家庭娱乐系统的扬声器或其他装置实现。

9)还可包括特殊设置(“更新”)-使用硬件，例如

a)带电/反感或积极奖励狗项圈。

10)治疗机制例如可用于通过偶尔提供或根据动物的请求提供操作员的图像/声音来防止焦虑问题

11)可包括使用电子动画“爱抚”装置。

12)可包括发出与动物相关的不同味道的装置。

13)多视频显示。

14)奖励装置可与计算机进行双向模式的通信，例如

a)提供关于零食/食物贮藏状态的信息

b)提供确认动物已进食的信息。

15)奖励装置可使用多种不同方法来吸引动物的注意力，这在初始阶段尤其有用，例如

a)灯

i)闪烁

b)声音，例如：

i)激励性刮擦

ii)激励性操作员声音

iii)零食落下并碰撞表面。

16)操作员可每天为动物展示关注点回放，例如

a)可与其他操作员在线共享“关注点回放”。

17)可训练多个动物以使其在活动中互动。

18)可教导动物回避特定的家具件。

19)系统可与以下集成，例如，

a)允许操作员潜在地与其宠物持续互动的Google^tm Glass^tm

20)系统可利用关于操作员的一整天的所记录信息(例如，声音讯号)来生成训练激励。

其他实施方式

提供上述详细说明以帮助本领域技术人员实践本发明。然而，所描述的和在此声明的本发明的范围不受在此公开的详细实施方式的限制，因为这些实施方式旨在例示本发明的若干方面。任何等同实施方式应视为落入本发明的范围。事实上，本发明的除在此示出并描述的之外的、不脱离本发明的精神和范围的各种不同修改将通过前述说明而对于本领域技术人员清楚易懂。此类修改也应视为落入随附权利要求书的范围内。

参考引用

本申请所引用的所有出版物、专利、专利申请和其他参考物都通过引用整体并入于此以用于所有目的至以下程度：等同于明确地并且单独地指出各个公开物、专利、专利申请或其他参考物都通过引用整体并入于此以用于所有目的。此处参考物的引用不应视为承认其为本发明的现有技术。

附图标记

100：动物互动装置

102：装置壳体

106：动物

110、112、114：可编程点亮/发光的互动接触传感器/指示器

104：食物料斗盖

140：食物展示区域

142：麦克风

143：扬声器

144：相机

145：环境提示灯

146：食物

148：食物托盘

150：展示平台

400：装置平台

410：装置支柱

420：传送器斜导轨

422：食物传送通道

424：食物料斗

426：传送器电机组件

428：传送器枢轴

430：传送器/平台支撑架(还有810、812)

510：传送器电机

512：螺旋传送器线圈

518：食物掉落探测器

520：食物存在探测器

522：传送器组件

810：传送器/平台支撑架(还有430、812)

812：传送器/平台支撑架(还有430、810)

814：展示平台电机

902：展示平台摩擦装置组件

905：展示平台电机轮

910：展示平台摩擦装置轮

1100：传送器电机轴

1300：动物互动系统

1302：动物

1304：激励

1306：动物状况

1308：强化

1310：动物互动装置

1312：指示器

1313：控制器经由指示器展示激励

1314：传感器

1315：控制器经由传感器感测

1316：食物访问组件

1317：控制器控制强化的展示

1320：控制器

1322：动物互动规则

1324：传输数据给远程计算机

1326：更新动物互动规则

1330：网络通信

1350：其他动物互动装置

1360：远程计算机的网络

1362：数据存储

1364：数据分析

1366：更新动物互动装置的指令

1380：操作员界面

1382：数据和分析可视化

1384：操作员命令界面

1386：操作员数据输入

Claims (36)

1.一种动物互动装置，包括：

食物访问组件，其基于动物的状况、允许和不允许访问食物的至少一部分。

2.如权利要求1所述的装置，其中，以预定时间允许访问所述食物。

3.如权利要求1所述的装置，其中，以动态地确定的时间允许访问所述食物。

4.如权利要求1所述的装置，其中，允许访问与不允许访问发生在不同时间。

5.如权利要求1-4所述的装置，其中：

所述食物访问组件连接至食物容器；并且

食物传送器连接至所述食物容器；并且

展示平台连接至所述食物传送器，其中，所述食物传送器配置以相对于动物的状况、动态地、将食物的一部分从所述存储单元传送至所述展示平台；并且

控制器与所述食物访问组件、所述食物传送器、所述展示平台和至少一个探测器电连接，其中，所述控制器配置以控制所述食物访问组件、所述食物传送器、所述展示平台和至少一个所述探测器中每一个的功能，并且其中，至少一个所述探测器探测从所述传送器传送至旋转平台上的食物；并且

壳体包围所述食物容器、所述食物传送器和至少一部分所述展示平台。

6.如权利要求5所述的装置，其中，所述展示平台可旋转。

7.如权利要求5和6所述的装置，其中，所述食物容器包含食物。

8.如权利要求5-7所述的装置，其中，所述食物根据预定规则而被动态地传送。

9.如权利要求8所述的装置，其中，所述预定规则可经由网络被更新。

10.如权利要求1-9所述的装置，其中，所述装置还包括传输器，并且其中，与所述装置的功能相关的数据被电子地传输给至少一个远程计算机。

11.如权利要求5所述的装置，其中，所述食物传送器是螺旋传送器。

12.如权利要求1-11所述的装置，其中，在所述食物为动物粗粮的情况下，所述探测器探测单颗粗粮的分配或预定数量颗粗粒的分配。

13.如权利要求1-12所述的装置，其中，所述装置还包括至少一个传感器。

14.如权利要求13所述的装置，其中，所述传感器为至少一个相机。

15.如权利要求13和14所述的装置，其中，来自至少一个所述传感器的数据被传输给所述控制器。

16.如权利要求13-15所述的装置，其中，由至少一个所述传感器提供的数据被传输给至少一个远程计算机。

17.如权利要求13-16所述的装置，其中，至少一个所述传感器用于提供关于动物的状况的信息给所述控制器。

18.如权利要求1-17所述的装置，其中，所述装置还包括至少一个指示器。

19.如权利要求18所述的装置，其中，所述指示器为至少一个扬声器。

20.如权利要求18所述的装置，其中，所述指示器为至少一个灯。

21.如权利要求5-20所述的装置，其中，所述控制器动态地控制至少一个指示器。

22.如权利要求5-21所述的装置，其中，所述控制器可用预定规则编程，以用于选择性地提供对部分所述食物的访问以及选择性地移除对所述部分食物的访问。

23.一种自动与动物互动的系统，所述系统包括：

至少一个动物互动装置，其每一个包括初始互动规则以自动与动物互动，所述初始互动规则还包括装置指令，所述装置指令选自由以下构成的组：

(a)呈现激励；以及

(b)持续地或间歇地记录选自由动物状况、装置状态和此记录的时间构成的组的变量；以及

(c)控制呈现选自由积极强化和消极强化构成的组的强化的时点和持续时间；

其中，间歇记录被传输给至少一个远程计算机，并且

其中，至少一个所述远程计算机被编程以修改由所述间歇记录告知的初始互动规则并将修改后的互动规则传输给至少一个所述装置从而替换所述初始互动规则。

24.如权利要求23所述的系统，其中，所述动物互动装置是权利要求1所述的装置。

25.如权利要求23和24所述的系统，其中，所述互动选自由训练、修正行为以及修正动物状况构成的组。

26.如权利要求23-25所述的系统，其中，移除所述积极强化或消极强化。

27.如权利要求23-26所述的系统，其中，来自持续或间歇记录的数据被分析并且告知至少一个所述动物互动装置所述初始或修改后的互动规则的修改。

28.如权利要求23-27所述的系统，其中，所述初始互动规则是在启动所述装置时下载的。

29.如权利要求23-28所述的系统，其中，所述互动规则是封装在至少一个所述远程计算机中的，并且指示至少一个所述动物互动装置执行所述指令。

30.一种动物互动方法，所述方法包括：

对动物提供如权利要求1所述的装置；并且

可选地激活一个或多个指示器；并且

经由一个或多个传感器感测所述动物的状况；

基于所述动物的状况，使得先前受保护的食物可访问；

随后，基于所述动物稍后的状况，使所述食物再次受保护。

31.如权利要求30所述的方法，其中，所述稍后的状况与先前的状况相同。

32.一种传送器，用于可控地、一次一个颗粒地、从料斗传送颗粒至集结区域，其中，所述颗粒的尺寸和形状不均匀并且直径限于尺寸X至尺寸20X的范围内。

33.如权利要求32所述的传送器，其中，所述颗粒为食物的团块。

34.如权利要求32和33所述的传送器，其中，所述食物颗粒的尺寸在0.2cm至4.0cm的范围内。

35.一种套件，包括如权利要求1所述的装置以及操作所述装置的指令，均封装在适于存放的箱体中。

36.如权利要求1所述的装置，其中，所述装置的底座直径至少为所述装置的高度的2倍。