CZ306397B6

CZ306397B6 - Způsob řízení technologického vybavení živočišné farmy

Info

Publication number: CZ306397B6
Application number: CZ2014-964A
Authority: CZ
Inventors: Luboš Smutný
Original assignee: Agrosoft Tábor, S.R.O.
Priority date: 2014-12-30
Filing date: 2014-12-30
Publication date: 2017-01-04
Also published as: CZ2014964A3

Abstract

Vynález umožňuje sledovat data o lokalizaci a pohybové aktivitě jedinců ve skupině zvířat (6) opatřených vlastními identifikačními údaji pomocí lokalizačního prostředku (9) a akcelerometru (10). Z pohybové aktivity a lokality pobytu skupiny zvířat (6) se vyhodnotí její stav a pohoda a odhadnou se potřeby skupiny. Načež se vytvoří pokyny pro řízení technologického vybavení (2) nacházejícího se v místě pobytu skupiny zvířat (6) pro deaktivaci stresujícího technologického vybavení a/nebo pro aktivaci technologického vybavení pro uspokojování potřeb skupiny zvířat (6).

Description

Způsob řízení technologického vybavení živočišné farmy

Oblast techniky

Vynález se týká automatizovaného řízení živočišných farem, zejména farem pro chov skotu, při kterém bude v rámci konkrétní skupiny zvířat zapnuta automatizace technologického vybavení.

Dosavadní stav techniky

V současné době je známa identifikace zvířat na farmách pomocí pasivních elektronických transpondérů, které nosí zvířata upevněna v obojcích, v ušních známkách nebo v implantátech. Obojky rovněž mají upevněna identifikační čísla pro vizuální rozpoznání. Jakmile zvíře vstoupí do elektromagnetického pole čtecího zařízení, transpondér vyšle signál, který čtecí zařízení zachytí. Signál obsahuje identifikační údaje o zvířeti. Čtecí zařízení se vyskytují u technologických vybavení, která se zvířaty pracují. Mezi technologická vybavení farem s vazbou na identifikaci a řídicí elektronický systém a technologický software patří sledování a řízení dojicího procesu na dojíme, automatické krmné boxy, váhy, selekční a třídicí branky. Z ostatních technologických zařízení jsou to lehací boxy a stání, automatizované vyhmovací zařízení, dávkování krmivá, napájení, systém větrání, osvětlení atp. Zejména u technologického vybavení, které souvisí s výkonností zvířete, je nutné rozeznat jednotlivá zvířata.

V přihlášce vynálezu WO 2012/078 033 A je prezentován systém a způsob sledování jednotlivých zvířat. V rámci vynálezu jsou zaznamenány identifikační údaje zvířete pro jeho identifikaci ve stádě, poloha sledovaného zvířete v rámci monitorovaného prostoru, dále je zaznamenávána aktivita zvířete. Zejména je monitorováno chování zvířete v Čase mezi dojeními.

Nevýhody výše popsaného řešení spočívají v tom, že zvířata nejsou sledovány z hlediska jejich pohody, ale pouze výkonu. Automatizované vybavení na zvířata reaguje podle předdefinovaného programu a nebere v potaz proměnné vycházející z podstaty, že se jedná o živé tvory. Pokud skupina zvířat trpí nějakým nedostatkem, tak není možné ze sledovaných dat jednotlivých zvířat tento nedostatek napravit. Roste úroveň stresu mezi zvířaty, který negativně ovlivňuje welfare chovaných zvířat.

Studie a vědní obor zabývající se pohodou zvířat v chovech lze pojmenovat slovem welfare. Podstatou welfare je přizpůsobit farmu zvířatům natolik, aby respektovala jejich potřeby z hlediska živých tvorů, ale současně je dbáno na to, aby zvířata dosahovala nejvyšších výkonů. Ať už se jedná o produkci mléka, či růst jatečních zvířat.

Jedním z nových přístupů k získávání mléka beroucím v úvahu welfare chovaných zvířat jsou dojicí roboty, které identifikují zvířata a jsou schopny je oddojit, kdykoliv zvíře potřebuje. Zvířata do robotů dochází bez ohledu na denní dobu, robot zvířata identifikuje, oddojí, odmění je bonusovým krmivém a informaci o dojení odešle k zaznamenání do deníku zvířete. Nevýhody spočívají vtom, že ktomuto technologickému vybavení zvířata docházejí jednotlivě sami a robot pouze rozhoduje po identifikaci zvířete na základě četnosti návštěv v časovém období, zda zahájí dojení.

Úkolem vynálezu je vytvoření způsobu řízení farmy, který by sledoval zvířata nepřežitě po celý den, načež by na základě sledování řídil funkci technologického vybavení tak, aby byla zachována pohoda zvířat bez zbytečného stresu a prodlev.

Podstata vynálezu

Vytčený úkol byl vyřešen vytvořením způsobu řízení technologického vybavení živočišné farmy podle následujícího vynálezu.

Způsob řízení technologického vybavení živočišné farmy, zejména farmy zaměřené na chov skotu zahrnuje následující kroky. Nejprve zahrnuje označení zvířete identifikačními údaji a opatřením alespoň jedním lokalizačním prostředkem a akcelerometrem pro tvorbu dat o lokalizaci a pohybové aktivitě zvířete, následně pak identifikaci zvířete v technologickém vybavení, včetně 10 vyhodnocení sledovaných údajů o identifikovaném zvířeti a vytvoření pokynu pro technologické vybavení. Jako poslední krok zahrnuje způsob odeslání instrukcí pro řízení činnosti technologického vybavení, které podle instrukce působí na identifikované zvíře.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že se identifikační data a údaje o lokalizaci a pohybové aktivitě 15 vyhodnocují současně pro skupinu zvířat, načež se vytvoří instrukce pro řízení technologického vybavení nacházejícího se v místě pobytu skupiny zvířat pro dosažení prostředí respektujícího welfare skupiny. Vzhledem k tomu, že se zvířata srocují do skupin s podobným chováním a s podobnými potřebami, musí vytvořený způsob umět vyhodnotit potřeby skupiny a vyhovět řízením technologického vybavení skupině zvířat tak, aby byla udržena pohoda zvířat.

V dalším jiném výhodném provedení způsobu řízení technologického vybavení živočišné farmy podle tohoto vynálezu se pro skupinu zvířat vyčkávajících u krmícího technologického vybavení tvořeného krmným boxem, nebo krmným žlabem, aktivuje krmiči technologické vybavení mimo přednastavený automatický režim doplňování krmivá. Pokud zvířata rychleji stráví žrádlo a ná25 sledně musejí stát u krmného zařízení a čekat na další plánovanou dávku krmení, může se vlivem tohoto druhu stresu snížit jejich produkce mléka. Vytvořený způsob rozpozná, že zvířata jsou shromážděna z důvodu nedostatku krmívá a automaticky doplní další krmivo.

V dalším jiném výhodném provedení způsobu řízení technologického vybavení živočišné farmy 30 podle tohoto vynálezu se technologické vybavení tvořené automatickým vyhmovačem chlévské mrvy v místě pobytu skupiny zvířat při krmení dočasně vyřadí mimo provoz pro nerušený průběh krmení. Úklid stáje provádí vyhmovač chlévské mrvy v pravidelných intervalech. Pokud zvířata zrovna žerou a jsou ve skupině u krmného zařízení, je pro ně obtížné se vyhýbat jím samým navzájem a vyhmovači, který jim projíždí pod nohama a hrne před sebou mrvu. Podlaha se stává 35 kluzkou, mezi zvířaty se zvýší napětí a může dojít velice snadno ke zranění zvířete. Současně pokud je zvíře rušeno, nemusí se adekvátně nažrat, což znamená také negativní vliv na produkci.

V dalším jiném výhodném provedení způsobu řízení technologického vybavení živočišné farmy podle tohoto vynálezu je skupina zvířat sledována při pastvě, načež je technologické vybavení 40 tvořené napáječkou zprovozněno v místě pobytu skupiny zvířat. Z pohybu zvířat je možné předvídat, kde zvířata tráví odpočinek a kde pijí nejfrekventovaněji, načež se v daném místě provádí zásobování vodou častěji pro naplnění potřeb zvířat.

Výhody vynalezeného způsobu pro řízení technologického vybavení živočišné farmy se nacháze45 jí, v respektování potřeb zvířat, kdy vybavení pracuje na popud zvířat a nikoliv, aby zvířata vyčkávala na aktivaci vybavení, ve sledování chování skupin zvířat a celého stáda, ve vyhodnocení potřeb zvířat a uzpůsobení nejenom rozmístění technologického vybavení ale i uzpůsobení automatické funkce technologického vybavení pro respektování welfare chovaných zvířat.

Objasnění výkresů

Uvedený vynález bude blíže objasněn na následujících vyobrazeních, kde:

obr. 1 je schematické vyobrazení farmy opatřené systémem pro řízení technologického vybavení,

-2CZ 306397 B6 obr. 2 je schematické vyobrazení propojení jednotlivých částí systému.

Příklady uskutečnění vynálezu

Rozumí se, že dále popsané a zobrazené konkrétní případy uskutečnění vynálezu jsou představovány pro ilustraci, nikoliv jako omezení příkladů vynálezu na uvedené příklady. Odborníci znalí stavu techniky najdou nebo budou schopni zajistit za použití rutinního experimentování větší či menší počet ekvivalentů ke specifickým uskutečněním vynálezu, která jsou zde popsána. I tyto ekvivalenty budou zahrnuty v rozsahu následujících patentových nároků.

Na obr. 1 je schematicky vyobrazena živočišná farma 3 pro chov skotu. Farma 3 je zaměřena na chov samic skotu, takže uváděná zvířata 6 jsou z kategorie vysokobřezí jalovice a dojnice, a jsou ze skupin krávy v produkci, krávy suchostojné, krávy telící se.

Podle vyobrazení obr. 1 si každé zvíře 6 nese vlastní přenosný modul 5. Technologické vybavení 2 je rozmístěno v rámci prostorů farmy 3. V tomto příkladu provedení je technické vybavení 2 krmný žlab, napáječka a lehací box.

Každé technologické vybavení 2 je opatřeno čtecím zařízením 4 a je propojeno s řídicí jednotkou 8. Čtecí zařízení 4 mohou být na farmě situována i mimo technologické vybavení 2 pro přesnější lokalizaci zvířat 6.

Zvířata 6 se volně pohybují v ohrazených prostorech farmy 3 a na pastvinách. Pokud zvíře 6 má potřebu navštívit technologické vybavení 2, např. lehací box, dojde do lehacího boxu a lehne si. Přenosný modul 5 zvíře 6 pro lehací box identifikuje a řídicí jednotka 8 odešle instrukce pro řízení činnosti lehacího boxu.

Na obr. 2 je vyobrazeno schéma zapojení systému 1 pro řízení technologického vybavení 2 farmy 3. Přenosný modul 5 je tvořen odolným krytem upevněným k obojku zvířete 6. Uvnitř přenosného modulu 5 se nachází identifikační elektronický transponder 7, který odesílá do čtecích zařízení 4 identifikační údaje o zvířeti 6, jakmile se dostane do dosahu antény čtecího zařízení 4. Identifikační údaje zahrnují číslo zvířete 6, pod kterým je zvíře 6 vedeno v elektronickém deníku stáda.

Další součástí přenosného modulu 5 je lokalizační prostředek 9. Lokalizační prostředek 9 je tvořen GPS čipem, který lokalizuje zvíře 6 v rámci prostorů farmy 3 s velkou přesností. Čip je propojen s krátkodobou pamětí pro uchování dat o lokalizaci zvířete 6, než jsou data odeslána do řídicí jednotky 8. Další součástí přenosného modulu 5 je akcelerometr 10, který detekuje pohybovou aktivitu. To znamená druh pohybu a jeho intenzitu. I akcelerometr 10 je opatřen krátkodobou pamětí pro uchování dat o pohybové aktivitě, než jsou data odeslána do řídicí jednotky 8. Data jsou odesílána bezdrátově a jsou zachycena v anténě. Anténa je buď součástí čtecího zařízení 4 u technologického vybavení 2, nebo čtecího zařízení 4 volně umístěného na farmě 3. Přenos dat probíhá pomocí signálu dlouhých vln, jejichž použití přináší energetickou úsporu. Použití dlouhých vln prodlužuje životnost energetického zdroje uvnitř přenosného modulu 5 pro napájení jeho součástí.

Jak již bylo naznačeno výše v textu, čtecí zařízení 4 je tvořeno anténou pro příjem dlouhých vln. Jakmile je signál přijat, odchází ze čtecího zařízení 4 do řídicí jednotky 8, kde dojde k jeho zpracování.

Řídicí jednotka 8 je tvořena počítačem s alespoň jedním datovým úložištěm 14 a s alespoň jedním výpočetním blokem. Na datovém úložišti 14 je uložen alespoň jeden softwarový prostředek 11, který je zaváděn do výpočetního bloku pro řízení jeho funkce. Součástí softwarového prostředku Hje elektronická databáze druhů pohybů a databáze pokynů pro technologické vybavení 2. V řídicí jednotce 8 se dále nachází záznamový modul 12, který zahrnuje elektronickou databá

-3 CZ 306397 B6 zi stáda uloženou na datovém úložišti 14 a podprogram pro zápis a načítání dat z databáze stáda. Poslední součástí řídicí jednotky 8 v tomto příkladu provedení je modul alarmu 13. který zahrnuje alespoň jedno komunikační rozhraní. Jakmile dojde ke zjištění nestandardní události, nestandardních výsledků, je přes komunikační rozhraní odesláno upozornění obsluze farmy 3.

Do řídicí jednotky 8 jsou doručeny data o lokalizaci zvířete 6 a jeho pohybové aktivitě, včetně identifikačních údajů. Softwarový prostředek 11 data přijme, porovná je s předefinovanými daty a podle výsledků je identifikuje a přiřadí je jednotlivým pohybovým aktivitám zvířete 6. Následně zvolí nejvhodnější pokyn, který odpovídá dané pohybové aktivitě zvířete 6 a situaci na farmě ίο 3, načež připraví instrukci pro řízení činnosti technologického vybavení 2, kterou odešle do technologického vybavení 2.

Příklad 1

Pokud dojnice vyčkávají u krmného žlabu a jejich pohybová aktivita signalizuje nervozitu, souboje, či minimum přežvykování, je do krmného žlabu navezeno krmivo mimo naprogramovanou dobu krmení. Současně je ve stáji u krmného boxu vypnut vyhmovač chlévské mrvy, který by dojnice rušil při krmení.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob řízení technologického vybavení (2) živočišné farmy (3), zejména farmy (3) zaměřené na chov skotu, zahrnující označení zvířete (6) identifikačními údaji, přičemž se zvíře (6) opatří alespoň jedním lokalizačním prostředkem (9) a alespoň jedním akcelerometrem(lO) pro 30 tvorbu dat o lokalizaci a pohybové aktivitě zvířete (6) v prostorách farmy (3), následně zahrnující identifikaci zvířete (6) v technologickém vybavení (2), vyhodnocení údajů o identifikovaném zvířeti (6) na základě údajů o identifikovaném zvířeti (6) a dat o lokalizaci a pohybové aktivitě zvířete (6), vytvoření pokynu pro působení technologického vybavení (2) na identifikované zvíře (6) a následné odeslání pokynu pro řízení činnosti technologického vybavení (2), vyznaču35 j í c í s e t í m, že údaje o identifikovaném zvířeti (6) a data o lokalizaci a pohybové aktivitě zvířete (6) se vyhodnocují současně pro skupinu zvířat (6), načež se vytvoří pokyny pro řízení technologického vybavení (2) nacházejícího se v místě pobytu skupiny zvířat (6) pro deaktivaci stresujícího technologického vybavení a/nebo pro aktivaci technologického vybavení pro uspokojení potřeb skupiny zvířat (6).
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že pro skupinu zvířat (6) vyčkávajících u krmícího technologického vybavení (2) tvořeného krmným boxem nebo krmným žlabem, se aktivuje krmiči technologické vybavení (2) mimo přednastavený automatický režim doplňování krmivá.

3 Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že technologické vybavení (2) tvořené automatickým vyhmovačem chlévské mrvy je v oblasti pobytu skupiny zvířat (6) při krmení dočasně vyřazeno mimo provoz pro nerušený průběh krmení.

50 4. Způsob podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že skupina zvířat (6) se sleduje při pastvě, načež je technologické vybavení (2) tvořené napáječkou zprovozněno v místě pobytu skupiny zvířat (6).