KR20230137110A - 스마트 케이지 및 이를 이용한 대상객체 모니터링 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선택적 커버 교환이 가능한 스마트 케이지에 관한 것으로서, 적어도 하나의 대상개체가 활동하는 케이지바디; 상기 대상개체에 대하여 설정된 정량분석을 수행하기 위한 수치적 데이터를 측정하는 정량측정커버; 및 상기 정량측정커버와 선택적으로 교환 가능하도록 구성되며 상기 대상개체에 대한 시각적 정보를 획득하기 위한 영상촬영커버를 포함한다.

Description

스마트 케이지 및 이를 이용한 대상객체 모니터링 방법{Smart cage with optional cover exchange and monitoring method using the same}

본 발명은 스마트 케이지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 동물실험을 진행함에 있어, 사육환경에 대한 관리가 수월하면서도 대상개체에 대한 정확한 모니터링이 가능하도록 한 선택적 커버 교환이 가능한 스마트 케이지에 관한 것이다.

일반적으로 동물실험이란 교육, 시험, 연구 및 생물학적 제제의 생산 등과 같은 과학적 목적을 위해 동물을 대상으로 실시하는 실험 또는 그 과학적 절차를 말하는 것으로, 주로 새로운 제품이나 치료법의 효능과 안전성을 확인하기 위해 진행되고 있다.

이러한 동물실험은 동일조건에서의 테스트가 반복적으로 수행되어야 하며, 해당 실험의 진행 및 결과를 모니터링하기 위하여, 동물실험의 대상이 되는 대상개체를 사육 및 관찰하는 과정을 반복하게 된다.

예를 들어, GLP(Good Laboratory Practice, 비임상시험관리기준)에 의한 독성시험에서, 발암성 시험의 'In-Life' 반복 측정 항목은, 2년의 기간 동안 약 500 내지 1000마리의 대상개체를 1일 2회, 총 1500회 관찰하는 것을 요구하고 있다.

이때, 일반증상관찰은 1일 1회, 총 750회를 관찰하고, 체중측정은 주 1회, 총 104회 측정하며, 사료 및 물 섭취량 측정은 주 1회, 총 104회 측정하게 되는데, 일반증상관찰은 개체당 약10초동안 관찰한다고 하더라도 1인 작업 시 약 2시간 5분의 시간이 소요되고, 체중측정 및 섭취량 측정은 개체당 약25초만에 완료하더라도 각각 약 5시간20분의 시간이 소요되며, 이는 실험자가 숙련자라는 조건하에 요구되는 최소 소요시간이다.

이와 같이 실험자에 의한 수작업을 통해 대상개체들에 대한 연구를 진행하게 될 경우, 짧은 시간 동안 많은 개체들을 관찰 및 측정하는 것이 요구되고, 그럼에도 불구하고 전체 관찰 및 측정시간에 상당한 시간이 소요되므로, 실험자의 숙련도 등에 따른 차이와 실험자에 의한 개체들의 스트레스 등으로 인해, 정확한 연구결과를 얻지 못하는 경우가 발생할 수 있다.

또한, 대부분의 동물실험은 장기간에 걸쳐 이루어지므로, 해당 실험기간 동안 대상개체가 사육되는 공간에 대한 청결 또한 매우 중요한 요소가 될 수 있다.

한편, 해당 분야에서의 최근 동향을 살펴보면, 실험대상이 되는 동물들에 대한 사회적, 기술적 대외 환경의 변화에 따라, 실험동물들에 대한 복지나 동물실험 자동화 장치의 개발 등의 기술들이 요구되고 있으며, AI기반의 동물 모니터링 기술 또한 지속적으로 발전하고 있다.

결과적으로, 사육환경에 대한 관리뿐만 아니라 대상대체에 대한 다양한 모니터링 또한 용이한 스마트 케이지에 대한 개발이 요구된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 명세서에 개시된 기술은 동물실험을 진행함에 있어, 사육환경에 대한 관리가 수월하면서도 대상개체에 대한 정확한 모니터링이 가능하도록 할 수 있는 선택적 커버 교환이 가능한 스마트 케이지를 제공하는데 목적이 있다.

특히, 본 명세서에 개시된 기술은 케이지의 구조는 단순화하면서 동시에 다양한 측정장치를 커버에 구성하고, 측정목적에 따라 서로 다른 기능의 ‘커버’ 및/또는 ‘커버 내 설치홀(hole)에 삽입되는 대상케이스’를 쉽게 교환할 수 있도록 함으로써, 사육환경에 대한 관리의 편의성은 물론 대상개체에 대한 다양한 정보의 정확한 수집이 가능하도록 할 수 있는 선택적 커버 교환이 가능한 스마트 케이지를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 명세서에 개시된 기술은 대상개체에 대한 측정데이터의 획득을 자동화하고, 획득된 데이터를 통한 수치적인 정량분석과 시각적 행동의 패턴분석 등을 통해, 보다 정확하고 신뢰성이 높은 실험데이터를 획득할 수 있는 선택적 커버 교환이 가능한 스마트 케이지를 제공하는데 목적이 있다.

본 명세서에 개시된 기술의 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 선택적 커버 교환이 가능한 스마트 케이지는, 적어도 하나의 대상개체가 활동하는 케이지바디(Cage body); 상기 대상개체에 대하여 설정된 정량분석을 수행하기 위한 수치적 데이터를 측정하는 정량측정커버; 및 상기 정량측정커버와 선택적으로 교환 가능하도록 구성되며 상기 대상개체에 대한 시각적 정보를 획득하기 위한 영상촬영커버를 포함한다.

또한, 상기 정량측정커버는, 적어도 하나의 설치홀이 형성된 커버본체; 상기 커버본체의 상부에서 케이지바디의 내부로 관통삽입되도록, 상기 설치홀에 배치되는 대상케이스; 및 상기 설치홀에 인접하여 구성되며 상기 대상케이스의 중량변화를 측정하는 중량변화측정모듈을 포함할 수 있다.

또한, 상기 중량변화측정모듈은, 상기 커버본체의 상부 중 설치홀에 인접하여 구성되며 대상케이스의 중량변화를 측정하는 적어도 하나의 중량센서; 상기 중량센서의 상부에 구성되며 대상케이스가 거치되는 거치대; 및 상기 거치대에 대상케이스가 거치되면 중량센서를 통해 대상케이스의 중량변화를 감지하여, 해당 대상케이스의 설치목적에 대응하는 대상물의 중량변화를 측정하는 인디케이터(indicator)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 인디케이터는, 상기 거치대의 중량변화가 널(null)덮개의 중량에 대응하는 경우, 해당 거치대에 구성된 중량센서의 감지신호는 제외할 수 있다.

또한, 상기 케이지바디의 일 측면에 구성되어 상기 인디케이터에서 측정된 중량변화를 출력하는 디스플레이장치를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 인디케이터 및 디스플레이장치 중 적어도 하나와 연동되며, 인디케이터에서 측정된 수치적 데이터를 설정된 항목별로 데이터 처리하여 정량분석결과를 디스플레이장치에 출력하는 데이터처리부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 데이터처리부는, 상기 인디케이터에서 측정된 수치적 데이터가 설정된 범위를 벗어난 경우, 해당 데이터에 대응하는 오류메시지를 디스플레이장치에 출력할 수 있다.

또한, 상기 케이지바디와 정량측정커버가 결합되는 과정에서, 케이지바디 및 정량측정커버에 상호 대응하도록 구성된 커넥터의 연결을 통해, 데이터처리부와 정량측정커버의 인디케이터가 연동되며, 상기 데이터처리부는, 상기 인디케이터의 고유식별자를 확인하여 해당 커버가 정량측정커버인 것으로 판단되면, 데이터처리모드를 정량분석모드로 전환할 수 있다.

또한, 상기 케이지바디와 영상촬영커버가 결합되는 과정에서, 케이지바디 및 영상촬영커버에 상호 대응하도록 구성된 커넥터의 연결을 통해, 데이터처리부와 영상촬영커버에 구성된 촬영모듈이 연동되며, 상기 데이터처리부는, 상기 촬영모듈의 고유 식별자를 확인하여 해당 커버가 영상촬영커버인 것으로 판단되면, 데이터처리모드를 영상분석모드로 전환할 수 있다.

또한, 상기 케이지바디가 정량측정커버 및 영상촬영커버 중 어느 하나와 결합되는 과정에서, 케이지바디와 각 커버에 상호 대응하도록 구성된 커넥터의 연결을 통해, 정량측정커버의 인디케이터 및 영상촬영커버에 구성된 촬영모듈 중 어느 하나와 데이터처리부가 연동되며, 상기 데이터처리부는, 상기 커넥터 연결시, 연동되는 디바이스에 요청하여 확인된 고유 식별자를 통해 해당 디바이스의 종류 및 커버의 종류를 확인하고, 설정된 커버교체주기에 대응하여 해당 커버의 정상결합여부 및 교환시점에 대한 안내를 수행할 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 앞서 설명한 스마트 케이지를 사용하여 개체대상을 모니터링하는 방법은, 상기 대상개체에 대하여 설정된 정량분석을 수행하기 위하여, 상기 정량측정커버를 상기 케이지바디에 결합하여 수치적 데이터를 측정하는 단계; 및 상기 정량측정커버를 상기 영상촬영커버와 교환 결합하여 상기 대상개체에 대한 시각적 정보를 획득하는 단계를 포함한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 컴퓨터 판독가능 기록매체로서, 상기 기록매체는 컴퓨터 프로그램을 포함하고, 상기 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 하여금 상술한 개체대상 모니터링 방법을 수행하도록 하거나 상기 모니터링 방법에 의해 측정 및 획득된 데이터를 저장하도록 구성된다.

상기와 같은 해결수단에 의해, 본 발명은 동물실험을 진행함에 있어, 사육환경에 대한 관리가 수월하면서도 대상개체에 대한 정확한 모니터링이 가능하도록 할 수 있는 장점이 있다.

특히, 본 발명은 케이지의 구조는 단순화하면서 동시에 다양한 측정장치를 커버에 구성하고, 측정목적에 따라 서로 다른 기능의 커버 및/또는 대상케이스를 쉽게 교환할 수 있도록 함으로써, 사육환경에 대한 관리의 편의성은 물론 대상개체에 대한 다양한 정보의 정확한 수집이 가능하도록 할 수 있는 장점이 있다.

구체적으로, 본 발명은 커버의 상부면에 다양한 측정장치를 구성하고, 자중에 의한 중량변화를 독립적으로 측정함으로써, 측정 목적별로 정확한 측정이 가능하도록 할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 대상개체에 대한 측정데이터의 획득을 자동화하고, 획득된 데이터를 통한 수치적인 정량분석과 시각적 행동의 패턴분석 등을 통해, 보다 정확하고 신뢰성이 높은 실험데이터를 획득할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 결합되는 커버의 종류를 확인하고, 설정된 일정에 맞추어 커버를 교체할 수 있도록 안내함으로써, 일정관리의 부주의나 실수로 인한 신뢰성 저하를 방지할 수 있으며, 동일조건에서의 테스트가 반복적으로 수행되어야 하는 동물실험에 최적화된 기능을 제공할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에서 얻어지는 장점들은 다양한 분야에 적용이 가능하고, 따라서, 의약 및 바이오 분야, 신약 개발 분야, 동물실험 분야, 동물 사육 및 관찰 분야는 물론, 이와 유사 내지 연관된 분야에서 신뢰성 및 경쟁력을 향상시킬 수 있다.

한편, 앞서 기재된 효과는 예시적인 것에 불과하며 당업자의 관점에서 본 발명의 세부 구성으로부터 예측되거나 기대되는 효과들 또한 본원발명 고유의 효과에 추가될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 선택적 커버 교환이 가능한 스마트 케이지의 일 실시예를 나타내는 구성도이다.
도 2는 도 1에 나타난 정량측정커버를 설명하는 도면이다.
도 3은 도 2에 나타난 중량변화측정모듈을 설명하는 도면이다.
도 4는 도 1의 다른 일 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 5는 도 4에 나타난 데이터처리부의 기능에 대한 일 실시예를 설명하는 순서도이다.
도 6은 도 4에 나타난 데이터처리부의 기능에 대한 다른 일 실시예를 설명하는 순서도이다.
도 7은 도 4에 나타난 데이터처리부의 기능에 대한 또 다른 일 실시예를 설명하는 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 개시내용은 도면 및 이상의 설명에서 상세하게 예시되고 설명되었지만, 본 개시내용은 특성이 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 고려되어야 하고, 단지 소정의 실시형태가 도시되고 설명되었으며, 본 개시내용의 정신 내에 들어가는 모든 변화와 변형은 보호되는 것이 바람직함이 이해될 것이다.

본 발명에 따른 선택적 커버 교환이 가능한 스마트 케이지에 대한 예는 다양하게 적용할 수 있으며, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 가장 바람직한 실시 예에 대해 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 선택적 커버 교환이 가능한 스마트 케이지의 일 실시 예를 나타내는 구성도이다.

도 1을 참조하면, 스마트 케이지(A)는 케이지바디(100), 정량측정커버(200) 및 영상촬영커버(300)를 포함한다.

케이지바디(100)는 동물실험의 대상이 되는 동물이나 애완용으로 사육되는 동물 등을 포함하는 대상개체가 활동하는 영역에 해당하는 것으로, 외부에서 시각적으로 관찰이 가능하도록 투명재질로 형성될 수 있다.

더불어, 케이지바디(100)의 적어도 일 측면에는 대상개체가 원활하게 호흡할 수 있도록 하는 다수 개의 홀(미부호)이 형성될 수 있으며, 해당 홀의 크기 및 개수는 대상개체의 종류 및 개체 수 등에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

정량측정커버(200)는 케이지바디(100)의 내부에서 사육되는 대상개체에 대하여, 사육목적에 따라 설정된 정량분석을 수행하기 위한 수치적 데이터를 측정하는 것으로, 주로 사료섭취량, 물 섭취량, 내부온도, 체온, 체중 등을 측정하도록 구성될 수 있다.

이에, 정량측정커버(200)는, 예시적으로, 사료섭취량, 물 섭취량, 체중 등을 측정하는데 사용되는 중량(무게)센서와, 내부온도 및 체온 등을 측정하는데 사용되는 온도(적외선)센서 등을 포함할 수 있다.

한편, 앞서 살펴본 바와 같이 본 발명은 케이지바디(100)의 구조를 최대한 단순화하면서, 케이지바디(100)에 결합되는 커버를 이용하여 다양한 데이터의 수집이 가능하도록 해야 하므로, 해당 커버에 최적화하여 해당 센서를 구성해야만 하며, 이에 대해서는 하기에서 보다 상세히 살펴보기로 한다.

영상촬영커버(300)는 정량측정커버(200)와 선택적으로 교환 가능하도록 구성되는 것으로, 대상개체에 대한 시각적 정보를 획득하기 위한 영상모듈(310)이 구성될 수 있다. 이러한 시각적 정보는 이후 패턴인식 및 분석 등을 통해, 해당 대상개체의 행동패턴이나 건강상태 등을 확인하는데 활용될 수 있다.

도 2는 도 1에 나타난 정량측정커버를 설명하는 도면이다.

도 2를 참조하면, 정량측정커버(200)는 커버본체(210), 대상케이스(220) 및 중량변화측정모듈(230)을 포함할 수 있다.

커버본체(210)는 케이지바디(100)의 상부에 결합 가능하도록 구성된 것으로, 적어도 하나의 설치홀(211)이 형성될 수 있으며, 필요시 대상개체의 호흡을 위한 다수 개의 홀(도 2에서 중앙부에 반복 형성된 장홀, 미부호)이 형성될 수 있다.

커버본체(210)의 설치홀(211)은, 필요에 따라 물 공급이나 사료공급을 위한 케이스, 휴식공간인 쉘터 등이 결합되는 것으로, 케이스 및 쉘터의 크기와 형상 등에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있다.

대상케이스(220)는 커버본체(210)의 상부에서 케이지바디(100)의 내부로 관통되도록, 상부에서 설치홀(211)에 끼워져 배치되는 것으로, 앞서 살펴본 바와 같이 대상개체에 물이나 사료를 공급하기 위한 케이스, 또는 휴식공간을 제공하는 쉘터 등을 포함할 수 있다.

이때, 물이나 사료를 공급하는데 사용되는 대상케이스(220)의 적어도 일부에는 다양한 형태의 배출홀(221)이 관통 형성될 수 있다.

중량변화측정모듈(230)은 커버본체(210)의 설치홀(211)에 인접하여 구성되는 것으로, 대상케이스(220)의 중량변화를 측정할 수 있다.

이러한 중량변화측정모듈(230)은 도 2에 나타난 바와 같이 필요에 따라 각 설치홀(211)마다 구성될 수 있으며, 이를 통해 각 대상케이스(220) 별로 질량의 변화를 측정하여 대상(물, 사료 등)별로 정확한 데이터를 산출할 수 있다.

도 3은 도 2에 나타난 중량변화측정모듈을 설명하는 도면이다.

도 3을 참조하면, 중량변화측정모듈(230)은 중량센서(231), 거치대(232) 및 인디케이터(233)를 포함할 수 있다.

먼저, 거치대(232)에는 설치홀(211)에 대응하는 관통홀(232a)이 형성되어 있다.

이에, 중량센서(231)는 커버본체(210)의 상부 중 설치홀(211)에 인접한 위치, 다시 말해 거치대(232)의 관통홀(232a)에 인접한 위치에 배치될 수 있다.

보다 구체적으로, 중량센서(231)는 커버본체(210)의 상부면과 거치대(232)의 하부면 사이에 배치되어, 거치대(232)의 중량변화, 다시 말해 거치대(232)에 안착되는 대상케이스(220)의 중량변화를 측정할 수 있다. 예를 들어, 중량센서(231)는 중량변화를 전기신호로 출력하는 로드셀(load cell)을 포함할 수 있다.

이때, 대상케이스(220)에는 도 2에 나타난 바와 같이 지지날개(222)가 형성될 수 있으며, 이러한 지지날개(222)가 거치대(232)의 상부면에 안착되면서 대상케이스(220)가 거치대(232)에 안착될 수 있다.

결과적으로, 거치대(232)는 중량센서(231)의 상부에 구성되며 대상케이스(220)가 거치될 수 있다.

인디케이터(233)는 거치대(232)에 대상케이스(220)가 거치되면, 중량센서(231)를 통해 대상케이스(220)의 중량변화를 감지하여, 해당 대상케이스의 설치목적에 대응하는 대상물(예를 들어, 사료 또는 물 등)의 중량변화를 측정하는 것으로, 거치대(232) 또는 커버본체(210)에 구성될 수 있다.

이러한 인디케이터(233)는 하나의 인디케이터(233)가 다수 개의 중량센서(231)의 감지신호를 확인하여 중량변화를 감지할 수 있으며, 필요시 하나의 인디케이터(233)가 하나의 중량센서(231)와 매칭되어 동작될 수도 있음은 물론이다.

한편, 사료나 물의 보충을 위하여 대상케이스(220)를 잠시 분리하거나, 특정 상황에 따라 불필요하여 제거한 경우, 외부요인(예를 들어, 개인의 소지품이나 실험도구 등이 잠시 놓여지거나 놓여진 채로 유지되는 경우 등)에 의해 특정 중량이 가해게 되는 경우, 인디케이터(233)가 이를 감지하게 되면 불필요하거나 잘못된 정보가 수집되는 문제가 발생할 수 있다.

이를 방지하기 위하여, 본 발명에서는 사용하지 않는 설치홀(211)의 경우, 해당 설치홀(211)에 구성된 중량변화측정모듈(230)의 관통홀(232a)을, 별도의 널(null)덮개를 이용하여 닫을 수 있다.

그리고, 인디케이터(2330)는 거치대(232)의 중량변화가 널덮개의 중량에 대응하는 경우, 해당 거치대(232)에 구성된 중량센서(231)의 감지신호는 제외함으로써, 해당 거치대(232)를 통해 불필요하거나 잘못된 정보가 수집되는 것을 방지할 수 있다.

만약, 해당 거치대(232)에 가해지는 힘이 모두 제거되는 경우, 다시 말해 널덮개를 포함하는 물건들이 전부 제거된 경우, 해당 중량센서(231)를 다시 활성화할 수 있으며, 이후 정상적인 대상케이스(220)가 결합되면 해당 중량센서(231)를 통해 대상케이스(220)의 중량변화를 다시 측정할 수 있다.

도 4는 도 1의 다른 일 실시 예를 나타내는 블록도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 스마트 케이지(A)는 디스플레이장치(400) 및 데이터처리부(500) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.

디스플레이장치(400)는 케이지바디(100)의 일 측면에 구성되어 인디케이터(233)에서 측정된 중량변화를 출력하는 것으로, 현재 스마트 케이지(A)의 상태에 대한 정보를 출력할 수 있다.

데이터처리부(500)는 인디케이터(233) 및 디스플레이장치(400) 중 적어도 하나와 연동되며, 인디케이터(233)에서 측정된 수치적 데이터를 설정된 항목별로 데이터 처리하여 정량분석결과를 디스플레이장치(400)에 출력하는 것으로, 정량분석 방법 및 해석, 결과 등에 대해서는 다양한 알고리즘이나 프로세스 등에 의해 수행될 수 있으며, 이러한 알고리즘이나 프로세스 등은 당업자의 요구에 따라 다양하게 적용될 수 있으므로 특정한 것에 한정하지는 않는다.

한편, 인디케이터(233)와 연동되는 기기가 스마트폰 등의 휴대단말기이거나 별도의 고정식 단말기인 경우, 앞서 설명한 디스플레이장치(400) 및 데이터처리부(500)는 하나의 기기에 포함되는 것으로 판단할 수 있으며, 인디케이터(233)와 유선통신망은 물론 무선통신망으로도 연동될 수 있음은 물론이다.

또한, 데이터처리부(500)는 인디케이터(233)에서 측정된 수치적 데이터가 설정된 범위를 벗어난 경우, 해당 데이터에 대응하는 오류메시지를 디스플레이장치(400)에 출력하거나 스피커를 통해 음성 또는 음향신호로 출력할 수 있다.

예를 들어, 물이 새거나 보충되지 않아서 설정무게에 미치지 못할 경우, 사료가 보충되지 않아서 설정 무게에 미치지 못할 경우, 대상개체의 체중변화가 과도하게 변하거나 설정된 무게보다 가벼울 경우, 대상개체의 체온이 정상범위를 벗어난 경우 등에 대하여, 각 상황에 적합한 형태의 오류메시지 등을 출력할 수 있다.

한편, 데이터처리부(500)는 현재 케이지바디(100에 결합된 커버가 어떤 기능의 커버인지에 따라, 처리해야 하는 데이터의 종류와 그에 따른 처리방법이 달라질 수 있다.

다시 말해, 데이터처리부(500)는 결합되는 커버의 종류에 따라 데이터처리모드를 정량분석모드로 수행할지, 아니면 영상분석모드로 수행할지를 결정하고, 해당 모드에 최적화되어 동작될 수 있다.

이하에서는 이러한 과정을 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 5는 도 4에 나타난 데이터처리부의 기능에 대한 일 실시 예를 설명하는 순서도이다.

먼저, 케이지바디(100)와 정량측정커버(200)가 결합되는 과정에서, 케이지바디(100) 및 정량측정커버(200)에 상호 대응하도록 구성된 커넥터(도시하지 않음)의 연결을 통해, 데이터처리부(500)와 정량측정커버(200)의 인디케이터(233)가 연동될 수 있다.

이에 데이터처리부(500)는, 케이지바디(100)에 커버가 결합되면(S111) 해당 커버에 구성된 기기의 고유식별자를 확인할 수 있다(S112). 여기서, 고유식별자는 MAC 주소(Media Access Control Address)를 포함할 수 있다.

이때, 데이터처리부(500)가 인디케이터(233)의 고유식별자를 확인하여 해당 커버가 정량측정커버(200)인 것으로 판단되면(S113), 데이터처리모드를 정량분석모드로 전환할 수 있다(S114).

만약, 해당 커버가 정량측정커버(200)가 아닌 경우, 데이터처리부(500)는 이전의 모드를 계속 유지할 수 있다(S115).

도 6은 도 4에 나타난 데이터처리부의 기능에 대한 다른 일 실시 예를 설명하는 순서도이다.

먼저, 앞서 도 5에서 설명한 바와 동일 내지 유사하게, 케이지바디(100)와 영상촬영커버(300)가 결합되는 과정에서, 케이지바디(100) 및 영상촬영커버(300)에 상호 대응하도록 구성된 커넥터(도시하지 않음)의 연결을 통해, 데이터처리부(500)와 영상촬영커버(300)에 구성된 촬영모듈(310)이 연동될 수 있다.

이에, 데이터처리부(500)는 케이지바디(100)에 커버가 결합되면(S121) 해당 커버에 구성된 기기의 고유식별자를 확인할 수 있다(S122).

이때, 데이터처리부(500)가 촬영모듈(310)의 고유식별자를 확인하여 해당 커버가 영상촬영커버(300)인 것으로 판단되면(S123), 데이터처리모드를 영상분석모드로 전환할 수 있다(S124).

만약, 해당 커버가 영상촬영커버(300)가 아닌 경우, 데이터처리부(500)는 이전의 모드를 계속 유지할 수 있다(S125).

도 7은 도 4에 나타난 데이터처리부의 기능에 대한 또 다른 일 실시 예를 설명하는 순서도이다.

먼저, 앞서와 동일 내지 유사하게, 케이지바디(100)가 정량측정커버(200) 및 영상촬영커버(300) 중 어느 하나와 결합되는 과정에서, 케이지바디(100)와 각 커버에 상호 대응하도록 구성된 커넥터(도시하지 않음)의 연결을 통해, 정량측정커버(200)의 인디케이터(233) 및 영상촬영커버(300)에 구성된 촬영모듈(310) 중 어느 하나와 데이터처리부(500)가 연동될 수 있다.

이에 데이터처리부(500)는, 커버가 결합되어(S131) 커넥터가 연결되면, 연동되는 디바이스에 요청하여 해당 디바이스의 고유식별자를 확인할 수 있다(S132).

이러한 요청을 통해 확인된 고유식별자를 통해 해당 디바이스의 종류 및 커버의 종류를 확인할 수 있으며(S133), 이와 함께 설정된 커버교체주기를 확인할 수 있다(S134).

이때, 설정된 커버교체주기에서 현재시각에 결합되어야 하는 커버와 앞서 확인된 커버가 동일한 커버인 경우(S134), 정상적인 커버가 결합되었음을 알려주고(S136) 해당 커버의 교환시점을 안내할 수 있다(S137).

만약, 현재시각에 결합되어야 하는 커버와 앞서 확인된 커버가 서로 다른 경우(S134), 잘못된 커버가 결합되었음을 알려주고(S138) 정상커버가 어떤 커버인지를 안내하여(S139) 해당 커버로 교체하도록 유도할 수 있다.

결과적으로, 데이터처리부(500)는 결합되는 커버의 정상결합여부 및 교환시점에 대한 안내하면서, 설정된 일정에 맞추어 커버를 교체할 수 있도록 안내함으로써, 동일조건에서의 테스트가 반복적으로 수행되어야 하는 동물실험에 최적화된 기능을 제공할 수 있다.

앞서 설명한 스마트 케이지를 사용하여 개체대상을 모니터링하는 방법은, 대상개체에 대하여 설정된 정량분석을 수행하기 위하여 정량측정커버를 케이지바디에 결합하여 수치적 데이터를 측정하는 단계와, 정량측정커버를 영상촬영커버와 교환 결합하여 대상개체에 대한 시각적 정보를 획득하는 단계를 통해 수행될 수 있다.

이상에서 설명된 장치, 방법, 이에 대한 제어 및 그 결과적인 데이터의 취득은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 즉, 컴퓨터 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독가능 기록매체로서, 동 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터(또는 프로세서)로 하여금 앞서 설명한 개체대상 모니터링 장치 또는 방법을 수행하도록 하거나 이러한 모니터링 방법에 의해 측정되거나 획득된 데이터를 저장하도록 구성된다. 측정된 원본 데이터는 가령 CSV 파일로 저장될 수 있으며, 측정 완료 후 리포트 형식으로 출력되도록 구성될 수 있다.

실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 어플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성도 가능하다.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소, 물리적 장치, 가상 장치, 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

A : 스마트 케이지
100 : 케이지바디
200 : 정량측정커버
210 : 커버본체 211 : 설치홀
220 : 대상케이스 221 : 배출홀
222 : 지지날개
230 : 중량변화측정모듈 231 : 중량센서
232 : 거치대 232a : 관통홀
233 : 인디케이터 234 : 지지구
300 : 영상촬영커버 310 : 촬영모듈
400 : 디스플레이장치
500 : 데이터처리부

Claims (12)

1. 적어도 하나의 대상개체가 활동하는 케이지바디;
   상기 대상개체에 대하여 설정된 정량분석을 수행하기 위한 수치적 데이터를 측정하는 정량측정커버; 및
   상기 정량측정커버와 선택적으로 교환되도록 구성되며 상기 대상개체에 대한 시각적 정보를 획득하기 위한 영상촬영커버
   를 포함하는 선택적 커버 교환이 가능한 스마트 케이지.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 정량측정커버는,
   적어도 하나의 설치홀이 형성된 커버본체;
   상기 커버본체의 상부에서 케이지바디의 내부로 관통되도록, 상기 설치홀에 배치되는 대상케이스; 및
   상기 설치홀에 인접하여 구성되며 상기 대상케이스의 중량변화를 측정하는 중량변화측정모듈
   을 포함하는, 선택적 커버 교환이 가능한 스마트 케이지.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 중량변화측정모듈은,
   상기 커버본체의 상부 중 설치홀에 인접하여 구성되며 대상케이스의 중량변화를 측정하는 적어도 하나의 중량센서;
   상기 중량센서의 상부에 구성되며 대상케이스가 거치되는 거치대; 및
   상기 거치대에 대상케이스가 거치되면 중량센서를 통해 대상케이스의 중량변화를 감지하여, 해당 대상케이스의 설치목적에 대응하는 대상물의 중량변화를 측정하는 인디케이터
   를 포함하는, 선택적 커버 교환이 가능한 스마트 케이지.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 인디케이터는,
   상기 거치대의 중량변화가 널(null)덮개의 중량에 대응하는 경우, 해당 거치대에 구성된 중량센서의 감지신호는 제외하는 것인, 선택적 커버 교환이 가능한 스마트 케이지.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 케이지바디의 일 측면에 구성되어 상기 인디케이터에서 측정된 중량변화를 출력하는 디스플레이장치를 더 포함하는, 선택적 커버 교환이 가능한 스마트 케이지.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 인디케이터 및 디스플레이장치 중 적어도 하나와 연동되며, 인디케이터에서 측정된 수치적 데이터를 설정된 항목별로 데이터처리하여 정량분석결과를 디스플레이장치에 출력하는 데이터처리부를 더 포함하는, 선택적 커버 교환이 가능한 스마트 케이지.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 데이터처리부는,
   상기 인디케이터에서 측정된 수치적 데이터가 설정된 범위를 벗어난 경우, 해당 데이터에 대응하는 오류메시지를 디스플레이장치에 출력하는 것인, 선택적 커버 교환이 가능한 스마트 케이지.
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 케이지바디와 정량측정커버가 결합되는 과정에서, 케이지바디 및 정량측정커버에 상호 대응하도록 구성된 커넥터의 연결을 통해, 데이터처리부와 정량측정커버의 인디케이터가 연동되며,
   상기 데이터처리부는,
   상기 인디케이터의 고유식별자를 확인하여 해당 커버가 정량측정커버인 것으로 판단되면, 데이터처리모드를 정량분석모드로 전환하는 것인, 선택적 커버 교환이 가능한 스마트 케이지.
9. 제 6 항에 있어서,
   상기 케이지바디와 영상촬영커버가 결합되는 과정에서, 케이지바디 및 영상촬영커버에 상호 대응하도록 구성된 커넥터의 연결을 통해, 데이터처리부와 영상촬영커버에 구성된 촬영모듈이 연동되며,
   상기 데이터처리부는,
   상기 촬영모듈의 고유식별자를 확인하여 해당 커버가 영상촬영커버인 것으로 판단되면, 데이터처리모드를 영상분석모드로 전환하는 것인, 선택적 커버 교환이 가능한 스마트 케이지.
10. 제 6 항에 있어서,
    상기 케이지바디가 정량측정커버 및 영상촬영커버 중 어느 하나와 결합되는 과정에서, 케이지바디와 각 커버에 상호 대응하도록 구성된 커넥터의 연결을 통해, 정량측정커버의 인디케이터 및 영상촬영커버에 구성된 촬영모듈 중 어느 하나와 데이터처리부가 연동되며,
    상기 데이터처리부는,
    상기 커넥터 연결시, 연동되는 디바이스에 요청하여 확인된 고유식별자를 통해 해당 디바이스의 종류 및 커버의 종류를 확인하고, 설정된 커버교체주기에 대응하여 해당 커버의 정상결합여부 및 교환시점에 대한 안내를 수행하는 것인, 선택적 커버 교환이 가능한 스마트 케이지.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 스마트 케이지를 사용하여 개체대상에 대한 모니터링 방법으로서,
    상기 대상개체에 대하여 설정된 정량분석을 수행하기 위하여, 상기 정량측정커버를 상기 케이지바디에 결합하여 수치적 데이터를 측정하는 단계; 및
    상기 정량측정커버를 상기 영상촬영커버와 교환 결합하여 상기 대상개체에 대한 시각적 정보를 획득하는 단계
    를 포함하는, 개체대상 모니터링 방법.
12. 컴퓨터 판독가능 기록매체로서,
    상기 기록매체는 컴퓨터 프로그램을 포함하고, 상기 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 하여금 제 11 항에 의한 개체대상 모니터링 방법을 수행하도록 하거나 상기 모니터링 방법에 의해 측정 및 획득된 데이터를 저장하도록 구성된, 컴퓨터 판독가능 기록매체.

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