KR20180082551A - 동물에 물질을 주입하기 위한 자동 시스템 및 방법 - Google Patents

동물에 물질을 주입하기 위한 자동 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

동물 또는 어류에게 물질을 자동적으로 전달하기 위한 시스템 및 방법은 각각의 동물을 개별적으로 배치하는 위치 설정 시스템 및 동물의 소정의 대상 영역의 위치를 검출하는 센서를 포함한다. 본 시스템은 대상 영역에 물질을 전달하기 위한 전달 장차를 더 포함한다. 전달 장치의 위치는 조절될 수 있다. 전달 장치는 센서와 통신한다. 전달 장치는 센서로부터 수신된 데이터에 응답하여 위치를 조절하며, 대상 영역에 물질을 전달한다.

Description

동물에 물질을 주입하기 위한 자동 시스템 및 방법
(우선권)
본 출원은 2015년 11월 13일자로 출원된 미국 가특허출원 제62/254,737호 및 2016년 6월 14일자로 출원된 미국 가특허출원 제62/349,981호에 기초한 우선권을 주장한다. 각 내용은 본 명세서에 전체로 통합된다.
박테리아, 바이러스 및 곰팡이 감염 및 기타 질병들은 종종 백신접종 또는 대상에게 약물 전달을 통해 예방 또는 치료된다. 모든 동물, 특히 척추동물 또는 어류, 및 갑각류와 같은 무척추동물에 있어서, 백신, 생물학적 약제 및 기타 약제의 전달은 종종 질병 및 사망을 예방하거나 종합적으로 양호한 건강상태를 유지하기 위해 전달된다. 다수의 가축 및 어류 운영에 있어서, 모든 동물들의 효과적 치료를 보장하는 것은 어렵다. 대상의 개수 및 크기 다양성은 각 대상에 대한 백신접종과 다른 약제 전달을 어렵게 만든다.
특히 가금류(poultry) 산업을 살펴보면, 오늘날 수정란 또는 닭이 약제로 치료되는 일부 방법이 존재하는데, 이들은 이하를 포함한다.
1) 부화장(hatchery)에서 18일 또는 19일에 "난자 내(in ovo)"(계란 내)에서 수행된 자동 백신접종,
2) 부화장에서 "부화 후"에 수행된 자동 대량 분무 백신접종,
3) 부화장에서 "부화 후"에 수행된 수동 주입 백신접종,
4) "생육 사육장(Growth Farm)"에서 사료 또는 물에 첨가된 백신/약제, 및
5) 수동으로 또는 대량 스프레이로 분무된 병아리들에게 백신/약제.
가금류 산업은 연간 30억 달러 이상을 백신 및 기타 약제에 소비하지만, 백신 또는 기타 물질이 전달되는 방식에 대한 어려움으로 인해 이들의 투자 수익은 보장되지 않는다. 전술한 각각의 방법은 현저하고 중요한 부적절성을 보여준다. 우선, 부화장에서 매달 18일 또는 19일에 자동 백신접종을 난자 내에 수행하는 방법은 매우 대중적이다. 하지만, 이러한 시스템에는 문제점들이 존재한다. 첫 번째, 다수의 대상 백신은 난자 내에 적용하는데 사용될 수 없으며, 질병의 성질에 의해 사용 불가능하게 될 수 있으며 및/또는 활성 분자/입자 운반에 필요한 복합체(conjugates)는 난자 내에 적용되지 못한다. 또한, 난자 내의 백신접종에 대한 오늘날의 관행은 18일 또는 19일에 계란 전체에 펀칭/피어싱을 해야 한다. 이러한 전달은 바늘을 계란 내로 뻗고, 백신/약물을 주입하는 동안, 일부 기계적 수단에 의해 계란을 제자리에 고정시켜야 한다. 이러한 관행으로 병원균과 박테리아가 계란 내에 들어갈 수 있으며, 배아에 부정적 효과를 미칠 수 있다. 난자 내의 백신접종 동안, 바람직하지 않은 계란(썩거나, 발육 정지 배아(dead embryos)를 갖는 계란)은 펀칭/피어싱되기 전에 계란을 고정 위치에 고정시키는 기계적 수단 및 바늘과 접촉한다. 따라서, 바람직하지 않은 오염물이 다른 계란 및 백신접종 시스템에 퍼질 가능성이 매우 높다. 따라서, 추가 처리과정 중 그 후의 생란(live egg)에 오염물이 이동될 수 있다.
이러한 오염물 이동의 영향을 감소시키기 위해, 업계에서는 난자 내 백신접종의 일환으로 계란 내에 항생제를 도입하여 주입하기 시작했다. 하지만, 소비자들은 항생제 처리된 가금류를 멀리한다. 따라서, 업계에서는 항생제의 사용을 없애면서, 무리(flock)의 건강을 유지할 만한 다른 방식으로 동일한 질병을 치료하는 대체 방법을 모색할 필요성을 느끼고 있다.
부화장에서의 "부화 후" 수동 백신 접종이 다른 방법들보다 신뢰할 수 있는 것으로 고려될 수 있지만, 연구 결과들은 이러한 관행도 신뢰성 및 반복가능성이 부족하며 병아리의 질병 및 폐사를 야기한다고 밝혔다. 부화장들은 신뢰할 수 있는 백신접종자들을 찾는데 어려움을 겪으며, 증가하는 일간 생산량이 이를 보다 어렵게 만든다. 이는 모든 병아리들이 효과적으로 백신접종을 받을 것을 보장하는 어려움을 높여 전체 지출을 증가시킨다. 또한, 병아리들이 백신접종 중에 다뤄져야 하므로, 병아리 취급 중에 상해를 입는 경우에 병아리에게 질병 또는 폐사의 위험이 존재한다. 또한, 노동자들이 다수의 병아리들에게 백신접종을 해야 하므로, 노동자들은 반복성 스트레스성 장애(Repetitive Stress injury)에 걸리기 쉽다. 이는 가금류 생산자에게 경제적 및 생산성 손실을 초래한다.
대체 접근법은 사육장의 사료 또는 물에 백신/약제를 첨가하는 것이었다. 이러한 방법론은 병아리의 소화기관 내 대부분의 박테리아, 병원균 및 기생충이 약물에 내성이 생긴다는 사실로 인해 부분적으로만 효과적이라고 밝혀졌다. 이러한 방법의 부분적 효과에 기여하는 다른 요인들에는 음수 라인들(drinking lines)의 균일성 부족과 불규칙한 사료 또는 음수량의 결과로서 전달되는 불규칙한 투여량 및 일부 백신이 물 또는 사료 내에서 매우 짧은 반감기(half-life)를 갖는다는 점을 포함한다.
어류 양식 업계에 관하여, 어류는 인간이 섭취하기에 점점 더 훌륭한 식품 자원이 되고 있다. 바다, 강 및 호수의 상태는 어류 양식이 섭취용 어류를 위해 더 신뢰할 수 있는 자원을 제공하는 것과 같다. 하지만, 어류 양식장들 또는 부화장들은 모든 어류의 건강상태를 유지하는데 있어 가금류 업계와 유사한 어려움을 겪고 있다.
어류 부화장에서는 어란(魚卵)에서 부화한 어류를 양식하고, 동일한 탱크에 유사한 나이의 어류들을 넣는다. 다량의 어류들이 대형 탱크에 넣어지고, 성장할 사료를 제공받는다. 탱크의 좁은 영역 내 다량의 어류들은 빠른 질병의 확산과 상당한 경제적 결과를 초래할 수 있다.
종종 모든 백신, 약물 및 구충제는 어류의 탱크 또는 어류의 사료에 용액을 적용하여 전달될 수 있다. 하지만, 일부 상황 또는 질병은 전술한 방법을 통해 치료될 수 없다. 이러한 경우에, 개별 어류에게 백신 및 기타 생물학적 제제가 주입되어야 한다. 최근 어류 주입법은 상술할 적용에 앞서 어류가 진정제를 먹기 전 일정기간 동안 어류에게 사료를 주지 않을 것을 요구한다. 이후에, 진정되고 굶주린 어류들은 기계적 수단을 통해 이동되어, 수동 또는 기계적 위치 설정 수단을 통해 수동적이거나 자동적으로 주입된다. 이러한 적용은 어류에 가혹하며, 사망률 및 지출 비용의 증가를 야기하는 것으로 나타난다.
이와 유사한 방식으로, 다수의 가축 사육장 운영에 있어서, 모든 동물들이 효과적으로 치료되는 것을 보장하는 것은 어려운 과제이다. 대상의 개수 및 크기 다양성은 각각의 대상에 백신접종 및 다른 약제 전달을 어렵게 만든다.
돼지(swine)로 돌아와서, 모든 특정 양돈장에서 모든 새끼 돼지들에게 백신접종을 하거나, 다르게 치료하는 수완과 관련하여 유사한 어려움이 존재한다. 각각의 새끼 돼지가 효과적으로 치료되는 것을 보장하는 것은 중요하고, 그렇지 않으면 병에 걸린 한 마리의 새끼 돼지가 전체 양돈장을 감염시켜 막대한 경제적 결과를 초래할 수 있다.
돼지와 관련하여, 비강(nosal cavity)을 통해 전달되는 것이 바람직한 일부 백신 또는 치료제가 존재한다. 하지만, 어린 새끼 돼지들이 유효 투여량을 전달 받을 만큼 충분히 오랫동안 계속 있는 것은 쉽지 않으며 전달 과정에서의 움직임은 새끼 돼지의 코연골(nasal cartilage) 또는 뇌를 손상시킬 수 있다는 점에서, 효과적으로 전달하는 수완은 어려울 수 있다.
백신 및 약제가 투여될 장소/방법에 관계없이, 최근의 방법들은 일부 중요한 용도에는 충분히 효과적이지 않다고 밝혀졌다. 더 많은 개체군 내의 모든 동물 또는 어류에 대해 효과적으로 치료제를 전달하지 못하거나 백신을 접종하지 못하는 것은 질병의 발생 및 상당한 경제적 손실을 초래할 수 있다. 동물 및 어류 양식에서의 약품 첨가 사료("MFAs, Medicated Feed Additives")를 포함한 항생제의 적용을 없애기 위한 새로운 시장 동향과 결합된 이러한 부적절성은 본 명세서에 기재된 실시예들에 대한 주된 동인(動因)이다. 대량 전달에서의 과제는 각각의 동물이 유효 투여량을 투여받는 점을 보장하는 것이다.
본 명세서에 기재된 실시예들은 동물의 소정의 영역에 물질을 자동적으로 전달하기 위한 시스템에 관한 것이다. 본 시스템은 동물의 소정의 전달 영역에 대한 상대 위치를 검출하기 위한 감지 장치 및 동물을 개별적으로 배치하는 위치 설정 장치를 포함한다. 본 시스템은 동물의 소정의 전달 영역에 대한 상대 위치의 적어도 하나의 이미지를 캡처하기 위한 이미지 캡처 장치 및 동물의 소정의 전달 영역에 물질의 소정의 정량을 전달하기 위한 전달 시스템을 더 포함한다. 또한, 본 시스템은 감지 장치, 위치 설정 장치, 이미지 캡처 장치 및 전달 시스템과 통신하는 시스템 컨트롤러를 포함한다. 감지 장치가 동물의 위치/자세를 감지하고 시스템 컨트롤러와 이러한 정보를 공유하는 경우, 시스템 컨트롤러는 이미지를 처리하여 소정의 영역의 위치를 판단하고, 동물의 소정의 전달 영역에 물질을 전달하기 위해 전달 시스템을 위치적으로 조정한다.
본 개시의 다양한 실시예들은 일반 용어로 기재되었으므로, 일정 비율에 맞게 도시되지 않고, 본 시스템의 모든 구성을 포함하진 않은 현재 첨부된 도면을 참조할 것이다.
도 1은 제 1 실시예의 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1의 실시예에 대한 개략적인 측면도이다.
도 3은 사용중인 도 1의 실시예 일부에 대한 부분 확대 평면도이다.
도 4는 사용중인 도 1의 실시예에 대한 부분 확대 사시도이다.
도 5는 제 1 실시예의 일부 구성에 대한 인터페이스의 도식도이다.
도 6은 사용중인 제 2 실시예의 상면도이다.
도 7은 도 6의 제 2 실시예에 대한 부분 확대 측면도이다.
도 8은 제 2 실시예의 주입 장치에 대한 부분 확대 측면도이다.
도 9는 제 2 실시예의 일부 구성에 대한 인터페이스의 도식도이다.
도 10은 제 3 실시예의 정면도이다.
도 11은 도 10의 실시예에 대한 부분 확대도이다.
도 12는 A-A를 따라 취한 도 11의 실시예에 대한 단면도이다.
도 13은 주입 시스템을 상세하게 설명하는 도 10의 실시예에 대한 정면도이다.
도 14는 도 13의 실시예에 대한 단면도이다.
도 15는 제 3 실시예의 일부 구성에 대한 인터페이스의 도식도이다.
도 16은 제 4 실시예의 정면도이다.
도 17은 도 16의 실시예 일부에 대한 확대 상세도이다.
도 18은 제 4 실시예의 일부 구성에 대한 인터페이스의 도식도이다.
본 개시는 동물에게 물질을 효과적으로 전달하기 위한 자동 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 개시의 다양한 태양들은 본 개시의 모든 태양들이 도시되지는 않되, 일부는 도시된 첨부도면을 참조하여 이하에서 보다 상세히 설명될 것이다. 실제로, 본 개시는 다수의 다른 형태로 구현될 수 있으며, 본 명세서에서 제시하는 태양들에 한정되는 것으로 이해되어서는 안된다. 일 실시예는 계란 껍질에 분리된 후 부화장을 떠나기 전, 다량의 갓 부화한 병아리들에게의 물질 전달에 관한 것이다. 또한, 또한, 병아리에 관한 본 개시의 태양들에 따른 방법 및 시스템은 닭, 칠면조, 오리, 거위, 메추리, 꿩, 타조, 외래종 조류(exotic birds) 등을 포함하되, 이에 한정되지 않는 임의의 유형의 가금류에 사용될 수 있다.
다른 실시예는 소에게의 물질 전달에 관한 것이다. 하지만, 본 개시의 다양한 태양들에 따른 방법 및 시스템은 들소, 돼지, 염소, 양, 말 등을 포함하되, 이에 한정되지 않는 임의의 유형의 가축에 사용될 수 있다. 또 다른 실시예는 어류에게의 물질 전달에 관한 것이다. 본 개시의 다양한 태양들에 따른 방법 및 시스템은 대구(cod), 송어, 연어, 틸라피아(tilapia) 이외에도 새우, 바닷가재, 가리비, 굴, 조개, 홍합, 크레이 피시(crayfich) 등을 포함하되, 이에 한정되지 않는 임의의 유형의 어류 또는 갑각류에 적용될 수 있다. 또 다른 실시예는 사육 멧돼지에게의 물질 전달에 관한 것이다. 다수의 도면 전반에서 동일한 참조번호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 제 1 실시예(10)의 전체 시스템에 대한 평면도를 도시한다. 도 2는 도 1의 시스템에 대한 측면도를 도시한다. 제 1 실시예(10)는 닭 부화장의 일간 부화실(day-of-hatch room)에 위치할 수 있다. 병아리/계란 껍질 분리기(12)는 갓 부화한 병아리를 그 껍질에서 분리시키기 위한 수단을 제공한다. 제 1 컨베이어(14)는 병아리/계란 껍질 분리기(12)로부터 분리 벽(16)의 개구를 통과하여 보다 넓은 제 2 컨베이어(18)까지 병아리를 이동시킨다. 분리 벽(16)은 계란 껍질 분리 프로세싱을 물질 전달 프로세싱으로부터 분리시킨다.
보다 넓은 제 2 컨베이어(18)는 각각의 개별 병아리의 처리를 보다 용이하게 하도록 병아리들을 퍼트리기 시작한다. 제 2 컨베이어(18)로부터, 병아리들은 제 2 컨베이어(18)보다 넓은 제 3 컨베이어(20) 및 제 4 컨베이어(22) 이송된다. 도 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 제 5 컨베이어(24)는 이송 조립체 상부에 매달릴 수 있는 칸막이들(26)을 구비한다. 칸막이들(26)은, 최종적으로 한 줄의 열(row)들이 되는 좁은 열들(도 1)로 병아리들을 이동시키도록 한다. 제 6 컨베이어(28)는 제 5 컨베이어(24)에 형성된 한 줄의 열들(rows)에 병아리들을 유지시키기 위한 칸막이들(26)을 포함한다. 제 6 컨베이어(28)는 칸막이들(26)에 의해 분리된 일렬의 병아리들을 이와 유사하게 매칭되는 일련의 경사 컨베이어 벨트(30)로 이동시킨다.
개별 운반 장치들(32)은 경사 컨베이어 벨트(30) 아래에 위치한다. 각각의 개별 운반 장치(32)는 컵 또는 바구니와 유사하며, 도 3에 도시된 바와 같이 한 마리의 병아리(13)를 수용하는 크기를 갖는다. 개별 운반 장치들(32)은 상호 연결되어 컨베이어 시스템에 의해 전진하는 개별 운반 경로를 따라 이동한다. 각각의 장치가 경첩 연결부를 중심으로 회전 또는 피봇될 수 있도록, 각각의 운반 장치들(32)은 컨베이어 시스템에 경첩으로 장착된다. 회전각은 병아리(13)가 운반 장치(32)에서 떨어지지 않는 것을 보장하기 위해 제한될 수 있다.
제 1 실시예(10)는 주입 시스템(42)을 더 포함할 수 있다(도 4). 도 4에 도시된 바와 같이, 주입 시스템(42)은 주입기 헤드(44), 물질 저장소(47)와 가압 기체 공급원(48) 및 활성화 기구(50)를 구비한다. 가압 기체는 미리 가압된 기체 캡슐을 통해 또는 대안적으로 중앙 컴프레서(centralized compressor)에 부착된 기체 배관을 통해 주입 시스템(42)에 전달될 수 있다.
활성화 기구(50)는 시스템 컨트롤러(38)와 통신한다(도 4). 활성화 기구(50)는 병아리(13)에게 소정의 정량을 전달하는 가압 기체 및 물질을 활성화시킨다. 물질 저장소(47)는 병아리(13) 내로 주입될 백신, 약제 또는 생물학적 제제를 저장할 수 있다.
주입 시스템(42) 및 카메라(36)는 운반장치용 컨베이어 시스템(34) 아래, 주입 시스템용 이동 플랫폼(45) 상에 장착된다(도 4). 주입 시스템은 병아리(13)의 후방영역에 주입물을 전달하기 위해 효과적으로 작동한다. 따라서, 주입 시스템(42)은 운반 장치(32)에서 오로지 똑바로 앉아 있는 병아리들(13)에게만 주입하도록 설계된다. 주입 시스템용 이동 플랫폼(45)은 운반 장치용 컨베이어 시스템(34)과 인접하고 평행하게 작동되며, 동일한 속도로 작동된다. 이에 따라, 카메라(36)는 운반 장치(32)에서 이동하고 있는 병아리(13)의 이미지를 캡처할 수 있다. 또한, 주입 시스템(42)도 병아리(13)가 운반 장치(32)에서 이동하고 있는 동안 작동될 수 있으며, 이는 이하에서 보다 상세하게 후술될 것이다.
컨베이어 컨트롤 시스템(40)은 모든 컨베이어 벨트의 속도 및 동작을 제어한다. 도 5에 개략적으로 도시된 바와 같이, 시스템 컨트롤러(38)는 카메라(36), 컨베이어 컨트롤 시스템(40) 및 주입 시스템(42)과 통신한다. 시스템 컨트롤러(38)는 컴퓨터 프로세서 및 이미지 프로세서를 포함한다. 이미지 프로세서는 카메라(36)로부터 이미지들을 수신하여 처리한다. 시스템 컨트롤러(38)는 모든 센서들, 카메라들, 컨베이어들, 액추에이터들 및 전체 시스템의 I/O(Input/Output 수신기 및 드라이버)와 통신한다. 시스템 컨트롤러는 모든 시스템의 동작을 동기화하며, 시스템의 두뇌(Brain of the System) 기능을 수행한다. I/O는 구성들을 활성화 및 비활성화시키며, 시스템 컨트롤러는 컴퓨터 프로세서 및 이미지 프로세서로부터 정보를 수신하고 특정 스프레이 헤드를 활성화시킨다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 개별 운반 장치들(32) 아래에는 제 7 컨베이어(46)가 있다. 제 7 컨베이어 벨트(46)는 병아리들이 소비되기 위해 사육될 생육 사육장으로 이송하기 위한 컨테이너에 병아리 무리를 담아서 이동시킨다.
사용중에, 병아리가 부화하면 병아리(13)는 병아리/계란 껍질 분리기(12)에서 계란 껍질과 분리된다(도 1). 그 후에, 병아리(13)는 제 1 컨베이어 벨트(14)로 이동된다. 병아리(13)가 이동함에 따라, 병아리는 제 2 컨베이어 벨트(18), 제 3 컨베이어 벨트(20) 제 4 컨베이어 벨트(22), 제 5 컨베이어 벨트(24) 및 제 6 컨베이어 벨트(28)로 이동된다. 각각의 컨베이어 벨트는 병아리들이 제 6 컨베이어 벨트(28) 상의 일렬 형태가 될 때까지 병아리를 더 멀리 퍼트린다.
병아리들(13)은 제 6 컨베이어 벨트(28)에서 개별 운반 장치들(32)로 병아리들을 떨어뜨리는 경사 컨베이어 벨트(30)로 이동한다(도 3). 개별 운반 장치(32) 아래에는, 카메라(36) 및 주입 시스템(42)이 주입 시스템용 이동 플랫폼(45)과 평행하게, 그리고 동일한 속도로 이동한다. 카메라(36)는 운반 장치(32) 아래에 배치된다(도 4). 카메라(36)는 개별 운반 장치(32) 내 병아리의 적어도 하나의 이미지를 캡처한다. 카메라(36)는 캡처된 이미지를 시스템 컨트롤러(38)에 전달한다. 시스템 컨트롤러(38)는 이미지를 처리하여, 개별 운반 장치(32) 내 병아리의 상대적인 자세를 판단한다.
운반 장치(32) 내 병아리(13)의 상대적인 자세를 판단하면, 시스템 컨트롤러는 병아리가 백신접종을 위해 바람직한 자세로 있는 운반 장치 아래의 주입 시스템(42)을 활성화시킨다. 시스템 컨트롤러(38)가 병아리(13)가 바람직한 자세로 있지 않다고(예를 들면, 병아리가 똑바로 앉은 자세가 아닌 경우) 판단한 경우, 시스템 컨트롤러(38)는 주입 시스템(42)을 활성화시키지 않을 것이다(도 5).
활성화되면, 주입 시스템(42)의 활성화 기구(50)(도 5)는 가압 기체 공급원(48)으로부터 일정량이 저장소(47)로부터의 물질의 소정의 부피의 물질을 이동시켜, 주입기 헤드(44)를 통해 병아리(13) 내로 이동하게 한다. 전달시, 주입기 헤드(44)는 병아리(13)와 인접하거나 접촉하고 있는 것이 바람직하다.
주입 후, 운반 장치(32)는 운반 장치용 컨베이어 시스템(34)의 끝까지 이동한다(도 3). 컨베이어 시스템이 회전함에 따라, 경첩으로 연결된 운반 장치들(32)도 회전하게 된다. 이는 병아리(13)가 백신접종을 맞은 경우, 운반 장치 내에 수용된 병아리(13)를 연장된 경첩식 슬라이드(33) 및 제 7 컨베이어 벨트(46) 상에 부드럽게 떨어뜨리게 한다. 병아리가 운반 장치(32) 내에서 적절한 자세로 있지 않았기 때문에 주입되지 않은 병아리들에 대해서는, 경첩식 슬라이드(33)가 수직 위치로 당겨져 병아리가 컨베이어(47)로 부드럽게 떨어질 것이며, 도시되지 않은 다른 컨베이어에 의해 뒤로 이동하고 컨베이어(24)에 배치되고, 다시 이러한 과정을 거쳐 주입될 것이다.
주입 후, 주입 시스템용 이동 플랫폼(45) 상의 카메라(36) 및 주입 시스템(42)(도 4)은 초기 위치로 되돌아오게 되고, 다시 개별 운반 장치들(32) 아래에서 이동하기 시작한다. 이동 플랫폼의 기능을 제어하는 기구는 시스템 컨트롤러(38)에 의해 제어된다.
주입 장치에 관한 상기 설명이 바늘이 없는 장치에 초점을 맞췄지만, 바늘이 있는 주입 장치가 사용될 수 있는 것으로도 예상된다고 이해해야 한다. 주입법에 의해 전달되는 것으로 예상되는 백신들은 마릭병(닭 림프종증, Marek's disease) 및 칠면조의 헤르페스 바이러스(HVT, Herpes Virus of Turkey)의 백터형 백신(vectored vaccines)을 포함하되, 이에 한정되지 않는다.
제 2 실시예(70)는 도 6에 도시된다. 제 2 실시예(70)는 우리(pen)(72) 및 일련의 칸막이들(74)을 포함하며, 송하지와 같은 가축들이 그곳을 이동하도록 권장하기 위함이다. 칸막이들(74)은 평행한 방식으로 배열되며, 각각 정문(77) 및 후문(79)을 구비한다. 정문(77)은, 폐쇄된 경우에 동물이 정문을 넘어 전진하는 것과 칸막이들(74) 및 우리(72) 외부로 이동하는 것을 방지한다. 후문(79)이 폐쇄된 경우, 후문(79)은 동물이 칸막이들(74) 외부로 후진하는 것과 우리(72)로 다시 돌아가는 것을 방지한다.
도 6 및 도 7에 도시된 존재 감지 센서(76)는 한 쌍의 칸막이들 사이에서 이동하는 송아지(75)를 감지하기 위해 배치되며 칸막이(74) 부근 또는 칸막이(74) 상에 장착된다. 도 6 및 도 7에 도시된 존재 감지 센서(73)는 정문(77) 부근에 도달한 송아지(75)를 감지하기 위해 배치되며 칸막이(74) 부근 또는 칸막이(74) 상에 장착된다(도 7). 전자 리더기(93)는 가축의 전자 식별 태그(88)를 판독하도록 칸막이(74) 부근 또는 칸막이(74) 상에 장착된다. 카메라(78)는 카메라가 송아지(75)에 대한 전체 이미지를 획득할 수는 있되 송아지가 부딪치지 않기 위해, 칸막이(74) 상부에 장착된다. 카메라(78)는 송아지의 적어도 하나의 이미지를 캡처하며, 이는 우측 뒷다리 상부와 같은 송아지(75)의 소정의 대상 영역을 포함할 수 있다.
제 2 실시예(70)는 자동 주입 시스템(82)을 더 포함한다(도 8). 주입 시스템은 대상 동물(이 경우에는 송아지(75))을 치료하는데 사용되는 백신, 약물, 생물학적 제제 또는 기타 약제 등의 물질(86)로 채워진 저장소(84)를 구비한다. 또한, 주입 시스템(82)은 가압 기체 공급원(90) 및 주입기 헤드(91)를 포함한다. 가압 기체는 미리 가압된 기체 캡슐을 통해 또는 대안적으로 중앙 컴프레서에 부착된 기체 배관을 통해 자동 주입 시스템(82)에 전달될 수 있다.
도 8에 도시된 주입 시스템(82)은 주입 시스템의 높이, 깊이 및 길이를 자동으로 조절할 수 있는 프레임(92)에 조절 가능하게 장착된다. 프레임(92)은 하나 이상의 칸막이들(74)과 같은 고정된 구조물에 고정되어 장착된다. 주입 시스템(82)의 자동 조절 기능은 송아지(75)의 자세에 대하여 주입 시스템(82)의 높이, 폭 및 깊이를 자동적 및 원격으로 조절할 수 있는 기구(미도시)에 의해 성취된다. 조절 기능에 대한 세부 설명은 이하에서 상세하게 후술될 것이다.
가압 기체 공급원(90)(도 8)은 저장소(84) 내 물질(86)을 송아지(75) 내로 전달하는데 사용될 수 있다. 가압 기체 공급원(90)과 물질(86)에 대한 제어는 바늘이 없는 전달 장치(needle-free delivery devices)의 기술 분야의 당업자에게 이해되는 것으로 이해된다.
도 9에 개략적으로 도시된 바와 같이, 시스템 컨트롤러(80)는 존재 감지 센서(76), 카메라(78) 및 주입 시스템(82)과 전자 통신한다. 시스템 컨트롤러(80)는 송아지(75)의 소정의 대상 영역에 소정의 정량의 물질(86)을 전달하기 위해, 존재 감지 센서(76), 존재 감지 센서(73), 정문(77), 후문(79), 전자 리더기(93)(도 7), 카메라(78) 및 주입 시스템(82)과 통신한다. 시스템 컨트롤러(80)는 컴퓨터 프로세서 및 이미지 프로세서를 포함한다. 시스템 컨트롤러(80)는 존재 감지 센서(73). 정문(77), 후문(79), 전자 리더기(93), 카메라(78) 및 주입 시스템(82)의 동작을 원격으로 제어할 수 있는 능력을 가진다. 또한, 시스템 컨트롤러(80)는 카메라(78)로부터 수신된 이미지들을 처리한다. 이러한 방법론에 대한 세부 사항은 이하에서 보다 상세하게 설명된다.
사용중에, 도 6에 도시된 바와 같이, 우리(72)는 일 군의 가축을 수용하지만, 칸막이들(74)은 한 마리의 송아지(75)가 한 쌍의 칸막이들 사이에서 전진하도록 한다. 송아지(75)가 칸막이들(74) 사이에서 이동함에 따라, 정문(77)을 폐쇄하고 송아지에 의한 더 이상의 추가 전진을 방지하도록, 존재 감지 센서(76)가 활성화되어 시스템 컨트롤러와 통신한다. 그 후에, 송아지(75)가 존재 감지 센서(73)에 도달함에 따라, 송아지(75)에 의한 후진을 차단하고, 송아지가 칸막이들(74) 외부로 돌아가는 것을 방지하기 위해, 시스템 컨트롤러(80)는 후문(79)을 폐쇄한다. 이 지점에서, 송아지(75)는 각각 한 쌍의 칸막이들(74) 및 정문(77)과 후문(79) 사이에 비교적 정지한 채로 수용된다.
또한, 존재 감지 센서(73)(도 6)는 송아지(75)의 비디오 장면, 특히 송아지의 소정의 영역에 대한 상대 위치의 캡처를 시작하기 위해 카메라(78)와 통신한다. 예를 들면, 물질이 우측 뒷다리 상단("대상 영역")에 바람직하게 전달된 경우, 카메라(78)는 대상 영역에 초점을 두도록 미리 프로그래밍될 수 있다. 이미지 카메라(78)가 송아지의 대상 영역의 이미지를 캡처하면, 이미지는 시스템 컨트롤러(80)로 전달된다.
시스템 컨트롤러(80)(도 9)는 이미지를 분석하여, 조절 가능 프레임(92)에 장착된 자동 주입 시스템(82)과 통신한다. 대상 영역에 대하여 자동 주입 시스템(82)의 높이, 각도 또는 길이 및 주입기 헤드(91)의 깊이에 대한 임의의 필요 위치 조절을 하도록 만들기 위해, 시스템 컨트롤러(80)는 자동 주입 시스템(82)에 신호를 전송한다. 물질의 소정의 정량은 저장소(84)로부터 인출되고, 기체 공급원(90)으로부터 가압 기체를 사용하여 주입기 헤드(91)(도 8)를 통해 송아지(75)의 대상 영역 내로 주입된다.
주입이 주어진 후, 시스템 컨트롤러는 송아지(75)가 칸막이들(74)에서 외부로 이동하고 시설물의 다른 부분으로 이동할 수 있게 정문(77)(도 6)을 개방한다. 그 후에, 다른 송아지(75)가 칸막이들(74) 사이로 이동할 수 있게 후문(79)이 개방되고 이러한 과정 자체를 반복한다.
전자 리더기(93)(도 7)가 통상 송아지 귀에 부착된 식별 태그(88)를 디지털적으로 판독하기 위해 배치되는 점을 알아야 한다. 이러한 경우에 있어서, 전자 리더기(93)는 특정 송아지(75)를 구체적으로 식별하기 위해 태그(88)의 이용 가능한 데이터를 스캔할 수도 있다. 또한, 백신을 접종하면, 시스템 컨트롤러(80)는 송아지의 태그(94)를 통해 접근 가능할 데이터베이스에 백신의 유형 및 전달 날짜를 기록할 것이다. 또한, 송아지(75)가 우리(72)로 돌아온 것을 발견하면, 시스템 컨트롤러(80)는 전자 리더기(92)로부터 식별 정보를 수신한 후, 송아지가 이미 백신접종을 받았다는 것을 인식하고, 정문(77)을 개방하고 송아지(75)를 외부로 이동시키고 송아지(75)의 재접종을 방지한다.
제 2 실시예(70)의 주입 시스템은 돼지, 양, 염소, 들소 등의 다른 가축에 적용 가능한 것으로 예상된다. 칸막이들(74)의 크기 및 공간뿐만 아니라 프레임(90) 내 조절 기능의 범위는 전술한 각각의 상이한 동물들에 따라 변경될 수 있는 것으로 이해된다.
가축, 주로 소에게 전달될 수 있는 백신 또는 물질은 흑갈병(Blackleg), 악성부종(malignant edema), 장독혈증 C형 및 D형(enterotoxemia C&D), 소 전염성 비기관염(IBR, Infectious Bovine Rhi-notracheitis), 소 파라인플루엔자-3바이러스(PI3), 클로스트리듐(clostridial), 소 합포체성 폐렴 바이러스(BRSV, Bovine Respiratory Syncytial Virus), 파스퇴렐라균(Pasteurella), MLV-IBR/PI3, K-BVD, MLV-BRSV, 브루셀라병(Brucellosis) 및/또는 Lepto 등을 포함하되, 이에 한정되지 않는다.
가축, 주로 양에게 전달될 수 있는 백신 또는 물질은 캄필로박터(campylobacter), 비브리오(vibrio), 클라미디아(chlamydia), 가스괴저균 C형 및 D형(clostridium perfringens C&D), 파상풍, 비강 파라인플루엔자(intranasal parainfluenza), 클로스트리듐, 양아구창(Orf) 및/또는 부제증(foot rot)을 포함하되, 이에 한정되지 않는다.
제 3 실시예(100)는 도 10에 제공된다. 제 3 실시예(100)는 어류(104)에게의 물질 전달에 관한 것이다. 제 3 실시예(100)는 제 1 탱크(106) 및 제 2 탱크(108)를 포함한다. 제 1 탱크(106) 및 제 2 탱크(108)는 파이프(110)의 수단에 의해 연결된다. 파이프(110)의 크기 및 길이는 제 1 탱크(106) 및 제 2 탱크(108) 내 수용된 어류(104)의 유형에 따라 달라질 것이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 전방 블래더(bladder)(112) 및 후방 블래더(114)(도 11)는 어류가 제 1 탱크(106) 및 제 2 탱크(108) 내 파이프를 따라 이동하는 것을 방지하도록 파이프(110)의 양 단부에 각각 위치한다. 각각의 블래더(112 및 114)는 가압 유체 공급원(source)(116)(도 10)과 연통되고, 원격으로 활성화된다. 또한, 각각의 블래더(112 및 114)(도 11)는 신속하게 팽창 및 수축될 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 우측 블래더(118) 및 좌측 블래더(120)는 파이프(110)의 대응되는 우측 및 좌측에 각각 위치한다. 상술한 전방 블래더 및 후방 블래더와 같이, 우측 블래더(118) 및 좌측 블래더(120)도 가압 유체 공급원(116)과 연통되고, 원격으로 활성화된다. 또한, 우측 블래더(118) 및 좌측 블래더(120)도 신속하게 팽창 및 수축될 수 있다.
도 10으로 되돌아와서, 제 1 탱크 블래더(122)는 제 1 탱크(106)의 바닥에 위치한다. 이와 유사하게, 제 2 탱크 블래더(124)는 제 2 탱크(108)의 바닥에 위치한다. 양 블래더들(122, 124) 모두는 가압 유체 시스템(116)과 연통한다. 가압 유체 시스템(116)은 각각의 블래더(122, 124) 내외로 유체의 유동을 제어하며, 이는 이하에서 상세하게 후술될 것이다. 탱크 블래더들(122 및 124)은 제 1 탱크(106) 및 제 2 탱크(108)과 유사한 부피에 도달할 만큼 충분히 크다.
도 11에 도시된 존재 감지 센서(126)는 파이프(110)에 장착되며, 후방 블래더(114) 부근에 위치한다. 존재 감지 센서(126)는 파이프(110) 내 어류(104)의 존재를 감지하도록 설계된다. 또한, 카메라(128)는 전방 블래더(112)와 후방 블래더(114) 사이의 파이프(110)에 장착된다. 카메라(128)는 파이프(110) 내 어류(104)의 생중계 비디오 이미지들을 캡처할 수 있는 비디오 카메라인 것이 바람직하다. 특히, 카메라(128)는 어류(104)의 소정의 대상 영역에 대한 비디오 장면을 촬영하도록 설계된다. 예를 들면, 대서양 연어 내에 주입하는 곳은 늑막 늑골(pleural ribs) 아래와 배지느러미(pelvic fin) 뒤가 바람직하다. 이와 대조적으로, 틸라피아의 경우 종종 양측 지느러미 뒤에 주입이 이루어진다. 대상 영역은 어류의 다른 유형들에 따라 달라질 수 있으므로, 카메라(128)는 치료될 대상 어류의 소정의 대상 영역에 초점을 맞추도록 미리 프로그래밍될 필요가 있을 것이다.
도 13은 주입용 물질(134)의 저장소(132), 가압 기체 공급원(138)(도 13) 및 주입기 헤드(140)(도 14)를 구비한 주입 시스템(130)을 도시한다. 주입 시스템(130)은 전방 블래더(112)와 후방 블래더(114) 사이의 파이프(110) 내부에 장착된다. 주입 시스템(130)은 도 11에 도시된 바와 같이 바닥에 장착될 수 있거나, 도 14에 도시된 바와 같이 파이프(110)의 측면에 장착될 수 있으며, 이는 치료될 어류의 유형에 따라 달라진다.
주입기 헤드(140)(도 14)는 주입 시스템(130) 내 프레임(미도시)에 이동 가능하게 장착된다. 주입기 헤드(140)는 파이프(110)의 내벽을 따라 축 방향 그리고 반경 방향으로 이동할 수 있는 것으로 이해된다. 주입기 헤드(140)의 이동은 시스템 컨트롤러(146)(도 15)에 의해 원격으로 제어될 것이다.
존재 감지 센서(126), 카메라(128), 주입 시스템(130) 및 가압 유체 공급원(116)은 모두 시스템 컨트롤러(146)(도 15)와 통신한다. 시스템 컨트롤러(146)는 컴퓨터 프로세서 및 이미지 프로세서를 포함한다. 시스템 컨트롤러는 존재 감지 센서(126), 카메라(128), 주입 시스템(130) 및 가압 유체 공급원(116)을 원격으로 제어할 수 있다. 시스템 컨트롤러(146)는 주입기 헤드(140)의 위치와 주입 시기를 자동적으로 조절하기 위해 카메라(128)에 의해 제공된 위치 정보를 수신하고 처리하며, 이는 이하에서 보다 상세하게 후술될 것이다. 시스템 컨트롤러는 전방 블래더(112), 후방 블래더(114), 우측 블래더(118), 좌측 블래더(120), 제 1 탱크 블래더(122) 및 제 2 탱크 블래더(124)를 팽창시키고 수축시키기 위해 가압 유체 공급원(116)과 통신한다.
사용중에, 어류들(104)은 제 1 탱크(106)에 모두 위치한다. 예를 들면, 어류(104)를 모두 연어라고 가정한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 제 1 탱크(106)는 비교적 다량의 물 및 다수의 어류(104)를 갖는다. 제 1 탱크(106)는 파이프(110)에 의해 제 2 탱크(108)와 연결된다. 제 2 탱크(108)는 소량의 물을 가지며, 어류가 없는 것이 바람직하다. 전방 블래더(112) 및 후방 블래더(114)는 어류들(104)이 파이프(110)로 진입하는 것을 차단하기 위해 팽창된다.
어류(104)에게 물질을 전달하기 위해, 후방 블래더(114)는 수축된다. 이에 따라, 어류(104)는 파이프(110) 내로 헤엄치고 제 2 탱크(108)로 향할 수 있다. 하지만, 존재 감지 센서(126)는 파이프 내 어류(104)의 존재를 감지하여 시스템 컨트롤러(146)에 신호를 전송한다. 제 2 탱크(108)를 향하는 어류(104)의 전방 이동을 더 차단하기 위해, 시스템 컨트롤러는 전방 블래더(112)를 팽창시킨다. 또한, 어류(104)가 존재 감지 센서(126)를 통과함에 따라, 시스템 컨트롤러(146)는 다른 어류(104)가 파이프(110) 내로 확실히 진입하지 못하도록 후방 블래더(114)를 팽창시키기 위한 신호를 전송한다.
또한, 존재 감지 센서(126)는 카메라(128)에 활성화하기 위한 신호를 전송한다(도 11). 카메라(128)는 어류(104)의 소정의 대상에 대한 비디오 이미지를 캡처한다. 이는 어종 간에 달라질 수 있다. 연어에 대해서, 전달 영역은 늑막 늑골 아래와 배지느러미 뒤 사이인 어류의 하부가 바람직하다.
카메라(128)가 어류(104)의 소정의 영역에 대한 이미지를 캡처한다면, 이미지는 처리되기 위해 시스템 컨트롤러(146)에 전송된다. 카메라(128)에 의해 캡처된 어류의 자세를 기반으로, 필요시 시스템 컨트롤러(146)는 대상 영역 내로 주입기 해드를 배치하기 위해, 어류(104)에 대한 주입기 헤드(140)의 위치를 원격으로 조절할 것이다. 특히, 시스템 컨트롤러(146)는 카메라(128)에 의해 판단된 것에 따라 어류(104)의 자세에 대해 주입기 헤드(140)의 높이, 폭 및 깊이를 제어할 것이며, 주입의 활성화를 제어할 것이다. 따라서, 어류(104)가 파이프(110)를 따라 소정의 위치로 이동한다면, 주입기 헤드의 위치는 이에 따라, 그리고 시스템 컨트롤러(146)의 제어하에 조절될 것이다.
또한, 주입기 헤드(140)의 위치를 제어하는 것보다 시스템 컨트롤러가 어류(104)의 자세를 제어할 수 있는 것으로도 예상된다. 전방 블래더(112), 후방 블래더(114), 우측 블래더(118) 및 좌측 블래더(120)의 압력을 조정하여, 시스템 컨트롤러는 대상 영역이 주입기 헤드(140)와 바로 인접하게 되도록 어류(104)의 자세를 변경시킬 수 있다.
어류(104)에 주입물이 전달되면, 시스템 컨트롤러(146)는 전방 블래더(112) 및 측면 블래더들(118 및 120)과 통신하여, 빠르게 이들을 수축시킨다(도 12 및 도 15). 측면 블래더들(118 및 120)의 수축은 더 이상 어류(104)를 구속하지 못한다. 전방 블래더(112)의 수축은 어류가 전방으로 이동하고 제 2 탱크(108) 내로 이동하게 한다. 그 후에, 후방 블래더(114)는 수축되어 다른 어류(104)가 파이프(110) 내로 이동하게 하며, 이러한 과정 자체를 반복한다.
각각의 어류(104)가 제 2 탱크(108)로 헤엄칠 때, 제 1 탱크 블래더(122) 및 제 2 탱크 블래더(124)가 이에 따라 물의 부피를 조절하는 것을 알아야 한다(도 10). 예를 들면, 제 1 탱크(106)가 제 2 탱크(108)로 어류(104)의 개체수를 비우기 시작함에 따라, 제 1 수도 블래더(122)는 천천히 팽창하기 시작한다. 그렇게 되면, 제 1 탱크(106)의 물의 부피는 감소한다. 이와 반대로, 제 2 탱크(108)가 제 1 탱크(106)로부터 어류(104)를 채우기 시작함에 따라, 제 2 탱크의 물의 부피는 증가할 필요가 있다. 제 2 탱크 블래더(124)가 천천히 수축하고, 탱크 내 물의 부피는 어류(104)의 다수의 개체수를 수용하기 위해 증가하게 된다. 제 1 탱크 블래더(122)와 제 2 탱크 블래더(124)에서 팽창하고 수축되는 속도는 시스템 컨트롤러(146)에 의해 제어된다. 시스템 컨트롤러(146)가 본 명세서에 기재된 각각의 구성에 적합한 밸브들을 원격으로 개폐하기 위해 가압 유체 공급원(116)과 통신하여 이러한 작업을 완수하는 것으로 이해된다.
탱크에 더 평평한 표면을 제공하기 위해, 모조 바닥(false bottom)이 각각의 탱크 블래더 상에 놓일 수 있는 것으로 더 이해된다. 이는 새로운 탱크로 다시 채우기 전에 제 1 탱크에서 어류들이 완전히 비워지는 것을 보장하는데 있어 중요할 수 있다.
어류에 관하여, 전달될 수 있는 백신 또는 다른 물질들은 연어용 절종증(furunculosis) 백신, 코이 잉어(koi)의 코이 잉어 헤르페스 바이러스를 포함하되 이에 한정되지 않으며, 백신 또는 약물들은 상업적으로 중요한 일부 어류들 내에 바이러스성 출혈성 패혈증(VHS, Viral Hemorrhagic Septicemia), 백점병(ich) 및 선회병(whirling disease)을 치료하기 위해 전달될 수 있다.
제 4 실시예(150)는 도 16에 도시된다. 제 4 실시예(150)는 새끼 돼지들(152)에게 특정 백신 및 기타 약제의 비강 내(intra nasal) 전달에 초점을 둔다.
제 4 실시예(150)는 도 16 및 도 17에 상세하게 도시된 윤곽 구성(contoured element)(154)을 포함한다. 각각의 윤곽 구성(154)은 그로부터 뻗어 있는 젖꼭지(nipple)(156)를 구비한다. 윤곽 구성(154)은 새끼 돼지(152)의 안면을 수용하도록 형상화되고, 새끼 돼지의 코를 수용하기 위한 윤곽 공간을 포함한다. 또한, 윤곽 구성(154)은 새끼 돼지(152)의 코끝이 받쳐지도록 설계된 코 수용 판(158)을 갖는다. 코 수용 판(158)은 윤곽 구성(154)에서 외부로 돌출된 한 쌍의 중공 돌기물들(hollow fingers)(160)을 갖는다. 한 쌍의 돌기물들(160)은 새끼 돼지가 입으로 젖꼭지(156)를 물 때에 새끼 돼지(152)의 콧구멍 내로 수용되기 위한 크기와 공간을 가지며, 이는 이하에서 상세하게 후술될 것이다.
복수의 윤곽 구성들(154)은 수직 벽과 같은 표면에 고정되어 장착된다(도 16). 도 18에 도시된 바와 같이, 각각의 젖꼭지(156)는 시스템 컨트롤러(180)와 통신하는 압력 센서(159)를 구비한다. 또한, 각각의 젖꼭지(156)는 액상 분유(formula)의 탱크(162)에 연결된다. 시스템 컨트롤러(180)에 의해 동작 가능한 밸브(166)는 탱크(162)에서 젖꼭지(156)까지 분유의 유동을 개폐한다.
한 쌍의 중공 돌기물들(160)은 돌기물들(160) 양쪽의 새끼 돼지의 콧구멍 내에 수용되면 활성화되는 센서(181)를 구비한다(도 17). 센서(181)는 시스템 컨트롤러(180)와 통신하며 도 17에 상세하게 도시된 가압 물질 전달 시스템(168)에 연결된다. 가압 물질 전달 시스템(168)은 백신 등의 공급될 물질(172)을 수용하는 컨테이너(170)를 포함한다. 또한, 가압 물질 전달 시스템(168)은 물질(172)의 컨테이너(170)와 통신하는 가압 기체 공급원(174)뿐만 아니라, 압력하에 물질의 전달을 활성화시키고 종료하며 시스템 컨트롤러(180)에 의해 제어되는 컨트롤 기구(176)를 포함한다.
따라서, 가압 물질 전달 시스템(168) 및 젖꼭지(156)를 통과하는 분유의 유동을 제어하는 밸브(166)는 시스템 컨트롤러(180)를 통해 서로 전자 통신한다. 이러한 통신의 이점 및 실행 계획(logistics)은 이하에 제 4 실시예(150)의 동작에 관하여 설명하면서, 보다 상세하게 후술될 것이다.
새끼 돼지가 젖을 먹기 위해 서 있는 바닥은 경첩(192) 및 걸쇠(194)를 갖는 플랫폼(190)이다. 걸쇠(194)는 시스템 컨트롤러(180)에 의해 원격으로 제어된다. 플랫폼(190), 경첩(192) 및 걸쇠(194)는 이미 물질을 수용한 돼지가 젖을 먹는 것을 방지하기 위해 일종의 트랩 도어와 같이 행동한다. 플랫폼(190)의 기능은 이하에서 보다 상세하게 후술될 것이다.
사용중에, 새끼 돼지들(152)은 복수의 윤곽 구성들(154)이 고정되어 장착된 고정 영역으로 이동된다. 이는 일련의 컨베이어 벨트들 및 칸막이들을 통해 발생할 수 있거나 수동적으로 이루어질 수 있다. 가장 효과적인 결과를 위해, 새끼 돼지들(152)은 배고픈 및/또는 목마른 상태인 것이 바람직하다. 젖꼭지(156)가 새끼 돼지(152)에 제공되어 새끼 돼지는 본능적으로 이를 붙잡고 빨기 시작할 것이다. 새끼 돼지(152)가 젖꼭지(156)를 붙잡고 빨기 시작하면, 존재 감지 센서(159)가 활성화되어 새끼 돼지(152)의 존재에 대한 정보를 시스템 컨트롤러(180)에 전달한다. 그동안에, 새끼 돼지의 코는 윤곽 구성(154)의 코 수용 판(158) 내로 수용될 것이다. 또한, 한 쌍의 돌기부들(160)은 새끼 돼지의 콧구멍 내에 수용되며 센서(181)에 의해 감지될 것이다. 센서(181)는 새끼 돼지의 콧구멍으로의 결합을 시스템 컨트롤러(180)에 전달한다.
새끼 돼지(152)가 젖꼭지(156)를 빨면, 분유(164)(도 16)의 유동을 조절하는 밸브(166)는, 개방하기 위해 시스템 컨트롤러(180)(도 18)에 의해 활성화되고, 정량의 분유가 탱크(162)로부터 젖꼭지(156)를 통과하여 새끼 돼지의 입으로 유동할 것이다. 이와 동시에, 가압 물질 전달 시스템(168)도 활성화된다. 백신과 같은 물질(172)은 가압 유체에 의해 새끼 돼지(152)의 비강을 통과하여 전달된다. 전달 압력은 비강 및 연골 내부를 통해 정량을 전달하되, 다치게하지는 않도록 설계된다.
가압 물질 전달 시스템(168)(도 18)이 정량을 전달한 후, 가압 물질 전달 시스템(168)에서 시스템 컨트롤러(180)로 신호가 전송된다. 시스템 컨트롤러(180)는 밸브(166)를 폐쇄하도록 작동시킨다. 밸브(166)의 폐쇄는 젖꼭지(156)까지의 분유(164)의 유동을 중단시키고, 새끼 돼지(152)는 젖꼭지(156)에서 떨어지게 된다. 이는 윤곽 구성(154) 뒤로 젖꼭지(156)를 회수하여 이루어질 수 있다. 또한, 새끼 돼지(152) 아래 바닥을 작동 기계식으로 하강하는 것과 같이, 새끼 돼지(152)와 젖꼭지(156) 사이를 차단함으로써 이루어질 수 있다. 새끼 돼지(152)가 더 이상 젖꼭지(156)를 빨 수 없게 되면, 새끼 돼지는 추가 처리과정을 위해 계속 이동될 것이다.
전자 리더기(157)(도 16)가 통상 새끼 돼지의 귀에 부착된 식별 태그(182)를 디지털적으로 판독하기 위해 배치되는 점을 알아야 한다. 이러한 경우에 있어서, 전자 리더기(157)는 특정 새끼 돼지(152)를 구체적으로 식별하기 위해 태그(182)의 이용 가능한 데이터를 스캔할 수도 있다. 또한, 백신을 접종하면, 시스템 컨트롤러(180)는 새끼 돼지의 태그(182)를 통해 접근 가능한 그것의 데이터베이스에 백신의 유형 및 전달 날짜를 기록할 것이다.
새끼 돼지(152)가 제 4 실시예(150)로 돌아갈 길을 발견한다면, 시스템 컨트롤러(180)는 전자 리더기(157)로부터 식별 정보를 수신한 후, 이미 백신 접종을 받았던 새끼 돼지(152)임을 인식하여, 새끼 돼지(152)(도 16, 도 17 및 도 18)의 재접종을 방지한다. 시스템 컨트롤러(180)는 젖꼭지(156) 또는 물질 전달 시스템(168)으로부터 분유의 유동을 활성화시키지는 않는다. 또한, 시스템 컨트롤러(180)는 걸쇠를 개방하기 위해 걸쇠(194)와 통신한다. 이에 따라, 플랫폼(190)은 경첩(192)을 중심으로 회전하게 되고, 추가 처리과정을 위해 새끼 돼지를 아래층으로 떨어뜨릴 수 있다. 새끼 돼지가 한 번 이상의 치료를 받는 것을 방지하기 위해 다수의 장치들이 사용될 수 있는 것이 예상된다. 상술한 시스템은 한정하는 것이 아닌 예시로서 제공된다.
특정 백신 및/또는 약제는 새끼 돼지(152)의 비강 또는 연골을 통해 전달되는 것이 바람직한 것을 알아야 한다. 이들은 마이코플라스마(Mycoplasma), 헤모필루스 파라수이스(Haemophilus Parasuis), 늑막 폐렴(Pleuropneumoniae), 악티노바실루스(Actinobacillus), 돼지 생식기 호흡기 증후군(PRRS, Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome), 돼지 인플루엔자 및 돼지 유행성 설사 바이러스(swine PEDV, swine Porcine Epidemic Diarrhea Virus)를 포함하되, 이에 한정되지 않는다.
상술한 설명은 백신 및 약제에 초점을 두었지만, 당업자는 전달된 물질이 가축, 인간을 포함한 포유류 또는 다수의 기타 동물들에 백신접종을 하거나, 약물을 투여하거나 다른 방식으로 치료하는데 사용되는 다수의 물질을 포함할 수 있음을 알 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 제시하는 본 개시의 다수의 변형예 및 다른 태양이 본 개시에 속하는 당업자에게 있어 전술한 명세서 및 관련 도면에 나타낸 설명의 효과를 갖는다고 연상될 것으로 예상된다. 따라서, 본 개시는 개시된 특정 태양들에 한정되는 것으로 의도되지 않으며, 변형예 및 다른 태양들은 첨부된 청구범위 내에서 포함되는 것으로 의도되는 점을 이해해야 한다. 구체적인 용어들이 본 명세서에 사용되지만, 이들은 한정하려는 목적이 아니라 오직 포괄적이고 기술(記述)적인 의미로 사용된다.

Claims (20)

  1. 동물의 소정의 영역에 물질을 자동적으로 전달하기 위한 시스템으로서,
    소정의 전달 영역을 갖는 동물을 개별적으로 배치하는 위치 설정 장치;
    상기 동물의 상기 소정의 전달 영역에 대한 상대 위치의 적어도 하나의 이미지를 캡처하기 위한 이미지 캡처 장치;
    상기 동물의 상기 소정의 전달 영역에 물질의 소정의 정량을 전달하기 위한 전달 시스템; 및
    상기 위치 설정 장치, 이미지 캡처 장치 및 전달 시스템과 통신하는 시스템 컨트롤러를 포함하는 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 동물을 배치하기 전, 상기 동물의 존재를 감지하기 위한 감지 장치를 더 포함하는 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 동물은 조류, 어류, 무척추동물 또는 포유류로 이루어지는 동물의 카테고리 중 하나인 시스템.
  4. 어류의 소정의 영역에 물질을 자동적으로 전달하기 위한 시스템으로서,
    소정의 전달 영역을 갖는 적어도 하나의 상기 어류를 담기 위한 제 1 탱크;
    적어도 하나의 상기 어류를 수용하기 위한 제 2 탱크;
    어류가 상기 제 1 탱크로부터 이동할 수 있는 고정 영역;
    상기 어류를 개별적으로 구속하는 구속 장치;
    상기 어류의 상기 소정의 전달 영역에 대한 상대 위치의 적어도 하나의 이미지를 캡처하기 위한 이미지 캡처 장치;
    상기 소정의 전달 영역에 물질의 소정의 정량을 전달하기 위한 위치적으로 조절 가능한 전달 시스템; 및
    상기 구속 장치, 이미지 캡처 장치 및 전달 시스템과 통신하는 시스템 컨트롤러를 포함하는 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 고정 영역 내 어류의 존재를 감지하기 위한 존재 감지 센서를 더 포함하는 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 전달 장치는 주입기인 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 주입기는 바늘이 없는 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 물질은 백신, 약제 또는 생물학적 제제인 시스템.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 물질은 절종증, 코이 잉어 헤르페스 바이러스, 바이러스성 출혈성 패혈증, 백점증 및 선회병 중 하나 이상을 치료하는데 사용될 수 있는 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 물질은 뉴캐슬병, 전염성 기관지염, 콕시디아증 또는 대장균증 중 하나 이상을 치료하기 위해 의도되는 시스템.
  11. 동물의 소정의 대상 영역에 물질을 자동적으로 전달하는 방법으로서,
    물질의 전달을 위한 소정의 대상 영역을 갖는 상기 동물을 개별적으로 배치하는 단계;
    상기 동물의 상기 소정의 대상 영역의 위치를 판단하는 단계;
    각각의 상기 동물의 상기 대상 영역의 위치적 차이를 맞추기 위해 위치적으로 조절 가능한 전달 장치 시스템을 제공하는 단계;
    상기 대상 영역의 위치를 기반으로 상기 전달 장치 시스템의 위치를 조절하는 단계; 및
    상기 전달 장치 시스템을 활성화시키는 단계를 포함하며, 물질은 상기 동물의 상기 대상 영역에 전달되는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 동물은 조류, 어류, 무척추동물 또는 포유류로 이루어지는 동물의 카테고리 중 하나인 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 동물의 상기 소정의 대상 영역의 위치를 판단하는 단계는 이미지 캡처 장치를 사용하여 달성되는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 이미지 캡처 장치는 카메라인 방법.
  15. 동물의 소정의 영역에 물질을 자동적으로 전달하기 위한 시스템으로서,
    내부에 개구를 가지며, 소모성 액상 저장소와 연통하며, 상기 동물의 구강 내로 수용되기 위한 마우스피스;
    상기 저장소로부터 소모성 액상의 유동을 제어하기 위한 밸브;
    상기 동물의 비강 내에 끼워지기 위해 크기 및 형상을 갖고, 코연골에 인접하며, 상기 마우스피스에 인접하게 뻗어 있는 적어도 하나의 돌기부; 및
    상기 비강을 통해 물질의 소정의 정량을 전달하기 위한 전달 시스템을 포함하는 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 정량은 코연골 내로 전달되는 시스템.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 동물은 돼지인 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 돼지의 코 내에 끼워지기 위한 크기 및 형상을 갖는 2개의 돌기부가 구비된 시스템.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 전달 시스템은 가압 유체 수단에 의해 소정의 정량을 전달하는 시스템.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 물질은 마이코플라스마, 헤모필루스 파라수이스, 늑막 폐렴, 악티노바실루스, 돼지 생식기 호흡기 증후군, 돼지 인플루엔자 및 돼지 유행성 설사 바이러스를 포함하되, 이에 한정되지 않는 질병들을 치료하는데 사용되는 시스템.
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