IT202000005326A1 - Metodo per l’addestramento e l’intrattenimento automatizzato di un animale - Google Patents
Metodo per l’addestramento e l’intrattenimento automatizzato di un animale Download PDFInfo
- Publication number
- IT202000005326A1 IT202000005326A1 IT102020000005326A IT202000005326A IT202000005326A1 IT 202000005326 A1 IT202000005326 A1 IT 202000005326A1 IT 102020000005326 A IT102020000005326 A IT 102020000005326A IT 202000005326 A IT202000005326 A IT 202000005326A IT 202000005326 A1 IT202000005326 A1 IT 202000005326A1
- Authority
- IT
- Italy
- Prior art keywords
- animal
- processing
- unit
- loudspeaker
- visual stimulation
- Prior art date
Links
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 title claims description 103
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 38
- 238000012549 training Methods 0.000 title claims description 13
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 58
- 230000006399 behavior Effects 0.000 claims description 41
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 claims description 27
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims description 27
- 230000003542 behavioural effect Effects 0.000 claims description 25
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 15
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 14
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 13
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 12
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 8
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 8
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 8
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 7
- 238000004886 process control Methods 0.000 claims description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 241000282472 Canis lupus familiaris Species 0.000 description 7
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 7
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 5
- 238000000586 desensitisation Methods 0.000 description 5
- 206010052804 Drug tolerance Diseases 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 230000026781 habituation Effects 0.000 description 4
- 208000019901 Anxiety disease Diseases 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000036506 anxiety Effects 0.000 description 2
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000013135 deep learning Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 241000282326 Felis catus Species 0.000 description 1
- 206010039740 Screaming Diseases 0.000 description 1
- 208000000810 Separation Anxiety Diseases 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 230000035045 associative learning Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000003292 diminished effect Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000009191 jumping Effects 0.000 description 1
- 230000013016 learning Effects 0.000 description 1
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000031868 operant conditioning Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000006748 scratching Methods 0.000 description 1
- 230000002393 scratching effect Effects 0.000 description 1
- 230000001235 sensitizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01K—ANIMAL HUSBANDRY; CARE OF BIRDS, FISHES, INSECTS; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
- A01K15/00—Devices for taming animals, e.g. nose-rings or hobbles; Devices for overturning animals in general; Training or exercising equipment; Covering boxes
- A01K15/02—Training or exercising equipment, e.g. mazes or labyrinths for animals ; Electric shock devices ; Toys specially adapted for animals
- A01K15/021—Electronic training devices specially adapted for dogs or cats
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01K—ANIMAL HUSBANDRY; CARE OF BIRDS, FISHES, INSECTS; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
- A01K29/00—Other apparatus for animal husbandry
- A01K29/005—Monitoring or measuring activity, e.g. detecting heat or mating
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01K—ANIMAL HUSBANDRY; CARE OF BIRDS, FISHES, INSECTS; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
- A01K5/00—Feeding devices for stock or game ; Feeding wagons; Feeding stacks
- A01K5/02—Automatic devices
Description
DESCRIZIONE
Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo
METODO PER L?ADDESTRAMENTO E L?INTRATTENIMENTO AUTOMATIZZATO DI UN ANIMALE
La presente invenzione ha per oggetto un apparato ed un metodo per l?addestramento e l?intrattenimento automatizzato di un animale in un ambiente.
Sono noti sistemi per l?addestramento e l?intrattenimento automatizzato di un animale in un ambiente (in particolare, in un ambiente domestico), come ad esempio divulgato in WO2014/134606 e US7409924.
Questi sistemi prevedono l?interazione di un dispositivo con l?animale, secondo un algoritmo predefinito; a seconda del comportamento tenuto dall?animale, rilevato dal dispositivo, l?algoritmo prevede una rispettiva interazione del dispositivo con l?animale.
I sistemi citati presentano per? l?inconveniente di presentare un algoritmo rigido, basato su modelli comportamentali predefiniti dell?animale; quindi, qualora l?animale tenesse un comportamento non riconducibile ad un modello predefinito, o qualora uno stimolo ambientale non preimpostato dovesse influenzare il comportamento dell?animale, il dispositivo interagirebbe con l?animale secondo una modalit? errata o comunque non ottimale. In altre parole, questo tipo di sistemi non tengono conto delle caratteristiche soggettive peculiari di ciascun animale.
Scopo del presente trovato ? rendere disponibile un apparato ed un metodo per l?addestramento e l?intrattenimento automatizzato di un animale, che superi l?inconveniente della tecnica nota sopra citata.
In particolare, ? scopo del presente trovato mettere a disposizione un apparato ed un metodo per l?addestramento e l?intrattenimento automatizzato di un animale, in grado di auto apprendere e prevedere il comportamento di un animale in risposta ad uno stimolo ambientale rilevato. Detto scopo ? pienamente raggiunto dall?apparato e dal metodo per l?addestramento e l?intrattenimento automatizzato di un animale oggetto del presente trovato, che si caratterizza per quanto contenuto nelle rivendicazioni sotto riportate.
In particolare, il metodo per l?addestramento e l?intrattenimento automatizzato di un animale si avvale di un dispositivo erogatore di porzioni di cibo, una telecamera, un microfono, un altoparlante, elementi di stimolazione visiva e una unit? di elaborazione avente accesso a una memoria contenente dati di impostazione; il metodo comprende le seguenti fasi:
- rilevazione di segnali di controllo, rappresentativi di immagini e suoni relativi all?ambiente in cui ? collocato l?apparato;
- pilotaggio dell?erogatore, dell?altoparlante e degli elementi di stimolazione visiva;
- predisposizione di un modello comportamentale di riferimento per l?animale, immagazzinato nella memoria;
- elaborazione dei segnali di controllo per derivare informazioni relative al comportamento dell?animale in funzione di interazioni tra l?apparato e l?animale tramite l?erogatore, l?altoparlante e gli elementi di stimolazione visiva;
- autoapprendimento, attraverso una modifica dei dati di impostazione, in risposta alle informazioni derivate relativamente al comportamento dell?animale e al modello comportamentale di riferimento.
Secondo una forma di attuazione, il modello comportamentale definisce una pluralit? di situazioni ambientali prestabilite, detta pluralit? di situazioni ambientali prestabilite include, a solo scopo esemplificativo e non limitativo, il temporale, oppure l?assenza del padrone.
Secondo un?ulteriore forma di attuazione, il metodo prevede una fase di elaborazione dei segnali di controllo rilevati, per derivare informazioni relative all?ambiente, per identificare le situazioni ambientali prestabilite. Secondo una preferita forma di attuazione, detta telecamera, microfono, altoparlante ed elementi di stimolazione visiva costituiscono rispettive unit? modulari; il metodo comprende quindi una fase di inizializzazione, attraverso la quale l?unit? di elaborazione identifica tutte le unit? modulari collegate all?unit? di elaborazione stessa.
Secondo un?ulteriore forma preferita di attuazione, il metodo prevede una fase di interazione tra l?unit? di elaborazione e l?utilizzatore, per permettere all?utilizzatore di impostare o modificare uno o pi? parametri nell?ambito dei dati di impostazione e/o nell?ambito del modello comportamentale.
L?apparato per l?addestramento e l?intrattenimento automatizzato di un animale in un ambiente, oggetto della presente invenzione, comprende: - un telaio includente un volume interno e una vasca accessibile dall?esterno, il telaio essendo operativamente posizionato nell?ambiente; - il dispositivo erogatore, configurato per contenere porzioni di cibo in una zona del volume interno e per trasferirle nella vasca attraverso un condotto di trasferimento; il dispositivo erogatore includendo un otturatore posizionato nel condotto di trasferimento e azionato tramite un attuatore; - l?unit? di elaborazione, la quale ha accesso a una memoria contenente dati di impostazione ed ? programmata per comandare l?attuatore dell?erogatore;
- la telecamera ed il microfono, collegati all?unit? di elaborazione e preposti a rilevare segnali di controllo, rappresentativi di immagini e suoni relativi all?ambiente in cui ? collocato l?apparato;
- l?altoparlante collegato all?unit? di elaborazione per riprodurre suoni nell?ambiente;
- gli elementi di stimolazione visiva, collegati all?unit? di elaborazione, per essere azionati.
L?unit? di elaborazione ? configurata per pilotare il dispositivo erogatore, l?altoparlante e gli elementi di stimolazione visiva, in funzione dei segnali di controllo e di dati di impostazione.
La memoria contiene un modello comportamentale di riferimento per l?animale, e l?unit? di elaborazione ? programmata per elaborare i segnali di controllo per derivare informazioni relative al comportamento dell?animale in funzione di interazioni tra l?apparato e l?animale tramite l?erogatore, l?altoparlante e gli elementi di stimolazione visiva, ed ? programmata per modificare, tramite tecniche di autoapprendimento, i dati di impostazione, in risposta alle informazioni derivate relativamente al comportamento dell?animale e al modello comportamentale di riferimento.
Secondo una preferita forma di attuazione, l?apparato comprende un?interfaccia collegata all?unit? di elaborazione, per consentire a un utilizzatore, di impostare o modificare, tramite l?interfaccia, uno o pi? parametri nell?ambito dei dati di impostazione e/o nell?ambito del modello comportamentale.
Come gi? introdotto precedentemente, secondo un?ulteriore forma preferita di attuazione, detti telecamera, microfono, altoparlante ed elementi di stimolazione visiva costituiscono rispettive unit? modulari; l?unit? di elaborazione ? programmata per identificare automaticamente tutte le unit? modulari collegate all?unit? di controllo stessa.
Come gi? introdotto in precedenza, la memoria include dati di conoscenza definenti il modello comportamentale. I dati di conoscenza definiscono una pluralit? di situazioni ambientali prestabilite; l?unit? di elaborazione ? programmata per elaborare i segnali di controllo per derivare informazioni relative all?ambiente, per identificare le situazioni ambientali prestabilite. ? altres? oggetto della presente invenzione un programma per elaboratore, comprendente istruzioni per eseguire le fasi del metodo descritto, quando eseguite dall?unit? di elaborazione dell?apparato descritto.
Questa ed altre caratteristiche risulteranno maggiormente evidenziate dalla descrizione seguente di una preferita forma realizzativa, illustrata a puro titolo esemplificativo e non limitativo nelle unite tavole di disegno, in cui: - la figura 1 ? una vista prospettica dell?apparato;
- la figura 2 ? una vista prospettica dell?erogatore;
- la figura 3 illustra una forma realizzativa, in cui l?apparato ? collegato ad una unit? di elaborazione esterna.
La figura 1 illustra l?apparato 1 per l?addestramento (condizionamento) e l?intrattenimento automatizzato di un animale in un ambiente, preferibilmente domestico, oggetto della presente invenzione.
Preferibilmente, l?apparato ? utilizzabile con animali domestici, in particolare cani o gatti.
L?apparato 1 comprende un telaio 2 il quale include un volume interno, e presenta una parete di base, due pareti laterali, una parete anteriore, una parete posteriore, ed una parete superiore. La parete superiore presenta un coperchio 12, mentre la parete anteriore presenta una vasca 3 accessibile dall?esterno (in particolare, dall?animale), la quale ? atta a contenere una porzione di cibo.
In corrispondenza del volume interno, il telaio comprende un dispositivo erogatore 4 (mostrato in figura 2), di forma sostanzialmente prismatica, connesso al telaio 2 e configurato per contenere porzioni di cibo (caricate precedentemente attraverso il coperchio 12 del telaio 2) in una zona del volume interno e per trasferirle nella vasca 3 attraverso un condotto di trasferimento 5. Il dispositivo erogatore 4 comprende: un otturatore 6 (ad esempio, di forma circolare) posizionato in corrispondenza di un condotto di trasferimento 5 del dispositivo erogatore 4; ed un attuatore 14 atto ad azionare l?otturatore 6.
In particolare, l?otturatore 6 presenta un profilo di aggancio (non mostrato). Secondo una forma di attuazione, l?attuatore 14 ? un motore connesso al telaio 2 e disposto superiormente al condotto di trasferimento 5; il motore comprendendo un albero motore (non mostrato), il quale albero motore ? collegato al profilo di aggancio dell?otturatore 6, in modo da collegare l?attuatore 14 all?otturatore 6.
L?albero motore, secondo una forma di attuazione, ruota attorno ad un asse perpendicolare alla superficie dell?otturatore 6.
Vantaggiosamente, il dispositivo erogatore 4 (o pi? semplicemente l?erogatore 4) presenta una conformazione inclinata in corrispondenza di una propria base, rispetto a una direzione orizzontale (perpendicolare alla forza peso), che consente al cibo di muoversi per effetto della gravit?. L?erogatore 4 presenta un?apertura di erogazione 13, di dimensioni pari o inferiori a quelle dell?otturatore 6, disposta su una parete dell?erogatore 4 rivolta verso il condotto di trasferimento 5 e l?otturatore 6. In dettaglio, l?apertura di erogazione 13, l?otturatore 6 e l?attuatore 14 definiscono una configurazione di erogazione ed una configurazione di ritenzione dell?erogatore 4.
Nella configurazione di erogazione, l?attuatore 14 agisce sull?otturatore 6 in modo da rendere libera l?apertura di erogazione 13, consentendo il convogliamento di porzioni di cibo verso la vasca 3 attraverso il condotto di trasferimento 5.
Nella configurazione di ritenzione, l?attuatore 14 agisce sull?otturatore 6 in modo da rendere ostruita l?apertura di erogazione 13, inibendo il convogliamento di porzioni di cibo verso la vasca 3 attraverso il condotto di trasferimento 5.
Secondo una preferita forma di attuazione, il condotto di trasferimento 5 comprende una fotocellula 15 atta al controllo effettivo del passaggio di porzioni di cibo in corrispondenza del condotto di trasferimento 5.
L?apparato 1 comprende unit? di elaborazione 7 (scheda elettronica) disposta all?interno del telaio 2, la quale ha accesso a una memoria contenente dati di impostazione ed ? programmata per comandare l?erogatore 4.
Secondo una differente e preferita forma di attuazione, illustrata in figura 3, l?unit? di elaborazione 7 ? esterna al telaio 2, ed ? quindi collegata all?apparato 1 mediante cavi di connessione dati o mediante tecnologia wireless.
L?apparato 1 comprende inoltre una telecamera 8 ed un microfono 9, collegati all?unit? di elaborazione 7 e preposti a rilevare segnali di controllo, rappresentativi di immagini e suoni relativi all?ambiente in cui ? collocato l?apparato 1.
L?apparato 1 presenta inoltre un altoparlante 10 collegato all?unit? di elaborazione 7 per riprodurre suoni nell?ambiente.
Secondo una forma di attuazione, la telecamera 8, il microfono 9 e l?altoparlante 10 sono disposti in corrispondenza della parete frontale del telaio 2.
L?apparato 1 comprende inoltre una pluralit? di elementi di stimolazione visiva 11, collegati all?unit? di elaborazione 7; l?unit? di elaborazione 7 essendo atta ad azionare gli elementi di stimolazione visiva 11.
Secondo una forma di attuazione, gli elementi di stimolazione visiva 11 comprendono una pluralit? di pulsanti (azionabili dall?animale) e/o una pluralit? di luci.
La pluralit? di pulsanti e/o la pluralit? di luci possono essere disposti in prossimit? della vasca 3. Secondo questa configurazione, l?animale pu? interagire con gli elementi di stimolazione visiva 11, ad esempio per azionare l?erogatore 4 (ottenendo il rilascio di una porzione di cibo) toccando uno o pi? pulsanti degli elementi di stimolazione visiva 11.
L?unit? di elaborazione 7 ? configurata per pilotare il dispositivo erogatore 4, l?altoparlante 10 e gli elementi di stimolazione visiva 11, in funzione dei segnali di controllo rilevati (dalla telecamera 8 e dal microfono 9) e di dati di impostazione.
Secondo una forma preferita di attuazione gi? introdotta, l?unit? di elaborazione 7 ? esterna al telaio 2. Mediante un sistema di connessione remota, un utilizzatore pu? mettersi in contatto con l?apparato 1 e controllare in remoto tutti gli elementi collegati all?unit? di elaborazione 7, o semplicemente visualizzare cosa stia facendo l?animale in tempo reale (mediante la telecamera 8).
La memoria contiene un modello comportamentale di riferimento per l?animale, e l?unit? di elaborazione 7 ? programmata per elaborare i segnali di controllo per derivare informazioni relative al comportamento dell?animale in funzione di interazioni tra l?apparato 1 e l?animale tramite l?erogatore 4, l?altoparlante 10 e gli elementi di stimolazione visiva 11, ed ? programmata per modificare, tramite tecniche di autoapprendimento, i dati di impostazione, in risposta alle informazioni derivate relativamente al comportamento dell?animale e al modello comportamentale di riferimento. Secondo una preferita forma di attuazione, l?apparato 1 comprende un?interfaccia (non mostrata) collegata all?unit? di elaborazione 7, per consentire a un utilizzatore, di impostare o modificare, tramite l?interfaccia, uno o pi? parametri nell?ambito dei dati di impostazione e/o nell?ambito del modello comportamentale.
Come gi? introdotto precedentemente, secondo un?ulteriore forma preferita di attuazione, detti telecamera 8, microfono 9, altoparlante 10 ed elementi di stimolazione visiva 11 costituiscono rispettive unit? modulari; l?unit? di elaborazione 7 ? programmata per identificare automaticamente tutte le unit? modulari collegate all?unit? di elaborazione 7 stessa.
Come gi? introdotto in precedenza, la memoria include dati di conoscenza definenti il modello comportamentale. I dati di conoscenza definiscono una pluralit? di situazioni ambientali prestabilite; l?unit? di elaborazione 7 ? programmata per elaborare i segnali di controllo per derivare informazioni relative all?ambiente, per identificare le situazioni ambientali prestabilite. La logica dell?apparato 1 ? quella di educare automaticamente l?animale in funzione dei comportamenti dell?animale stesso.
? possibile suddividere la logica dell?apparato 1 nelle seguenti fasi:
- Fase di impostazione del comportamento ideale: il padrone dell?animale specifica quale comportamento vorrebbe che il suo animale manifestasse. - Fase di ricezione dati: l?apparato 1, attraverso la telecamera 8, il microfono 9 e gli elementi di stimolazione visiva 11 riceve in ingresso una serie di dati che sono rappresentativi del comportamento dell?animale e delle sue abitudini. In particolare, il sistema ? in grado di ricevere sia dati relativi al comportamento dell?animale, sia dati relativi alle variazioni che stanno avvenendo nell?intorno dell?animale stesso.
- Fase di apprendimento del programma per elaboratore: il programma per elaboratore, mappando la corrispondenza tra il comportamento dell?animale e le variazioni dell?ambiente esterno, memorizza delle routine rappresentative delle reazioni dell?animale a determinati stimoli esterni. - Fase di determinazione di correttivi: in funzione delle routine e del comportamento ideale richiesto, il programma per elaboratore elabora delle strategie di rieducazione utilizzando sia il rinforzo positivo che il rinforzo negativo. Le strategie di rieducazione possono utilizzare diversi sistemi di modificazione comportamentale.
- Fase di attuazione dei correttivi: in funzione della strategia di rieducazione elaborata e dei dati in ingresso, l?unit? di elaborazione 7 attua i correttivi necessari, per esempio attuando l?erogatore 4 e/o l?altoparlante 10.
Sono anche previste fasi di interazione attiva dell?animale con l?apparato, ottenute attraverso la pluralit? di pulsanti e/o la pluralit? di luci degli elementi di stimolazione visiva 11.
L?apparato 1 ? una piattaforma composta da diverse componenti (un ?hub? centrale e di unit? modulari accessorie: ad esempio, ?palline smart?, l?erogatore 4) che funzionano sia autonomamente sia coordinate tra loro. Ogni unit? modulare accessoria pu? essere connessa a internet via wi-fi o via cavo, mediante connessione ?http? che, attraverso un certificato proprietario, garantisce la sicurezza della comunicazione. L?alimentazione di ciascuna unit? modulare accessoria ? autonoma, ed ? garantita da una batteria o da una presa di corrente esterna.
Gli elementi che compongono la piattaforma, il cui funzionamento pu? essere sia combinato sia autonomo, si interfacciano tra loro via wireless o cavo; essi sono dotati di sensori (ad esempio: capacitivi, di movimento, di suoni e computer vision) e, mediante l?unit? di elaborazione 7, viene interpretato il comportamento dell?animale quando questo, interagendo con essi, li stimola. I dati vengono elaborati dall?unit? di elaborazione 7, che poi fornisce indicazioni relativamente allo stato fisico-psichico dell?animale e al suo comportamento.
Quando il sensore di una unit? modulare viene stimolato da una determinata azione (o non azione) da parte dell?animale, l?animale domestico riceve (o non riceve) una ?ricompensa? (ad esempio: porzioni di cibo, un gioco) tramite uno o pi? accessori della piattaforma. Questo metodo sfrutta il sistema del ?rinforzo positivo?, in quanto induce l?animale domestico a ripetere determinate azioni per ottenere una o pi? ricompense.
I dati raccolti nell?ambito della descritta interazione vengono interpretati dall?unit? di elaborazione 7, la quale monitora le azioni che l?animale domestico compie per ottenere la ricompensa, e, conseguentemente, aumenta (o non aumenta) il numero di sensori che l?animale deve stimolare (o non stimolare) a tal fine.
L?unit? di elaborazione 7, mediante il programma per elaboratore di riconoscimento immagini e/o suoni, interpreta il comportamento dell?animale e ne comprende lo stato di salute psico-fisico, in modo che l?unit? di elaborazione 7 agisca di conseguenza sull?apparato 1.
La piattaforma funziona anche tramite connessione internet, e consente al padrone dell?animale, se lo desidera: di interagire con la piattaforma e con l?animale domestico via dispositivo elettronico mobile (ad esempio, smartphone); di vedere l?animale attraverso una o pi? telecamere 8 connesse ad internet; di programmare il funzionamento dell?apparato; di monitorare lo stato di salute dell?animale, grazie all?interpretazione dei dati provenienti dai sensori di una o pi? delle unit? modulari accessorie da parte dell?unit? di elaborazione 7.
La tecnologia implementata in ciascuna unit? modulare della piattaforma ? la medesima; per questo motivo, non vi ? limite alla tipologia di unit? modulari che pu? essere realizzata e sincronizzata alla piattaforma.
In particolare, avvalendosi della su indicata tecnologia, l?apparato 1 non solo ? in grado di capire quando l'animale sta tenendo un comportamento sbagliato (ad esempio; salta sul divano, abbaia), ma, attraverso il sistema di apprendimento automatico (deep learning), impara a riconoscere le abitudini dell'animale ed interviene prima che l?animale compia un comportamento scorretto (prevedendolo), richiamandolo con diverse attivit? o giochi, o emettendo la voce del padrone (attraverso alcune delle unit? modulari dell?apparato 1 collegate all?unit? di elaborazione 7).
Al fine di incentivare la ripetizione del ?comportamento corretto?, l?apparato 1 premia l?animale con porzioni di cibo o altri premi.
Se l?apparato 1 non dovesse riuscire ad intervenire automaticamente, trasmette una comunicazione al dispositivo elettronico mobile (esempio, smartphone) del padrone dell?animale affinch? egli possa intervenire.
L?unit? di elaborazione 7 (scheda elettronica) ? alimentata da una corrente a 5 volt, tramite connettore micro-usb, ha la possibilit? di connettersi via wifi e bluetooth e comunicare con altri dispositivi elettronici mobili (ad esempio: personal computer, tablet e smartphone), ? dotata di una memoria per il funzionamento del programma per elaboratore e per la memorizzazione delle abitudini dell'animale, utili per attuare i sistemi di modificazione comportamentale.
L?apparato 1 ? dotato di almeno due tipologie di riconoscimento input: uno ? relativo all'immagine e al suono, l?altro ? relativo ai sensori elettronici. Per la parte di riconoscimento immagine, l?unit? di elaborazione 7 dell?apparato 1, attraverso la telecamera 8, riconosce il comportamento dell'animale; ad esempio: se sta giocando, se ? sopra un divano o tavolo, se sta dormendo, se si muove nervosamente, se ? seduto, corre oppure scodinzola.
Per la parte di riconoscimento suoni, invece, l?unit? di elaborazione 7 dell?apparato 1, attraverso il microfono 9, riconosce gli abbai/miagolii o altri suoni dell?ambiente in cui l?apparato 1 ? disposto.
Con il riconoscimento immagine e suono, l?apparato 1 capta anche quello che succede intorno all'animale, ad esempio distinguendo rumori o persone/elementi.
Grazie alle due funzioni descritte, l?apparato 1 ? in grado di auto-educare l'animale attraverso diversi sistemi, l?unit? di elaborazione 7 apprende le ruotine dell'animale, mappando le varie reazioni che, una volta abbinate correttamente all'evento scatenante, potr? correggere la reazione con diverse tecniche che prevedono l'utilizzo del rinforzo positivo (ad esempio: erogazione di crocchetta, suono particolare) o un rinforzo negativo (il dispositivo interrompe l'interazione) attraverso tecniche di modificazione comportamentale, quali (a titolo esemplificativo e non esaustivo) il condizionamento, il contro condizionamento, desinsibilizzazione, abituazione, estinzione, shaping e flooding.
Segue una breve descrizione delle tecniche di modificazione comportamentale appena citate:
- Condizionamento: si verifica quando l'animale associa uno stimolo (ad es. la parola "seduto") ad una risposta (atto di sedersi). L'animale, senza addestramento, non pu? sapere cosa significhi la parola ?seduto?, ma se tutte le volte che sente quella parola si siede e riceve un premio, finir? con l'associare i due eventi tra loro ed inizier? a sedersi per ricevere il premio. Vi sono due diversi tipi di condizionamento: quello classico e quello operante:
Nel condizionamento classico, messo a punto dallo studioso Ivan Pavlov (Premio Nobel del 1904), vengono associate delle risposte automatiche a degli stimoli che inizialmente non provocano alcuna risposta, oppure provocano risposte diverse. L?apparato 1 pu? funzionare come un clicker, emettendo un rumore tipo "click-clack". Quindi, ogni qualvolta l?animale ricever? un premio, l?apparato 1 emetter?, contemporaneamente, un rumore determinato (attraverso l?altoparlante 10) che deve essere riprodotto nel momento esatto in cui l'animale riceve il premio, n? prima n? dopo. Con il tempo, questo rumore verr? inconsciamente associato dall'animale ad un pezzo di cibo: ci? consente di premiare l'animale quando esegue un comportamento corretto anche quando non si trova nei pressi dell?apparato 1. Le situazioni che l?apparato 1 potrebbe riconoscere, attuando questo condizionamento, sono ad esempio l'atto di scendere dal divano ed andare nella cuccia.
Nel condizionamento operante, le risposte vengono emesse spontaneamente e si stabilizzano in quanto rinforzate dalla comparsa di una ricompensa, o dall'evitare uno stimolo avversivo. L'animale comprende che, se attua un determinato comportamento, allora riceve un premio, e col tempo impara a ripetere questo comportamento per venire ricompensato. Il meccanismo ? semplice: se un animale manifesta, in determinate situazioni, un comportamento e questo viene rinforzato dall?ottenimento di un premio, l?animale tender? a conservare e ripetere in futuro questo comportamento. Le situazioni che l?apparato 1 potrebbe riconoscere sono, ad esempio, il non abbaiare quando suona il campanello.
- Contro-condizionamento: lo scopo ? quello di far reagire l'animale in modo differente ad un determinato stimolo, insegnandogli a compiere un comportamento diverso, pi? adatto. ? utile per sopprimere reazioni indesiderate scatenate da uno stimolo sensibilizzante. Ad esempio, l?apparato 1 pu? interpretare l'agitazione dell'animale quando il padrone si prepara per uscire di casa (ansia da separazione), e condizioner? l'animale a reagire allo stimolo in maniera diversa, restando tranquillo nella sua cuccia. Il premio verr? dunque erogato al compimento della condotta inibitoria verso lo stimolo che causa ansiet?. Allo stesso modo, si possono abituare gli animali paurosi a non reagire di fronte allo stimolo che li spaventa.
Gli si insegner?, ad esempio, a rimanere buono nella sua cuccia. Una volta che ha appreso a restare tranquillo in attesa della ricompensa, questa pu? essere poco a poco diminuita e subentrer? la tecnica dell?abituazione. Inoltre, ottimi risultati si ottengono combinando il contro-condizionamento con la desensibilizzazione.
- Desensibilizzazione: l?apparato 1 applica uno stimolo secondo un gradiente di intensit? progressivamente crescente nel tentativo di ottenere la diminuzione delle reazioni allo stimolo stesso. Fondamentale ? che se l'animale mostra un peggioramento durante il progredire dell'attivit?, ? necessario interromperla e fare un passo indietro; ad esempio, l?apparato 1 attua la desensibilizzazione ai rumori (ad esempio: tuoni, macchine, bambini che gridano, spari, fuochi d?artificio, a seconda delle reazioni dell'animale). L?apparato 1 presenter? la registrazione inizialmente ad un volume molto basso, in modo da non avere reazione da parte dell'animale, il volume verr? quindi aumentato gradualmente, e l'animale sar? premiato solo se non mostra segnali di paura.
- Abituazione: consiste nella ripetizione dello stimolo con lo scopo di diminuire gradualmente la risposta ad esso associata. Ad esempio, l?apparato 1 pu? ripetere diverse volte il rumore che provoca ansia al cane (il campanello, i tuoni, o il rumore delle chiavi del padrone). Dopo alcuni giorni, l'animale non assocer? pi? quei movimenti all'ingresso di sconosciuti, ad un temporale o all'uscita del padrone e rester? quindi in tranquillit?. - Estinzione: attraverso questa tecnica l?apparato 1 sopprimer? la ricompensa ogni qualvolta l'animale compia un comportamento considerato sbagliato, come ad esempio abbaiare, correre, grattare la porta o stare ad esempio sul divano.
- Shaping: ? una tecnica utilizzata per insegnare agli animali un comportamento che ancora non sanno attuare. L?apparato 1 procede modellando il comportamento dell'animale, premiando tutte le risposte che si avvicinano a quelle desiderate. Ad esempio, nell?ipotesi in cui si voglia insegnare all'animale a sdraiarsi, l?apparato lo premier? con una crocchetta ed emetter? il suono voluto (ad esempio "a terra!") per tutti quei comportamenti che lo ricordano; ad esempio: sedersi, abbassarsi leggermente con le zampe, fino a quando premier? solo ed esclusivamente il restare sdraiato a terra. Questo sistema consente quindi all'animale di imparare nuovi comandi.
- Flooding: ? la pi? complessa tra le tecniche utilizzate, in quanto richiede una perfetta conoscenza dell'animale e delle sue reazioni, perci? ? attuabile solo dopo un lungo processo di deep learning dell'animale. Consiste nell'esposizione forzata e prolungata ad uno stimolo (ad esempio il rumore dei tuoni) finalizzata ad abituare l'animale ad esso. In buona sostanza, ? l?opposto della desensibilizzazione.
Un esempio di applicazione delle tecniche di modificazione comportamentale dell?apparato 1: il cane abbaia a seguito di un tuono; l?apparato 1 interpreta che solitamente dopo quel tipo di rumore il cane abbaier?, pu? mettere in atto la tecnica della desensibilizzazione, registrando il rumore e abituando gradualmente il cane emettendo il rumore con un tono crescente.
Un ulteriore esempio di applicazione delle tecniche di modificazione comportamentale dell?apparato 1: il cane piange quando il padrone esce di casa; l?apparato 1 rileva che il padrone ? uscito di casa e prevede che il cane pianger?. A quel punto l?apparato 1, mentre il padrone sta per uscire di casa, rinforzer? i comportamenti che lo vedono calmo, attuando sistemi di abituazione, riproducendo continuamente i rumori che il padrone emette mentre esce di casa.
Attraverso i sensori delle unit? modulari, l'animale interagisce con l?apparato 1, ad esempio premendo un determinato pulsante degli elementi di stimolazione visiva 11, ricevendo un rinforzo positivo.
Il rinforzo positivo non ? solo il rilascio di porzioni di cibo, ma pu? essere anche l'emissione di un determinato suono (attraverso l?altoparlante 10) che l?apparato 1 ha insegnato all'animale ad associare al cibo, ad esempio, ogni volta che il cibo viene erogato; l?apparato 1 emette un suono specifico o una determinata registrazione del padrone, il rumore ? prodotto nel momento esatto in cui l'animale riceve il bocconcino. Trascorso un congruo periodo di tempo, questo suono verr? inconsciamente associato dall'animale ad una porzione di cibo, cio? ad una cosa positiva e piacevole.
Il rinforzo negativo invece consiste nella cessazione di un determinato stimolo (ad esempio, l'erogazione di un bocconcino) che diminuisce la probabilit? che un comportamento sia nuovamente messo in atto.
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1. Metodo per l?addestramento e l?intrattenimento automatizzato di un animale, tramite un apparato (1) comprendente un dispositivo erogatore (4) di porzioni di cibo, una telecamera (8), un microfono (9), un altoparlante (10), elementi di stimolazione visiva (11) e una unit? di elaborazione (7) avente accesso a una memoria contenente dati di impostazione, il metodo comprendendo le seguenti fasi: - rilevazione di segnali di controllo, rappresentativi di immagini e suoni relativi all?ambiente in cui ? collocato l?apparato (1); - pilotaggio dell?erogatore (4), dell?altoparlante (10) e degli elementi di stimolazione visiva (11), caratterizzato dal fatto che comprende ulteriormente le seguenti fasi: - predisposizione di un modello comportamentale di riferimento per l?animale, immagazzinato nella memoria; - elaborazione dei segnali di controllo per derivare informazioni relative al comportamento dell?animale in funzione di interazioni tra l?apparato (1) e l?animale tramite l?erogatore (4), l?altoparlante (10) e gli elementi di stimolazione visiva (11); - autoapprendimento, attraverso una modifica dei dati di impostazione, in risposta alle informazioni derivate relativamente al comportamento dell?animale e al modello comportamentale di riferimento.
- 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui il modello comportamentale definisce una pluralit? di situazioni ambientali prestabilite, detta pluralit? di situazioni ambientali prestabilite includendo una o pi? voci del seguente elenco: - Suoni relativi ad un temporale; - Assenza del padrone.
- 3. Metodo secondo la rivendicazione 2, comprendente una fase di elaborazione dei segnali di controllo per derivare informazioni relative all?ambiente, per identificare le situazioni ambientali prestabilite.
- 4. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detti telecamera (8), microfono (9), altoparlante (10) ed elementi di stimolazione visiva (11) costituiscono rispettive unit? modulari, e in cui il metodo comprende una fase di inizializzazione, attraverso la quale l?unit? di elaborazione (7) identifica tutte le unit? modulari collegate all?unit? di elaborazione (7) stessa.
- 5. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, comprendente una fase di interazione tra l?unit? di elaborazione (7) e l?utilizzatore, per permettere all?utilizzatore di impostare o modificare uno o pi? parametri nell?ambito dei dati di impostazione e/o nell?ambito del modello comportamentale.
- 6. Apparato (1) per l?addestramento e l?intrattenimento automatizzato di un animale in un ambiente, comprendente: - un telaio (2) includente un volume interno e una vasca (3) accessibile dall?esterno, il telaio (2) essendo operativamente posizionato nell?ambiente; - un dispositivo erogatore (4), configurato per contenere porzioni di cibo in una zona del volume interno e per trasferirle nella vasca (3) attraverso un condotto di trasferimento (5), il dispositivo erogatore (4) includendo un otturatore (6) posizionato nel condotto di trasferimento (5) e azionato tramite un attuatore (14); - una unit? di elaborazione (7), la quale ha accesso a una memoria contenente dati di impostazione ed ? programmata per comandare l?attuatore (14) dell?erogatore (4); - una telecamera (8) e un microfono (9), collegati all?unit? di elaborazione (7) e preposti a rilevare segnali di controllo, rappresentativi di immagini e suoni relativi all?ambiente in cui ? collocato l?apparato (1); - un altoparlante (10) collegato all?unit? di elaborazione (7) per riprodurre suoni nell?ambiente; - elementi di stimolazione visiva (11), collegati all?unit? di elaborazione (7), per essere azionati; in cui l?unit? di elaborazione (7) ? configurata per pilotare il dispositivo erogatore (4), l?altoparlante (10) e gli elementi di stimolazione visiva (11), in funzione dei segnali di controllo e di dati di impostazione, caratterizzato dal fatto che la memoria contiene un modello comportamentale di riferimento per l?animale e dal fatto che l?unit? di elaborazione (7) ? programmata per elaborare i segnali di controllo per derivare informazioni relative al comportamento dell?animale in funzione di interazioni tra l?apparato (1) e l?animale tramite l?erogatore (4), l?altoparlante (10 e gli elementi di stimolazione visiva (11), ed ? programmata per modificare, tramite tecniche di autoapprendimento, i dati di impostazione, in risposta alle informazioni derivate relativamente al comportamento dell?animale e al modello comportamentale di riferimento.
- 7. Apparato secondo la rivendicazione 6, comprendente un?interfaccia collegata all?unit? di elaborazione (7), per consentire a un utilizzatore, di impostare o modificare, tramite l?interfaccia, uno o pi? parametri nell?ambito dei dati di impostazione e/o nell?ambito del modello comportamentale.
- 8. Apparato secondo la rivendicazione 6 o 7, in cui detti telecamera (8), microfono (9), altoparlante (10) ed elementi di stimolazione visiva (11) costituiscono rispettive unit? modulari, e in cui l?unit? di elaborazione (7) ? programmata per identificare automaticamente tutte le unit? modulari collegate all?unit? di elaborazione (7) stessa.
- 9. Apparato secondo una qualunque delle rivendicazioni dalla 6 alla 8, in cui la memoria include dati di conoscenza definenti il modello comportamentale, i dati di conoscenza definendo una pluralit? di situazioni ambientali prestabilite, e in cui l?unit? di elaborazione (7) ? programmata per elaborare i segnali di controllo per derivare informazioni relative all?ambiente, per identificare le situazioni ambientali prestabilite.
- 10. Programma per elaboratore, comprendente istruzioni per eseguire le fasi del metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 5, quando eseguite dall?unit? di elaborazione (7) dell?apparato (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni da 6 a 9.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT102020000005326A IT202000005326A1 (it) | 2020-03-12 | 2020-03-12 | Metodo per l’addestramento e l’intrattenimento automatizzato di un animale |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT102020000005326A IT202000005326A1 (it) | 2020-03-12 | 2020-03-12 | Metodo per l’addestramento e l’intrattenimento automatizzato di un animale |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| IT202000005326A1 true IT202000005326A1 (it) | 2021-09-12 |
Family
ID=70805004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| IT102020000005326A IT202000005326A1 (it) | 2020-03-12 | 2020-03-12 | Metodo per l’addestramento e l’intrattenimento automatizzato di un animale |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| IT (1) | IT202000005326A1 (it) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7409924B2 (en) | 2004-07-15 | 2008-08-12 | Lawrence Kates | Training, management, and/or entertainment system for canines, felines, or other animals |
| WO2014134606A1 (en) | 2013-03-01 | 2014-09-04 | Cleverpet Llc | Animal interaction device, system, and method |
-
2020
- 2020-03-12 IT IT102020000005326A patent/IT202000005326A1/it unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7409924B2 (en) | 2004-07-15 | 2008-08-12 | Lawrence Kates | Training, management, and/or entertainment system for canines, felines, or other animals |
| WO2014134606A1 (en) | 2013-03-01 | 2014-09-04 | Cleverpet Llc | Animal interaction device, system, and method |
| US20190335708A1 (en) * | 2013-03-01 | 2019-11-07 | Cleverpet, Inc | Animal interaction device, system and method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112469269B (zh) | 用于自主训练动物对口头命令做出响应的方法 | |
| CN100445046C (zh) | 机器人装置及其行为控制方法 | |
| US20200236901A1 (en) | Animal interaction devices, systems and methods | |
| US10334823B2 (en) | Functional communication lexigram device and training method for animal and human | |
| JP6884401B2 (ja) | 服を着る自律行動型ロボット | |
| WO2017169826A1 (ja) | お出迎え行動する自律行動型ロボット | |
| Greenebaum | Training dogs and training humans: Symbolic interaction and dog training | |
| US20180303065A1 (en) | Defecation training device and method for companion animal | |
| JP2016512422A (ja) | 動物インタラクションデバイス、システム、及び方法 | |
| CN101222842A (zh) | 动物管理系统 | |
| JP6755447B2 (ja) | 緊急停止機能を有する自律行動型ロボット | |
| US20170027133A1 (en) | Adaptive Learning System for Animals | |
| JP2019214119A (ja) | ロボットの関節に好適なジョイント構造 | |
| IT202000005326A1 (it) | Metodo per l’addestramento e l’intrattenimento automatizzato di un animale | |
| US20200039067A1 (en) | Robot capable of autonomous driving through imitation learning of object to be imitated and autonomous driving method for the same | |
| US11938625B2 (en) | Information processing apparatus, information processing method, and program | |
| KR20180082777A (ko) | 노년층을 위한 교감 로봇시스템 | |
| KR20210023367A (ko) | 로봇 및 그의 제어 방법 | |
| KR102473443B1 (ko) | 사물 인터넷을 통한 실내 반려동물의 심리 및 행동분석에 기초한 지능형 반려동물 관리 시스템 및 방법 | |
| US20220312735A1 (en) | Animal training device with position recognizing controller | |
| US20170035029A1 (en) | Systems and Methods for Data Driven Optimization of Dog Training | |
| WO2022113771A1 (ja) | 自律移動体、情報処理装置、情報処理方法、及び、プログラム | |
| US20240023522A1 (en) | Data Collection Device | |
| KR20230097505A (ko) | 스마트 반려동물 케어 장치 | |
| JP6481090B1 (ja) | 言葉を真似る鳥の訓練装置 |