RU2780420C1

RU2780420C1 - System and method for non-invasive determination of egg properties

Info

Publication number: RU2780420C1
Application number: RU2020106416A
Authority: RU
Inventors: Эран ГАББАЙ
Original assignee: Терагерц Груп Лтд.
Priority date: 2017-07-23
Filing date: 2018-07-23
Publication date: 2022-09-22

Abstract

FIELD: biotechnology.

SUBSTANCE: invention relates to a system and a method for non-invasive determination of egg properties. The system for determination of one or more egg properties before incubation contains at least one vacuum grip containing a pressure-discharged capacitor. In this case, the specified vacuum grip is made with the possibility of retention of an egg, using a suction system, while the specified pressure-discharged capacitor is located on the way of distribution of volatile organic compounds emitted by the egg, and the specified pressure-discharged capacitor is made with the possibility of catching collected volatile organic compounds. The system also contains a control unit made with the possibility of reception of data indicating that collected volatile organic compounds are scanned with electromagnetic radiation in THz range, and processing of the specified data for determination of a signature indicating at least one egg property, thus obtaining information data indicating at least one egg property.

EFFECT: possibility of distinguishing eggs containing embryos of male and female sex, as well as unfertilized eggs from the first day.

12 cl, 11 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Настоящее изобретение относится к системе и способу неинвазивного определения свойств яйца.The present invention relates to a system and method for the non-invasive determination of egg properties.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

Ниже перечислены ссылки на документы, являющиеся релевантными в качестве уровня техники для объекта изобретения, раскрытого в настоящей заявке:The following are references to documents that are relevant as prior art to the subject matter disclosed in this application:

патент США 4955728US patent 4955728

патент США 4671652US Patent 4,671,652

опубликованная заявка на патент США номер: 2016/050891U.S. Published Application Number: 2016/050891

опубликованная заявка на патент США номер: 2004/107912U.S. Published Application Number: 2004/107912

опубликованная заявка на патент США номер: 2009/091742US Published Application Number: 2009/091742

опубликованная патентная заявка PCT номер: WO14/086335published patent application PCT number: WO14/086335

опубликованная патентная заявка PCT номер: WO15/145435published patent application PCT number: WO15/145435

"Gender Identification of Chicks Prior to Hatch" 50™ Annual National Breeders Roundtable, Сент-Луис, Миссури, 3-4 мая, 2001"Gender Identification of Chicks Prior to Hatch" 50™ Annual National Breeders Roundtable, St. Louis, MO, May 3-4, 2001

Webster B, Hayes W, Pike TW (2015) "Avian Egg Odour Encodes Information on Embryo Sex, Fertility and Development" PLoS ONE 10(1): e0116345.Webster B, Hayes W, Pike TW (2015) "Avian Egg Odor Encodes Information on Embryo Sex, Fertility and Development" PLoS ONE 10(1): e0116345.

Opt Express. 2015 Feb 9;23(3):2048-57. doi: 10.1364/OE.23.002048 "Terahertz volatile gas sensing by using polymer microporous membranes."Op Express. 2015 Feb 9;23(3):2048-57. doi: 10.1364/OE.23.002048 "Terahertz volatile gas sensing by using polymer microporous membranes."

Ссылки на указанные источники, приведенные в настоящей заявке, не следует понимать как означающие, что они каким-либо образом относятся к патентоспособности объекта изобретения, раскрытого в настоящей заявке.References to these sources given in this application should not be understood as meaning that they in any way relate to the patentability of the subject matter of the invention disclosed in this application.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

Яйца, предназначенные для выведения с получением живой птицы, обычно просвечивают во время эмбрионального развития для определения прозрачных, некачественных и мертвых яиц (в настоящей заявке все из них названы «нежизнеспособными яйцами»). Нежизнеспособные яйца исключают из разведения для увеличения свободного пространства инкубатора. В патенте США No. 4955728, выданном на имя Hebrank, описано просвечивающее устройство, в котором для обнаружения жизнеспособных яиц используются инфракрасные датчики и испускаемое яйцом инфракрасное излучение. В патенте США No. 4671652, выданном на имя Asselt et al., описано просвечивающее устройство, в котором множество источников света и соответствующие оптические датчики расположены в определенном порядке, и в котором яйца проходят между источниками света и оптическими датчиками для определения жизнеспособных яиц.Eggs intended to be hatched into live birds are usually scanned during embryonic development to detect clear, poor quality, and dead eggs (all of which are referred to as "non-viable eggs" in this application). Non-viable eggs are excluded from breeding to increase the free space of the incubator. In US Patent No. No. 4,955,728 to Hebrank describes a translucent device that uses infrared sensors and infrared radiation emitted by the egg to detect viable eggs. In US Patent No. No. 4,671,652 to Asselt et al. describes a translucent device in which a plurality of light sources and associated optical sensors are arranged and in which eggs pass between the light sources and optical sensors to detect viable eggs.

В коммерческих инкубаторах яйца во время инкубации обычно содержат в инкубационных лотках. В выбранное время, обычно на восемнадцатый день инкубации, яйца удаляют из инкубатора. Неподходящие яйца (а именно: яйца, содержащие мертвые эмбрионы, некачественные эмбрионы, яйца, не содержащие эмбрионов, и прозрачные яйца) обнаруживают и удаляют, а жизнеспособные яйца обрабатывают (например, прививают) и затем переносят в инкубационные корзины.In commercial incubators, eggs are usually kept in setter trays during incubation. At a chosen time, usually on the eighteenth day of incubation, the eggs are removed from the incubator. Unsuitable eggs (ie eggs containing dead embryos, poor quality embryos, eggs without embryos and clear eggs) are detected and removed, while viable eggs are processed (eg inoculated) and then transferred to setter baskets.

При управлении инкубаторием может быть желательным разделять птиц на основании различных характеристик, таких как пол, заболевания, генетические особенности и т.д. Например, может быть желательным прививать самцов птиц конкретной вакциной, а самок птиц прививать другой вакциной. Разделение птиц по признаку пола при выведении также может быть важным и по другим причинам. Например, индеек, как правило, разделяют по признаку пола из-за разной скорости роста и потребности в питательных веществах самцов и самок индеек. В производстве инкубационных или пищевых яиц желательно оставлять только самок птиц. В разведении бройлеров желательно разделять птиц по признаку пола для большей эффективности использования кормов, улучшения равномерности производства и снижения стоимость производства.When managing a hatchery, it may be desirable to separate birds based on various characteristics such as sex, diseases, genetics, etc. For example, it may be desirable to vaccinate male birds with a particular vaccine and vaccinate female birds with a different vaccine. Sex separation of birds in breeding can also be important for other reasons. For example, turkeys tend to be separated by sex due to the different growth rates and nutrient requirements of male and female turkeys. In the production of hatching or food eggs, it is desirable to leave only female birds. In broiler breeding, it is desirable to segregate birds by sex for greater feed efficiency, improved production uniformity, and lower production costs.

К сожалению, традиционные способы определения пола птиц могут быть дорогостоящими, трудоемкими, затратными по времени и обычно требуют наличия подготовленного персонала, обладающего специальными навыками. Традиционные способы определения пола птиц включают определение пола по махровому перу, определение пола клоакальным методом и определение пола по крови или ДНК. Методом махрового пера можно определить пол приблизительно трех тысяч (3000) цыплят в час по цене приблизительно от 0,7 до 2,5 центов за цыпленка. Клоакальным методом можно определить пол приблизительно полутора тысяч (1500) цыплят в час по цене приблизительно от 3,6 до 4,8 центов за цыпленка. Определение пола по ДНК или крови выполняют путем анализа небольшого образца крови, взятого у птицы.Unfortunately, traditional methods for sexing birds can be costly, labor intensive, time consuming, and usually require trained personnel with specialized skills. Traditional methods of sexing birds include terry feather sexing, cloacal sexing, and blood or DNA sexing. The terry pen method can determine the sex of approximately three thousand (3,000) chicks per hour at a cost of approximately 0.7 to 2.5 cents per chick. The cloacal method can determine the sex of approximately one and a half thousand (1500) chicks per hour at a cost of approximately 3.6 to 4.8 cents per chick. Sex determination by DNA or blood is performed by analyzing a small sample of blood taken from a bird.

Было бы желательно определять пол птиц, а также другие свойства птиц до выведения. Определение пола до выведения может значительно снизить стоимость различных элементов птицеводства, и сократить или даже исключить нежелательное убийство птенцов мужского пола. Несмотря на то, что традиционные методики просвечивания позволяют довольно эффективно отличать жизнеспособные и нежизнеспособные яйца, указанные традиционные методики просвечивания не позволяют эффективно определять пол и другие свойства невылупившихся птиц.It would be desirable to determine the sex of the birds as well as other characteristics of the birds prior to breeding. Pre-breeding sexing can significantly reduce the cost of various aspects of poultry production, and reduce or even eliminate the unwanted killing of male chicks. While traditional candling techniques can quite effectively distinguish between viable and non-viable eggs, these conventional candling techniques do not effectively determine the sex and other properties of unhatched birds.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к применению терагерцевого излучения (ТГц) для разделения птиц по признаку пола. Термин «ТГц излучение» в настоящей заявке, как правило, относится к любой частоте электромагнитных волн, лежащей в диапазоне от приблизительно 100 ГГц до 30 ТГц. Более конкретно, в настоящем изобретении предложены способ и система сбора летучих органических соединений и/или смеси соединений, и применение основанного на ТГц излучении обнаружения сигнатуры указанных собранных соединений для определения свойств яйца. Свойства яйца включают пол и/или фертильность. Термин «летучие соединения» или «ЛОС» в настоящей заявке, как правило, относится к летучему органическому соединению и/или смеси соединений.The present invention relates to the use of terahertz radiation (THz) to separate birds by sex. The term "THz radiation" in this application generally refers to any electromagnetic wave frequency ranging from about 100 GHz to 30 THz. More specifically, the present invention provides a method and system for collecting volatile organic compounds and/or mixtures of compounds, and using THz-based signature detection of said collected compounds to determine egg properties. Egg properties include sex and/or fertility. The term "volatile compounds" or "VOC" in this application, as a rule, refers to a volatile organic compound and/or a mixture of compounds.

Летучие соединения, выделяемые яйцами при развитии, передают информацию о фертильности яйца, а также о поле и стадии развития эмбриона. В частности, летучие соединения в яйцах, претерпевшие изменения во время инкубации, отличаются у оплодотворенных и неоплодотворенных яиц, и позволяют прогнозировать пол эмбриона непосредственно в 1 день после откладывания и до инкубации.Volatile compounds released by eggs during development convey information about the fertility of the egg, as well as the sex and stage of development of the embryo. In particular, volatile compounds in eggs that have undergone changes during incubation differ between fertilized and unfertilized eggs, and allow prediction of the sex of the embryo immediately on day 1 after laying and before incubation.

Методика согласно настоящему изобретению позволяет обнаруживать летучие соединения до инкубации яйца, благодаря методике ТГц спектроскопии, позволяющей обнаруживать вещества/соединения при очень низких концентрациях, ниже м.д. (миллионные доли).The method according to the present invention allows the detection of volatile compounds prior to egg incubation, thanks to the THz spectroscopy technique, which allows the detection of substances/compounds at very low concentrations, below ppm. (millionths).

Методика с применением ТГц излучения позволяет различать яйца, содержащие эмбрионы мужского и женского пола, а также неоплодотворенные яйца с первого дня. Летучие органические соединения (ЛОС), образующиеся и выделяемые яйцами, несут информацию, касающуюся фертильности и пола. Указанные ЛОС собирают через пористую яичную скорлупу. Яйца каждого пола, а также неоплодотворенные яйца имеют уникальную смесь ЛОС, которую можно определить с помощью ТГц технологии. Как правило, яйца отбирают с использованием вакуумной всасывающей системы, и ЛОС улавливают в разряжаемый под давлением конденсатор. Система для сбора содержит вакуумный захват, содержащий разряжаемый под давлением конденсатор, выполненный в виде проницаемой под давлением мембраны, таким образом, что когда яйцо удерживается вакуумным захватом (т.е. удерживается при помощи системы всасывания), разряжаемый под давлением конденсатор расположен на пути прохождения ЛОС, выделяемых яйцом через скорлупу. Вакуум ускоряет поток летучих соединений, а использование разряжаемого под давлением конденсатора обеспечивает улавливание собранных летучих органических соединений с помощью мембраны при воздействии отрицательного давления (т.е. вакуума). Затем яйца сканируют с помощью ТГц волн и обнаруживают специфические ЛОС для каждого пола и/или неоплодотворенных яиц на основе индивидуальной области поглощения скелетных колебаний. Разряжаемый под давлением конденсатор после этого способен высвобождать/выделять уловленные пары с помощью стадии, включающей также положительное или отрицательное давление. Следует отметить, что без воздействия давления (положительного или отрицательного) разряжаемый под давлением конденсатор не может улавливать или высвобождать какие-либо вещества.The technique using THz radiation makes it possible to distinguish eggs containing male and female embryos, as well as unfertilized eggs from the first day. Volatile organic compounds (VOCs) produced and excreted by eggs carry information regarding fertility and sex. Said VOCs are collected through porous eggshells. Eggs of each sex, as well as unfertilized eggs, have a unique mixture of VOCs that can be determined using THz technology. Typically, eggs are sampled using a vacuum suction system and the VOC is captured in a pressurized condenser. The collection system comprises a vacuum gripper containing a pressurized capacitor in the form of a pressure-permeable membrane such that when the egg is held by the vacuum gripper (i.e. held by the suction system), the pressurized capacitor is positioned in the path VOCs released by the egg through the shell. The vacuum accelerates the flow of volatile compounds, and the use of a pressurized capacitor ensures that the collected volatile organic compounds are trapped by the membrane when subjected to negative pressure (ie, vacuum). The eggs are then scanned with THz waves and specific VOCs are detected for each sex and/or infertile eggs based on the individual skeletal vibration absorption area. The pressurized capacitor is then able to release/release the entrapped vapors by a step also involving positive or negative pressure. It should be noted that without pressure (positive or negative), a pressurized capacitor cannot trap or release any substances.

Таким образом, в соответствии с основным аспектом настоящего изобретения предложена система определения одного или более свойств яйца перед инкубацией. Указанная система содержит по меньшей мере один вакуумный захват, содержащий разряжаемый под давлением конденсатор и блок управления, выполненный с возможностью получения данных, указывающих на собранные летучие органические соединения, сканируемые с помощью электромагнитного излучения в ТГц диапазоне, и обработки указанных данных для регистрации импульса, указывающего на по меньшей мере одно свойство яйца, тем самым образуя информационные данные, указывающие на по меньшей мере одно свойство яйца. Вакуумный захват выполнен с возможностью удерживания яйца с помощью системы всасывания, а разряжаемый под давлением конденсатор расположен на пути распространения летучих органических соединений, выделяемых яйцом. Разряжаемый под давлением конденсатор выполнен с возможностью улавливания собранных летучих органических соединений.Thus, in accordance with the main aspect of the present invention, a system is provided for determining one or more properties of an egg prior to incubation. Said system comprises at least one vacuum gripper comprising a pressurized capacitor and a control unit capable of receiving data indicative of collected volatile organic compounds scanned by electromagnetic radiation in the THz range and processing said data to register a pulse indicating to at least one property of the egg, thereby forming information data indicative of at least one property of the egg. The vacuum gripper is configured to hold the egg by means of a suction system, and the pressurized condenser is located in the path of the volatile organic compounds emitted by the egg. The pressurized discharge capacitor is configured to capture the collected volatile organic compounds.

Термин «разряжаемый под давлением конденсатор» относится к проницаемой под давлением мембране, способной улавливать летучие соединения при воздействии отрицательного давления и высвобождать/выделять такие уловленные летучие соединения, при необходимости, при воздействии давления, включая положительное давление.The term “pressure-dischargeable capacitor” refers to a pressure-permeable membrane capable of trapping volatile compounds when subjected to negative pressure and releasing/releasing such entrapped volatile compounds, if necessary, when subjected to pressure, including positive pressure.

Согласно некоторым вариантам реализации, блок управления выполнен с возможностью распознавания паттерна сигнатуры.In some embodiments, the control unit is configured to recognize the signature pattern.

Согласно некоторым вариантам реализации, разряжаемый под давлением конденсатор выполнен с возможностью улавливания собранных летучих органических соединений в течение периода времени меньшего, чем период времени, затраченный на транспортировку яйца из каретки на конвейер. Указанный период времени может составлять менее 5 секунд.In some embodiments, the pressurized capacitor is configured to trap the collected volatile organic compounds for a period of time less than the period of time taken to transport the egg from the carriage to the conveyor. The specified time period can be less than 5 seconds.

Согласно некоторым вариантам реализации, указанная система дополнительно содержит спектроскопический узел, содержащий блок передачи излучения, выполненный с возможностью сканирования проницаемого конденсатора, удерживающего собранные летучие органические соединения, путем создания электромагнитного излучения в ТГц диапазоне в пределах окна сканирования, составляющего приблизительно 100 ГГц, и блок обнаружения, выполненный с возможностью обнаружения электромагнитного излучения, испускаемого собранными летучими органическими соединениями.In some embodiments, said system further comprises a spectroscopic assembly comprising a radiation transmission unit configured to scan a permeable capacitor holding the collected volatile organic compounds by generating THz electromagnetic radiation within a scan window of approximately 100 GHz, and a detection unit , configured to detect electromagnetic radiation emitted by the collected volatile organic compounds.

Согласно некоторым вариантам реализации, устройство обнаружения расположено на определенном расстоянии от проницаемого конденсатора. Указанное расстояние может составлять значение меньше длины волны электромагнитного излучения.According to some implementation options, the detection device is located at a certain distance from the permeable capacitor. Said distance may be less than the wavelength of the electromagnetic radiation.

Согласно некоторым вариантам реализации, разряжаемый под давлением конденсатор имеет толщину, по меньшей мере в несколько раз превышающую длину волны электромагнитного излучения.In some embodiments, the pressure discharge capacitor has a thickness at least several times the wavelength of the electromagnetic radiation.

Согласно основному аспекту настоящего изобретения предложен способ определения одного или более свойств яйца до инкубации. Указанный способ включает получение данных, указывающих на то, что собранные летучие органические соединения просканированы электромагнитным излучением в ТГц диапазоне, и обработку указанных данных для определения сигнатуры, указывающей на по меньшей мере одно свойство, выбранное из пола и фертильности.According to the main aspect of the present invention, a method is provided for determining one or more properties of an egg prior to incubation. Said method includes obtaining data indicating that the collected volatile organic compounds are scanned by electromagnetic radiation in the THz range, and processing said data to determine a signature indicative of at least one property selected from sex and fertility.

Согласно некоторым вариантам реализации, этап обработки данных для определения сигнатуры включает распознавание паттерна сигнатуры.In some embodiments, the step of processing the data to determine the signature includes recognizing a signature pattern.

Согласно некоторым вариантам реализации, указанный способ дополнительно включает выполнение ТГц спектроскопии яйца.In some embodiments, said method further comprises performing THz spectroscopy of the egg.

Согласно некоторым вариантам реализации, указанный способ дополнительно включает сканирование собранных летучих органических соединений электромагнитным излучением в ТГц диапазоне в пределах окна сканирования, составляющего приблизительно 100 ГГц.In some embodiments, said method further comprises scanning the collected volatile organic compounds with THz electromagnetic radiation within a scan window of approximately 100 GHz.

Согласно некоторым вариантам реализации, указанный способ дополнительно включает улавливание собранных летучих органических соединений при помощи системы всасывания, причем указанное улавливание осуществляют в течение периода времени меньшего, чем период времени, затраченный на транспортировку яйца из каретки на конвейер.In some embodiments, said method further comprises capturing the collected volatile organic compounds by means of a suction system, said capturing being carried out for a period of time less than the period of time taken to transport the egg from the carriage to the conveyor.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Для лучшего понимания объекта, раскрытого в настоящей заявке, и для иллюстрации его осуществления на практике, ниже варианты реализации описаны с помощью неограничивающих примеров со ссылками на прилагаемые чертежи, где:For a better understanding of the object disclosed in this application, and to illustrate its implementation in practice, the following implementation options are described using non-limiting examples with reference to the accompanying drawings, where:

На Фиг. 1 приведена блок-схема системы согласно настоящему изобретению для определения свойств яйца перед инкубацией;On FIG. 1 is a block diagram of a system according to the present invention for determining egg properties prior to incubation;

Фиг. 2A представляет собой изображение, иллюстрирующее вакуумный захват согласно настоящему изобретению;Fig. 2A is an image illustrating a vacuum grip according to the present invention;

Фиг. 2B представляет собой изображение, иллюстрирующее разряжаемый под давлением конденсатор согласно настоящему изобретению;Fig. 2B is a view illustrating a pressure-discharge capacitor according to the present invention;

На Фиг. 3A показана блок-схема, иллюстрирующая методику определения свойств яйца перед инкубацией;On FIG. 3A is a block diagram illustrating a procedure for determining egg properties prior to incubation;

На Фиг. 3B показана блок-схема, иллюстрирующая методику распознавания паттерна согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения;On FIG. 3B is a flow diagram illustrating a pattern recognition technique in accordance with some embodiments of the present invention;

На Фиг. 4A-4C показаны ТГц спектры, полученные для яиц мужского и женского пола, и конденсатора сравнения соответственно;On FIG. 4A-4C show THz spectra taken from male and female eggs and a reference capacitor, respectively;

На Фиг. 5A-5B показаны ТГц сигнатуры для самца и самки соответственно, полученные с использованием принципов настоящего изобретения; иOn FIG. 5A-5B show the THz signatures for male and female, respectively, obtained using the principles of the present invention; and

На Фиг. 6 показан график, иллюстрирующий стадию классификации паттернов и разделения по признаку пола, построенный при использовании принципов настоящего изобретения.On FIG. 6 is a graph illustrating the stage of pattern classification and sex separation using the principles of the present invention.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Поскольку представленные варианты реализации настоящего изобретения преимущественно могут быть осуществлены с использованием электронных компонентов и схем, известных специалистам в области техники, подробности разъяснены ниже в той степени, которая, как показано выше, необходима для понимания и оценки основной идеи настоящего изобретения, чтобы не затруднять понимание или не уходить в сторону от принципов настоящего изобретения.Since the presented embodiments of the present invention can advantageously be implemented using electronic components and circuits known to those skilled in the art, the details are explained below to the extent that, as shown above, is necessary for understanding and evaluating the main idea of the present invention, so as not to obscure the understanding. or not deviate from the principles of the present invention.

Любое упоминание в настоящем описании о способе применимо с соответствующими поправками к системе, позволяющей осуществить указанный способ.Any mention in the present description of the method is applicable mutatis mutandis to the system that allows the implementation of the specified method.

Любое упоминание в настоящем описании о системе применимо с соответствующими поправками к способу, который может быть осуществлен с помощью указанной системы.Any mention in the present description of the system is applicable mutatis mutandis to the method that can be carried out using the specified system.

На Фиг. 1 в виде блок-схемы проиллюстрирована система 100 согласно настоящему изобретению, созданная с возможностью определения свойств яиц до инкубации in ovo. Система 100 содержит вакуумный захват 102, содержащий разряжаемый под давлением конденсатор 104 и блок управления 106, выполненный с возможностью получения данных, указывающих на летучие органические соединения, высвобождаемые яйцом, сканируемым электромагнитным излучением в ТГц диапазоне, и обработки указанных данных для идентификации ТГц сигнатуры, указывающей по меньшей мере на одно свойство яйца, с целью получения таким образом информационных данных, указывающих по меньшей мере на одно свойство яйца. Известно, что терагерцевое (ТГц) излучение взаимодействует с полярными молекулами через вращательные и/или колебательные уровни перехода. Указанные взаимодействия проявляются как поглощение. Частотный ТГц-спектр, полученный при сканировании разряжаемого под давлением конденсатора, указывает на различные химические вещества, включая летучие органические соединения, имеющие индивидуальные специфические характерные признаки.On FIG. 1 illustrates in block diagram form a system 100 according to the present invention, designed to determine egg properties prior to in ovo incubation. The system 100 includes a vacuum gripper 102 comprising a pressurized capacitor 104 and a control unit 106 configured to obtain data indicative of volatile organic compounds released by an egg scanned by electromagnetic radiation in the THz range and process said data to identify a THz signature indicative of at least one property of the egg, in order to thereby obtain information data indicating at least one property of the egg. It is known that terahertz (THz) radiation interacts with polar molecules through rotational and/or vibrational transition levels. These interactions appear as absorption. The THz frequency spectrum obtained by scanning a pressure-discharge capacitor indicates various chemicals, including volatile organic compounds, with individual specific characteristics.

Как более подробно описано ниже, блок управления 106 выполнен с возможностью получения и обработки ответного сигнала, испускаемого яйцом, и определение спектральных особенностей, свидетельствующих о ТГц сигнатуре яйца. Например, ТГц сигнатура может содержать информацию о поле и/или фертильности яйца. Таким образом, информация, включенная в ТГц сигнатуру, связана с процессом сортировки. Система 100 выполнена с возможностью применения с по меньшей мере одном яйцом, имеющим свойства, определяемые при исследовании с применением ТГц, таким образом, что после исследования с помощью ТГц анализа можно определить пол и/или фертильность яйца. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что каждый пол (самец или самка) и/или фертильность яйца имеют свою собственную сигнатуру в ТГц диапазоне.As described in more detail below, the control unit 106 is configured to receive and process the response signal emitted by the egg and determine the spectral features indicative of the THz signature of the egg. For example, the THz signature may contain information about the sex and/or fertility of the egg. Thus, the information included in the THz signature is related to the sorting process. The system 100 is configured to be used with at least one egg having THz properties such that sex and/or fertility of the egg can be determined after the THz analysis. The present inventors have found that each sex (male or female) and/or egg fertility has its own THz signature.

Согласно некоторым вариантам реализации, блок управления 106 выполнен с возможностью распознавания паттерна ТГц сигнатуры. Блок управления 106, как правило, выполнен в виде компьютерного/электронного устройства, содержащего среди прочего такие устройства как устройства ввода и вывода 106A, 106B, память 106C, и устройство обработки информации 106D. Таким образом, устройства блока управления 106 могут быть реализованы с помощью подходящей схемы и/или компонентов программного обеспечения и/или компонентов аппаратного обеспечения, включая машиночитаемый код, созданный для выполнения стадий способа 200 и/или 300, описанных в настоящей заявке.In some embodiments, the control unit 106 is configured to recognize the THz signature pattern. The control unit 106 is typically implemented as a computer/electronic device including, but not limited to, input and output devices 106A, 106B, memory 106C, and information processing device 106D. Thus, the devices of the control unit 106 can be implemented using suitable circuitry and/or software components and/or hardware components, including computer-readable code created to perform the method steps 200 and/or 300 described in this application.

Признаки настоящего изобретения могут включать стандартную или специализированную компьютерную систему, включая различные компоненты аппаратного обеспечения, более подробно описанные ниже. Признаки, входящие в объем настоящего изобретения, также включают машиночитаемые носители для переноса или хранения машиновыполняемых инструкций, машиночитаемых инструкций, или структуру хранящихся на них данных. Такие машиночитаемые носители могут представлять собой любые доступные носители, доступ к которым осуществляется через стандартную или специализированную компьютерную систему. В качестве примера, и не ограничиваясь указанным, такой машиночитаемый носитель может включать физический носитель информации, такой как RAM, ROM, EPROM, флеш-диск, CD-ROM или другой оптический дисковый накопитель, магнитный дисковый накопитель или другие магнитные запоминающие устройства, или любой другой носитель, который может быть использован для переноса или хранения необходимых средств программного кода в форме машиновыполняемых инструкций, машиночитаемых инструкций, или структуры данных, и доступ к которым может осуществляться через стандартную или специализированную компьютерную систему. Машиночитаемые носители могут содержать компьютерную программу или компьютерное приложение, загружаемое в компьютерную систему по сети, например, через глобальную сеть (WAN), например, Интернет.Features of the present invention may include a standard or custom computer system, including various hardware components, described in more detail below. Features within the scope of the present invention also include computer-readable media for carrying or storing computer-executable instructions, computer-readable instructions, or the structure of data stored thereon. Such computer-readable media can be any available media that is accessed through a standard or dedicated computer system. By way of example, and without limitation, such a computer-readable medium may include a physical storage medium such as RAM, ROM, EPROM, flash disk, CD-ROM or other optical disk drive, magnetic disk drive or other magnetic storage devices, or any other medium that can be used to carry or store the necessary means of program code in the form of computer executable instructions, computer readable instructions, or data structure, and which can be accessed through a standard or specialized computer system. Computer-readable media may comprise a computer program or computer application downloadable to a computer system over a network, such as a wide area network (WAN), such as the Internet.

В настоящем описании и представленной ниже формуле изобретения «блок управления» определен как один или более модулей программного обеспечения, один или более модулей аппаратного обеспечения или их комбинация, предназначенные для совместной работы для выполнения операций с электронными данными. Например, определение устройства обработки включает компоненты аппаратного обеспечения персонального компьютера, а также модули программного обеспечения, такие как операционная система персонального компьютера. Физическое расположение модулей не имеет значения. Компьютерная система может содержать один или более компьютеров, объединенных в компьютерную сеть. Аналогичным образом, компьютерная система может содержать отдельное физическое устройство, где внутренние модули (такие как память или процессор) работают совместно для выполнения операций с электронными данными. Хотя любая компьютерная система может быть мобильной, термин «мобильная компьютерная система» или термин «мобильное компьютерное устройство», используемые в настоящей заявке, главным образом включают ноутбуки, нетбуки, сотовые телефоны, смартфоны, беспроводные телефоны, персональные цифровые помощники, портативные компьютеры и сенсорные экраны, и тому подобные.In the present description and the following claims, a "control unit" is defined as one or more software modules, one or more hardware modules, or a combination thereof, designed to work together to perform electronic data operations. For example, the definition of a processing device includes hardware components of a personal computer as well as software modules such as a personal computer operating system. The physical location of the modules does not matter. A computer system may include one or more computers connected to a computer network. Similarly, a computer system may comprise a separate physical device where internal modules (such as a memory or processor) work together to perform operations on electronic data. While any computer system may be mobile, the term "mobile computer system" or the term "mobile computing device" as used in this application primarily includes laptops, netbooks, cellular phones, smartphones, cordless phones, personal digital assistants, laptop computers, and touchscreens. screens, and the like.

Блок управления 106 согласно настоящему изобретению может быть выполнен как часть узла обработки сигнала и/или в виде портативного (например, переносного) устройства считывания ТГц излучения. Устройство ввода информации 106A содержит модуль передачи данных для получения ответного ТГц сигнала, необязательно устройство вывода информации 106B для создания данных, относящихся к идентифицируемому яйцу (яйцам), память (т.е. энергонезависимый машиночитаемый носитель) 106C для хранения обучающейся базы данных, т.е. предварительно выбранных данных, характеризующих ТГц сигнатуры яиц как функцию от их свойств, и устройство обработки информации 106D, предназначенное для определения пола и фертильности яйца (яиц). База данных может быть построена с помощью Microsoft Access, Cybase, Oracle или других коммерческих систем управления базами данных. Согласно некоторым вариантам реализации система 100 выполнена в облачной конфигурации и/или и/или использует вычисления на базе Интернета таким образом, что части устройства обработки 106D и/или памяти 106C могут располагаться в нескольких различных географических точках. После получения ответного(ых) ТГц сигнала(ов), устройство обработки данных 106D начинает обработку согнала(ов). Результаты этапа обработки сигнала могут быть воспроизведены и/или сохранены на запоминающем устройстве и/или переданы на устройство передачи данных для передачи на устройство сортировки. Память 106C может включать инструкции, выполняемые устройством обработки данных 106D. В результате выполнения инструкций устройство обработки данных 106D может принимать ответный(ые) ТГц сигнал(ы), обрабатывать ответный(ые) ТГц сигнал(ы), определять по меньшей мере одно свойство яйца и выводить с помощью устройства вывода данных 106B сообщения, касающегося свойства указанного яйца. Сообщение может быть передано непосредственно на устройство сортировки для сортировки яиц соответствующим образом, в память 106C и может быть передано с помощью беспроводной и проводной связи внешним устройством в центральную базу данных.The control unit 106 according to the present invention may be implemented as part of a signal processing unit and/or as a portable (eg portable) THz radiation reader. The information input device 106A includes a data transmission module for receiving a THz response signal, optionally an information output device 106B for creating data related to the egg(s) being identified, a memory (i.e., a non-volatile computer-readable medium) 106C for storing the learning database, i.e. e. pre-selected data characterizing the THz signatures of the eggs as a function of their properties; and an information processing device 106D for determining the sex and fertility of the egg(s). The database can be built using Microsoft Access, Cybase, Oracle, or other commercial database management systems. In some embodiments, system 100 is cloud-based and/or and/or uses web-based computing such that portions of processing device 106D and/or memory 106C may be located in several different geographic locations. Upon receipt of the THz response signal(s), data processing unit 106D begins processing the signal(s). The results of the signal processing step may be reproduced and/or stored in a storage device and/or transferred to a data transfer device for transmission to a sorting device. Memory 106C may include instructions executed by data processor 106D. As a result of executing the instructions, the data processing device 106D may receive the response THz signal(s), process the response THz signal(s), determine at least one property of the egg, and output, using the data output device 106B, messages regarding the property specified egg. The message can be transmitted directly to the grading device to sort the eggs in an appropriate way, to the memory 106C, and can be transmitted via wireless and wired communication by an external device to a central database.

Согласно некоторым вариантам реализации, блок управления 106 активирует спектроскопический узел 108, выполненный с возможностью получения ТГц сигнатуры. Спектроскопический узел 108 необязательно может являться частью системы согласно настоящему изобретению. Устройство обработки 106D подает сигнал на блок передачи ТГц излучения 108A для создания ТГц излучения, проходящего через разряжаемый под давлением конденсатор 104 (находящийся на оптическом пути ТГц излучения). Устройство ввода данных 106A принимает паттерн сигнала излучения с помощью устройства обнаружения излучения 108B. Паттерн сигнала излучения представляет собой излучение, не поглощенное разряжаемым под давлением конденсатором 104. Паттерн сигнала излучения содержит ТГц сигнатуру. Устройство обработки 106D может передавать данные, касающиеся паттерна сигнала (например, пол и/или фертильность) с помощью устройства для вывода данных 106B, с помощью передачи данных (например, через сеть сотовой связи) на модуль передачи данных центрального компьютера. Устройство обработки 106D может регистрировать полученные данные в обучаемой базе данных в памяти 106C и/или может запрашивать/перекрестно сопоставлять полученные данные с данными, содержащимися в обучаемой базе данных, для определения свойств яйца и может передавать указанную информацию о яйце на мобильное устройство, на которое устройство обработки 106D может передать сигнал для отображения сообщения с соответствующей информацией о яйце. Для этого предварительно отобранные данные, содержащиеся в обучаемой базе данных, могут применяться для сравнения ТГц паттерна/сигнатуры собранных летучих органических соединений с сигнатурами свойств яйца, содержащимися в обучаемой базе данных.According to some implementation options, the control unit 106 activates the spectroscopic node 108, configured to obtain a THz signature. Spectroscopic node 108 may optionally be part of the system according to the present invention. Processing device 106D sends a signal to THz transmission unit 108A to generate THz radiation passing through pressurized capacitor 104 (in the optical path of THz radiation). Input device 106A receives the radiation signal pattern with radiation detection device 108B. The emission signal pattern is radiation not absorbed by the pressure-discharge capacitor 104. The emission signal pattern contains a THz signature. Processor 106D may transmit signal pattern data (eg, sex and/or fertility) via data output device 106B via data communication (eg, over a cellular network) to a central computer data communication module. The processing device 106D may register the received data in the training database in the memory 106C and/or may query/cross-match the received data with the data contained in the training database to determine the properties of the egg, and may transmit said information about the egg to a mobile device to which processing device 106D may send a signal to display a message with relevant information about the egg. To do this, the preselected data contained in the trainable database can be used to compare the THz pattern/signature of the collected volatile organic compounds with the egg property signatures contained in the trainable database.

Вакуумный захват 102 выполнен с возможностью удерживания яйца с помощью системы всасывания. Разряжаемый под давлением конденсатор 104 выполнен в виде проницаемого конденсатора, способного улавливать собранные летучие органические соединения. Таким образом, оплодотворенные яйца подвергаются воздействию отрицательного давления на внешнюю поверхность яйца для создания вакуума. Чашеобразное устройство под давлением, например, всасывающее чашеобразное устройство, может содержать вакуумный захват и может быть отцентрировано над внешней поверхностью скорлупы, предпочтительно непосредственно над «воздушным мешком». Затем вакуумный захват смещается вниз по отношению к яйцу и через разряжаемый под давлением конденсатор подается вакуум отрицательного давления, улавливая летучие соединения из воздушного мешка и других частей яйца. Рабочий диапазон использования вакуума составляет приблизительно 600 мм рт.ст в течение короткого периода времени. Временной диапазон применения указанного вакуума составляет от приблизительно одной секунды до пяти секунд.The vacuum gripper 102 is configured to hold the egg with a suction system. The pressure discharge capacitor 104 is in the form of a permeable capacitor capable of trapping collected volatile organic compounds. In this way, fertilized eggs are subjected to negative pressure on the outer surface of the egg to create a vacuum. The pressure cup, for example a suction cup, may comprise a vacuum gripper and may be centered over the outer surface of the shell, preferably just above the "air bag". The vacuum gripper is then moved downwards in relation to the egg and a negative pressure vacuum is applied through a pressurized condenser, trapping volatile compounds from the air sac and other parts of the egg. The operating range for vacuum use is approximately 600 mmHg for a short period of time. The time range for applying said vacuum is from about one second to five seconds.

Разряжаемый под давлением конденсатор 104 может представлять собой проницаемую под давлением мембрану, выполненную в виде плотной сжатой структуры из волокон (например, сетки), таким образом, что указанная проницаемая под давлением мембрана отвечает на воздействие/снятие вакуума, как разряжаемый под давлением конденсатор. Разряжаемый под давлением конденсатор может быть выполнен в виде мембраны из метаматериала, то есть материала, свойства которого обусловлены не свойствами основных веществ, а его структурой. Мембрана из метаматериала может содержать множество слоев метаматериала, заключенных в пластиковый корпус, выполненный с точностью ± 10 микрон.The pressure-discharge capacitor 104 may be a pressure-permeable membrane configured as a dense, compressed fiber structure (e.g., mesh) such that the pressure-permeable membrane responds to the application/removal of vacuum like a pressure-discharge capacitor. A capacitor discharged under pressure can be made in the form of a metamaterial membrane, that is, a material whose properties are determined not by the properties of the basic substances, but by its structure. The metamaterial membrane may comprise a plurality of layers of metamaterial enclosed in a plastic housing that is accurate to ±10 microns.

Согласно некоторым вариантам реализации, система 100 содержит спектроскопический узел 108, содержащий блок передачи излучения 108A, выполненный с возможностью создания излучения в ТГц частотах, и блок обнаружения 108B, выполненный с возможностью обнаружения электромагнитного излучения, испускаемого собранными летучими органическими соединениями. В частности, блок передачи излучения 108A выполнен с возможностью облучения яйца излучением с длиной волны в диапазоне от приблизительно 100 ГГц до 30 ТГц и сканирования проницаемого конденсатора, удерживающего собранные летучие органические соединения, в пределах окна сканирования, составляющего приблизительно 100 ГГц. Несмотря на то, что в целях лучшего понимания изобретения, блок передачи излучения 108A и блок обнаружения 108B представлены как два отдельных материальных элемента, они могут быть объединены в одном материальном элементе или одном и том же корпусе. Согласно конкретному неограничивающему примеру блок передачи излучения 108A выполнен с возможностью создания регистрирующих и референсных компонентов электромагнитного излучения по существу в том же частотном спектре, и анализа/сканирования частоты. Блок обнаружения 108B может быть расположен на первой траектории анализирующих компонентов излучения после прохождения через разряжаемый под давлением конденсатор 104 и на второй траектории референсных компонентов излучения, непосредственно выходящей из блока передачи 108A. Спектроскопический узел 108 может быть выполнен с возможностью создания предварительно заданной разницы в частотах между частотами регистрирующего компонента излучения и референсного компонента излучения, взаимодействующими на в блоке обнаружения 108B таким образом, что сигнал, полученный при взаимодействии между регистрирующим и референсным компонентами, свидетельствует об одном или более свойствах яйца в точке воздействия на яйцо регистрирующего излучения. Например, спектроскопический узел 108 может быть выполнен в виде спектроскопического узла, описанного в патенте США No: 9279723, выданном на имя заявителя настоящего изобретения. Система 100 согласно настоящему изобретению может содержать спектроскопический узел 108, как описано выше, или может непосредственно принимать данные, излучаемые собранными летучими органическими соединениями, полученные внешним спектроскопических узлом, описанным выше или традиционно используемым в области техники. Например, один способ спектроскопии заключается в воздействии излучения с волнами в ТГц диапазоне непосредственно на скорлупу яйца и получении спектральных данных, таких как область скелетных колебаний или сигналы затухания импульсов в качестве ответных сигналов. Спектроскопические системы включают спектроскопию в ТГц диапазоне с использованием фотосмешения, гетеродинного обнаружения и импульса с линейной частотной модуляцией. Другой метод спектроскопии заключается в использовании ТГц резонансного поля в фотонном кристалле, волноводном устройстве или умножителе частоты.In some embodiments, system 100 includes a spectroscopic assembly 108 comprising a radiation transmission unit 108A configured to generate radiation at THz frequencies and a detection unit 108B configured to detect electromagnetic radiation emitted by the collected volatile organic compounds. In particular, the radiation transmission unit 108A is configured to irradiate the egg with radiation in the wavelength range from about 100 GHz to 30 THz and scan the permeable capacitor holding the collected volatile organic compounds within a scanning window of about 100 GHz. Although for the purposes of a better understanding of the invention, the radiation transmission unit 108A and the detection unit 108B are represented as two separate material elements, they may be combined in the same material element or the same housing. According to a specific non-limiting example, the radiation transmission unit 108A is configured to create detecting and reference components of electromagnetic radiation in essentially the same frequency spectrum, and frequency analysis/scanning. The detection unit 108B may be located on the first path of the analyzing components of the radiation after passing through the pressure-discharged capacitor 104 and on the second path of the reference components of the radiation immediately exiting the transmission unit 108A. The spectroscopic assembly 108 may be configured to create a predetermined frequency difference between the frequencies of the detecting component of the radiation and the reference component of the radiation interacting on in the detection unit 108B so that the signal obtained from the interaction between the recording and reference components is indicative of one or more properties of the egg at the point of impact on the egg of the recording radiation. For example, the spectroscopic node 108 may be in the form of a spectroscopic node described in US patent No: 9279723, issued in the name of the applicant of the present invention. The system 100 of the present invention may comprise a spectroscopic assembly 108 as described above, or may directly receive data emitted by collected volatile organic compounds obtained from an external spectroscopic assembly as described above or conventionally used in the art. For example, one method of spectroscopy is to expose THz radiation directly to an egg shell and obtain spectral data such as skeletal vibration region or pulse decay signals as response signals. Spectroscopic systems include THz spectroscopy using photomixing, heterodyne detection, and chirp pulse. Another method of spectroscopy is to use the THz resonant field in a photonic crystal, waveguide device, or frequency multiplier.

Разряжаемый под давлением конденсатор 104 расположен на пути распространения летучих органических соединений. Разряжаемый под давлением конденсатор 104 также расположен в пределах оптического пути электромагнитного излучения, испускаемого блоком передачи 108A.The pressure discharge capacitor 104 is located in the VOC path. The pressurized capacitor 104 is also located within the optical path of the electromagnetic radiation emitted by the transmission unit 108A.

Например, разряжаемый под давлением конденсатор 104 может быть расположен на некотором расстоянии от спектроскопического узла 108. На разряжаемый под давлением конденсатор 104 спектроскопическим узлом 108 подается сигнал в некотором положении, которое может быть удалено от вакуумного захвата, и ответный сигнал, содержащий ТГц сигнатуру, передается на блок управления 106 через проводное/беспроводное соединение или по сети. В качестве альтернативы разряжаемый под давлением конденсатор 104 может представлять собой часть спектроскопического узла 108. В этом случае спектроскопический узел 108 содержит держатель образца, на котором размещается и анализируется разряжаемый под давлением конденсатор 104.For example, the pressure-discharge capacitor 104 may be located at some distance from the spectroscopic node 108. The pressure-discharge capacitor 104 is signaled by the spectroscope node 108 at a position that can be removed from the vacuum capture, and a response signal containing a THz signature is transmitted to the control unit 106 via a wired/wireless connection or over the network. Alternatively, the pressure-discharge capacitor 104 may be part of a spectroscopic assembly 108. In this case, the spectroscopic assembly 108 includes a sample holder on which the pressure-discharge capacitor 104 is placed and analyzed.

Согласно некоторым вариантам реализации система может подключаться к сети передачи данных с главным компьютером, который является внешним по отношению к блоку управления 106. В качестве альтернативы, спектроскопический узел 108 может быть также присоединен к блоку управления 106 с помощью соединения любого типа. Блок управления 106 выполнен с возможностью управления работой спектроскопического узла 108 и необязательно также вакуумного захвата 102. Блок управления 106 может быть интегрирован в спектроскопический узел 108 или может быть отдельным элементом, связанным со спектроскопическим узлом 108 через проводную или беспроводную сеть. В случае, когда блок управления 106 интегрирован в спектроскопический узел 108, то определение ТГц сигнатуры не требует и не использует никаких электронных компонентов, схем или антенн. Подробно не показано, но следует понимать, что обмен сигналами и связь между модулями системы осуществляется с помощью соответствующей проводной или беспроводной связи. Например, спектроскопический узел 108 и блок управления 106 могут быть связаны с помощью ИК (инфракрасного), РЧ (радиочастотного, включая Bluetooth) или кабельного управления. Если спектроскопический узел 108 и блок управления 106 объединены в один и тот же физический корпус, то ТГц сигнатура сохраняется в блоке управления 106. Рассматриваемыми в настоящей заявке соединениями могут быть любые типы соединений, подходящие для передачи сигналов от или к соответствующим узлам, блокам или устройствам, например, через промежуточные устройства. Соответственно, если не подразумевается или не указано иное, указанные соединения могут представлять собой, например, прямые или непрямые соединения. Соединения могут быть проиллюстрированы или описаны, подразумевая одиночные соединения, множество соединений, однонаправленные соединения или двунаправленные соединения. Однако в различных вариантах реализации выполнение соединений может отличаться. Например, вместо двунаправленных соединений могут использоваться отдельные однонаправленные соединения, и наоборот. Кроме того, множество соединений может быть заменено одним соединением, которое передает множество сигналов последовательно или мультиплексировано во времени. Аналогичным образом, одиночные соединения, несущие несколько сигналов, могут быть разделены на различные соединения, несущие подмножества указанных сигналов. Таким образом, существует множество вариантов передачи сигналов.In some embodiments, the system may be connected to a data network with a host computer that is external to the control unit 106. Alternatively, the spectroscopy node 108 may also be connected to the control unit 106 using any type of connection. The control unit 106 is configured to control the operation of the spectroscopic assembly 108 and optionally also the vacuum gripper 102. The control unit 106 may be integrated into the spectroscopic assembly 108 or may be a separate element connected to the spectroscopic assembly 108 via a wired or wireless network. In the case where the control unit 106 is integrated into the spectroscopic node 108, then the determination of the THz signature does not require and does not use any electronic components, circuits or antennas. Not shown in detail, but it should be understood that the exchange of signals and communication between the modules of the system is carried out using an appropriate wired or wireless communication. For example, the spectroscopic node 108 and the control unit 106 may be connected using IR (infrared), RF (radio frequency, including Bluetooth), or cable management. If the spectroscopic node 108 and the control unit 106 are combined in the same physical package, then the THz signature is stored in the control unit 106. The connections considered in this application can be any types of connections suitable for transmitting signals from or to the respective nodes, blocks or devices , for example, through intermediate devices. Accordingly, unless otherwise implied or indicated, these compounds may be, for example, direct or indirect connections. Connections may be illustrated or described in terms of single connections, multiple connections, unidirectional connections, or bidirectional connections. However, in various implementations, the implementation of the connections may differ. For example, separate unidirectional connections can be used instead of bidirectional connections, and vice versa. In addition, a plurality of connections may be replaced by a single connection that transmits a plurality of signals sequentially or multiplexed in time. Similarly, single connections carrying multiple signals can be divided into different connections carrying subsets of these signals. Thus, there are many options for signaling.

Блок передачи 108A расположен на определенном расстоянии от проницаемого конденсатора 104. Расстояние между блоком передачи 108A и проницаемым конденсатором 104 может быть выбрано таким образом, чтобы его значение было максимально приближено, но составляло меньше длины волны электромагнитного излучения. Например, указанное расстояние может быть выбрано таким образом, чтобы его значение было менее 1 мм для излучения в диапазоне от приблизительно 400 ГГц до 500 ГГц. Согласно конкретному и неограничивающему примеру расстояние между блоком передачи 108A и проницаемым конденсатором 104 выбрано таким образом, что его значение лежит в диапазоне от приблизительно 0,599 до 0,749 мм. В этой связи следует понимать, что с учетом пути распространения излучения в ТГц диапазоне, в случае, когда расстояние между блоком передачи 108A и проницаемым конденсатором 104 выбрано таким образом, что его значение составляет менее длины волны электромагнитного излучения, полученный(ые) сигнал(ы) будет экранирован от окружающей среды (т.е., не будет подвержен влиянию изменений внешней среды, таких как изменение влажности, температуры, …), что устраняет необходимость получения ответного(ых) сигнала(ов) в контролируемых условиях внешней среды (например, в чистом помещении, например, под вытяжкой, или в инертных условиях, включая очистку азотом или газообразным гелием). Более того, такое маленькое расстояние между блоком передачи 108A и проницаемым конденсатором 104 исключает поглощение ТГц сигнала окружающей средой.The transmission unit 108A is located at a certain distance from the permeable capacitor 104. The distance between the transmission unit 108A and the permeable capacitor 104 can be chosen so that its value is as close as possible, but is less than the wavelength of electromagnetic radiation. For example, the specified distance may be chosen such that its value is less than 1 mm for radiation in the range from about 400 GHz to 500 GHz. In a specific and non-limiting example, the distance between transmission unit 108A and permeable capacitor 104 is chosen to be in the range of approximately 0.599 to 0.749 mm. In this regard, it should be understood that, considering the propagation path of radiation in the THz range, in the case where the distance between the transmission unit 108A and the permeable capacitor 104 is chosen so that its value is less than the wavelength of electromagnetic radiation, the received signal(s) ) will be shielded from the environment (i.e., will not be affected by environmental changes such as changes in humidity, temperature, …), eliminating the need to receive response signal(s) under controlled environmental conditions (e.g., in a clean room, such as under a fume hood, or under inert conditions, including purge with nitrogen or helium gas). Moreover, such a small distance between the transmission unit 108A and the permeable capacitor 104 eliminates the absorption of the THz signal by the environment.

Более того, согласно некоторым вариантам реализации, толщина разряжаемого под давлением конденсатора 104 может быть выбрана таким образом, чтобы она по меньшей мере в несколько раз (например, по меньшей мере в четыре раза) превышала длину волны электромагнитного излучения. Указанная толщина должна быть выбрана так, чтобы она была достаточно большой, обеспечивая захват значительного количества летучих органических соединений, позволяя проводить анализ, обеспечивая возможность определения ТГц сигнатуры. Например, толщина разряжаемого под давлением конденсатора 104 может быть выбрана таким образом, чтобы она составляла 3-4 мм для излучения в диапазоне приблизительно от 400 ГГц до 500 ГГц.Moreover, in some embodiments, the thickness of the pressure-discharge capacitor 104 may be chosen to be at least several times (eg, at least four times) the wavelength of the electromagnetic radiation. The specified thickness should be chosen so that it is large enough to capture a significant amount of volatile organic compounds, allowing analysis, allowing the determination of the THz signature. For example, the thickness of the pressure-discharge capacitor 104 may be chosen to be 3-4 mm for radiation in the range of approximately 400 GHz to 500 GHz.

Согласно некоторым вариантам реализации, система 100 содержит множество вакуумных захватов 102, содержащихся на каретке, расположенной над множеством яиц, находящихся на конвейере. Вакуумные захваты 102 выровнены таким образом, что в каждом аналитическом цикле каретка, содержащая множество вакуумных захватов (например, расположенных линейно или в виде матрицы) перемещается вниз по направлению к яйцам таким образом, что каждый вакуумный захват удерживает с помощью системы всасывания одно яйцо одновременно. В этом случае блок управления 106 помимо ТГц сигнатуры получает данные о расположении яйца на конвейере, что впоследствии обеспечивает надлежащую сортировку.In some embodiments, system 100 includes a plurality of vacuum grippers 102 contained on a carriage located above a plurality of eggs on a conveyor. The vacuum grippers 102 are aligned in such a way that in each analytical cycle, a carriage containing a plurality of vacuum grippers (for example, arranged in a line or in a matrix) moves down towards the eggs such that each vacuum gripper holds one egg at a time by means of the suction system. In this case, the control unit 106, in addition to the THz signature, receives data on the position of the egg on the conveyor, which subsequently ensures proper sorting.

Согласно некоторым вариантам реализации, спектроскопический узел 108 и вакуумный захват 102 расположены в одной и той же аналитической камере, таким образом, что анализ летучих органических соединений выполняется в режиме реального времени. В качестве альтернативы, разряжаемый под давлением конденсатор 104 может быть снят с вакуумного захвата 102 и проанализирован в отдельной аналитической камере после улавливания летучих органических соединений.In some embodiments, the spectroscopic assembly 108 and the vacuum capture 102 are located in the same analysis chamber such that the analysis of volatile organic compounds is performed in real time. Alternatively, the pressurized capacitor 104 may be removed from the vacuum gripper 102 and analyzed in a separate analytical chamber after the VOC has been removed.

Согласно некоторым вариантам реализации, проницаемый конденсатор 104 выполнен с возможностью улавливания собранных летучих органических соединений в течение периода времени меньшего, чем период времени, затраченный на транспортировку яйца из каретки на конвейер. В связи с этим следует отметить, что способность системы определять ТГц сигнатуру обеспечивает высокую скорость анализа, что является важным параметром для коммерческого использования в птицеводстве. Следует понимать, что, как описано выше, ТГц излучение позволяет получить идентифицируемую сигнатуру даже в случае, когда накопленные летучие органические соединения присутствуют в сборе паров в очень низкой концентрации, ниже миллионных долей (м.д.). Другими словами, ТГц сигнатура чувствительна к минимальным изменениям в составе паров и обеспечивает высокочувствительное обнаружение. Высокая разрешающая способность ТГц сигнатуры позволяет определять различия между сигнатурами различных полов. При недостаточно высокой разрешающей способности сигнатуры, ТГц сигнатуры будут перекрываться и различить их будет невозможно. Напротив, применение инфракрасного излучения не обеспечивает идентифицируемый сигнал. Спектроскопический анализ с использованием инфракрасного излучения, включая сбор газа и разделение различных химических компонентов, приводит к неудовлетворительным результатам. Более того, высокая скорость доставки газа, требуемая для инфракрасной спектроскопии, не позволяет производить сбор носителя и разделенных компонентов на небольшой пощади. Кроме того, период времени для сбора определенного количества летучих органических соединений, которое можно проанализировать спектроскопически с использованием инфракрасного излучения, значительно выше. Например, время, необходимое для получения идентифицируемых данных инфракрасного спектра, составляет приблизительно полчаса. Кроме того, концентрация летучих органических соединений в упомянутом выше подходе является слишком низкой, чтобы обеспечить надлежащее поглощение инфракрасного излучения. Другими словами, для обеспечения идентифицируемого сигнала требуются гораздо более высокие концентрации. Использование методов комбинационного рассеяния (эффект Рамана) может обеспечить идентифицируемый сигнал даже при низких концентрациях летучих органических соединений, однако, время сбора данных составляет намного дольше, чем при применении методики согласно настоящему изобретению, и поэтому не подходит для коммерческого использования, в котором скорость сортировки яиц является важным параметром. Более того, следует отметить, что методики, известные в данной области техники, использующие ТГц-спектроскопию, обеспечивают спектральный анализ каждого химического компонента собранных летучих органических соединений, отдельно показывая присутствие в определенной концентрации каждого собранного летучего органического соединения, что является высокозатратным по времени. Поскольку период времени, затрачиваемый на улавливание минимального количества собранных летучих органических соединений, находящихся в концентрации, достаточной для обеспечения идентифицируемой сигнатуры, меньше, чем период времени, затрачиваемый на транспортировку яйца из каретки на конвейер, то методика согласно настоящему изобретению не увеличивает общее время обычного процесса транспортировки. Например, если вакуумная обработка для транспортировки яиц перед сортировкой и транспортировкой в инкубатор составляет менее 5 секунд (например, 3 секунды), период времени, затраченный на улавливание минимального количества собранных летучих органических соединений, также составляет менее 5 секунд (например, 3 секунды) и может быть интегрировано в процесс сортировки яиц перед инкубацией.In some embodiments, the permeable condenser 104 is configured to trap the collected volatile organic compounds for a period of time less than the period of time taken to transport the egg from the carriage to the conveyor. In this regard, it should be noted that the ability of the system to determine the THz signature provides a high speed of analysis, which is an important parameter for commercial use in the poultry industry. It should be understood that, as described above, THz radiation allows an identifiable signature to be obtained even when the accumulated volatile organic compounds are present in the vapor collection at a very low concentration, below parts per million (ppm). In other words, the THz signature is sensitive to minimal changes in vapor composition and provides highly sensitive detection. The high resolution of the THz signature makes it possible to distinguish between the signatures of different sexes. If the resolution of the signature is not high enough, the THz signatures will overlap and it will be impossible to distinguish between them. On the contrary, the use of infrared radiation does not provide an identifiable signal. Spectroscopic analysis using infrared radiation, including gas collection and separation of various chemical components, leads to unsatisfactory results. Moreover, the high gas delivery rate required for infrared spectroscopy does not allow the carrier and separated components to be collected with little margin. In addition, the time period for collecting a certain amount of volatile organic compounds, which can be analyzed spectroscopically using infrared radiation, is much longer. For example, the time required to obtain identifiable infrared data is approximately half an hour. In addition, the concentration of volatile organic compounds in the above approach is too low to provide adequate absorption of infrared radiation. In other words, much higher concentrations are required to provide an identifiable signal. The use of Raman techniques (Raman effect) can provide an identifiable signal even at low concentrations of volatile organic compounds, however, the acquisition time is much longer than with the technique of the present invention and is therefore not suitable for commercial use where egg grading speed is is an important parameter. Moreover, it should be noted that techniques known in the art using THz spectroscopy provide a spectral analysis of each chemical component of the collected volatile organic compounds, separately showing the presence at a certain concentration of each collected volatile organic compound, which is highly time consuming. Since the period of time required to capture the minimum amount of collected volatile organic compounds in a concentration sufficient to provide an identifiable signature is less than the period of time required to transport the egg from the carriage to the conveyor, the method of the present invention does not increase the overall time of the conventional process. transportation. For example, if the vacuum treatment to transport the eggs before sorting and transport to the incubator is less than 5 seconds (e.g. 3 seconds), the time taken to capture the minimum amount of VOCs collected is also less than 5 seconds (e.g. 3 seconds) and can be integrated into the egg sorting process before incubation.

Блок управления 106 может содержать устройство для сортировки, которое управляет отводящим устройством, расположенным на конце отводящего конвейера. Указанное сортирующее устройство имеет доступ к данным, полученным с помощью устройства обработки данных 106D, указывающим на одно или более свойств яйца, в обучаемой базе данных, хранящимся в памяти, и использует указанные данные для выполнения сортировки. Указанные данные также могут включать параметры сортировки и результаты сравнения. После того, как данные сохранены в обучаемой базе данных, такие данные могут быть проанализированы с использованием известных инструментов для анализа баз данных, таких как язык запросов, такой как, например, Microsoft SQL. Согласно указанному сравнению устройство для сортировки определяет, какие яйца являются яйцами женского и мужского пола, и, если яйца женского пола, их фертильность. Таким образом, сортирующее устройство выполнено с возможностью получения от устройства обработки 106D с помощью модуля передачи, данных, указывающих на одно или более свойств яйца, и управления отводящим устройством для селективного перенаправления отсортированных яиц. Указанное устройство для сортировки затем может классифицировать яйца и активировать отводящее устройство. Указанное отводящее устройство перенаправляет яйца с непрерывной ленты конвейера на другой конвейер или средства сбора. Указанное отводящее устройство может иметь форму вала соленоида, являющегося зубчатым, таким образом, что он или образует продолжение конвейера, или переход. Функции устройства для сортировки может выполнять устройство обработки данных 106D, образуя единое устройство.The control unit 106 may include a sorter that controls a diverter located at the end of the diverter conveyor. Said sorter has access to data obtained by data processor 106D indicative of one or more egg properties in a learning database stored in memory and uses said data to perform sorting. The specified data can also include sorting options and comparison results. Once the data is stored in a training database, such data can be analyzed using known database analysis tools, such as a query language such as, for example, Microsoft SQL. According to said comparison, the sorting device determines which eggs are female and male eggs and, if the eggs are female, their fertility. Thus, the grading device is configured to receive data indicative of one or more properties of the egg from the processor 106D via the transmission module and control the diverter to selectively redirect sorted eggs. Said sorting device can then classify the eggs and activate the diverting device. Said diverter redirects the eggs from the continuous conveyor belt to another conveyor or collection means. Said diverter may be in the form of a solenoid shaft which is toothed so that it either forms a continuation of the conveyor or a transition. The functions of the device for sorting can be performed by the data processing device 106D, forming a single device.

На Фиг. 2A показана фотография, иллюстрирующая вакуумный захват 102, содержащий разряжаемый под давлением конденсатор и выполненный с возможностью удерживания яйца с помощью системы всасывания. На Фиг. 2B показана фотография, на которой изображен разряжаемый под давлением конденсатор 104, выполненный в виде проницаемой под давлением мембраны, расположенной на пути распространения ЛОС, выделяемых из яйца через скорлупу. Как описано выше, разряжаемый под давлением конденсатор 104 выполнен с возможностью улавливания накопленных летучих органических соединений с помощью мембраны при воздействии отрицательного давления.On FIG. 2A is a photograph illustrating a vacuum gripper 102 containing a pressurized capacitor and configured to hold an egg with a suction system. On FIG. 2B is a photograph showing a pressure-discharge capacitor 104 in the form of a pressure-permeable membrane located in the path of VOCs released from the egg through the shell. As described above, the pressure discharge capacitor 104 is configured to trap accumulated volatile organic compounds with the membrane when subjected to negative pressure.

На Фиг. 3A показана блок-схема 200, в качестве примера описывающая способ, осуществляемый описанной выше системой 100, использующая блок управления 106 согласно настоящему изобретению для определения сигнатуры ТГц спектра и определения одного или более свойств яйца перед инкубацией. Указанная блок-схема иллюстрирует работу системы для получения данных о свойствах яйца. Способ 200 включает этапы получения данных, свидетельствующих о том, что собранные летучие органические соединения просканированы с помощью электромагнитного излучения в ТГц диапазоне на этапе 202 и обработки указанных данных для определения сигнатуры, указывающей на по меньшей мере одно свойство, выбранное из пола и фертильности на этапе 204. Этап 204 обработки может включать этап 206 распознавания паттерна сигнатуры.On FIG. 3A is a flowchart 200 exemplarily describing the method implemented by the system 100 described above using the control unit 106 of the present invention to determine the signature of the THz spectrum and determine one or more pre-incubation properties of the egg. This block diagram illustrates the operation of the system for obtaining data on the properties of the egg. The method 200 includes the steps of obtaining data indicating that the collected volatile organic compounds are scanned using electromagnetic radiation in the THz range at step 202 and processing this data to determine a signature indicative of at least one property selected from sex and fertility at step 204. Processing step 204 may include a signature pattern recognition step 206 .

Согласно некоторым вариантам реализации перед этапом 202 получения данных, указывающих на собранные летучие органические соединения, способ 200 дополнительно включает выполнение ТГц спектроскопии яйца на этапе 210. Этот этап может осуществляться путем сканирования собранных летучих органических соединений, уловленных разряжаемым под давлением конденсатором, электромагнитным излучением в ТГц диапазоне в пределах окна сканирования, составляющего приблизительно 100 ГГц (например, путем сбора 500 измерений контрольных точек). Такое узкое окно сканирования позволяет быстро просканировать яйцо и снизить период времени, требуемый для анализа. Более того, указанное узкое окно сканирования также обеспечивает быстрое шумоподавление и повышение точности измерений.In some embodiments, prior to step 202 of obtaining data indicative of the collected volatile organic compounds, the method 200 further includes performing THz spectroscopy of the egg at 210. This step may be performed by scanning the collected volatile organic compounds captured by the pressurized capacitor with electromagnetic radiation in THz range within a scan window of approximately 100 GHz (for example, by collecting 500 test point measurements). This narrow scanning window allows the egg to be scanned quickly and reduces the time required for analysis. Moreover, this narrow scan window also provides fast noise reduction and improved measurement accuracy.

Согласно некоторым вариантам реализации, перед этапом 210 осуществления спектроскопии яйца в ТГц диапазоне, способ 200 может включать этап 208 улавливания собранных летучих органических соединений с помощью системы всасывания, причем указанное улавливание осуществляется в течение периода времени меньшего, чем период времени, затраченный на транспортировку яйца из каретки на конвейер, как описано выше.In some embodiments, prior to step 210 performing THz egg spectroscopy, method 200 may include step 208 of capturing the collected volatile organic compounds using a suction system, said capturing being performed for a period of time less than the period of time spent transporting the egg from carriages onto the conveyor as described above.

Согласно некоторым вариантам реализации, перед этапом 208 улавливания собранных летучих органических соединений с помощью системы всасывания, способ 200 может включать этап 214 получения референсного спектра путем спектроскопии с ТГц диапазоне не содержащего соединений референсного разряжаемого/проницаемого конденсатора, представляющего собой такой же разряжаемый/проницаемый конденсатор, который используется на этапе 210. Согласно некоторым вариантам реализации, способ 200 может включать этап очистки разряжаемого/проницаемого конденсатора, содержащего уловленные летучие соединения, для дальнейшего использования путем воздействия положительного/отрицательного давления.In some embodiments, prior to the step 208 of capturing the collected volatile organic compounds with the suction system, the method 200 may include the step 214 of obtaining a reference spectrum by THz spectroscopy of a compound-free reference discharging/permeable capacitor, which is the same discharging/permeable capacitor, which is used in step 210. According to some embodiments, method 200 may include the step of purifying a discharge/permeable capacitor containing trapped volatile compounds for further use by applying positive/negative pressure.

Согласно конкретному и неограничивающему примеру, выполнение ТГц спектроскопии осуществляется путем сканирования конденсатора и сбора 500 измерений контрольных точек. На этапе 204, где происходит обработка спектральных данных, спектр яйца, полученный с помощью проницаемого конденсатора, содержащего ЛОС яйца, на этапе 210 сравниваются с референсными спектральными данными, полученными на этапе 214.According to a specific and non-limiting example, performing THz spectroscopy is performed by scanning the capacitor and collecting 500 test point measurements. At step 204, where spectral data processing takes place, the egg spectrum obtained with the egg VOC-containing permeation capacitor at step 210 is compared with the reference spectral data obtained at step 214.

Согласно некоторым вариантам реализации, способ 200 может дополнительно включать этап 212 записи ТГц сигнатуры в обучаемую базу данных. Указанная обучаемая база данных может быть выполнена для обеспечения ТГц области скелетных колебаний/сигнатуры, связанных с одним или более свойством яйца. Например, способ 200 может включать хранение в обучаемой базе данных предварительно отобранных данных, указывающих на сигнатуру сигнала и/или свойства яйца с указанной сигнатурой. Этап 204 обработки данных может дополнительно включать сравнением полученных ТГц данных с данными, содержащимися в обучаемой базе данных. Полученные ТГц данные могут быть зарегистрированы в обучаемой базе данных. Зарегистрированные полученные ТГц данные могут использоваться для дальнейшего анализа последующих яиц. Необязательно, этап 204 обработки данных может дополнительно включать оценку одного или нескольких свойств яйца на основе данных, содержащихся в обучаемой базе данных. Оценка одного или более свойств может быть выполнена с использованием статистического анализа, в котором полученные ТГц данные сравниваются с ТГц данными, содержащимися в обучаемой базе данных, и выполняется статистическое сравнение. Если показан предварительно заданный уровень сходства, то считается, что ТГц данные обладают определенным свойством. После этапа 210 выполнения ТГц спектроскопии конденсатор может быть разряжен от содержащихся в нем ЛОС различными способами, которые включают десорбцию ЛОС и разряжение с использованием вакуума или потока высокого давления.According to some embodiments, method 200 may further include the step 212 of writing a THz signature to a training database. Said trainable database may be configured to provide a THz skeletal oscillation region/signature associated with one or more properties of the egg. For example, method 200 may include storing, in a training database, preselected data indicative of a signal signature and/or properties of an egg with said signature. The data processing step 204 may further include comparing the received THz data with the data contained in the training database. The received THz data can be registered in the training database. The recorded received THz data can be used for further analysis of subsequent eggs. Optionally, data processing step 204 may further include evaluating one or more properties of the egg based on the data contained in the training database. The evaluation of one or more properties may be performed using statistical analysis, in which the received THz data is compared with the THz data contained in the training database, and a statistical comparison is performed. If a predetermined level of similarity is shown, then the THz data is considered to have a certain property. After step 210 of performing THz spectroscopy, the capacitor may be discharged from the VOCs contained therein in various ways, which include desorption of the VOCs and underpressure using a vacuum or high pressure flow.

На Фиг. 3B показана блок-схема 300, в качестве примера описывающая способ, осуществляемый описанной выше системой 100, использующей блок управления 106 согласно настоящему изобретению для определения сигнатуры ТГц спектра и определения одного или более свойств яйца перед инкубацией, основывающийся на распознавании паттерна. Более подробно, работа блока управления 106 включает этап математической интерпретации распознавания паттерна на основе обучающего алгоритма, такого как алгоритм ускорения нейронной сети (Neural Network Acceleration algorithm (NNA)). Интерпретация распознавания паттерна основана на определении специфических признаков указанного паттерна, как например, определение основных и побочных пиков, количество основных и побочных пиков, ширина указанных пиков и расстояние между ними.On FIG. 3B is a flowchart 300 exemplarily describing the method implemented by the system 100 described above using the control unit 106 of the present invention to determine the THz spectrum signature and determine one or more pre-incubation egg properties based on pattern recognition. In more detail, the operation of the control unit 106 includes the step of mathematically interpreting pattern recognition based on a learning algorithm such as a Neural Network Acceleration algorithm (NNA). The pattern recognition interpretation is based on determining the specific features of the specified pattern, such as the definition of main and side peaks, the number of main and side peaks, the width of these peaks and the distance between them.

Согласно некоторым вариантам реализации, этап обработки 204 согласно описанному выше способу 200 может включать следующие этапы: необязательный этап предварительной обработки 310, предназначенный для исключения нерелевантных спектральных трендов, присутствующих в измерениях, и для фильтрации случайного шума при измерениях; этап выделения характерных признаков 312, предназначенный для оценки наиболее релевантных векторов, определяющих данные, с использованием анализа основных компонентов; и этап классификации паттернов 314 с использованием комбинированного линейного и нелинейного подхода к распознаванию паттернов.In some embodiments, the processing step 204 of the method 200 described above may include the following steps: an optional pre-processing step 310 for eliminating irrelevant spectral trends present in the measurements and for filtering out random noise in the measurements; a feature extraction step 312 for evaluating the most relevant data defining vectors using principal component analysis; and a pattern classification step 314 using a combined linear and non-linear pattern recognition approach.

Согласно конкретному и неограничивающему примеру, необязательный этап обработки 310 может включать этап создания обучаемой базы данных. Указанный этап создания обучаемой базы данных может включать этапы сбора спектрограмм, предварительной обработки спектрограмм, как показано выше, и обработку полученных результатов преобразованием Фурье. Этап предварительной обработки 310 выполняют с использованием референсных спектральных данных, полученных на этапе 214, описанном выше, и спектральных данных яйца, полученных на этапе 210, описанном выше. Этап выделения характерных признаков 312 может включать этап вычитания обработанных референсных данных из обработанных данных, полученных для образца. Полученные в результате данные относятся к или представляют собой информацию, касающуюся только яиц (не включают данные для разряжаемого по давлением конденсатора). За указанным этапом вычитания обработанных референсных данных (например, результаты для разряжаемого под давлением конденсатора) из обработанных данных, полученных для образца, (например, результаты, полученные для яичного образца) может следовать этап второго преобразования Фурье информации, относящейся к яйцу, с получением специфичных связанных с яйцом сигналов, включая среди прочего сигналы для разделения по признаку пола.As a specific and non-limiting example, the optional processing step 310 may include the step of creating a trainable database. Said step of creating a trainable database may include the steps of collecting spectrograms, pre-processing the spectrograms, as shown above, and processing the obtained results with a Fourier transform. The pre-processing step 310 is performed using the reference spectral data obtained in step 214 above and the egg spectral data obtained in step 210 described above. The step of feature extraction 312 may include the step of subtracting the processed reference data from the processed data obtained for the sample. The resulting data refer to or represent information relating to eggs only (does not include data for a pressure-discharged capacitor). This step of subtracting processed reference data (e.g. results for a pressure discharge capacitor) from processed data obtained for a sample (e.g. results obtained for an egg sample) may be followed by a second Fourier transform step of the egg related information to obtain specific egg-related cues, including but not limited to cues for sex separation.

Этап классификации паттернов 314 может включать этапы сравнения всех полученных результатов с обучаемой базой данных. При создании обучаемой базы данных те же самые яйца были исследованы методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) для определения пола. Затем все векторы, полученные в результате математической обработки и вариации (т.е. математически вычисленные различия) между образцами «преобразуются» для определения пола и разделения в две группы, как показано на Фиг. 6.The pattern classification step 314 may include the steps of comparing all of the results obtained against the training database. When creating a trainable database, the same eggs were tested by polymerase chain reaction (PCR) for sex determination. Then, all vectors resulting from mathematical processing and variation (i.e., mathematically calculated differences) between the samples are "transformed" to determine sex and split into two groups, as shown in FIG. 6.

После создания обучаемой базы данных, все последующие данные измерения яиц сравниваются с обучаемой базой данных с использованием одних и тех же математических процессов. На Фиг. 4A-4C показаны ТГц спектры, полученные для яиц мужского пола (4A), яиц женского пола (4B) и неиспользованного конденсатора в качестве образца сравнения (4C) соответственно. Сканирование выполняется в пределах окна, составляющего 100 ГГц, в диапазоне от 390 ГГц до 490 ГГц, с шагом 0,2 ГГц с получением 500 контрольных точек. В частности, на графике на Фиг. 4C показан спектр яйца, полученный вместе с сопряженным калибровочным спектром для использования в качестве сравнительного контроля согласно настоящему изобретению.Once the trainable database is created, all subsequent egg measurements are compared to the trainable database using the same mathematical processes. On FIG. 4A-4C show the THz spectra obtained from male eggs (4A), female eggs (4B), and an unused capacitor as reference sample (4C), respectively. Scanning is performed within a window of 100 GHz, from 390 GHz to 490 GHz, in 0.2 GHz steps, obtaining 500 control points. In particular, in the graph in Fig. 4C shows an egg spectrum obtained with a conjugate calibration spectrum for use as a comparative control according to the present invention.

На Фиг. 5A-5B показана ТГц сигнатура, полученная для яйца женского пола (5A), яйца мужского пола (5B) соответственно, с использованием методики идентификации обработки, описанной в отношении Фиг. 3B выше согласно настоящему изобретению. Более подробно, на Фиг. 5A показан средний результат этапа 204, описанного выше, после удаления нерелевантных спектральных трендов, присутствующих в измерениях, и для фильтрации случайного шума при измерениях. По оси X представлены 500 контрольных точек измерения, а по оси Y представлена интенсивность преобразования Фурье. Вычисление частоты пиков в описанных выше графиках осуществляется следующим образом:On FIG. 5A-5B show the THz signature obtained for a female egg (5A), a male egg (5B), respectively, using the processing identification technique described with respect to FIG. 3B above according to the present invention. In more detail, in FIG. 5A shows the average result of step 204 above after removing irrelevant spectral trends present in the measurements and filtering out random noise in the measurements. The X-axis represents the 500 measurement control points, and the Y-axis represents the intensity of the Fourier transform. The calculation of the frequency of the peaks in the graphs described above is carried out as follows:

Частота = 400 ГГц + 100 ГГц/500 контрольных точек.Frequency = 400 GHz + 100 GHz / 500 test points.

Как ясно показано на Фиг. 5A-5B, методика согласно настоящему изобретению позволяет получить различные ТГц сигнатуры, указывающие на различные свойства яйца. Например, показано, что ТГц сигнатура для яиц женского пола содержит один основной пик после приблизительно 140 контрольных точек. ТГц сигнатура для яиц мужского пола содержит несколько пиков (приблизительно 5), определяя сложную ТГц сигнатуру по меньшей мере после приблизительно 140 и 180 контрольных точек. Например, этап классификации паттернов может включать определение пола яйца путем определения количества основных пиков. Согласно конкретному и неограничивающему примеру, при обнаружении трех пиков пол яйца определяют как мужской. При обнаружении двух пиков пол яйца определяют как женский. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что сигнал паттерна определяет ТГц сигнатуру, в которой равные расстояния между основными пиками постоянны для каждого пола. Более подробно, различие между яйцами мужского и женского пола и неоплодотворенными яйцами обусловлено различиями в соотношении содержания ЛОС. Как правило, оплодотворенные яйца содержат больше (более высокая концентрация) спиртов и ароматических соединений по сравнению с неоплодотворенными яйцами, которые содержат те же самые соединения, но в гораздо более низких концентрациях. Яйца мужского и женского пола содержат одинаковые ЛОС, но также различаются по соотношению между ними. Яйца женского пола содержат более высокие концентрации длинноцепочечных кетонов и ароматических спиртов и альдегидов. Каждая комбинация или смесь ЛОС имеет отдельную ТГц сигнатуру, которую можно преобразовать с использованием принципов настоящего изобретения в отдельные пики преобразования Фурье. Таким образом, определение специфических признаков паттерна, таких как количество пиков, расстояние между основными пиками, определение основных и побочных пиков и ширины пиков позволяет определять свойства яйца. Другими словами, авторы настоящего изобретения обнаружили, что получение соотношения между ТГц сигнатурами различных свойств яйца позволяет определить указанные свойства, и что специфическая идентификация каждого компонента ЛОС, также как и каждой концентрации не является обязательной для определения свойств яйца. Такая способность системы согласно настоящему изобретению очень важна в птицеводческий промышленности, поскольку она значительно снижает время определения свойств яйца.As clearly shown in FIG. 5A-5B, the methodology of the present invention produces different THz signatures indicative of different properties of the egg. For example, the THz signature for female eggs is shown to contain one major peak after approximately 140 breakpoints. The THz signature for male eggs contains several peaks (about 5), defining a complex THz signature after at least about 140 and 180 breakpoints. For example, the pattern classification step may include determining the sex of the egg by determining the number of major peaks. According to a specific and non-limiting example, when three peaks are detected, the sex of the egg is determined to be male. If two peaks are found, the sex of the egg is determined as female. The present inventors have found that the pattern signal defines a THz signature in which equal distances between major peaks are constant for each gender. In more detail, the difference between male and female eggs and unfertilized eggs is due to differences in the ratio of VOC content. Generally, fertilized eggs contain more (higher concentration) alcohols and aromatics than unfertilized eggs, which contain the same compounds but at much lower concentrations. Male and female eggs contain the same VOCs but also differ in the ratio between them. Female eggs contain higher concentrations of long chain ketones and aromatic alcohols and aldehydes. Each combination or mixture of VOCs has a distinct THz signature, which can be converted using the principles of the present invention into distinct Fourier transform peaks. Thus, the determination of specific features of the pattern, such as the number of peaks, the distance between the main peaks, the determination of the main and secondary peaks and the width of the peaks, allows you to determine the properties of the egg. In other words, the inventors of the present invention have found that obtaining a relationship between the THz signatures of various properties of an egg makes it possible to determine said properties, and that the specific identification of each VOC component, as well as each concentration, is not necessary to determine egg properties. This ability of the system according to the present invention is very important in the poultry industry, as it significantly reduces the time to determine the properties of the egg.

На Фиг. 6 представлен этап классификации паттернов и разделения по признаку пола, осуществляемого с использованием этапа классификации паттернов 314 согласно описанному выше способу 300. Как ясно показано на фигуре, методика согласно настоящему изобретению позволяет различать пол. В частности, на оси X представлен номер яйца, а по оси Y расстояние между векторами мужских и женских яиц, полученные на этапе 312 описанного выше способа 300.On FIG. 6 shows the step of pattern classification and sex separation performed using the pattern classification step 314 according to method 300 described above. Specifically, the x-axis represents the egg number and the y-axis represents the distance between the male and female egg vectors obtained in step 312 of the method 300 described above.

В формуле изобретения термин «содержит» не исключает присутствия других элементов или этапов помимо перечисленных в указанном пункте. Кроме того, термины, используемые в настоящей заявке в единственном числе, определены как один или более одного. Кроме того, вводные фразы, такие как «по меньшей мере один» и «один или более» в формуле изобретения не следует понимать как подразумевающие, что включение в пункт других элементов в единственном числе (употребляемые с неопределенными артиклями «a» или «an») ограничивает конкретный пункт, содержащий такой включенный элемент изобретениями, включающими только этот элемент, даже если в указанном пункте присутствуют вводные фразы «один или более» или «по меньшей мере один» и элементы в единственном числе (неопределенные артикли «a» или «an»). То же самое справедливо в отношении определенных артиклей. Если не указано иное, такие термины как «первый» и «второй» используются исключительно для различия элементов, описываемых указанными терминами. Таким образом, не всегда указанные термины указывают на временную или иную приоритетность таких элементов. Сам факт того, что определенные признаки заявлены в отличных друг от друга пунктах, не означает, что использование комбинация указанных признаков не будет полезным.In the claims, the term "comprises" does not exclude the presence of other elements or steps other than those listed in the specified paragraph. In addition, the terms used in this application in the singular are defined as one or more than one. In addition, introductory phrases such as "at least one" and "one or more" in the claims should not be taken to imply that the inclusion of other singular elements in a claim (used with the indefinite articles "a" or "an" ) restricts a particular claim containing such an included element to inventions that include only that element, even if the said clause contains the introductory phrases "one or more" or "at least one" and elements in the singular (the indefinite articles "a" or "an "). The same is true for the definite articles. Unless otherwise indicated, terms such as "first" and "second" are used solely to distinguish between the elements described by said terms. Thus, the indicated terms do not always indicate the temporal or other priority of such elements. The mere fact that certain features are claimed in different claims does not mean that the use of a combination of said features would not be beneficial.

Хотя в настоящей заявке проиллюстрированы и описаны определенные признаки настоящего изобретения, для специалиста в области техники будут очевидны множество модификаций, замен, изменений и эквивалентов. Таким образом, следует понимать, что прилагаемая формула изобретения охватывает все такие модификации и изменения, как подпадающие под объем настоящего изобретения.Although the present application has illustrated and described certain features of the present invention, many modifications, substitutions, changes and equivalents will be apparent to those skilled in the art. Thus, it is to be understood that the appended claims cover all such modifications and variations as fall within the scope of the present invention.

Claims

1. A system for determining one or more egg properties prior to incubation, comprising:

at least one vacuum gripper containing a pressure-dischargeable capacitor, wherein said vacuum gripper is configured to hold an egg by means of a suction system, and wherein said pressurized capacitor is located in the path of propagation of volatile organic compounds emitted by the egg, and said discharged under the pressurized condenser is configured to capture the collected volatile organic compounds; and

a control unit configured to receive data indicating that the collected volatile organic compounds are scanned by electromagnetic radiation in the THz range, and process said data to determine a signature indicative of at least one property of the egg, thereby obtaining information data indicating about at least one property of the egg.

2. The system according to claim. 1, characterized in that the specified control unit is configured to recognize the pattern of the specified signature.

3. The system according to claim 1 or 2, characterized in that said pressurized capacitor is configured to trap the collected volatile organic compounds for a period of time less than the period of time spent transporting the egg from the carriage to the conveyor.

4. The system according to claim. 3, characterized in that the specified period of time is less than 5 seconds.

5. The system according to any one of the preceding claims, further comprising a spectroscopic assembly comprising a radiation transmission unit configured to scan said permeable capacitor holding the collected volatile organic compounds by generating electromagnetic radiation in the THz range within a scan window of approximately 100 GHz, and a detection unit configured to detect electromagnetic radiation emitted by said collected volatile organic compounds.

6. The system according to claim 5, characterized in that said detection unit is located at a certain distance from said permeable capacitor, where said distance is less than the wavelength of electromagnetic radiation.

7. A system according to any one of the preceding claims, characterized in that said pressure-discharge capacitor has a thickness of at least several times the wavelength of the electromagnetic radiation.

8. A method for determining one or more properties of an egg prior to incubation, comprising:

obtaining data indicating that the collected volatile organic compounds are scanned with electromagnetic radiation in the THz range;

capturing the collected volatile organic compounds using a suction system, where the specified capturing is carried out for a period of time less than the period of time spent transporting the egg from the carriage to the conveyor; and

processing said data to determine a signature indicative of at least one property selected from sex and fertility.

9. The method according to claim 8, characterized in that said processing includes recognizing a pattern of said signature.

10. The method according to claim 8 or 9, further comprising performing a THz spectroscopic examination of the egg.

11. The method of claim 10, further comprising scanning the collected volatile organic compounds with electromagnetic radiation in the THz range within a scan window of approximately 100 GHz.

12. The method according to any one of paragraphs. 8-11, characterized in that the specified time period is less than 5 seconds.