IT202100022064A1 - Collare HUB multi-sensore per animali da allevamento - Google Patents
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Description
"Collare HUB multi-sensore per animali da allevamento"
DESCRIZIONE
La presente invenzione ? relativa a un collare multi-sensore per animali da allevamento. Tale dispositivo trova utile impiego nei locali di stabulazione degli animali, come ad esempio le vacche da latte, bufale, capre o altri animali da allevamento, Nella presente descrizione si far? riferimento specificamente alle vacche da latte, in particolare in condizioni di caldo ambientale, senza tuttavia perdere in generalit?.
Tutti gli animali omeotermi devono mantenere costante la temperatura corporea per esplicare regolarmente le funzioni vitali. Per la vacca da latte quando la temperatura dell?aria nell?ambiente nel quale vive sono comprese tra -5?C e 20?C, che delimitano la zona di comfort termico, l?animale non ha particolari difficolt? a mantenere la propria temperatura corporea tra i 38,6?C e i 39,3 ?C.
In condizioni di comfort termico il consumo energetico per mantenere la omeotermia ? minimo ed ? massima la quota di energia destinata alla funzione produttiva, allo sviluppo del feto per gli animali gravidi, nonch? all?accrescimento nelle categorie in fase preparto.
Quando la temperatura ambientale supera il limite superiore della zona di comfort l?animale, per mantenere la omotermia, attiva una serie di processi fisiologici e comportamentali volti a ridurre la produzione di calore e a disperdere quello eccedente.
Per diminuire la produzione di calore riduce la assunzione di alimenti, il che contrasta con le necessit? produttive e riproduttive, per incrementare la dispersione di calore aumenta la vasodilatazione, la sudorazione, la frequenza respiratoria, potenziando cos? le perdite che si hanno per convezione con l?aria che circonda il corpo dell?animale (tanto maggiore quanto maggiore ? la ventilazione), per conduzione mediante contatto con superfici solide (se a temperatura inferiore a quella corporea) e per effetto radiante (attivo particolarmente nelle ore notturne).
La vasodilatazione, facendo affluire maggiori quantit? di sangue verso le zone periferiche del corpo consente la dispersione di calore. La sudorazione attiva la perdita del calore mediante l?evaporazione cutanea. Infine la frequenza respiratoria (o polipnea) attraverso l?evaporazione polmonare elimina una parte del calore attraverso l?aria espirata.
A temperature oltre il limite superiore del comfort l?efficienza dispersiva mediante sudorazione e polipnea in particolare ? ostacolata ulteriormente da concentrazioni elevate di umidit?. Questo aspetto sar? sempre pi? rilevante in futuro, in quanto i cambiamenti climatici in atto aumenteranno nei prossimi anni l?intensit? e la durata dei picchi di caldo estivo.
Oltre a ci?, la termoregolazione e tutte le attivit? vitali sono sensibilmente ancor pi? compromesse in presenza di gas nocivi nei locali di allevamento.
RIASSUNTO DELL?INVENZIONE
Tutte le condizioni sopra indicate sono identificabili attraverso la misurazione di una serie di parametri vitali dell?animale, quali ad esempio la respirazione, il battito cardiaco, la temperatura corporea e altro ancora. Tali parametri tuttavia non forniscono indicazioni precise in s?, ma devono essere messi in relazione fra loro e con le condizioni ambientali, quali ad esempio la temperatura e umidit? dell?aria, oltre che la concentrazione di alcuni gas nocivi.
In questo contesto, il compito tecnico alla base della presente invenzione ? proporre un collare per animali da allevamento in grado di stimare il livello di benessere dell?animale.
Un ulteriore compito tecnico alla base della presente invenzione ? proporre un collare per animali da allevamento in grado di valutare la qualit? dell?aria nei ricoveri.
Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti dal collare per animali da allevamento comprendente le caratteristiche tecniche esposte in una o pi? delle unite rivendicazioni.
In particolare, un collare per animali da allevamento secondo la presente invenzione comprende un corpo principale configurato per essere applicato sul collo di un animale.
Dei mezzi sensori sono disposti sul corpo principale e sono configurati per rilevare almeno un parametro vitale dell?animale.
Un?unit? di controllo ? fissata al corpo principale, ed ? posta in comunicazione di segnale con i mezzi sensori. L?l?unit? di controllo comprende un modulo di comunicazione dati configurato per trasmettere l?almeno un parametro vitale ad un?unit? esterna.
L?invenzione risolve il problema tecnico, in quanto il collare proposto ? in grado di rilevare sia i parametri vitali dell?animale che le condizioni ambientali.
In particolare, il collare consente di monitorare pi? parametri vitali degli animali, in modo tale da poterne garantire il benessere e la salute e, di conseguenza, ottimizzare la produttivit? dell?allevamento.
Inoltre, il collare consente di monitorare parametri ambientali, quali ad esempio le emissioni di gas nocivi.
Vantaggiosamente, ci? consente di fare una valutazione accurata del benessere dell?animale e delle caratteristiche dell?aria all?interno dei locali di stabulazione. Si noti inoltre che l?applicazione di sensori ambientali sul collare consente di monitorare in modo accurato le condizioni dell?aria alla quale il singolo animale ? esposto anche durante suoi spostamenti. Infatti differenze significative nella concentrazione di gas possono sussistere tra diversi locali e anche fra diverse zone dello stesso locale.
Appositi algoritmi sono stati sviluppati per accertare le relazioni tra i parametri vitali e produttivi dei singoli animali, o gruppi di animali, rispetto a quelli ambientali a cui sono esposti, in modo da ottenere input gestionali di precisione a livello del singolo allevamento ma anche per tipologia di allevamento.
ELENCO DELLE FIGURE
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di un collare per animali da allevamento, come illustrato negli uniti disegni in cui:
- la Figura 1 ? una vista schematica di un collare per animali da allevamento in accordo con la presente invenzione, applicato ad un animale; e
- la Figura 2 ? una rappresentazione schematica del funzionamento del collare di Figura 1.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA
Con riferimento alle figure allegate, con 1 ? indicato un collare per animali da allevamento in accordo con la presente invenzione. Il collare 1 ? applicabile ad un animale 100 da allevamento, che pu? essere preferibilmente un bovide e ancor pi? preferibilmente una vacca da latte.
Il collare 1 comprende un corpo principale 2, predisposto per essere applicato sul collo dell?animale 100, come mostrato ad esempio in figura 1. Tale corpo principale 2 ? preferibilmente di tipo flessibile o semirigido. Il corpo principale 2 ? inoltre provvisto di una chiusura e/o di mezzi di regolazione (non illustrati) che consentono di applicarlo in modo ben aderente, ma comunque confortevole, al collo dell?animale 100. La chiusura e i mezzi di regolazione sono di per s? noti al tecnico del settore, e non verranno quindi descritti in dettaglio.
Il collare 1 comprende dei mezzi sensori 3, in particolare disposti sul corpo principale 2 e configurati per rilevare almeno un parametro vitale dell?animale 100. In dettaglio, i mezzi sensori 3 comprendono almeno una cella di carico 9 fissata al corpo principale 2 e orientata per rilevare una forza lungo una direzione tangenziale. Tale cella di carico 9 ? preferibilmente di tipo piezoresistivo, e genera un segnale digitale rappresentativo della forza applicata. Vantaggiosamente la cella di carico 9, compensata in temperatura, ? in grado di rilevare la pressione esercitata dal collo dell?animale sul copro principale 2 del collare 1. Dalla cella di carico 9 si ricavano dati relativi alla respirazione e ruminazione nonch? alle fasi di alimentazione dell?animale 100.
I mezzi sensori 3 comprendono un accelerometro 10. In particolare l?accelerometro 10 ? del tipo a tre assi, con un basso rumore su una gamma di frequenze ultra ampia e piatta. L'ampia larghezza di banda e basso rumore consente di ottenere un?alta sensibilit?, stabilit? e ripetibilit?, insieme alla capacit? di operare in un intervallo di temperatura esteso. Vantaggiosamente, l?accelerometro 10 ? particolarmente adatto per il monitoraggio in ambienti gravosi di parametri quali la respirazione, la ruminazione o altri parametri legati ai movimenti corporei dell?animale.
I mezzi sensori 3 comprendono un sensore di temperatura 11. Tale sensore di temperatura 11 ? in grado di rilevare la temperatura corporea dell?animale 100 e la temperatura differenziale con l?ambiente.
I mezzi sensori 3 comprendono un sensore di composti organici volatili 12. Vantaggiosamente, la misurazione dei composti chimici organici presenti nell?aria respirata dall?animale 100 consente di rilevare possibili cause di malessere.
I mezzi sensori 3 comprendono un sensore di qualit? dell?aria 13. In particolare, tale sensore ? in grado di rilevare le concentrazioni di monossido di carbonio, anidride carbonica, acido solforico, metano, ammoniaca. Questi parametri possono fornire indicazioni importanti relative all?ambiente in cui vive l?animale 100. Ad esempio, un?alta concentrazione di monossido di carbonio e di anidride carbonica indica una ridotta ventilazione o una elevata concentrazione di animali nella stalla. A puro titolo di esempio, un?alta concentrazione di metano o ammoniaca indica la necessit? di intervenire sulle lettiere.
Il collare 1 comprende inoltre un?unit? di controllo 4 fissata al corpo principale 2. L?unit? di controllo 4 ? in particolare posta in comunicazione di segnale con i mezzi sensori 3, in modo da acquisire i dati rilevati dai mezzi sensori 3 stessi. Preferibilmente, il collegamento fra l?unit? di controllo 4 ed i mezzi sensori 3 posti sul corpo principale 2 ? cablato. Alternativamente, tale collegamento viene effettuato secondo una modalit? senza fili.
L?unit? di controllo 4 verr? ora descritta con maggior dettaglio, in particolare facendo riferimento a una pluralit? di moduli. Si noti che tali moduli possono essere implementati tramite hardware, software o una loro combinazione.
Con ulteriore dettaglio, l?unit? di controllo 4 comprende un modulo di acquisizione dati 5. Tale modulo di acquisizione dati 5 ? predisposto per ricevere i segnali dei mezzi sensori 3.
Opzionalmente, il modulo di acquisizione dati 5 pu? essere predisposto per il collegamento a ulteriori mezzi sensori 102. Tali ulteriori mezzi sensori 102 sono posizionati sul medesimo animale 100 su cui viene applicato il collare 1, ma sono distinti rispetto ad esso. Il collegamento pu? avvenire tramite una connessione Bluetooth LE e/o RFID e/o WiFi e/o un altro tipo di collegamento radio a corto raggio. Gli ulteriori mezzi sensori 102 possono comprendere un tag RFID 103 e/o un sensore movimento 104 e/o un sensore di bolo intraruminale 105 e/o un sensore di estro/parto 106. Tali sensori sono di per s? noti al tecnico del settore, e non verranno quindi descritti in dettaglio.
L?unit? di controllo 4 comprende inoltre un modulo di elaborazione 6, posto in comunicazione di segnale con il modulo di acquisizione dati 5, e con un opzionale modulo di memoria 7. Il modulo di elaborazione 6 elabora i dati raccolti, se l?unit? di controllo 4 esplica tale funzione. Inoltre il modulo di elaborazione 6 converte i dati, dove necessario, in un formato pi? funzionale per la loro trasmissione successiva.
L?unit? di controllo 4 comprende inoltre un modulo di comunicazione dati 8, il quale ? configurato per trasmettere i parametri vitali rilevati ad un?unit? esterna 101. Preferibilmente, la comunicazione con l?unit? esterna 101 utilizza un protocollo qualsiasi preferibilmente scelto fra Narrow Band IoT, LTE, 5G, LoRa o altro ancora. Il modulo di comunicazione dati 8 ? posto in comunicazione di segnale con il modulo di elaborazione 6 e/o con il modulo di acquisizione dati 5.
Si noti che il collare 1 sopra descritto pu? essere impiegato nell?ambito di un metodo e di un sistema per il la regolazione di un impianto di climatizzazione, ad esempio quello descritto nella domanda di brevetto italiano 102021000015692 a nome della stessa Richiedente.
Claims (10)
1. Collare (1) per animali da allevamento, comprendente:
- un corpo principale (2) configurato per essere applicato sul collo di un animale;
- mezzi sensori (3) disposti sul corpo principale (2) e configurati per rilevare almeno un parametro vitale dell?animale;
- un?unit? di controllo (4) fissata al corpo principale (2) e posta in comunicazione di segnale con i mezzi sensori (3), l?unit? di controllo (4) comprendendo un modulo di comunicazione dati (8) configurato per trasmettere l?almeno un parametro vitale ad un?unit? esterna (101).
2. Collare (1) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che i mezzi sensori (3) comprendono una cella di carico (9) fissata al corpo principale (2) e orientata per rilevare una forza lungo una direzione tangenziale.
3. Collare (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i mezzi sensori (3) comprendono un accelerometro (10).
4. Collare (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i mezzi sensori (3) comprendono un sensore di temperatura (11).
5. Collare (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i mezzi sensori (3) comprendono un sensore di composti organici volatili (12).
6. Collare (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i mezzi sensori (3) comprendono un sensore di qualit? dell?aria (12).
7. Collare (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l?unit? di controllo (4) comprende un modulo di acquisizione dati (5) posto in comunicazione di segnale con i mezzi sensori (3)
8. Collare (1) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che il modulo di acquisizione dati (5) ? collegato ai mezzi sensori (3) via cavo.
9. Collare (1) secondo la rivendicazione 7 o 8, caratterizzato dal fatto che il modulo di acquisizione dati (5) ? configurato per collegarsi a ulteriori mezzi sensori (102) tramite una connessione Bluetooth LE e/o RFID e/o WiFi e/o un altro tipo di collegamento radio a corto raggio.
10. Sistema per il monitoraggio di un locale di stabulazione comprendente un?unit? esterna (101) di elaborazione dati e una pluralit? di collari 1 secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, ciascuno associabile ad un rispettivo animale 100 e posto in comunicazione di segnale con l?unit? esterna (101).
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