JP2007537535A - カスタマイズされた栄養食品および飲料供給システム - Google Patents

Abstract

本発明は、本システムを組み込んだ装置内に格納された材料から作られるカスタマイズされた栄養的な配膳を供給するシステムである。装置は、装置内で利用できる材料の在庫と、その組成と特性と、顧客のプロフィールデータをそのメモリ内に格納したコントローラを有する。コントローラは、材料の在庫と、顧客の健康プロフィールを考慮した、プログラミングにより設定された制約内で、顧客により選択されたカスタマイズされた配膳に最も適合する配膳を調合するようにプログラムされている。顧客には、選択された配膳が提示され、顧客はそれを容認するかまたは修正する。装置は、最終選択を準備し、供給するようにプログラムされている。

Description

本発明は、自動化された食品および飲料供給システムに関する。より特別には、顧客の選択および格納された顧客プロフィール、健康、および栄養に関するデータに基づいてカスタマイズされた配膳を提供する自動化された食品および飲料供給システムに関する。

この技術において、予めパッケージ化された食品および飲料を販売するベンディングマシンが知られている。顧客が組合せを選択し、マシンが格納容器から成分のそれぞれを、単一の入れ物に計量された量だけ入れ、それを顧客がマシンから取り去るという、コーヒー、ホットチョコレート、またはソフトドリンクのような飲料を供給するベンディングマシンもまた知られている。

米国特許第５，４０４，７９６号には、乾燥パウダーからフレンチフライドポテトを製造するベンディングマシンが記載されている。パウダーに水を加えて元に戻し、フレンチフィライがマシン内の型で形成される。その後、フライは高温の油で調理され、新鮮にフライにされたものが顧客に供給される。カスタマイゼーションのために装置が有する唯一の機能は、塩および／またはソースを供給するか、しないかの選択のみである。

顧客が配膳の選択を入力し、コンピュータがサンプルメニューを用意するコンピュータプログラムが知られている。このサンプルメニューは、ユーザーが利用できる材料からなる可能な組合せに基づいている。日本特許明細書第２００３０５０６４号と、２００３１４１３３７号は、そのようなシステムの例である。コンピュータにより用意されたメニューに基づいて食事を用意するのは顧客に任されている。

ＷＯ０３／０５６４９３号には、顧客の需要に従ってカスタマイズされた栄養と薬の一定量を供給するための栄養ディスペンサが記載されている。顧客が要求を入力し、顧客の健康および栄養学的需要を標準の栄養および薬の表と比較する論理に基づく規則を使用して、供給される一定量がディスペンサに格納された栄養および薬から調合される。顧客の選択は、ディスペンサによる材料の供給を管理する規則により制限される。

本発明の目的は、これらの不都合な点をある程度克服し、または少なくとも公共に有益な選択肢を提供することである。

発明の概要
本発明は、広くは、カスタマイズされた栄養学的配膳を供給するシステムに組み込まれ、このシステムは、
材料格納モジュール、
材料処理モジュール、
配膳ディスペンサ、
顧客インタフェース、および
顧客インタフェースに操作可能に連結され、格納モジュール、処理モジュール、およびディスペンサの操作を制御するようにプログラムされたコントローラと、を備え、
コントローラはそのメモリ内に、格納モジュール内の材料の在庫表、その組合せと特性、および顧客プロフィールデータを格納しており、
コントローラは、
顧客が顧客インタフェースを介してカスタマイズされた配膳を選択すると、コントローラは、
ａ）そのメモリに格納されている情報を調べ、そのプログラミングにより設定された所定の制約内で、顧客により選択されたカスタマイズされた配膳に最も適合する配膳を調合し、その確認または修正のために顧客に選択された配膳を提示し、
ｂ）顧客が選択を修正した場合は、修正された選択に基づいてステップａ）を繰り返し、その結果としての選択された配膳を、確認または修正のために顧客に提示し、
ｃ）顧客が配膳を確認したときは、材料格納および処理モジュールと、配膳ディスペンサに、配膳を準備させ供給する旨の指示を出す、というように動作するようにプログラムされている。

１つの実施形態において、材料処理モジュールおよび配膳ディスペンサは、お互いに統合されている。

１つの実施形態において、配膳ディスペンサは、少なくとも部分的には、顧客またはオペレータにより操作される。

１つの実施形態において、コントローラのプログラミング内における所定の制約は、それに制限されるわけではないが、下記の１つまたは２つ以上を含む。

材料の制限または物理的特性
材料のお互いに関する互換性
健康状態によるある材料に対する制限
健康状態によるある材料の必要条件
在庫における材料の利用可能性、および
コスト
１つの実施形態において、コントローラは、顧客インタフェースを介して、リピータ顧客であることが識別されると即座に、その顧客には、その顧客の以前の選択に基づいて選択された配膳が提示され、顧客がその選択を確認すると、途中のステップを省いて直接、ステップｃ）に飛び、顧客が異なる配膳を選択したときは、ステップａ）から始めるようにプログラムされている。

１つの実施形態において、ステップａ）とｂ）を実行する際に、コントローラは、
顧客プロフィールデータを使用して、顧客用の栄養学的必要条件と目標を生成し、材料の在庫を調べて、各材料の含有レベルに制限を設け、
利用可能な材料の制約内で、栄養学的必要条件に適合するように最適化された配膳を調合するために材料を選択する。

別の実施形態において、コントローラは材料を選択して、他の必要条件の制約内で、栄養学的必要条件に適合するように最適化された配膳を調合する。

更なる実施形態において、他の必要条件は、ある材料は、互換性を維持できないレベルまで含まれてはならず、配膳は、十分ではあるが過剰ではない液体材料を、栄養学的目標から可能な限り離れず、顧客の好みの風味選択に可能な限り近いように適合し、可能な限り安価であるという方法で含む、という必要条件を含む。

１つの代替実施形態において、ステップａ）とｂ）において、顧客に提示された選択された配膳は、ブーリアンツリーアルゴリズムを使用することにより決定される。

１つの実施形態において、材料格納モジュールは、複数の格納仕切り区画を備える。

１つの実施形態において、いくつかの仕切り区画は、乳製品パウダー、または小麦粉、または他の穀物系食品のようなパウダー化された材料を含む。

別の実施形態において、いくつかの仕切り区画は、安定剤、親水コロイド、または乳化剤を含む。

別の実施形態において、いくつかの仕切り区画は、スパイス、ハーブ、または塩のような香辛料を含む。

別の実施形態において、いくつかの仕切り区画は、ビタミン、ミネラル、または生体活性剤などの栄養分を含む。

別の実施形態において、いくつかの仕切り区画は、味付け材料また風味修正剤を含む。

別の実施形態において、いくつかの仕切り区画は、食感を与える材料を含む。

別の実施形態において、いくつかの仕切り区画は、水、ジュース、ミルク、または他の飲料液体を含む。

別の実施形態において、いくつかの仕切り区画は、ゼリー状製品または乳剤を含む。

別の実施形態において、いくつかの仕切り区画は、ドライフルーツまたは野菜、またはフルーツまたは野菜エキスを含む。

別の実施形態において、いくつかの仕切り区画は、冷蔵または冷凍されている。

別の実施形態において、いくつかの仕切り区画は、加熱されている。

別の実施形態において、材料格納モジュールは、仕切り区画に格納されている材料の所定量を計量して配膳に供給するための定量計量手段を含む。

別の実施形態において、材料を材料格納モジュールから、材料処理モジュールへ移動する材料運搬手段が設けられる。

材料運搬手段は、機械的、重力、真空、空気圧、および液圧の１つまたは２つ以上である。

別の実施形態において、材料処理モジュールは、ミキサー、ヒーター、クーラー、およびフリーザーの１つまたは２つ以上を含む。

１つの実施形態において、ヒーターは、対流式ヒーター、マイクロ波ヒーター、殺菌機、照射機、オーミックヒーター、または高周波数音である。

１つの実施形態において、配膳ディスペンサはノズルである。

別の実施形態において、配膳ディスペンサは押出し成形機である。押出し成形機は随意に加熱してよい。

別の実施形態において、配膳ディスペンサから配膳を受けるための、供給ノズルに位置合わせされる容器または他の入れ物を供給する手段が設けられる。

１つの実施形態において、コントローラは、少なくとも格納モジュール内の材料の在庫のいくつかと、そこから利用可能な配膳と、格納モジュール内の材料に関連する栄養および健康データとそこからの可能な配膳と、少なくとも顧客プロフィールデータのいくつかをそのメモリに記憶した、１つまたは２つ以上のサーバーに操作可能に連結される。

１つの実施形態において、コントローラおよび／またはサーバーは、外部データベースに操作可能に連結される。

別の実施形態において、外部データベースは、健康および栄養分に関する情報を含む。

別の実施形態において、外部データベースは、顧客の健康情報を含む。

別の実施形態において、外部データベースは、健康保険データベースである。

１つの代替実施形態において、顧客プロフィールデータは、健康状態、最近の購入物および好物の記録を含む。

１つの実施形態において、顧客インタフェースは、供給システムに統合されたタッチパネルまたはキーボードである。

別の代替実施形態において、顧客インタフェースは、供給システムから離れた場所から操作できる携帯電話である。

別の代替実施形態において、顧客インタフェースは、インターネットを介してシステムに操作可能に連結された顧客コンピュータである。

更なる代替実施形態において、顧客インタフェースは、顧客により提示されたカード上に、デジタルでまたは磁気的に格納された情報を読み込むカードリーダーである。

１つの代替実施形態において、コントローラは、請求書作成機能に操作可能に連結されている。

１つの代替実施形態において、請求書作成機能は、口座振込み／引落としシステムに操作可能に連結されている。

別の実施形態において、請求書作成機能は、コイン、銀行券、プリペイド電子カードなどを挿入することにより起動できる。

別の実施形態において、本発明は、上述のように規定された、１つまたは２つ以上のサーバーに操作可能に連結されたシステムのネットワークである。

別の実施形態において、本発明は、カスタマイズされた栄養学的配膳を供給する装置であり、該装置は、システムおよび／またはここに上記で記述したネットワークの構成要素の組合せを含む。

本明細書で使用される「配膳」は、飲料または食品のすぐ消費できるよう用意された配膳ばかりでなく、濃縮物、ソース、トッピング、香辛料、または予め混合された物など、顧客が他の配膳を準備するために追加または使用するために持ち帰る物も含む。

本発明は一般的に、本出願の明細書において言及または示されるパーツ、要素、および特徴の個々またはそれらの集合体に、およびパーツ、要素、または特徴のいかなる２つまたは３つ以上の、いかなるまたはすべての組合せに含まれるといってもよく、本発明が関連するこの技術において知られている等価物を有する特別な完全体がここで言及される場合は、そのような既知の等価物は、個々に記述されたとしても、ここに組み込まれたものと見なされる。

本発明は上記のものに含まれ、また下記に例のみを記載する構成を想定している。

本発明は、添付された図を参照することにより、より十分に理解される。

発明の詳細な説明
本発明に係るシステムは、ハードウェア構成要素とソフトウェア構成要素の両者を有する。図１の実施形態において、ディスペンサ１０はサーバー３０から分離している。ディスペンサ１０とサーバー３０は、お互いに電子的に連通している。サーバー３０はディスペンサ１０と統合してもよいが、単一のサーバー３０は普通、ディスペンサ１０のネットワークに連結される。

システムの材料モジュール１２は通常、乳製品パウダーまたは小麦粉のような嵩張る材料を含む多くの仕切り区画と、香辛料、栄養分、風味修正剤、食感を与える材料のような、少量で供給される設計された材料を含む他の仕切り区画を含む。代表的な乳製品パウダーには、全乳パウダー、スキムミルクパウダー、乳たん白質濃縮物、および乳漿たん白質濃縮物が含まれる。小麦粉材料には、穀物および他の野菜粉末が含まれる。風味修正材料には、スパイス、ハーブ、または塩などの香辛料、またはこの技術に精通した者には知られている他の風味修正材料が含まれる。人工調味料または自然、つまり、未加工調味料もまた含まれてよい。

いくつかの仕切り区画は、より迅速な準備時間を可能にする予め準備された材料混合物を含んでもよい。

別の代替実施形態において、材料仕切り区画は、飲料または他の配膳に供給される、果物の果肉のような、新鮮、冷凍、またはプロセス果物を含んでもよい。そのような実施形態のシステムにおいて、材料モジュールには、適切な冷蔵設備を設けてもよい。

材料モジュール内の格納仕切り区画に含まれる栄養分または他の健康増進成分は、必須脂肪および脂肪酸、ビタミン、ミネラル、および生体活性剤である。冷凍乾燥プロバイオティックス、生体活性水解物パウダーなどを含む生体活性剤もまた仕切り区画に格納される。

格納される他の成分には、それに制限されるわけではないが、寒天、アルギン酸、アラビック、カラギナン、カーボンメチルセルロース（ＣＭＣ）、ゼラチン、コンニャク粉、ローカストビーンガム（ＬＢＧ）、メチルセルロース／ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＭＣ／ＨＰＭＣ）、微結晶セルロース（ＭＣＣ）、ペクチン、ザンサン、アカシアガム、バクテリアガム、タマリンド、ガティ、カラヤ、グラクトマンノン、ジェラン多糖類、イヌリン、アミラーゼ、アミロペクチン、菌体外多糖産生、麦芽糊精、ゼラチン、植物繊維、たん白質、トランスグルタミナーゼまたは水解物製品、アミノ酸、抗酸化剤、糖分、高麗人参、ガラナまたはカフェインが含まれる。

他の成分のいくつかもまた、栄養面でのおよび他の利点を有している。例えば、イヌリンは、糖尿病に効果があり、コンニャク粉は老人に多い嚥下障害を軽減する。

バクテリア培養物、特に、乳酸バクテリア培養物は、発酵飲料またはヨーグルトに使用するために、格納仕切り区画に含まれてもよい。

材料モジュール１２の仕切り区画にはまた、水、ミルク、または他の飲料液体のような処理液が含まれてもよい。

格納仕切り区画にはまた、ヨーグルトのようなゲル、またはアイスクリームのような乳剤が含まれてもよい。

冷凍または冷蔵手段が、材料がそのような状態が必要な場合には、いくつかの格納仕切り区画に設けられる。

同様に、材料を常温よりも高い温度で保存する必要がある場合は、加熱手段を含むこともできる。

材料処理モジュール１４は、格納仕切り区画と関連している定量計量機構を含む。これらは、導管により材料処理モジュール内に接合されている。導管に沿って材料を運搬する手段には典型的に、重力、オーガーのような流体運搬手段、空気または液体圧力、または導管の材料処理端の真空圧などが含まれる。

材料処理モジュール１４は、材料格納モジュール１２からの材料を受け取るために配置された容器内に混合手段を含む。混合手段には、パン生地材料を混合するために食品業界で共通して採用されるミキサーや、この技術で知られたミキサーが含まれる。

形成機構は、オプションとしてシステムのいくつかの機能に対して提供される。混合された材料は、形成機構に送られ、組み合わせられた材料を、栄養バーのような所定の形状に形成される。これは、対流式オーブン／マイクロ波オーブン、高圧、オーミック加熱、または超高周波音のような加熱手段に送られる。

１つの実施形態において、選択された食品がピザの場合、形成機構はローラーである。ピザベースはローラーで伸ばされ、それが対流式オーブンで調理される前に、中間のステーションで、定量計量機構からベース上へピザのトッピングが振り掛けられる。他の平坦化機構もまた使用してもよい。

供給される製品が、例えば、ヨーグルトのような流体乳剤の場合、それはノズルから容器に供給される。１つの実施形態において、供給モジュール１６は、顧客によりアクセス可能なノズルを有する。顧客は、ノズルの下に容器を配置し、容器に流体配膳を集める。

別の実施形態において、容器とノズルは、顧客からはアクセスされない。容器は満たされ、自動シーリング装置によりシールされ、その後、シールされた容器が顧客に供給される。

システムの別の実施形態においては、材料処理モジュールと配膳ディスペンサは組み合わせられる。これは、例えば、流体ストリームにおいて容易に溶解しやすいパウダー化された材料の数が限度内であるときに行われる。処理および供給機能により、液体内のパウダーが溶解され、顧客はその飲料を持ち去ることができる。

ディスペンサの操作は、ある実施形態においては完全に自動化されているが、他の実施形態においては、処理または供給操作は、顧客またはオペレータの動作を含むこともある。顧客またはオペレータは、カップまたはポトルのような入れ物を、ディスペンサの下に置き、配膳を供給するためにスタートボタンを押さなければならないこともある。顧客またはオペレータは、顧客インタフェースのスクリーン上で指示されるように、ボタンまたはレバーを押すことにより、材料の処理または供給を支援しなければならないこともある。

ディスペンサは、それに関連しているラベリング装置を有してもよい。この装置は、材料のリストを示すラベルを印刷して貼り付けることが可能で、要求されるいかなる特別な指示をも与えることができる。ラベルはまた、配膳により提供される栄養分の特性を含むことができる。

コントローラ１８は、１つの実施形態においては、多数の機能を有するマイクロプロセッサである。それは格納モジュール１２と、材料処理モジュール１４と、および供給モジュール１６と相互作用的に動作して、選択され、供給され、そして処理された材料が、顧客の選択基準および、健康、栄養、および顧客プロフィールデータ必要条件の両者に適合することを確実にする。それはまた、在庫レベルの監視を続け、材料仕切り区画を再充填する必要があるときに在庫オペレータに信号を送る。

コントローラ１８はまた、サーバー３０における請求書作成モジュール３２とも相互作用する。いくつかの例では、ディスペンサは、他のベンディングマシン同様に、コイン、銀行券、またはデービットカードにより操作される。他の例においては、請求書作成は、販売処理時点における従来の電子的直接口座引落とし／振込みにより行われる。

コントローラ１８は、顧客プロフィールデータ３４にアクセス可能である。これには、以前の顧客メニュー選択、および顧客の栄養面での必要条件が含まれてよい。顧客が高いレベルの健康状態を有し、特別な運動のための栄養面での必要条件を有しているときは、これは材料の選択に考慮される。顧客がある食品（例えば、ピーナッツ、グルテン、またはフェニルアラニン）に対してアレルギーがあるときは、または糖尿病または高血圧のようなある状態を有しているときは、その状態を悪化させる材料の供給は除外される。

顧客プロフィールデータ３４は、その最も簡単な形式においては、顧客により入力された体重、身長、年齢、および現在の健康状態のような基本情報を含む。顧客が、ある状態に対するより詳細な健康評価またはテストを受けたことがある場合は、この情報もまた入力される。高い能力を有するスポーツ人間に対しては、リアルタイムな健康状態情報が顧客のデータベースに入力され、トレーニングの後、またはトレーニング中でも、適切な栄養飲料または他の配膳が消費のために注文される。

顧客が遺伝子型の分析を行っていた場合は、結果データもまたデータベースに入力される。栄養遺伝子型分析により、遺伝子型分析が利用できる場合は、顧客に最適な配膳を選択できるようになる。顧客の購買物が、健康保険により支払われる、または助成金が出る場合は、健康保険データベースへの連結により、購買時点で請求がなされる。

顧客の入力は、顧客インタフェース２０のある形態を介している。システムが既に顧客プロフィールデータを格納しているときは、顧客は、個人識別番号（ＰＩＮ）を入力するだけでよい。虹彩走査または電子指紋認識または他の生体測定データによる認識のような他の顧客識別機構も、ＰＩＮ入力に代わるものとして使用してもよい。別の代替機構においては、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）またはトランスポンダシステムが使用される。インタフェースは、スクリーン、スピーカを含み、コントローラと顧客の間の相互作用を可能にする。

インタフェースは、携帯電話、インターネットにアクセスできるコンピュータであってよく、またはキーボードまたは、装置により電子的に読み取ることができるカードを挿入することにより起動されるマシンそれ自身上の他の入力装置であってよい。１つの代替インタフェースにおいては、顧客インタフェースは、音声により起動されてもよい。

顧客は、顧客インタフェース２０を介してシステムに登録する。登録は通常、顧客プロフィールデータの入力を含む。顧客が電子カード上に格納された健康情報を有するときは、そのカードを読み取ることにより送信される。または、顧客は、好み、健康状態、およびアレルギーについて、標準化された質問に応答して情報を入力することもできる。別の代替例では、離れた場所のコンピュータに格納された顧客の健康データは、顧客により認証されるとアクセスができるようになる。

メモリはまた、顧客の健康プロフィールと比較できる栄養および健康データ３８をその上に格納しており、それにより悪影響の材料は除外することができる。または、コントローラは、健康および栄養に関しての推奨を行うｗｗｗ.ｍｙｐｙｒａｍｉｄ.ｇｏｖのようなＵＲＬにおける質問データベースにアクセスするようにプログラムできる。

請求書作成モジュール３２は、銀行により提供される電子的振込みおよび引落としサービスへの接続のように簡単であってもよい。または、それは、コイン、銀行券、または電子デービットカードが装置を起動する、従来のベンディングマシンから採用したモジュールであってよい。

ディスペンサ１０にはまた、栄養強化モジュール２２と定量計量ユニット２４が、材料処理モジュール１４の上流に設けられている。各ディスペンサ１０とサーバー３０の間は、電子接続２６により接続されている。

サーバー３０は、下記の機能とメモリデータバンクを有する。請求書作成機能３２は、上述してある。顧客データベース３４は、顧客プロフィールを含む。個々のプロフィールに加えて、それは、処理が以前に登録されていない顧客からのプロフィールを注文したときに参照される、顧客グループプロフィールを生成することができる。サーバー３０はまた、栄養および健康データ３８、および顧客の選択だけでなく、栄養および健康上の必要条件を満たすように材料を選択するための調合アルゴリズム３６をサーバー上に格納している。

最も簡単な構成におけるシステムは、コントローラ内にすべてのメモリとプログラミング機能を有するスタンドアロンのベンディングマシンである。

他の実施形態は、ベンディングマシンと、単一サーバーまたは複数のサーバーとの組合せから構成される。顧客の通常の集合体によりアクセスされるベンディングマシンの集合体があるときは、顧客プロフィールデータは、マシン集合体のそれぞれのメモリ、またはローカルサーバーに格納され、アクセスおよび応答時間を高速化する。

動作において、顧客は自分自身のＰＩＮまたは他の識別子を入力して配膳を選択する。代表的な実施形態において、顧客には、食事およびスナックタイプから始まるメニューが提示され、メニューの選択が行われる。

メニュータイプの作成はすべての顧客に対して提供される一般的な選択を介してか、または顧客プロフィールデータが食品型を制限する場合は、より制限されたメニューを介してなされる。

顧客は、自分自身の選択を行い、コントローラ１８は、材料の混合および材料の調理がその後に続く、材料の供給を管理するスイッチを起動し、要求されれば、それらをマシンから供給する。一人前のサイズは、顧客プロフィールデータ３４を参照して決定される。

１つの実施形態において、顧客はディスペンサ１０に位置して、それが供給されたときに配膳が集まるのを待つ。顧客が配膳を、マシンから離れた場所から注文するような（携帯電話かインターネットを介して）、より洗練されたモデルの場合、顧客はデータを入力して、マシンそれ自身における供給ステーションからの配膳のリリースを可能にする。そのような設備は、食事またはスナックが注文された時間と、それがマシンにより供給される時間との間に時間遅延があるときは重要である。

本発明に係るシステムおよび装置はまた、オプションとして衛生管理システムを含む。そのようなシステムは、偶発的にこぼれた場合などを監視する。こぼれたことが検出されると、そのマシンは、オペレータによりこぼれたものが清掃されるまで、作動を止められる。

材料が、保存期間を有する場合は、この情報は材料制御データベースデータの一部となる。材料が、材料モジュールの仕切り区画に配置されるときに、この日付が記され、材料定量計量機構は、いったんこの「使用期限」が過ぎると、新鮮な材料が追加されるまで動作が止められる。

それに制限されるわけではないが、代表的に、本発明のシステムを含むマシンは、特別なタイプの配膳を提供する。あるマシンは、「スムージー」または飲用ヨーグルトのような飲料を供給する。他のマシンは、顧客の選択に従って混合され形成された栄養バーを供給する。他のマシンは、ムース、ヨーグルト、またはアイスクリームのようなソフト食品を提供する。更に他のマシンは、チーズメルトまたはピザのようなトッピング製品を提供する。

別の実施形態において、供給される配膳は、濃縮物、パウダー、ソース、トッピングなどあり、ユーザーが持ち帰り、飲料の準備に、またはサラダ、肉、野菜、魚などの食品と混合して、またはそれに振り掛けて使用する。

マシンへのアクセスは、会員資格、またはそのような形式なしで行われる。会員である顧客は彼らの好みおよび彼らのプロフィールデータにおける制限に従ってカスタマイズされる配膳を受けることができる。

本発明に係るシステムを組み込んであるマシンは、学校に設置することができる。そのようなマシンは、個々の顧客データは有しないが、代表的な学校年齢の子供達のプロフィールを有している。それらは潜在的に不完全な食事および他の食事を栄養的に補償する、より少ない分量の配膳を製造するようにプログラムされる。例えば、思春期の少女は、彼らの配膳において余分のカルシウムを受け取る。そのようなマシンに格納された材料は、学校の栄養上の必要条件を満たす範囲に制限される。

別の実施形態において、本発明に係るシステムを組み込んだマシンは、老人による消費に適した配膳を供給するようにプログラムされる。そのようなマシンは、療養所の居住者各人に対する顧客プロフィールデータを保持している。そして、食事により、個々の居住者それぞれの栄養および健康上の必要条件が提供される。食事の要求は、居住者自身か、代理のスタッフにより行われる。そのようなマシンの設置により、療養所において厨房または厨房スタッフを提供する必要性が削減される。そのようなマシンに格納された材料は、老人の需要に合致するように制限される。

マシンのプログラミングは、食品の好みの食感と共に、目標のグループの代表的な味覚についての情報を含んでもよい。

本発明に係るシステムを組み込んだベンディングマシンの別の潜在的使用法は、公共の輸送機関にある。バス、列車、または飛行機、または空港または駅に、そのようなマシンを設置して、カスタマイズされた、または一般の配膳を旅行者に供給する。

本発明のシステムを組み込んだベンディングマシンは、小売りチェーンストア、ショッピングモール、スーパーマーケット、コンビニエンスストア、大学、スポーツジム、仕事場、スタジオ、劇場、または潜在顧客が食品または飲料を求めそうないかなる他の場所にも設置できる。

１つの使用法において、本発明に係るベンディングマシンは、コンビニエンスフードアウトレットの販売カウンタに隣接して設置される。顧客は購入した、サラダなどの食品アイテムを取り、ベンディングマシンに運び、ドレッシングのような配膳を注文し、ドレッシングは、直接サラダ上に供給されるか、顧客が開封してからサラダにかけるような容器に入っている。

本発明に係るシステムによりいくつかの利点が得られる。１つの実施形態において、顧客には、好みに従ってカスタマイズされたばかりでなく、健康および栄養を考慮して最適化された配膳の便利さが提供される。配膳が新鮮な材料から準備される場合は、これらの材料は、顧客によりあまり最適でない状態で格納されていた場合に比べて、より新鮮な状態で配膳において提供されるような状態で格納される。材料の格納および供給を制御するアルゴリズムは、新鮮さが含まれるべき考慮の対象であることを確実にするためにプログラムすることができる。

栄養飲料のベンディングマシン
図１に示された栄養飲料を供給するディスペンサの１つの実施形態の概略的なレイアウトが図２と図３に示されている。

必要であれば、密封してシールすることができる環境制御ユニット４０内には、マシン内にはどんな材料が格納されているかを識別するために設けられた無線周波数識別（ＲＦＩＤ）材料認識チップ４２を有する材料格納容器４４がある。材料撹拌／混合装置４６が、粉状の材料を容器４４からの運搬を支援するために提供される。

在庫情報を提供するストックレベルセンサ４８もまた設けられている。

格納容器４４の下方には、オーガーのような、材料を格納容器４４からチューブ５６へ運搬する供給機構５２を駆動する駆動機構５０が設けられている。チューブ５６上には、供給される材料の量を計量する計量器５４がある。

シュート５８は、チューブ５６に対して揃えられており、容器４４から排出されたパウダー化された材料を受け取る。シュート５８には、パウダーを固着しないようにするための撹拌器６０が設けられている。

各分離された材料は、直前に記述した構成要素と関連する分離格納容器を有する。

図３を参照すると、パウダーマニホールド６５が、栄養強化剤６４源と、材料６２源と連通して設けられている。栄養強化剤６４は、精細パウダー計量装置からパウダー化された形状で提供されるか、または正確に計量された事前製造の錠剤の形状で提供される。材料６２は、各材料容器４４に関連するシュート５８から排出される。

液体材料マニホールド６６もまた設けられる。マニホールド６６は、液源６８と連通している。マニホールド６５と６６の下方には、飲料供給マシンに共通して見られるタイプの、カップ供給機構７６がある。カップ７８が示されている。カップ７８内に供給される材料と液体の経路は、矢印８０と８２で示されている。

供給および処理機能は、回転翼の形状の、ミキサードライブ７０と、ミキサーヘッド７１を設けることにより達成される。適切な水スプレーノズルが設けられた回転翼クリーナー７４が含まれる。回転翼モーター７０と７１は、矢印７２Ａの方向に移動され、カップ７８内の材料を混合するか、矢印７２Ｂの方向に移動され、ヘッドまたは回転翼７１の清掃が可能になる。

顧客が、選択された栄養飲料に同意し、調合アルゴリズムが必要な材料の量を決定した後の動作において、ドライブ５０は、供給機構５２を起動して、パウダー化された材料をチューブ５６を介して供給する。必要であれば、撹拌機構４６によりパウダー化された材料が、材料格納容器内で固着しないことが確実となる。供給される材料の量は、モーター５０の時間操作および／または計量器５４を介して、材料の量を計量することにより決定できる。パウダー化された材料がシュート５８内で固着した場合は、混合器６０によりその固着を解消できる。

格納容器４４内の材料の性質は、ＲＦＩＤチップ４２により識別される。残っている材料のレベルは、ストックレベルセンサ４８によりコントローラへ信号で送られる。

湿気または酸素のレベルを削減したような、材料が制御された雰囲気を必要とするときは、環境制御ユニット４０内の雰囲気を適切に調整できる。

材料格納モジュール４４からの材料６２は、図２に示すように、栄養強化剤６４と共にマニホールド６５内に集められる。水、炭酸水、または液状調味料のような液体材料はすべてマニホールド６６内に集められる。これらはその後、普通は重力により放出され、経路８０と８２を下り、カップ７８内に入る。ミキサードライブ７０とミキサーヘッド７１は、矢印７２Ａの方向に操縦され、ヘッド７１がカップ７８内になるような場所に運ばれ、そこで所定の時間だけ、均一に混合するために撹拌する。

材料が、ミルクたん白質濃縮物や分離体のように、高いたん白質含有量を有するときは、ヘッド７１は、過剰な泡立ちを回避するために、減速した速度で操作される。

所定の混合時間が完了すると、駆動モーター７０は、カップ７６から引き上げられ、ヘッドが、ユニットを清掃するために、清掃ユニット７４内に位置するように回転させられる。

その後、カップ７８は、顧客により飲料を持ち運ぶために使用できるようになる。

栄養飲料ディスペンサの動作
図２と図３において示されるタイプの栄養飲料供給マシンに対する、ユーザーの初期接触から、サイクルの終了までの操作シーケンスが、下記の表１を参照して図４に示されている。図４の円内の数字は参照番号ではなく、表１の左端列内のステップ番号である。

ステップ１は、システムを以前に使用したことがなく、登録された会員でないユーザーに対して要求される。そのようなユーザーは、供給マシンに統合されていないユーザーインタフェースであるインターネットを介して、または携帯電話で、または会員ステーションにおいてマシンにおいて健康情報を入力する。

ステップ２において、システムは識別子を提供する。これは、個人識別番号（ＰＩＮ）、またはスマートカード上に格納された情報、または飲料と共に供給されるカップ内のＲＦＩＤチップ上に格納された情報であってよい。

ステップ３において、ユーザーの健康情報データは、マシン上の、ネットワークサーバー上の、またはユーザーにより保持されるＩＤキャリア、スマートカード、またはＲＦＩＤ上のコントローラのメモリ内に格納される。

ステップ４において、ユーザーは、マシン上のインタフェースパネルを使用して、テキストメッセージ、Ｅメール、またはウェブサイトを介して装置にログインする。

ユーザーが既にシステムの会員であるときは、図４のステップ２５から開始する。第１ステップは、ユーザーが自分のＩＤを入力することである。そして、ステップ５において、これがそのときの状況に応じて、インタフェースパネル上、リモートコンピュータ上、または携帯電話上で検証される。

ステップ５において、ユーザーＩＤは検証され、そのプロフィールと好みに関する情報が、そのときの状況に応じて、ベンディングマシンのインタフェースパネル上、リモートコンピュータ上、または携帯電話上に提示される。

ステップ６において、ユーザーは自分の健康状態および直接の好みの詳細のいかなる更新情報をも追加する。これは、そのときの状況に応じて、マシン上のユーザーインタフェースを介して、テキストメールを介して、またはウェブサイトを介して行うことができる。

ステップ７において、コンピュータまたはサーバー内のプログラムは、論理システムまたは最適化プログラムを介して、格納された情報および更新された選択を使用してアルゴリズムを実行する。

ステップ８において、飲料の推奨がユーザーに提示される。これは、そのときの状況に応じて、マシンのインタフェースパネル上で、またはテキストメッセージで、またはＥメールで、またはウェブサイト上で行える。

ステップ９で、ユーザーは、個人の好み、および利用可能な材料に基づいて変更を加える。

ステップ１０において、ユーザーは修正された選択を確認する。

ステップ１１において、コントローラは、材料格納および処理モジュールと、サーバーディスペンサに対して指示を発し、配膳を準備させ供給させる。

ステップ１２において、システムは、スマートカードを介して、またはコインの投下により、または直接の引落とし、またはマシンまたはデータベースに関連する他の手段により支払いをチェックする。

ステップ１３において支払いが行われる。

ステップ１４において、コントローラはシーケンスと供給量情報をチェックする。

ステップ１５において、コントローラは信号をモーターとポンプに送り、アルゴリズムにより指定された時間パターンで供給するようにさせる。

ステップ１６において、材料は、液体ポンプ、パウダーディスペンサ、錠剤による一定量、および水供給により供給される。

ステップ１７において、ユーザーは進行中の飲料の準備段階を通知される。これは、スクリーン上の情報、またはフロントパネル上のマシンの照明部分により実行してもよい。

ステップ１８において、飲料がカップ内に入ったときにミキサーが起動される。

ステップ１９において、ミキサーがカップから取り除かれたとき、飲料準備完了信号が発せられ、顧客は飲料を取り去る。

オプションであるステップ２０において、飲料調合に関する情報が表示される。これは、ユーザーインタフェースのスクリーン、または印刷されたレシートに表示してもよい。それは、カップに添付されるラベル上に印刷してもよく、または飲料がカップではなくパッケージで提供されるときは、パッケージに印刷してもよい。配膳がパッケージで供給されると、
ステップ２１において、材料供給に関する情報は、材料の在庫を追尾し続け、またユーザーが消費した材料の量の記録を維持する目的のために、データベース内で更新される。

ステップ２２において、清掃シーケンスは、図３における清掃ヘッド７１がヘッドクリーナ７４内で清掃されるように起動される。

ステップ２３において、ストックレベル情報は、在庫データベースに送信され、それにより、マシンが在庫を切らさないことを確実にするために、再ストックスケジュールが準備できるようにする。

ステップ２４において、マシンは、ユーザースクリーンを再ブートし、材料供給モジュールを休止状態にするためにリセットされる。

最後のステップ２６は、初めてのユーザーに会員になることを勧める内容がインタフェースパネル上に表示される。

パスタおよびパスタソースベンディング装置
自動ベンディングマシンから供給するために、食品の配膳を準備する既存の装置は、本発明のシステムと共に使用するために適合することができる。

そのような装置の１つが、米国公開特許出願第２００２−０１５２８９６号に記載されている。その明細書に記載されている装置は、パスタと、パスタソースを作るための材料を格納している。顧客が注文すると、パスタはパスタクッキングポットに放出され、ボイリング用の水が加えられてパスタを調理する。そして、パスタはプレート上で供給される。顧客はソースを選択する。分離した格納仕切り区画からの材料は、パスタと混合する前、あるいはその後に水と混合および組み合わせられることにより、顧客は、十分に調理されたソースのかかったパスタをマシンから受け取る。パスタ用の格納仕切り区画は、図１に示された格納モジュールの別の仕切り区画を形成する。水供給および調理機能は、処理モジュールの一部を形成する。

ソースに供給される材料の中には、顧客の健康状態の必要条件と好みにカスタマイズされた適切な栄養分が含まれる。

ユーザー用飲料の準備のためのブーリアンツリーアルゴリズム
１．序説
栄養学的および機能的知識と組み合わされた、顧客から得られた情報を採用する簡単な論理ツリーを多数使用して最も適切な結果が決定される。

ブーリアンツリーの進め方を示すために、データの入力から最終的な飲料の決定までを、架空の顧客であるマイク（Ｍｉｋｅ）という人間を追うことにより、表１および図４のステップがどのようにして行われるかを示す。マイクは４６歳の男性で、身長６フィート１インチで体重は９３Ｋｇである。彼は、タイプＩＩの糖尿病を患っており、高血圧でコレステロール値も高い。

２．初期選択
顧客がベンディングマシンにアプローチするときには、飲料選択を決定するための多数の異なるオプションがある。顧客は「高速追尾」オプションを願うこともある。これにより、顧客は飲料ベース、風味を選択し、「免疫」または「女性」のような所望の「ショット」を追加できる。これは迅速で簡単であるが、本発明のシステムの主要な利点を利用していない、つまり、個人の健康プロフィールに基づいて特別な推奨を行うというシステムの機能を利用していない。

顧客は、ベンディングマシンで前回購入したときに、またはウェブサイトのオンラインにより、既にシステムに自分の健康データを入力している可能性もある。その場合は、顧客は自分のユーザーＩＤとＰＩＮを単に入力するか、スマートカードを読取り機に通すか、または登録された会員を識別するために選択されたいかなる技術を使用することにより、ベンディングマシン内のコンピュータシステムは、ネットワークにアクセスして、その顧客に関するデータを検索する。

顧客が自分の健康データをまだ入力していない場合は、この段階で入力を行う。この例の目的のため、マイクはこのオプションを選択する。

３．健康プロフィール
顧客が自分の健康データを入力することを決定すると、顧客は、自分の「健康プロフィール」として格納される情報を収集するアルゴリズムを進むことになる。この健康プロフィールは、個人の健康および一般的な好みに関する、恒久的な、および可変的データの両者の多様なデータから構成される。恒久的データは、固定情報として収集されて格納され、一方、可変的データは自動的にデフォルト設定されるが、ベンディングマシンが使用されるたびに変更することができる。

健康プロフィール用情報を収集するために使用される情報とオプションのタイプの概観を示す代表的なフローチャートが、図６から図１１に示される個々のループと共に図５に示されている。これらは、使用され得る典型的な質問である。マシンが、例えば、学校の生徒または老人のようなユーザーの部類により使用されるときは、質問も、ユーザーグループに合わせて適合される。

最初の質問は、相対的に、顧客自身を説明するものであり、顧客の性別および年齢に関する情報を求める。年齢区分は、類似の栄養分の必要性に基づいており、顧客が質問に関して快く感じることを確実にするために、より小さな区分に分解してもよい。マイクは男性で年齢は４６〜７０歳の間である。

ＢＭＩループ
図６を参照して、個人のボディマスインデックス（ＢＭＩ）は、身長と体重に基づく体脂肪の測定値であり、種々の健康問題に対するリスクを示す重要な指標である。ＢＭＩは、キログラムで表現された個人の体重を、メートルで表現された身長の２乗で割ることにより計算される。ＢＭＩループは、顧客により提供された情報に基づいてＢＭＩを計算し、メートル法または英本国法の単位による数字の入力を可能にする。一般的に、２５を超えるＢＭＩは、その人間が体重過多であることを示している。しかし、人々は身長を多めに、体重を少なめに評価する傾向があるので、２４を超えるＢＭＩが限界点として使用されてきた。顧客の身長と体重は、現在利用できる技術を使用することによりマシンで測定することもでき、ＢＭＩは測定装置により計算される。

マイクのＢＭＩは、彼の身長（６フィート１インチ）と体重（９３ｋｇ）から、下記のように計算される。

メートルでの身長＝（（６×１２）＋１）×２.５４／１００＝７３×２.５４／１００＝１．８５ｍ
ＢＭＩ＝９３／（１．８５×１．８５）＝２７.２
従って、マイクは「ＢＭＩ＞２４」のカテゴリに入る。

糖尿病ループ
個人がタイプＩまたはタイプＩＩの糖尿病を患っていると、体内では十分なインスリンが製造されないか、または細胞がインスリンを無視するかのどちらかである。インスリンは、体内で糖分を使用するために必要である。グルコースが、細胞に入らずに血液中で蓄積すると、種々の問題を引き起こす。従って、糖尿病の患者は、糖分の摂取を制御することが重要である。糖分の種類が異なれば、血液中のグルコースレベルに対する影響も異なり、蔗糖とグルコースが最も影響が大きい。アスパルテーム、サッカリン、スクラローゼ、およびアセスルファメ−Ｋのような事実上ノンカロリーの甘味料は血液中のグルコースレベルを増大しないが、糖アルコール（キシリトール、マニトール、およびソルビトール）は、カロリーが多少あり、血液のグルコースをわずかに増大させる。全体的な炭水化物の摂取を考慮することは重要であり、カロリーに対してのカロリーのように、すべての消化しやすい炭水化物は、約同量の血液グルコースを増大する（米国糖尿病協会、２００５年）。また、低レベルの糖分の健康食品を食べることは、タイプＩＩの糖尿病を悪化させる危険因子を有する人における発症を遅らせるのに役立つという証拠もある。

図７の糖尿病ループは、個人が糖尿病または潜在的危険因子のいくつかを有するかどうかを考慮した可能な質問と結果の例を示している。

マイクは、タイプＩＩの糖尿病を患っているので、無糖に高い優先度が与えられる。これにより、飲料はいかなる蔗糖またはグルコースを含んではいけないということが要求され、５％を超える合計糖含有量を有してはならない。もし彼が糖尿病と診断されていなくても、論理ツリーは、彼は年齢が４５歳を超えており、２４を超えるＢＭＩを有していると登録しているので、彼に無糖に高い優先度を与えるように選択することを考慮することをアドバイスしたであろう。顧客は、この例の栄養学的な推奨を無効にすることもできるが、顧客の決定は、栄養学的なアドバイスに反していること顧客が確実に認識するために、警告が表示される。

他の２つの優先レベルは中位と低位である。中位の優先度は、システムにより推奨された飲料に対して制約が加えられるということであり、存在する糖分の合計が１０％を超えないことを確実にすることを意味する。無糖に対する低位の優先度は、糖分の量が、顧客にどの飲料を推奨するかに関してなされたいかなる決定にも影響を与えないことを意味する。

鉄分またはカルシウムループ
鉄分およびカルシウムの食事による摂取が不十分であることは、多くの西洋諸国における女性にはよくあることで、貧血症および骨粗鬆症のような問題の悪化に関連している。しかし、既に鉄分サプリメントを摂取している男性または女性が食事により、過剰に鉄分を摂取することは望ましくない。

図８の鉄分ループにより、顧客の鉄分摂取に関する質問への顧客の回答が、顧客の健康プロフィールの他の様態に基づいて、容認または質問されるようになる。顧客が、鉄分摂取についてなんら関心を持っていないと答えた場合は、システムは顧客の性別をチェックし、そして顧客が女性であれば、女性は鉄分が不足がちであることを説明するメッセージを表示する。それは、個人が鉄分を含むサプリメントを摂取しているかを質問し、摂取していない場合は、顧客が鉄分に高い優先度を与えることを考慮することを強く推奨する別のメッセージが表示される。鉄分に対する高い優先度は、顧客により特別に指示されない限り、システムが追加の鉄分を飲料に含むことを意味し、中位の優先順位は、より高い優先度の指示に抵触しない限り、鉄分が追加されることを意味し、低位の優先度は、顧客が特別に求めない限り、鉄分を追加することにはならないことを意味する。類似のループがカルシウムに対して使用される。

マイクは、彼の食事において鉄分やカルシウムのレベルを心配している様子ではなく、彼が男性であるため、システムはメッセージシステムを回避し、単に鉄分とカルシウムの両者を低位の優先度で割り当てる。

心臓の健康
西洋社会では、アテローム性動脈硬化症のような状態を患っている人の数が増加している。研究により、抗酸化剤（ビタミンＥ）、オメガ−３脂肪酸、および葉酸を含む、心臓の健康を増進するように見える種々の微量栄養素が識別された。心臓の健康に対するループは図９に示されている。

マイクの現在の健康状態では、彼は心臓の健康に関心を持つべきである。しかし、彼に確信がなければ、このループにより彼が有する可能性のある危険因子についての考慮を促す。マイクが、彼の心臓が受けているかも知れない負担を全く意識していなくても、論理ツリーは、彼の健康プロフィールを調べ、彼は年齢が４５歳を過ぎていて、２４を超えるＢＭＩを有していることを登録する。この情報に基づいて、マイクが心臓の健康に高い優先度を与えることを促す推奨メッセージが提示される。これにより、心臓の健康によい材料が、彼が特別にその指示を覆さない限り、彼のすべての飲料に追加されることが保証される。

現在では、この心臓の健康ループは、オメガ−３、ビタミンＥ、および葉酸の３成分から構成される単一の「心臓ショット」に言及している。心臓の健康の優先度に関して、どんな選択を個人が行ったとしても、それは個々の成分よりも、材料のグループに適用される。その代替ループにおいてはそうではなく、これは分離した材料を考慮するように変更され、顧客の需要に、より大きな柔軟性を持って適合することが可能になる。

葉酸ループ
心臓の健康に関連するのと同様に、葉酸はまた、女性の健康、特に思春期および妊娠中には非常に重要である。図１０の葉酸ループは、女性の顧客のためにのみ示してある。

この例のシステムは、「ベース」および「ショット」という観点から動作し、「心臓の健康」は、単一ショットに相当する。従って、葉酸が「心臓ショット」に含まれているので、個人の基準で、それに高い優先度を設定することには意味はない。「ショット」によるアプローチが使用されないシステムにおいては、葉酸ループは、それなりに調整する必要がある。

マイクは男性なので、システムは彼には葉酸ループは示さない。心臓の健康に高い優先度を与える彼の決定により、彼は既に追加の葉酸を摂取している。

個人の好みループ
図１１に示す、健康のこのセクションでの最終ループは、個人の好みに関することである。論理ツリーは、顧客の健康プロフィールに基づいて提示された飲料の選択を制限することができるが（つまり、無糖が優先）、顧客は、システムにより推奨される飲料のタイプと風味に、ある投入量を加えることができる。システムにより多くの飲料タイプと風味が付け加えられた他の例では、論理ツリーのこの部分は、実質的により大きくなる。

マイクにとって、無糖の優先度は高いので、彼のデフォルトとして設定されたミルクベースの飲料を自動的に受けることになる。彼はホットチョコレートを好み、少し甘党なので、甘さレベル３を選択する。人工甘味料が使用され、マイクは彼の糖尿病の状態を悪化させることなく、依然として甘さを加えることができる。

４．選択
顧客が自分の健康プロフィールを入力すると、ベンディングマシンで、またはオンラインでシステムはそれを認識し、データベースから顧客の特別な情報を呼び出すことができる。この例においては、顧客の好物の飲料、ベンディングマシンが一般的にアクセスされる時間と場所、および顧客による種々の栄養分の通常の日常摂取を含む、顧客の選択の履歴が保存されている。

図１２は、自分の健康データログを入力した者が、ベンディングマシンにログインするための論理ツリーアプローチである。顧客は歓迎され、以前にシステムを使用したことがあれば、高速選択として、前回に顧客が注文したものと同じ飲料が提示される。他のオプションとしては、顧客の現在の健康または状態についてのいくつかの「可変データ」の質問に答えることが挙げられ、それにより健康プロフィールと、従って、飲料の推奨が変更される。顧客は、前回の飲料から更新された飲料（「今日のバージョン」）を注文するか、顧客の格納された健康プロフィール／好み情報（「格納された好み」）に基づく飲料を注文することができる。

マイクは以前にシステムを使用したことがないので、「前回と同じ飲料」または「今日のバージョン」のようなオプションを選択することができる履歴データを持っていない。彼は、この３つの質問に「いいえ」と答え、「格納された好み」ボタンを押す。

この「可変データ」の質問への答えは、顧客の健康プロフィールに格納されたものと組み合わされ、そしてシステムは更なる論理ツリーを進み、顧客の健康状態および顧客の個人的な好みの必要条件に最も近く適合している飲料は何かを決定する。そのような論理ツリーの例は図１３に示されている。

マイク用の図１３の論理ツリーを進むときに、彼は「脳」も「免疫」も選択しなかった。心臓の健康が高い優先度だったので、彼は心臓ショットを摂取する。鉄分もカルシウムも優先度は高くなく、エネルギーレベルは低く保たれている。彼の好みのベースはミルクであり、彼はそれのホットを好む。しかし、彼は心臓ショットを摂取しようとしており、それは彼がそれを冷たい飲料として飲まなければならないことを意味する。チョコレートと余分の甘さに対する好みは、この変更により影響されない。各ショットが対応する実際の材料を知るには、そして、材料において重なる２つのショットの選択が、製品に追加されるいかなる材料の定量を倍にすることがないことを確実にするために、図１４が使用される。最終推奨飲料は、心臓の健康のためのビタミンＥ、葉酸、およびオメガ−３が追加された、余分の甘さを有するアイスチョコレートミルクベースの飲料（低カロリーかつ糖分が少ない）である。

マイクにはこの推奨が提示され、風味、ショット、温度、およびベースを変更するオプションが与えられる。しかし、彼の変更のいずれかにより、彼の健康プロフィールに基づく推奨に反する飲料が製造された場合は、これを説明するメッセージが示される。マイクが推奨を覆すことを決定する場合は、彼はそれを承知の上で行うことになる。

現在ではマイクは、システムに「履歴」を有するので、彼は、図１２に示される「前回と同じ飲料」または「今日のバージョン」オプションを使用することができる。今日は、彼は風邪をひきそうな気がするので、彼は「あなたは気分がすぐれませんか」という質問に「はい」と答える。これにより、システムはマイクの飲料に「免疫」ショットを追加する。そしてマイクは「今日のバージョン」ボタンを押す。

このシステムは、マイクが前回飲んだ飲料の記録にアクセスでき、今回はより簡単な論理ツリーを使用できる（図１５）。マイクのこの例において進んでいくときに、彼は「脳」を選択しなかったが、免疫ショットを注文した。彼は、前回は心臓ショットを受け取ったが、骨または女性ショットは受け取らなかった。彼はエネルギーレベルを増大するようには注文しなかったので、前回と同じようにそれは低レベルに保たれている。鉄分もカルシウムも優先度が高位ではなく、エネルギーレベルは低く保たれている。彼の前回のベースは余分な甘さのチョコレートミルクであったが、それはすでに冷たいので、免疫ショットの追加により影響されることはない。再び図１４を使用して、最終推奨飲料は、心臓の健康のためのビタミンＥと、葉酸と、およびオメガ−３と、免疫強化用の余分のカルシウムと鉄分が追加されたプロビオティックが追加された、余分な甘さのアイスチョコレートミルクベースの飲料（低カロリーおよび糖分が低い）である。

マイクが前回飲んだと考えたものが、彼が本当に飲んだものではなかった場合は、彼には飲料の概略が提示され、風味、ショット、温度、およびベースを前回と同様な方法で変更することを選択できる。

健康プロフィールにおける恒久情報、個人的な選択、およびその日の可変データの質問への回答を有する５人の消費者（マイクを含む）のまとめが表２に示されている。図１３で行われた質問が、この情報に基づいて、各個人に推奨される最良の飲料を決定するために使用され、それが表３に示されている。

個人は皆、推奨された飲料を変更するオプションを与えられ、彼らの最終選択は表４にその概略が示されている。最終選択から計算された組成は、表５に記載されている。

栄養分含有量、好み、およびコストに従う配膳の最適化
問題の概要
ユーザーの健康状態は、図５から図１１を参照して記載した方法、または他の方法で顧客から得られた情報により決定される。各健康状態は、データベース内で、栄養士により規定された栄養学的な好みと関連付けられる。風味、固形物または液状またはその他のような顧客の好みもまた、図１２を参照して記述したように、または他の方法でユーザーにより規定される。

最適化ルーチンは、これらの好みに基き、下記の目的関数セクションにおいて記述される手段により最適化された、配膳に対するレシピを調合する。

全体のレシピの特徴は、レシピにおける各成分および特性の量の関数として規定される。１つの実施形態において、ある風味の特質は特徴である、別の実施形態においては、粘性が特徴である。別の実施形態においては、血糖症の指標が特徴である。

供給される配膳のレシピは、ある比率における種々のストリームの組合せである。ストリームそれ自身は、変化する数の材料から構成されている。各材料は、実体のない特性（エネルギー含有量、有機状態、また遺伝学的に修正された状態）と同時に、物理的成分（カルシウム含有量）を有する。

これらを組み合わせることは、最初は最適化問題として公式化される。この問題に適用できる解決方法を記述する。

問題の公式化
変数
レシピにおける各ストリームの量を表現する変数が規定される。１つの実施形態において、あるストリームは、離散単位でのみ利用できる（ビタミンＥの既知量を含む錠剤のような場合）。この場合、これらのストリームに対応する変数は離散的である。例えば、ｘ₉が０.３ｇの錠剤でのみ有効であるストリームに対応するときは、ｘ₉は、レシピにおける離散単位数を表現する整数変数である。従って、レシピにおいてこれらの錠剤のグラムでの全重量は０.３ｘ₉となる。

要求される更なる変数は、現在の配膳に先立って、特別な日に消費された各成分と特性の量として規定される。

１つの実施形態において、バイナリ変数は、各ストリームがレシピにおいて使用されているか否かを示すものとして規定される。非負整数変数ｙ_i≦１は、このように各ストリームに対して要求され、ここでｉは特別なストリームに対応する番号である。

１つの実施形態において、すべての変数が、有限な上界を伴って規定される。レシピにおけるストリームのいずれも、レシピのサイズにより制限される。バイナリ包含変数は、明らかに１により上界が区切られている。１日で、既に消費された各成分および特性の量は、理論的には境界を有しないが、しかしこれを表現する変数は、上界を有するように規定される。この上界を超えて実際に消費されると、変数には上界の値が割り当てられる。配膳における成分または特性の量が上界を有する場合は、上界は、配膳において許容される、その成分または特性の最大量に設定される。それ以外の場合は、適切に大きな値が選択され、上方から日々の消費量を制限する。

目的関数
１つの実施形態において、ペナルティ加重が各栄養および風味強度の好みに適用され、好みが満足されればペナルティはなく、好みから逸脱すると、多くのペナルティポイントが与えられる。この目的は、栄養的および風味の強度ペナルティポイントとトータルコストを最小にすることである。他の因子は、栄養的および風味の好みおよびトータルコストが組み合わせられるのと同じ方法で識別され組み込まれる。

ペナルティポイントは、下記のように与えられる。材料の各成分または特性に対して、およびこのレシピの各特徴に対して、その成分または特性または特徴のレベルに対して目標値が指定される。この値のどちらかの側の範囲はペナルティが与えられない。レシピがこの範囲から逸脱するすべての単位は、配膳におけるその成分または特性または特徴の量の関数により与えられる多数のペナルティポイントを被る。１つの実施形態においては、この関数は、凸型である。

正の加重は、各成分または特性または特徴の目標値からの逸脱により課せられるペナルティポイントと、全体のコストに対して割り当てられる。目的関数は、加重ペナルティポイントおよび加重コストの合計を最小にする。

１つの実施形態において、栄養素目標のため課せられたペナルティポイントに割り当てられたすべての加重は、他の加重に対して相対的に大きくされるので、栄養的目標は、風味およびコストのような他の目標より完全に高い優先度が与えられる。これは、各変数の値およびそれにより、固定のいかなる目標からの各変数の逸脱が制限されるので可能である。

１つの実施形態において、風味の目標のため課せられたペナルティポイントに割り当てられたすべての加重は、他の加重に対して相対的に大きくされるので、風味の目標はコストのような他の目標より完全に高い優先度が与えられる。

別の実施形態において、各目標のため課せられたペナルティポイントに割り当てられたすべての加重は、目標の１つのグループに、別のものより部分的に高い優先度が与えられるようにされる。

１つの実施形態において、相対的な優先度は、ユーザーにより設定される。栄養、風味、およびコストにかけられる加重は、合計１００となるように標準化される。各値は、ユーザーにより直接変更できる。

１つの実施形態において、相対的な優先度は、スクリーン上の三角形内の点の位置により提示され、その隅は、「栄養」、「風味」、および「コスト」と記されている。ユーザーは三角形内で点を選択する。その点から各隅までの距離は計算され、距離のある単調関数によりこのように決定された相対的な優先度が表示される。ユーザーは、加重の直接調整と、三角形内の点移動の間で、それぞれがお互いにどのように影響を与えるかをリアルタイムに観察しながら切り替えることができる。

１つの実施形態によれば、栄養士は、ある相対的な優先度を選択し、各健康状態（または、おそらく各健康状態／風味の好みの組合せ）に対するレシピを最適化し、その結果をデータベースに格納する。結果としてのレシピは、そのプロフィールに適合するユーザーに対するプリセットの選択として直接利用できる。

制約
各成分および特性または特徴に対して、最小値および最大値を指定することができる。これらは、配膳におけるある成分または特性または特徴の合計量にたいして所望される絶対的な限界である。すべての成分と特性と特徴に対して、１つの配膳当りの最小または最大量についての明確な限界が要求されるわけではない。

日々の最小値、最大値、および目的関数ペナルティもあり、現在のレシピにおける各成分または特性または特徴の量に、その成分または特性または特徴の現在の日々の量を表現する変数が追加されたということ以外は完全に類似している。

各成分および特性および特徴に対する更なる制約が、目的関数で使用されたペナルティを割り当てるために要求される。

ペナルティは下記のように適用される。レシピにおける成分または特性または特徴の量をｃとし、目標値をｔとする。正の変数ｐ＋とｐ−を定義する。そして制約ｃ＝ｔ＋ｐ＋−ｐ−は、成分または特性または特徴のいずれかに、ペナルティに値する過剰があれば、その値はｐ＋で、成分または特性または特徴のいずれかに、ペナルティに値する不足があれば、その値はｐ−となることを意味している。これらの定義は、目的関数におけるすべての基準に対して、つまり、各成分および特性および特徴に対して２つ（１レシピ１に付き１つ、１日に付き１つ）定義されなければならない。どんな区分的線形制約または目的関数も、整数プログラミング内でモデル化できる。

更なる成分および特性および特徴を、新しい材料が利用可能になったとき、または新しい特性または特徴が調査されたときに追加することができる。

いくつかの潜在的な非互換性がストリーム間に存在する。例えば、コーヒー風味とジュースは同じ飲料に組み合わせるべきではない。非互換性のストリームが配膳に一緒に含まれないこと確実にするために制約が加えられる。各ストリームの量が制限されているので、これらの制約は線形に表現できる。ストリームの互換性は表６で与えられる。

一般的に、線形制約または制約のセットが、それ自身が第２線形不等式または不等式のセットに対する違反として表現できるというある条件下でのみ適用される場合は、この論理関係は、混合整数線形プログラムの形式で表現できる。

制約により、すべてのストリームの合計重量が、所望の量になることが確実となる。１つの実施形態において、所望の量は４００ｇである。

１つの実施形態において、液体が合計飲料の十分な割合を占めることを確実にするために制約が加えられる。

１つの実施形態において、制約により、配膳におけるあるストリームの合計量が制限される。

１つの実施形態において、制約により、主要なストリームが含まれることが確実になる。１つの実施形態において、ＷＰＩは主要ストリームである。１つの実施形態において、ＭＰＣは主要ストリームである。

コントローラは、マシンにおける各ストリームの利用性に対する制限を得て、レシピが、利用できる以上に各ストリームを含むことに制約を加える。

解決方法
最適化ルーチンはこのように公式化された最適化問題を解決する。

最適化は、合理的な時間枠内で、可能な限り効果的に作動するように選択された最適化アルゴリズムまたは発見法を使用して実行される。アルゴリズムの機能およびコンピュータの速度が連続的に増大しているので、そして、最適化アルゴリズムまたは発見法を作動する合理的な時間枠の長さが、最適化が使用されるときと、ユーザーが配膳を受け取るときの間の時間に依存するため、そして問題の複雑さは、制約と、時々変更される、その中に公式化された目的関数基準の複雑さと共に変化するので、本発明の異なる実施形態は、異なる解決方法を要求する。下記の可能な解決方法の選択は、何ら制限されるわけではない。

１つの実施形態において、目的関数とすべての制約は線形であり、問題はこのように混合整数線形問題である。

１つの代替実施形態において、最適化は、混合整数線形プログラミングを使用して実行される（参考文献中のＷｉｎｓｔｏｎ参照）。

１つの代替実施形態において、混合整数プログラムの線形緩和を解決するために、シンプレックス法が使用される（参考文献中のＷｉｎｓｔｏｎ参照）。

１つの代替実施形態において、混合整数プログラムの線形緩和を解決するために、内部点法が使用される（参考文献中のＷｉｎｓｔｏｎ参照）。

１つの代替実施形態において、最適化は閾値容認（ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ａｃｃｅｐｔａｎｃｅ）を使用することにより実行される（参考文献中のＤｕｅｃｋその他（１９９０）参照）。

１つの代替実施形態において、最適化はマルチスタートを使用して実行される（参考文献中のＲｉｎｎｏｏｙ Ｋａｎその他参照）。

１つの代替実施形態において、最適化は、焼き鈍し法（ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ａｎｎｅａｌｉｎｇ）を使用して実行される（参考文献中のＫｉｒｋｐａｔｒｉｃｋその他参照）。

１つの代替実施形態において、最適化は、大洪水法（ｇｒｅａｔ ｄｅｌｕｇｅ）を使用して実行される（参考文献中のＤｕｅｃｋ（１９９３）参照）。

１つの代替実施形態において、最適化は、タブーサーチ（ｔａｂｕ ｓｅａｒｃｈ）を使用して実行される（参考文献中のＧｌｏｖｅｒその他参照）。

１つの代替実施形態において、最適化は、制御ランダムサーチ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｒａｎｄｏｍ ｓｅａｒｃｈ）を使用して実行される（参考文献中のＰｒｉｃｅ参照）。

１つの代替実施形態において、最適化は、遺伝子アルゴリズムを使用して実行される（参考文献中のＨｏｌｌａｎｄ参照）。

１つの代替実施形態において、最適化は、神経ネットワークを使用して実行される（参考文献中のＨｏｐｆｉｅｌｄその他参照）。

１つの代替実施形態において、最適化は、発展的アルゴリズム（ｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ）を使用して実行される（参考文献中のＲａｃｈｅｎｂｅｒｇ参照）。

１つの代替実施形態において、最適化は、Ｎｅｌｄｅｒ−Ｍｅａｄアルゴリズムを使用して実行される（参考文献中のＮｅｌｄｅｒその他参照）。

１つの代替実施形態において、最適化は、粒子群を使用して実行される（参考文献中のＥｂｅｒｈａｒｔその他参照）。

１つの代替実施形態において、最適化は、シミュレーテッドアントコロニー（ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ａｎｔ ｃｏｌｏｎｉｅｓ）を使用して実行される（参考文献中のＣｏｌｏｒｎｉその他参照）。

１つの代替実施形態において、最適化は、勾配法を使用して実行される（参考文献中のＧｏｌｕｂその他参照）。

参考文献
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本発明の実施形態の構成要素を示すブロック図である。 本発明の実施形態の材料格納モジュールおよび材料処理モジュールのブロック図である。 飲料配膳を供給する配膳ディスペンサの実施形態のブロック図である。 本発明に係るシステムの１つの実施形態の操作を示すブロック図である。 健康プロフィールアルゴリズムのブロック図である。 ボディマスインデックスを決定する処理ループのブロック図である。 糖尿病関連情報を処理するループのブロック図である。 食事における鉄分に関する情報を処理するループのブロック図である。 心臓の健康に関連する情報を処理するループのブロック図である。 葉酸に関連する情報を処理するループのブロック図である。 個人の好みに対する顧客の要求を処理するループのブロック図である。 顧客の好みに従う配膳を処理するブロック図である。 健康プロフィールおよび好みの両者を含む飲料を顧客に提供するための情報処理のための質問のブロック図である。 選択された材料が、提供される飲料に含まれていることを確実にするための質問のブロック図である。 顧客の履歴に基づいて提供される飲料を決定するための質問のブロック図である。

Claims (27)

1. カスタマイズされた栄養学的配膳を供給するシステムであって、
   材料格納モジュール、
   材料処理モジュール、
   配膳ディスペンサ、
   顧客インタフェース、および
   顧客インタフェースに操作可能に連結され、前記格納モジュール、前記処理モジュール、および前記ディスペンサの操作を制御するようにプログラムされたコントローラとを備え、
   前記コントローラはそのメモリ内に、前記格納モジュール内の材料の在庫表、その組合せと特性、および顧客プロフィールデータを格納しており、
   前記コントローラは、
   顧客が前記顧客インタフェースを介してカスタマイズされた配膳を選択すると、コントローラは、
   ａ）前記メモリに格納されている情報を調べ、そのプログラミングにより設定された所定の制約内で、前記顧客により選択されたカスタマイズされた配膳に最も適合する配膳を調合し、その確認または修正のために前記顧客に選択された配膳を提示し、
   ｂ）前記顧客が選択を修正した場合は、前記修正された選択に基づいてステップａ）を繰り返し、その結果としての選択された配膳を、確認または修正のために前記顧客に提示し、
   ｃ）前記顧客が配膳を確認したときは、前記材料格納および処理モジュールと、前記配膳ディスペンサに、配膳を準備させ供給する旨の指示を出す、というように動作するようにプログラムされているシステム。
2. 前記材料処理モジュールおよび前記配膳ディスペンサは、お互いに統合されている、請求項１に記載のシステム。
3. 前記配膳ディスペンサは、少なくとも部分的には、顧客またはオペレータにより操作される、請求項１または請求項２に記載のシステム。
4. 前記コントローラのプログラミング内における前記所定の制約は、それに制限されるわけではないが、
   材料の制限または物理的特性
   材料のお互いに関する互換性
   健康状態によるある材料に対する制限
   健康状態によるある材料の必要条件
   在庫における材料の利用可能性、および
   コスト
   の１つまたは２つ以上を含む、請求項１から３のいずれか１つに記載のシステム。
5. 前記コントローラは、前記顧客インタフェースを介して、リピータ顧客であることが識別されると即座に、前記顧客には、前記顧客の以前の選択に基づいて選択された配膳が提示され、前記顧客がその選択を確認すると、途中のステップを省いて直接、ステップｃ）に飛び、前記顧客が異なる配膳を選択したときは、ステップａ）から始めるようにプログラムされている、請求項１から４のいずれか１つに記載のシステム。
6. ステップａ）とｂ）を実行する際に、前記コントローラは、
   前記顧客プロフィールデータを使用して、前記顧客用の栄養学的必要条件と目標を生成し、材料の在庫を調べて、各材料の含有レベルに制限を設け、
   利用可能な材料の制約内で、栄養学的必要条件に適合するように最適化された配膳を調合するために材料を選択する、請求項１から５のいずれか１つに記載のシステム。
7. 前記コントローラは材料を選択して、他の必要条件の制約内で、栄養学的必要条件に適合するように最適化された配膳を調合する、請求項６に記載のシステム。
8. 他の必要条件は、ある材料は、互換性を維持できないレベルまで含まれてはならず、前記配膳は、十分ではあるが過剰ではない液体材料を、栄養学的目標から可能な限り離れず、前記顧客の好みの風味選択に可能な限り近いように適合し、可能な限り安価であるという方法で含む、という必要条件を含む、請求項７に記載のシステム。
9. ステップａ）とｂ）において、前記顧客に提示された選択された配膳は、ブーリアンツリーアルゴリズムを使用することにより決定される、請求項１から８のいずれか１つに記載のシステム。
10. ステップａ）とｂ）において、前記顧客に提示された選択された配膳は、混合整数線形プログラミングを使用することにより決定される、請求項６から請求項８のいずれか１つに記載のシステム。
11. 前記材料格納モジュールは、複数の格納仕切り区画を備える、請求項１から１０のいずれか１つに記載のシステム。
12. 前記材料格納モジュールは、仕切り区画に格納されている材料の所定量を計量して配膳に供給するための定量計量手段を含む、請求項１から１１のいずれか１つに記載のシステム。
13. 材料を前記材料格納モジュールから、前記材料処理モジュールへ移動する材料運搬手段が設けられる、請求項１から１２のいずれか１つに記載のシステム。
14. 前記コントローラは、少なくとも前記格納モジュール内の材料の在庫のいくつかと、そこから利用可能な配膳と、少なくとも前記格納モジュール内の材料に関連する健康データとそこからの可能な配膳と、少なくとも前記顧客プロフィールデータのいくつかをそのメモリに記憶した、１つまたは２つ以上のサーバーに操作可能に連結される、請求項１から１３のいずれか１つに記載のシステム。
15. 前記コントローラおよび／またはサーバーは、外部データベースに操作可能に連結される、請求項１４に記載のシステム。
16. 前記外部データベースは、健康および栄養分に関する情報を含む、請求項１５に記載のシステム。
17. 前記外部データベースは、顧客の健康情報を含む、請求項１５または１６に記載のシステム。
18. 前記顧客プロフィールデータは、健康状態、最近の購入物および好物の記録を含む、請求項１から１７のいずれか１つに記載のシステム。
19. 前記顧客インタフェースは、供給システムに統合されたタッチパネルまたはキーボードである、請求項１から１８のいずれかに記載のシステム。
20. 前記顧客インタフェースは、供給システムから離れた場所から操作できる携帯電話である、請求項１から１８のいずれか１つに記載のシステム。
21. 前記顧客インタフェースは、インターネットを介してシステムに操作可能に連結された顧客コンピュータである、請求項１から１８のいずれか１つに記載のシステム。
22. 前記顧客インタフェースは、顧客により提示されたカード上に、デジタルでまたは磁気的に格納された情報を読み込むカードリーダーである、請求項１から１８のいずれか１つに記載のシステム。
23. 前記コントローラは、請求書作成機能に操作可能に連結されている、請求項１から２２のいずれか１つに記載のシステム。
24. 前記請求書作成機能は、口座振込み／引落としシステムに操作可能に連結されている、請求項２３に記載のシステム。
25. 前記請求書作成機能は、コイン、銀行券、プレペイド電子カードなどを挿入することにより起動できる、請求項２３に記載のシステム。
26. １つまたは２つ以上のサーバーに操作可能に連結された、請求項１から２５のいずれか１つに記載のシステムのネットワーク。
27. 請求項１から請求項２５のいずれか１つに記載のシステムの構成要素および／または請求項２６に記載のネットワークの組合せを備える、カスタマイズされた栄養学的配膳を供給する装置。

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