KR102122578B1

KR102122578B1 - 반추동물의 반추위 내에서의 소화율을 측정하는 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR102122578B1
Application number: KR1020200042702A
Authority: KR
Inventors: 김희진
Original assignee: 주식회사 유라이크코리아
Priority date: 2020-04-08
Filing date: 2020-04-08
Publication date: 2020-06-26
Also published as: JP2021166509A; JP2021177783A; WO2021206399A1; JP6935117B1

Abstract

본 발명은 반추동물의 반추위 내에서의 소화율을 측정하는 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 반추위 내에서 다양한 위치의 위액을 취출하여 분석하고 그 데이터를 외부의 서버로 전송하는 생체정보 캡슐 및 이를 이용한 반추위 위액 취출 및 분석 시스템에 관한 것이다.

Description

반추동물의 반추위 내에서의 소화율을 측정하는 방법 및 시스템{Method and system for measuring digestibility in ruminants of ruminants}

본 발명은 반추동물의 반추위 내에서의 소화율을 측정하는 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 반추위 내에서 다양한 위치의 위액 취출을 통하여 반추위 내에서의 소화율을 측정하는 방법과 그 시스템에 관한 것이다.

반추동물의 반추위 내에서의 섭취한 사료의 소화율을 측정하는 것은 축우와 같은 반추동물의 건강상태를 모니터링하고 관리하기 위하여, 그리고 사료의 품질을 개선하기 위하여 매우 중요한 것이다(대한민국 특허출원 10-2018-0110243, 10-2017-7021740, 10-2016-7015383 등).

따라서, 가축의 소화율을 측정하기 위하여 종래에 많은 시도들이 있어왔다.

선행특허 1(대한민국 특허출원 10-2003-0015050)은 반추위의 위액을 분석하여 소화율 등을 측정하는 키트를 제공한다. 하지만 선행특허 1은 위액의 추출을 어떻게 할 수 있는지에 대해서는 기술되어 있지 않고, 추출된 위액의 성분을 분석하는 특정의 방법에 대해서만 제시하고 있을 뿐이다.

선행특허 2(대한민국 특허출원 10-2011-0006527)은 중소동물의 호흡가스를 모으는 호흡-대사 챔버로부터 동물의 소화율을 측정하는 시스템을 개시한다. 그러나 이는 동물의 호흡가스를 외부로 취출하여 분석하는 것으로서, 직접적인 위액을 직접 분석하여 소화율을 측정하는 것에 비하여 한계가 존재한다.

이에, 선행특허 3(대한민국 특허출원 10-2016-0149744) 및 선행특허 4(대한민국 특허출원 10-2019-0050687) 등은 도 1에서와 같이, 반추위 내에서 직접적인 가축의 생체정보를 획득하기 위하여 반추위 내에 직접 삽입되는 센서장치를 통하여 가축의 생체정보를 획득하는 방식을 제안하였다.

이러한 종래의 무선 반추위 센서 캡슐은 반추 활동 시, 캡슐이 역출되지 않게 하기 위해 캡슐 안에 무게추를 사용하였다. 이로 인하여, 반추위 센서 캡슐을 활용한 가축의 영양 상태의 측정은 대부분 반추위 바닥에 머물러 있는 캡슐 내 센서를 통해 감지하는 방법을 사용하였다.

하지만, 도 2에서 보는 것과 같이, 반추위 동물이 섭취한 사료의 분해(소화)가 진행됨에 따라서, 먼저 소화(분해)된 섭취 사료가 상단부에서 중단부, 하단부로 점차 내려오게 되고, 도 2에서와 같이 반추위는 기상층/고상층/액상층의 순서로 내부 물질이 존재하게 된다. 기상층/고상층/액상층은 반드시 명확하게 각 층이 구분되지 않고, 고상/액상이 섞여 있는 경계구역이 있을 수 있으며, 소화가 점차 진행됨에 따라서, 고상층/액상층의 비율/높이가 달라진다.

밀도가 상대적으로 낮은 상단(Fiber Mat)부로부터 차츰 미생물에 의해 발효 분해(소화)됨으로써, 중단부로 내려올수록 크기가 작아졌지만 밀도는 높아진 입자들과 함께 영양분의 화학적 생성/합성이 진행되기 때문에, 각 층 높이별 Ph 농도, 입자의 크기, 밀도, 영양 성분들 조사를 통해 반추동물의 건강 상태를 체크하는 것이 중요함에도 종래기술들은 이러한 필요성을 인식하지 못하고 있으며, 해결방법을 제시하지 못하고 있다.

따라서, 반추위 내의 각 부분의 위치에서, 특히 반추위에 센서장치가 안착된 경우, 반추위 내부의 각 높이별로 위액을 추출하여 각 부위에서의 소화율을 측정할 수 있도록 하는 방법이 필요하다.

이에 본 발명에서는, 반추위 내에서 다양한 위치의 위액을 취출하여 분석하고 그 데이터를 외부의 서버로 전송하는 생체정보 캡슐 및 이를 이용한 반추위 위액 취출 및 분석 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 가축의 반추위 내에서 반추위액을 취출하여 소화율을 측정하는 시스템은, 가축의 반추위에 투입되어 반추위 내의 위액을 취출하고 분석하여 위액 분석 데이터를 외부의 서버로 전송하는 생체정보 캡슐; 반추위 위액 분석 데이터를 생체정보 캡슐로부터 수신하고, 기 저장된 이전의 위액 분석 데이터와 비교하여 가축의 건강상태 이상유무를 확인하는 서버; 를 포함하여 구성된다.

이 때 상기 생체정보 캡슐은, 가축의 반추위 내의 서로 다른 둘 이상의 위치에서의 위액을 취출하는 것; 을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 생체정보 캡슐은, 반추위 내에서 위액을 취출하여 생체정보 캡슐 내의 위액 검사모듈로 이송하는 위액 취출부; 생체정보 캡슐의 내측에 위치하고, 상기 위액 취출부로부터 이송 받은 위액으로부터 소화율을 측정하는 위액 검사모듈; 위액 검사모듈을 수용하는 생체정보 캡슐 하우징; 을 포함하여 구성되며, 상기 위액 취출부는, 상기 생체정보 캡슐 하우징 외부로 노출되어 반추위의 위액을 입수하는 위액 취출구; 취출한 위액을 위액 검사모듈로 이송하는 위액 취출관; 을 포함하여 구성되고, 상기 생체정보 캡슐은, 상기 위액 취출구가 생체정보 캡슐 하우징 외부로 노출되는 높이를 조절하는 위액 취출 구동부를 추가로 포함하는 것; 을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 가축의 반추위 내에 투입되어 반추위 내의 각 부위에서의 소화율을 측정하는 생체정보 캡슐은, 반추위 내에서 위액을 취출하여 생체정보 캡슐 내의 위액 검사모듈로 이송하는 위액 취출부; 생체정보 캡슐의 내측에 위치하고, 상기 위액 취출부로부터 이송 받은 위액으로부터 소화율을 측정하는 위액 검사모듈; 위액 검사모듈을 수용하는 생체정보 캡슐 하우징; 을 포함하여 구성되며, 상기 위액 취출부의 일단에는 상기 위액 취출부가 생체정보 캡슐 하우징의 외부로 노출되는 위액 취출구가 형성되는 것; 을 특징으로 한다.

여기서, 상기 위액 취출부는 둘 이상의 위액 취출구를 가지며, 적어도 하나의 위액 취출구는, 상기 생체정보 캡슐 하우징의 상부로 소정 높이 이상 노출되어, 상기 생체정보 캡슐 하우징의 상단부보다 소정 이상의 높이에서 반추위의 위액을 취출하며, 나머지 위액 취출구는, 상기 적어도 하나의 위액 취출구보다 낮은 위치에 배치되며, 상기 생체정보 캡슐 하우징의 각기 다른 위치의 표면에 설치되는 것; 을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 위액 취출부는, 상기 위액 취출 구동부의 구동에 의하여 생체정보 캡슐 하우징의 외부로 노출되는 위액 취출구; 상기 위액 취출구로부터 입수되는 반추위액을 위액 검사모듈로 전달하는 위액 취출관; 을 포함하여 구성되며, 상기 위액 취출관은 상기 위액 취출구로부터 위액 검사모듈 사이에 모세관을 형성하는 미립자로 채워지는 것; 을 특징으로 한다.

한편, 상기 위액 취출부는, 상기 생체정보 캡슐 하우징의 외부로 노출되어 반추위의 위액을 입수하는 위액 취출구; 취출한 위액을 위액 검사모듈로 이송하는 위액 취출관; 을 포함하여 구성되며, 생체정보 캡슐은, 상기 위액 취출구가 생체정보 캡슐 하우징 외부로 노출되는 위액 취출 구동부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 위액 취출관은, 상기 위액 취출 구동부의 구동으로 길이가 신축되는 위액 취출관 신축부; 를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 위액 취출관의 외면의 적어도 일부에는 위액 취출관 구동홈들이 형성되고, 상기 위액 취출관 구동부는 위액 취출관 구동돌기를 포함하여 구성되어, 상기 위액 취출 구동부의 구동에 따라, 상기 위액 취출관 구동홈과 위액 취출관 구동돌기들이 맞물려 위액 취출구의 높이가 조절되는 것; 을 특징으로 한다.

한편, 상기 위액 추출부는, 탄성체로 형성되는 위액 취출 스포이드; 를 포함하여 구성되고, 생체정보 캡슐은, 상기 위액 취출 스포이드를 압착/해제하여 상기 위액 취출 스포이드가 위액을 추출하도록 구동하는 스포이드 구동부; 를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 위액 추출부는, 상기 위액 취출 구동부의 구동에 의하여 생체정보 캡슐 하우징의 외부로 노출되는 위액 취출구; 상기 위액 취출구로부터 입수되는 반추위액을 위액 검사모듈로 전달하는 위액 취출관; 을 포함하여 구성되며, 상기 위액 취출관에는 구동모터의 구동에 의해 위액 취출 압력을 생성하는 위액 취출 프로펠러가 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 위액 검사모듈을 포함하고 가축의 반추위 내에 투입되는 생체정보 캡슐을 이용하여 반추위 내의 위액의 성분을 분석하는 방법은, 생체정보 캡슐을 가축의 반추위에 안착시키는 생체정보 캡슐 안착단계; 위액 취출관 구동부의 의해 위액 취출관의 단부가 적어도 2가지 이상의 높이로 생체정보 캡슐의 외부로 노출된 상태에서 각각 위액을 취출하는 위액 취출단계; 상기 위액 취출단계에서 취출한 위액을 취출한 위치에 따라 구분하여 분석하는 취출 위액 분석단계; 를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 취출 위액 분석단계는, 상기 위액 취출관 구동부의 구동 정도에 따라서 위액이 취출된 반추위 내의 위치를 구분하는 것; 을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 위액 검사 모듈을 포함하고 가축의 반추위 내에 투입되는 생체정보 캡슐을 이용하여 반추위 내의 위액의 성분을 분석하는 방법은, 생체정보 캡슐을 가축의 반추위에 안착시키는 생체정보 캡슐 안착단계; 반추위의 복수의 위치에서 위액을 취출하는 복수 위치 위액 취출단계; 취출한 위액을 위액 검사모듈에서 분석하는 위액 분석단계; 위액 분석 데이터를 서버로 전송하는 데이터 전송단계; 서버에서 수신한 위액 분석 데이터를 분석하는 서버 데이터 분석단계; 를 포함하여 구성된다.

한편, 상기 반추위의 복수의 위치에서 위액을 취출하는 복수 위치 위액 취출단계는, 생체정보 캡슐의 종류를 확인하는 생체정보 캡슐 정보 확인단계; 생체정보 캡슐이 위액 취출구의 높이를 조절할 수 있는 종류이면, 위액 취출구의 높이를 조절하는 위액 취출구 높이 조절단계; 를 추가로 포함하여 구성된다.

반추위 내의 위액을 추출하고 분석함에 있어서, 종래 기술은 단순히 반추위 내에서 pH농도를 측정한다는 정도만을 제시하고 있을 뿐, 반추위 내의 각 층(높이)에서 위액을 측정하지 못한다. 이에 비하여, 본 발명은 반추위 내의 각 층(높이)에서 위액을 추출하고 성분을 분석함으로써, 보다 정확히 반추위 내 소화상태 등을 측정할 수 있는 것이다.

이를 통하여 본 발명은, 반추동물의 각 개체 별 일상의 건강뿐만 아니라, 반추위 내 각 층별 Feature들을 DB화하고, 각 생리적 성장 단계(발정, 임신, 분만, 착유, 건유기)에서 요구되는 영양분들과 소화율이 각기 다른 것에 대응하여 축주들에게 가축의 건강상태를 관리할 수 있도록 하는 효과를 가진다.

도 1은 가축의 반추위 내에 생체정보 캡슐이 장착된 모습을 도시한 도면이다.
도 2는 가축의 반추위 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 생체정보 캡슐의 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 다양한 높이로 형성된 위액 취출구 구조를 도시한 도면이다.
도 5 내지 7은 위액 취출부 구조의 다양한 실시 예를 도시한 도면이다.
도 8은 높이 조절이 가능하도록 구성된 위액 취출구 형태를 도시한 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면부호를 붙였다.

1. 반추위 내의 소화물 분포와 생체정보 캡슐의 안착

본 발명에서 가축의 반추위 내에서 특정 시점에서의 소화율 등을 측정하기 위한 생체정보 캡슐은 기본적으로 소의 반추위 내에 경구 투여 등으로 삽입되는 생체정보 캡슐에 포함되도록 구성된다.

본 발명의 발명자들은 소의 반추위의 구조 및 동작을 연구하여 반추위 내에 삽입되는 생체정보 캡슐에서 반추위의 각 층(높이)에서의 위액을 추출하고 소화율을 분석할 수 있는 시스템을 제공한다.

소의 반추위의 내용물은 도 2에 도시된 것과 같이, 액상, 고상, 기상의 층으로 나누어져 분포한다. 액상은 어느 정도 소화가 많이 된 내용물이 분포하는 층이고, 고상층은 좀 더 비중이 낮은 최근에 섭취한 음식물/사료가 분포한다.

종래 기술의 생체정보 캡슐은 소정의 비중을 가지도록 설계되고, 반추위의 반추활동에 따라 반추위 외부로 배출되지 않도록 무게추 등을 사용하여 액상층에 안착되어 있었다. 따라서 액상층에 분포하는 위액만을 취출하여 pH농도 등을 측정하였기 때문에, 실제로 가축의 소화율을 정확하게 측정하는 데에 문제가 있었다.

본 발명의 생체정보 캡슐은 반추위의 액상층에 안착되어 있으면서도, 액상층 및 고상층의 위액을 취출하여 반추위의 각 위치(높이)에서의 위액을 취출함으로써, 정확한 분석을 가능하게 한다.

2. 위액의 취출과 분석

2-1. 위액의 상시 분석

본 발명의 소화율 측정 시스템은 소정의 시간 간격으로 위액 분석 및 소화율 측정 주기를 정해놓고 지속적으로 위액을 취출하여 분석한다. 위액 검사모듈에서 소정의 시간 간격으로 주기적으로 측정한 후, 측정 데이터를 외부에 전송하여 외부 서버 등에서 데이터를 분석한다.

본 발명의 생체정보 캡슐의 제어부(미도시)는 위액 취출 구동부, 위액 검사모듈을 제어하여 소정의 주기 간격으로 분석 데이터를 외부 서버로 전송한다.

2-2. 위액의 비 상시 측정

위액을 필요 시에만 측정하도록 제어할 수도 있다. 서버에서의 제어신호를 통하여 위액 취출 구동부, 위액 검사모듈을 제어하여 필요 시에만 생체정보 캡슐의 전력 사용량을 최소화하면서 미생물을 효과적으로 측정하는 것이 가능하다.

측정된 데이터를 외부로 전송하여 분석하는 과정은 상기 상시 측정의 경우와 동일하게 수행할 수 있다.

2-3. 다양한 반추위 위치(높이)에서의 측정

본 발명의 생체정보 캡슐(100, 200)이 반추위 내를 부유하지 않고, 액상층에 고정 안착된 경우, 본 발명의 미생물 측정 모듈은 액상층에서 신축 가능한 위액 취출부 또는 다양한 높이에 형성된 위액 취출구를 통하여 반추위의 각 층에서의 위액을 입수하여 측정할 수 있다. 본 발명의 신축 가능한 위액 취출부/다양한 높이에 형성된 위액 취출구는 후술한다.

3. 생체정보 캡슐의 구성

본 발명의 생체정보 캡슐(100, 200)은 위액 취출부, 위액 검사모듈(150)을 포함하며, 전원부(배터리: 미도시), 외부 중계기/서버와의 측정 데이터/제어신호 통신을 위한 통신부(미도시)를 포함하고 이들을 수용하는 하우징을 가진다. 하우징의 소정 부위에는 위액 취출구(110, 120, 130)가 구성되며, 하부에는 생체정보 캡슐을 안착시키기 위한 무게추(미도시)와 위액 취출구(110, 120, 130)의 높이를 제어하는 위액 취출 구동부를 포함할 수 있다.

3-1. 무게추

본 발명의 생체정보 캡슐은 반추위의 액상층 내에 안착될 수 있도록 소정의 무게추를 가진다.

무게추는 생체정보 캡슐의 하부에 위치함으로써, 생체정보 캡슐이 뒤집히지 않고 반추위 내에 안착될 수 있도록 한다.

3-2. 위액 취출부

위액 취출부는 하나 이상의 위액 취출구(110, 120, 130), 위액 취출관(140, 210)을 포함하여 구성된다.

도 3 및 도 4에 도시된 것과 같이, 생체정보 캡슐(100)의 하우징의 외부로 노출되는 하나 이상의 위액 취출구(110, 120, 130)를 포함하여 구성되며, 이들 위액 취출구는 하우징의 서로 다른 위치에서 노출되어 서로 다른 반추위 내의 위치(높이)에서 위액을 취출한다.

도 3에 도시된 것처럼 적어도 하나의 위액 취출구(110)는 생체정보 캡슐의 하우징의 외부로 위액 취출관(140)의 적어도 일부가 노출되도록 형성되고, 나머지 위액 취출구(120, 130)들은 하우징의 표면에 노출되되 하우징의 서로 다른 높이에서 측면에 노출되도록 구성될 수 있다.

위액 취출구(110, 120, 130)들은 위액 취출관(140)을 통하여 위액 검사모듈(150)에 연결되어, 취출한 위액을 위액 검사모듈(150)로 전달한다.

위액 취출부는 도 4에 제시된 것과 같이 다양한 높이로 형성되는 위액 취출구(110, 120, 130)를 포함하여 형성될 수 있다. 각 위액 취출구는 각각의 위액 취출관을 통하여 위액 검사모듈(150)로 위액을 전달한다.

3-2-1. 위액 취출관(210)

한편, 위액 취출구들은 도 5에 도시된 것과 같이 다공성 위액 흡수구(190)를 가질 수 있다. 다공성 위액 흡수구(190)는 위액 취출관의 내부를 다공성을 가진 소립자들을 채워 형성될 수 있는데, 각 위액 취출구들은 도 8에 도시된 것과 같은 위액 취출관 하우징(220)에 의해 보호될 수 있다.

위액 취출관들은 위액 취출관 덮개(222)에 의해 위액에 노출/비노출이 제어될 수 있으며, 위액 취출관 덮개(222)는 위액 취출관의 진입에 따라 오픈/클로징 제어되거나, 별도의 제어 및 구동부(미도시)에 의해 오픈/클로징 제어될 수 있다.

위액 취출관 덮개(222)가 오픈되거나 위액 취출구가 위액에 노출되는 경우, 위액은 다공성 위액 흡수구(190)를 통하여 형성된 다공성 모세관을 타고 위액 검사모듈(150)로 안내되거나, 후술하는 위액 취출 프로펠러(180)의 구동에 의해 위액 검사모듈(150)로 흘러 들어간다.

도 8에서 보이는 것과 같이, 위액 취출관(210)은 그 일부위에 위액 취출관 신축부(214)를 가지고, 위액 취출관 구동부(미도시)의 구동에 따른 위액 취출관 구동돌기(230)의 구동에 따라 맞물리는 위액 취출관 구동홈(212)의 동작에 따라 위액 취출관 신축부(214)가 압축/신장되면서 위액 취출관의 길이가 조절되고 이에 따라 위액 취출구(들)이 생체정보 캡슐의 외장 하우징 또는 위액 취출관 하우징(220)을 벗어나 반추위의 위액에 노출되어 위액을 취출할 수 있다.

3-2-2. 위액 취출 스포이드(170), 스포이드 구동부(160)

위액 취출부는 위액 취출 스포이드(170), 스포이드 구동부(160)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 6을 들어 설명하면, 위액 취출 스포이드(170)는 위액 취출관(140)의 일부위에 탄성을 가진 재질로 형성되어 탄성재질의 스포이드를 형성한다. 도 6에는 위액 취출 스포이드(170)가 볼록한 형태로 도시되었으나, 그 형태가 제한적인 것은 아니며, 탄성재질로 형성되고, 스포이드 구동부(160)의 오목/볼록 형태가 맞물려 스포이드 구동부(160)가 회전 제어되면서 탄성재질의 압축/신장 변형을 가져오는 정도면 족하다.

이와 같은 스포이드 구동부(160)와 위액 취출 스포이드(170)의 작용에 의해 반추위의 위액에 노출된 위액 취출구들은 위액을 위액 검사모듈(150)로 취출하여 전달한다. 이 경우, 위액 취출관(140, 210)은 다공성 위액 흡수관(190)을 구비하여도 좋고 그렇지 않아도 된다.

3-2-3. 위액 취출 프로펠러(180)

위액 취출관(140, 210)은 도 7에 도시된 것과 같이 위액 취출 프로펠러(180)를 포함하여 구성될 수 있다. 위액 취출 프로펠러(180)는 프로펠러 구동부(미도시)의 제어에 따라 위액 취출관 내에 취출 압력을 생성하여 반추위 위액을 취출하여 위액 검사모듈(150)로 전달될 수 있도록 한다.

3-3. 위액 검사모듈(150)

위액 검사모듈(150)은 위액 취출부를 통해 입수된 위액을 분석하여 소화율을 측정한다.

위액 검사모듈(150)은 위액 취출구(110, 120, 130), 위액 취출관(140, 210)을 통하여 반추위의 각 층(높이)의 위액을 전달받아 분석한다.

위액 검사모듈(150)에서의 위액 분석은 위액 취출부를 통한 혐기적으로 취출한 위액을 분석한다. 위액 분석을 통한 소화율의 분석은 소정의 공지 기술을 적용하여 분석할 수 있다. 본 발명에서의 가축의 소화율 분석 및 소화상태에 따른 검진은 pH의 측정, 위액에서의 사료의 밀도 분석 등을 통하여 진행할 수 있다.

3-4. 위액 취출 구동부

위액 취출 구동부는 스포이드 구동부(160), 위액 취출 스포이드(170), 위액 취출 프로펠러(180), 위액 취출관 구동돌기(230)를 적어도 하나 이상 포함하여 구성될 수 있다.

위액 취출 구동부는 도 6에서와 같이, 스포이드 구동부(160)를 구동 제어하여 위액 취출 스포이드(170)를 동작시킴으로써, 위액을 취출하여 위액 검사모듈(150)로 전달할 수 있다.

위액 취출 구동부는, 도 7에서와 같이 위액 취출 프로펠러(180)를 구동 제어하여 위액을 취출하여 위액 검사모듈(150)로 전달할 수 있다.

위액 취출 구동부는 또한, 위액 취출 구동돌기(230)를 회전 구동하여 이에 맞물리는 위액 취출관 구동홈(212)을 수직 구동함으로써, 위액 취출관 신축부(214)의 압축/신장을 통하여 위액 취출관(140, 210)의 길이를 조절할 수 있다.

이와 같은 위액 취출관(210)의 길이 조절을 통하여 위액 취출구(110, 120, 130)가 노출되는 반추위 내의 위치(높이)를 제어할 수 있으며, 이에 따라 본 발명의 생체정보 캡슐은 반추위 내의 다양한 위치(높이)에서 위액을 취출하여 분석할 수 있게 된다.

3-5. 제어부 및 메모리(미도시)

본 발명의 생체정보 캡슐(100, 200)은 캡슐의 전체 동작을 제어하는 제어부와 제품정보/측정 데이터 등을 저장하는 메모리를 추가로 구비한다.

본 발명의 제어부와 메모리는 종래 기술의 제어부/메모리와 하드웨어적으로는 동일한 제어부/메모리일 수 있지만, 생체정보 캡슐을 제어하는 제어 프로그램, 저장하는 데이터에 있어서 차별화된다.

3-5-1. 메모리

본 발명의 생체정보 캡슐의 메모리는 분석한 위액 분석 데이터를 저장할 뿐만 아니라, 생체정보 캡슐의 종류를 저장할 수 있다.

예를 들어, 위액 취출구가 다양한 높이에 형성된 도 3, 4와 같은 형태의 제품인 경우 type A로 저장하고, 위액 취출구의 높이가 조절되는 도 8과 같은 형태의 제품을 type B로 저장할 수 있다.

위액 취출 스포이드(170)가 구성된 제품인지, 위액 취출 프로펠러(180)가 구성된 제품인지에 대해서도 그 정보를 저장할 수 있다.

3-5-2. 제어부

본 발명의 제어부는 상술한 위액 취출부, 위액 취출 구동부의 구동 제어 이외에도 위액 검사모듈(150)에서의 위액 분석 제어, 분석 데이터를 외부의 서버로 전송하는 통신 제어 등을 수행한다.

나아가 본 발명의 제어부는 후술하는 것처럼 상기 메모리에 저장된 제품 정보를 읽어 들이고 그에 상응하는 제어 절차를 수행하도록 구성된 제어 프로그램을 탑재한다.

4. 소화율 측정 방법

본 발명의 반추위 내 소화율 측정 시스템은 다음과 같은 절차를 통하여 반추위 내의 다양한 위치에서의 위액을 취출하고 분석한 데이터를 서버로 전송할 수 있다.

4.1. 생체정보 캡슐 안착단계(S100)

먼저, 상술한 본 발명의 생체정보 캡슐(100)을 가축의 반추위 내에 안착시키는 생체정보 캡슐 안착단계이다. 이 단계에서는 생체정보 캡슐(100)이 가축의 반추위 내에 경구 삽입되어 안착된다. 반추위 내에서 배출되지 않고 안착된 상태가 유지되도록 생체정보 캡슐(100)은 무게추 등을 포함할 수 있다.

4.2. 복수 위치 위액 취출단계(S200)

다음은, 반추위 내의 복수의 위치에서 위액을 취출하는 복수 위치 위액 취출단계이다.

이 단계에서는 위액 취출관(140, 210)의 단부가 적어도 2가지 이상의 높이로 생체정보 캡슐의 외부로 노출된 상태에서 각각 위액을 취출한다.

복수 위치 위액 취출단계(S200)에서는 생체정보 캡슐(100)의 각기 다른 위치에 위액 취출구들(110, 120, 130)들이 형성된 경우 복수의 각 위액 취출구들(110, 120, 130)로부터 위액을 취출하여 위액 검사모듈(150)로 전달한다. 즉, 생체정보 캡슐의 서로 다른 위치에 형성된 복수의 위액 취출구들(110, 120, 130)로부터 위액을 취출하는 취출구 위액 취출단계(S240)를 포함할 수 있다.

이와 달리, 복수 위치 위액 취출단계(S200)에서는 위액 취출구의 높이를 조절하여 서로 다른 높이에서 위액을 취출하는 방식을 택할 수 있다. 이 경우, 복수 위치 위액 취출단계(S200)는 위액 취출구 높이 조절단계(S220)를 진행 후, 상기 취출구 위액 취출단계(S240)를 진행할 수 있다.

본 발명의 생체정보 캡슐의 다양한 변형예는 도 3, 4와 같이 서로 다른 높이의 위액 취출구와 그에 따른 위액 취출관을 가지는 경우, 도 6 내지 도 8과 같이 단일 위액 취출구를 가지는 경우를 포함하며, 나아가 도 3, 4의 경우에도 적어도 하나의 위액 취출구 및 위액 취출관에 도 6 내지 도 8의 구조를 적용하여 높이가 조절될 수 있도록 형성할 수 있는데, 복수 위치 위액 취출단계(S200)를 제어 프로그램으로 구동하는 경우, 상기 위액 취출구 높이 조절단계(S200), 위액 취출구 위액 취출단계(S240)를 수행함으로써, 상기 생체정보 캡슐의 다양한 변형 구조에 모두 대응할 수 있다.

예를 들어, 다양한 높이를 가지는 취출구들을 구비한 실시 예에서는, 위액 취출구 높이 조절단계(S220)를 수행하더라도 취출구 높이가 고정되어 있을 것이며, 이 경우, 이후 수행되는 위액 취출구 위액 취출단계(S240)에서 위액이 ‘복수 위치’에서 위액이 취출되게 된다.

한편, 위액 취출구 높이 조절단계(S220)는 취출구 높이 조절이 필요한 지 여부를 판단하여 수행할 수도 있다. 복수의 서로 다른 높이에 취출구가 형성된 생체정보 캡슐 모델의 경우, 캡슐 제어부(미도시)에 그 정보를 담을 수 있으며, 제어 프로그램은 생체정보 캡슐이 다수의 서로 다른 높이의 취출구를 가지는 것인지에 대한 메모리(미도시)의 기 저장 정보를 확인하여 위액 취출구 높이 조절단계(S220)를 생략할 수 있다. 위액 취출구 높이 조절단계(S220)에서는 위액 취출관 구동돌기(230)를 회전 구동하여 위액 취출관의 길이를 조절할 수 있다. 이를 위하여 제어 프로그램은 생체정보 캡슐의 타입을 확인하는 생체정보 캡슐 정보 확인단계(S210)를 수행할 수 있다.

생체정보 캡슐 정보 확인단계(S210)에서 제어 프로그램은 생체정보 캡슐이 위액 취출구의 높이를 조절할 수 있는 것인지, 위액 취출구가 다양한 높이에 형성된 것인지, 위액 취출 스포이드/프로펠러가 형성된 것인지 여부를 파악하고 그 결과에 따라 이후 단계를 수행한다.

복수 위치 위액 취출단계(S200)는 위액 취출부 구동단계(S260)를 추가로 수행할 수 있다.

위액 취출부 구동단계(S260)에서는 위액 취출 스포이드 구동단계(S262), 위액 취출 프로펠러 구동단계(S264)를 선택적으로 진행할 수 있다. 이 역시 본 발명의 생체정보 캡슐의 메모리에 저장된 제품정보에 따라 제품모델을 확인하여 선택적으로 진행할 수 있다.

위액 취출 스포이드 구동단계(S262)는 스포이드 구동부(160)를 구동 제어하여 위액 취출 스포이드(170)를 동작시킴으로써, 위액을 취출하여 위액 검사모듈(150)로 전달하는 단계이다.

위액 취출 프로펠러 구동단계(S264)는 위액 취출 프로펠러(180)를 구동 제어하여 위액을 취출하여 위액 검사모듈(150)로 전달하는 단계이다.

4.3. 위액 분석단계(S300)

위액 분석단계는 취출한 위액을 위액 검사모듈(150)에서 분석하는 단계이다. 위액의 분석은 pH 분석, 사료 밀도 분석 등을 수행할 수 있으며, 소화율 측정을 위한 공지의 분석 방법/센서를 사용할 수 있다.

이 단계에서는 위액 취출 단계(S200)에서 취출한 위액을 취출한 위치에 따라 구분하여 분석할 수 있으며, 취출한 위치는 위액 취출관 구동부의 구동 정보에 따라서 위액이 취출된 반추위 내의 위치를 구분할 수 있다.

4.4. 데이터 전송단계(S400)

이 단계는 위액 검사모듈(150)에서 분석한 위액 분석 데이터를 서버로 전송하는 단계이다.

4.5. 서버 데이터 분석단계(S500)

본 발명의 생체정보 캡슐(100)로부터 데이터를 수신한 서버(미도시)는 수신한 데이터를 분석하여 가축의 건강상태를 분석하고 이를 사용자 단말로 전송한다.

한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

100, 200: 생체정보 캡슐
110: 제1 위액 취출구
120: 제2 위액 취출구
130: 제3 위액 취출구
140, 210: 위액 취출관
150: 위액 검사모듈
160: 스포이드 구동부
170: 위액 취출 스포이드
180: 위액 취출 프로펠러
190: 다공성 위액 흡수구
212: 위액 취출관 구동홈
214: 위액 취출관 신축부
220: 위액 취출관 하우징
222: 위액 취출관 덮개
230: 위액 취출관 구동돌기

Claims

가축의 반추위 내에서 반추위액을 취출하여 소화율을 측정하는 시스템으로서,
가축의 반추위에 투입되어 반추위 내의 위액을 취출하고 분석하여 위액 분석 데이터를 외부의 서버로 전송하는 생체정보 캡슐;
반추위 위액 분석 데이터를 생체정보 캡슐로부터 수신하고, 기 저장된 이전의 위액 분석 데이터와 비교하여 가축의 건강상태 이상유무를 확인하는 서버;
를 포함하여 구성되는 가축의 소화율 측정 시스템.
제1항에 있어서,
상기 생체정보 캡슐은,
가축의 반추위 내의 서로 다른 둘 이상의 위치에서의 위액을 취출하는 것;
을 특징으로 하는 가축의 소화율 측정 시스템.
제2항에 있어서,
상기 생체정보 캡슐은,
반추위 내에서 위액을 취출하여 생체정보 캡슐 내의 위액 검사모듈로 이송하는 위액 취출부;
생체정보 캡슐의 내측에 위치하고, 상기 위액 취출부로부터 이송 받은 위액으로부터 소화율을 측정하는 위액 검사모듈;
위액 검사모듈을 수용하는 생체정보 캡슐 하우징;
을 포함하여 구성되며,
상기 위액 취출부는,
상기 생체정보 캡슐 하우징 외부로 노출되어 반추위의 위액을 입수하는 위액 취출구;
취출한 위액을 위액 검사모듈로 이송하는 위액 취출관;
을 포함하여 구성되고,
생체정보 캡슐은,
상기 위액 취출구가 생체정보 캡슐 하우징 외부로 노출되는 높이를 조절하는 위액 취출 구동부를 추가로 포함하는 것;
을 특징으로 하는 가축의 소화율 측정 시스템.
가축의 반추위 내에 투입되어 반추위 내의 각 부위에서의 소화율을 측정하는 생체정보 캡슐로서,
반추위 내에서 위액을 취출하여 생체정보 캡슐 내의 위액 검사모듈로 이송하는 위액 취출부;
생체정보 캡슐의 내측에 위치하고, 상기 위액 취출부로부터 이송 받은 위액으로부터 소화율을 측정하는 위액 검사모듈;
위액 검사모듈을 수용하는 생체정보 캡슐 하우징;
을 포함하여 구성되며,
상기 위액 취출부의 일단에는 상기 위액 취출부가 생체정보 캡슐 하우징의 외부로 노출되는 위액 취출구가 형성되는 것;
을 특징으로 하는 생체정보 캡슐.
제4항에 있어서,
상기 위액 취출부는 둘 이상의 위액 취출구를 가지며,
적어도 하나의 위액 취출구는,
상기 생체정보 캡슐 하우징의 상부로 소정 높이 이상 노출되어, 상기 생체정보 캡슐 하우징의 상단부보다 소정 이상의 높이에서 반추위의 위액을 취출하며,
나머지 위액 취출구는,
상기 적어도 하나의 위액 취출구보다 낮은 위치에 배치되며, 상기 생체정보 캡슐 하우징의 각기 다른 위치의 표면에 설치되는 것;
을 특징으로 하는 생체정보 캡슐.
제4항에 있어서,
상기 위액 취출부는,
위액 취출 구동부의 구동에 의하여 생체정보 캡슐 하우징의 외부로 노출되는 위액 취출구;
상기 위액 취출구로부터 입수되는 반추위액을 위액 검사모듈로 전달하는 위액 취출관;
을 포함하여 구성되며,
상기 위액 취출관은 상기 위액 취출구로부터 위액 검사모듈 사이에 모세관을 형성하는 미립자로 채워지는 것;
을 특징으로 하는 생체정보 캡슐.
제4항에 있어서,
상기 위액 취출부는,
상기 생체정보 캡슐 하우징의 외부로 노출되어 반추위의 위액을 입수하는 위액 취출구;
취출한 위액을 위액 검사모듈로 이송하는 위액 취출관;
을 포함하여 구성되며,
생체정보 캡슐은,
상기 위액 취출구가 생체정보 캡슐 하우징 외부로 노출되는 위액 취출 구동부를 추가로 포함하는 것;
을 특징으로 하는 생체정보 캡슐.
제7항에 있어서,
상기 위액 취출관은,
상기 위액 취출 구동부의 구동으로 길이가 신축되는 위액 취출관 신축부; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 생체정보 캡슐.
제8항에 있어서,
상기 위액 취출관의 외면의 적어도 일부에는 위액 취출관 구동홈들이 형성되고,
상기 위액 취출관 구동부는 위액 취출관 구동돌기를 포함하여 구성되어,
상기 위액 취출 구동부의 구동에 따라, 상기 위액 취출관 구동홈과 위액 취출관 구동돌기들이 맞물려 위액 취출구의 높이가 조절되는 것;
을 특징으로 하는 생체정보 캡슐.
제4항에 있어서,
상기 위액 취출부는,
탄성체로 형성되는 위액 취출 스포이드; 를 포함하여 구성되고,
생체정보 캡슐은,
상기 위액 취출 스포이드를 압착/해제하여 상기 위액 취출 스포이드가 위액을 추출하도록 구동하는 스포이드 구동부;
를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 생체정보 캡슐.
제4항에 있어서,
상기 위액 취출부는,
위액 취출 구동부의 구동에 의하여 생체정보 캡슐 하우징의 외부로 노출되는 위액 취출구;
상기 위액 취출구로부터 입수되는 반추위액을 위액 검사모듈로 전달하는 위액 취출관;
을 포함하여 구성되며,
상기 위액 취출관에는 구동모터의 구동에 의해 위액 취출 압력을 생성하는 위액 취출 프로펠러가 구비되는 것을 특징으로 하는 생체정보 캡슐.
위액 검사모듈을 포함하고 가축의 반추위 내에 투입되는 생체정보 캡슐을 이용하여 반추위 내의 위액의 성분을 분석하는 방법에 있어서,
생체정보 캡슐이 가축의 반추위에 안착되는 생체정보 캡슐 안착단계;
생체정보 캡슐의 위액 취출관 구동부에 의해 위액 취출관의 단부가 적어도 2가지 이상의 높이로 생체정보 캡슐의 외부로 노출된 상태에서 각각 위액을 취출하는 위액 취출단계;
생체정보 캡슐이 상기 위액 취출단계에서 취출한 위액을 취출한 위치에 따라 구분하여 분석하는 취출 위액 분석단계;
를 포함하여 구성되는 가축의 반추위 위액 취출 및 분석 방법.
제12항에 있어서,
상기 취출 위액 분석단계는,
상기 위액 취출관 구동부의 구동 정도에 따라서 위액이 취출된 반추위 내의 위치를 구분하는 것;
을 특징으로 하는 가축의 반추위 위액 취출 및 분석 방법.
위액 검사 모듈을 포함하고 가축의 반추위 내에 투입되는 생체정보 캡슐을 이용하여 반추위 내의 위액의 성분을 분석하는 방법에 있어서,
생체정보 캡슐을 가축의 반추위에 안착시키는 생체정보 캡슐 안착단계;
생체정보 캡슐이 반추위의 복수의 위치에서 위액을 취출하는 복수 위치 위액 취출단계;
생체정보 캡슐이 취출한 위액을 위액 검사모듈에서 분석하는 위액 분석단계;
생체정보 캡슐이 위액 분석 데이터를 서버로 전송하는 데이터 전송단계;
서버가 상기 생체정보 캡슐로부터 수신한 위액 분석 데이터를 분석하는 서버 데이터 분석단계;
를 포함하여 구성되는 가축의 반추위 위액 취출 및 분석 방법.
제14항에 있어서,
상기 반추위의 복수의 위치에서 위액을 취출하는 복수 위치 위액 취출단계는,
생체정보 캡슐의 제어부가 생체정보 캡슐의 종류를 확인하는 생체정보 캡슐 정보 확인단계;
생체정보 캡슐이 위액 취출구의 높이를 조절할 수 있는 종류이면, 위액 취출구의 높이를 조절하는 위액 취출구 높이 조절단계; 를 추가로 포함하여 구성되는 가축의 반추위 위액 취출 및 분석 방법.