CN113329618A

CN113329618A - 用于控制生物体光依赖性条件的系统和确定该系统的配置的方法

Info

Publication number: CN113329618A
Application number: CN202080010342.5A
Authority: CN
Inventors: D·萨博; S·德尔汀格; M·沙伯格
Original assignee: Merck Patent GmbH
Current assignee: Merck Patent GmbH
Priority date: 2019-01-23
Filing date: 2020-01-21
Publication date: 2021-08-31
Also published as: JP2022523659A; EP3685656A1; BR112021014462A2; CA3127460A1; AR117866A1; WO2020152133A1; EP3914064A1; US20220087112A1

Abstract

本发明涉及控制一种生物体或多种生物体，例如特别是一种或多种植物的生长的领域。具体地，本发明涉及一种用于调制生物体要暴露于其的光的调制系统。

Description

用于控制生物体光依赖性条件的系统和确定该系统的配置的方法

技术领域

本发明涉及通过控制一种或多种生物体暴露于其的光的性能控制一种生物体或多种生物体，例如特别是一种或多种植物的生长的领域。具体地，本发明涉及用于对生物体要暴露的光进行调制的调制系统、用于确定调制系统和相关处理平台的配置的方法、以及一种用于控制生物体的光依赖性条件的系统，包含所述调制系统和所述处理平台的系统。

背景技术

现代农业和畜牧业离不开各种各样的方法和系统，人类试图通过这些方法和系统来具体定义和控制各自生物体(例如植物、动物、真菌)所处的特定条件，以影响它们的生长，以优化它们的生长速率或它们的特性或它们的果实或后代的特性。类似地，在科学和医学中，例如细菌的微生物体的人工培养通常是在明确定义和受控的条件下进行的。通常，这些受控条件包含肥料、食物量和组成、药物、温度、光的强度和光谱特性以及生物体所暴露的湿度中的一种或多种。

具体涉及光作为一种条件，使用人造光源、遮光装置或至少部分透明的材料例如塑料或金属箔或玻璃(例如，在温室中)以调整或改变培养生物体暴露的光的强度的方法和系统是众所周知的。

然而，仍然希望进一步提高生物体光控生长的有效性，特别是为了实现甚至更好的生长速率和/或增加选择性优化培养生物体或其果实或后代的特定性能的能力。

发明概述

因此，本发明的一个目的是提供系统和方法以进一步改善生物体的光控生长的有效性。

独立权利要求的教导提供了对这个问题的解决方案。本发明的各种优选实施方案由从属权利要求的教导提供。

本发明的第一方面涉及一种用于调制生物体(或多种生物体)，优选植物待暴露于其的光的调制系统。该系统包含光调制装置，该光调制装置包含一个或多个光调制设备，该光调制设备适于通过相应的光调制材料调制待施加到生物体的光。光调制装置是可重构的，使得光调制装置至少有两种可选配置，这会导致相应不同调制待施加于生物体的光。

如本文所使用的，术语“光调制”、“光调制的”和类似术语是指人工调整入射光的光谱特性，所述入射光例如来自自然光源的光(通常是直接或间接(例如反射或散射)太阳光)或来自一种或多种暴露于特定材料(“光调制材料”)的人造光源。入射光的光谱特性的调整由此由该光调制材料的固有特性引起，使得从光调制材料发射或反射的输出调整光的所得波长光谱包含一个或多个入射光波长光谱的差异。此外，这些差异中的至少一个源自波长偏移(即，输出调整光的所得光谱的至少一个分量源自入射光光谱中相应分量的波长偏移)。特别地，这种光调制可以基于通过光调制材料使入射光波长上转换或下转换(波长位移(特别是斯托克斯或反斯托克斯位移，例如发光))、选择性反射或选择性过滤。因此，入射光的仅仅强度调制(即没有波长位移)，例如通过遮光或类似的方法，不应被认为是本发明意义上的光调制。

光调制材料可以特别包含一种或多种光调制颜料、染料和/或发光材料。如本文所使用的，术语“颜料”是指不溶于水溶液并由于波长选择性吸收和/或反射而改变反射或透射光的颜色的材料。术语“颜料”特别是指无机颜料、有机颜料和无机-有机杂化颜料中的每一种。如本文所用的，术语“染料”是指可溶于水溶液并由于辐射的波长选择性吸收而改变颜色的有色物质。特别地，这种光调制染料可以是有机染料。

光谱，至少是入射光，可以特别地包含在电磁光谱的紫外(UV)、可见(VIS)、和/或近红外(NIR)范围的一种或多种光谱分量。在本文中，术语“UV”、“VIS”和“NIR”优选是指波长范围为100nm至389nm(对于UV)、390nm到700nm(对于VIS)和701nm到1000nm的电磁辐射。

特定的(第一)光调制与另一个(第二)光调制不同，如果它对相同入射光的影响不同，使得第一和第二光调制的所得波长光谱彼此相差超过仅一个比率，例如规范化(norming)或阻尼因子。例如，如果两个光谱具有(i)一个或多个单独的光谱分量不存在于相应的其他光谱中，或者(ii)横跨共享光谱分量的不同强度分布，则它们之间存在差异。因此，光调制装置的至少两个可选配置中的每一个导致要施加到生物体的光的相应不同调制并且因此导致该光的不同波长谱。

如本文所使用的，术语“生物体”或“(多个)生物体”，是指多细胞生命形式中的一种(或多种)，例如植物、动物(特别可以是人类)、真菌或单细胞生命形式，如原生生物、细菌和古菌(archaeon)。术语“生物体”涉及原核生物体和真核生物体。每当本文以单数形式提及“生物体”时，这意味着也隐含地指代多个生物体作为替代。因此，本文描述的系统和方法可以类似地在给定时间点应用于一个生物体或多个生物体。

在本说明书和权利要求中使用术语“包含”时，不排除其他要素或步骤。当指代单数名词时使用不定冠词或定冠词，例如“一”或“一个/种”、“该”，这包括该名词的复数形式，除非另有具体说明。

说明书和权利要求中的术语“第一”、“第二”、“第三”等用于区分相似要素，并且不一定用于描述顺序或时间顺序。应当理解，如此使用的术语在适当的情况下是可互换的，并且本文描述的本发明的实施方案能够以不同于本文描述或阐明的其他顺序进行操作。

本发明特别提供了一种用于调制生物体(或一组多个生物体)，优选植物待暴露于其的光的可重构的解决方案。具体地，该解决方案可以特别用于实现增强施加调制光的生物体的至少一个生长效果。具体地，增强的生长效果可以是生物体作为一个整体的整体增强生长效果，或也可以是选择性增强生长效果，其仅与生物体的一个或多个选定生长效果的增强有关。例如但不限于，增强可以选择性地主要或排他地与一种或多种植物的相应茎、叶或果实的生长相关。

在以下中，描述了调制系统的优选的实施方案，其可以彼此任意组合或与本发明的其他方面任意组合，除非这种组合被明确排除或在技术上不可能。

根据一些实施方案,其中光调制材料包含至少一种发光，优选光致发光材料。特别地，发光材料可以包含或由至少一种磷光体组成。具体地，这种磷光体可以选自以下材料的组：AL₂O₃Cr³⁺(红宝石)、Mg₂TiO₄:Mn⁴⁺(MTO)、Y₂MgTiO₆:Mn⁴⁺(YMT)、Ca₃Al₄ZnO₁₀(CAZO)。

如本文所使用的，术语“磷光体”是指含有一个或多个发光中心的荧光或磷光无机材料。发光中心由活化剂元素形成，例如，稀土金属元素的原子或离子，例如La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu，和/或过渡金属元素的原子或离子，例如Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag、Au和Zn，和/或主族金属元素的原子或离子，例如Na、Tl、Sn、Pb、Sb和Bi。合适的磷光体的实例包括基于石榴石、硅酸盐、原硅酸盐、硫代镓酸盐、硫化物、氮化物、硅基氧氮化物、次氮基硅酸盐、次氮基铝硅酸盐、氧代次氮基硅酸盐、氧代次氮基铝硅酸盐和稀土掺杂的赛隆的磷光体。本申请含义内的磷光体是吸收特定波长范围的电磁辐射，优选蓝色和/或紫外线(UV)电磁辐射并将吸收的电磁辐射转化为具有不同波长或甚至波长范围的电磁辐射的材料，优选可见(VIS)光，例如紫光、蓝光、绿光、黄光、橙光或红光，或近红外光(NIR)。在PCT/EP2018/07008和PCT/EP2018/06999的每一个中特别提供了光调制材料的实例，包括特别是磷光体的实例，它们各自通过以下参考的方式整体并入本文。

如本文所使用的，术语“发光”是指荧光和磷光的统称。因此，“发光的”是“荧光的”和“磷光的”的统称。如本文所使用的，术语“荧光”或“荧光的”是指自旋多重性(2S+1)＝1的单线态的自旋允许光发射。如本文所使用的，术语“磷光”或“磷光的”是指自旋多重性(2S+1)≥3的三重态或更高自旋态(例如五重态)的自旋禁止光发射，其中S是总自旋角动量(所有电子自旋的总和)。

根据一些进一步的实施方案，光调制材料可以包含一种或多种聚合物，优选一种或多种有机聚合物。通过实例的方式且不限制，这一种或多种有机聚合物可以选自以下材料的组：聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚丙烯腈(PAN)、聚丙烯酰胺(PAA)、聚酰胺(PA)、芳纶(聚芳酰胺)、(PPTA,

)、聚(间亚苯基对苯二甲酰胺)(PMPI,

)、聚酮，如聚醚酮(PEK)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET、PETE)、聚碳酸酯(PC)、聚乙二醇(PEG)、聚氨酯(PU)、Kapton K和Kapton HN是聚(4,4'-氧基二亚苯基-均苯四甲酰亚胺)、聚(有机)硅氧烷和三聚氰胺树脂(MF)。

具体地,根据一些实施方案，光调制材料可以包含基质材料和以下的一种或多种或以下的两种或更多种的组合，例如混合物：

a)包含至少一种磷光体的组合物，其中磷光体具有小于500nm或大于600nm范围的峰值发射光波长；

b)包含至少一种磷光体的组合物，所述磷光体具有650nm或更大范围的由磷光体发出的光的峰值波长，优选在650至1500nm的范围，更优选在650至1000nm的范围，甚至更优选在650至800nm的范围，此外优选在650至750nm的范围，更优选其为660nm至730nm，最优选670nm至710nm；

c)至少一种磷光体，所述磷光体具有500nm或更小范围的由磷光体发出的光的峰值波长，优选在250nm至500nm的范围，更优选在300nm至500nm的范围，甚至更优选在350nm至500nm，此外优选在400nm至500nm的范围，更优选在420nm至480nm的范围，最优选在430nm至460nm的范围；

d)至少一种磷光体，所述磷光体具有500nm或更小范围的由磷光体发出的光的第一峰值波长，和650nm或更大范围的由磷光体发出的光的第二峰值波长，优选由磷光体发出的光的第一峰值波长在250-500nm的范围，和第二峰值发射光波长在650-1500nm的范围，更优选由磷光体发出的光的第一峰值波长在300-500nm的范围，和第二峰值发射光波长在650-1000nm的范围，甚至更优选由磷光体发出的光的第一峰值波长在350-500nm的范围，和第二峰值发射光波长在650-800nm的范围，此外优选由磷光体发出的光的第一峰值波长在400-500nm的范围，和第二峰值发射光波长在650-750nm的范围，更优选由磷光体发出的光的第一峰值波长在420-480nm的范围，和第二峰值发射光波长在660-740nm的范围，最优选由磷光体发出的光的第一峰值波长在430-460nm的范围，和由磷光体发出的光的第二峰值波长在660-710nm的范围。

如本文所用的，术语“峰值波长”是指在发射或吸收光谱中出现峰值的波长。具体地，该术语可以涉及在光谱内分别具有最大强度和吸收的主峰和/或一个或多个侧峰，每个侧峰分别具有比主峰更低的强度值和吸收值。

在一些实施方案中，光调制装置例如通过一个或多个光调制设备及其相应的一个或多个光调制材料中至少一个的各自配置，被配置成选择性地调制要施加到生物体的光的至少一个光谱分量的强度。

使用这些光调制材料中的任何一种或多种的光调制系统对于促进广泛多种不同生物体的生长特别有效，特别是包括范围广泛的植物，例如蔬菜、草药和花。下面将结合图8讨论植物和合适的光调制材料的具体实例，以全局或选择性地在某些生长方面加强它们的生长。

根据一些实施方案，光调制装置包含可重构的光调制设备，其包含：(i)容器，例如至少部分透光的管或相连的多个这样的管，被配置为接收具有包含至少一种光调制材料的组合物的填充物，所述容器被配置为反射、重定向、和/或通过来自一个或多个光源的入射光并通过所述组合物调制所述入射光，使得待施加到所述生物体的出射反射光、重定向光和/或通过的光被相应地调制；和(ii)用于向容器提供一种或多种不同组合物的组合物来源，其中光调制设备是可重构的，因为组合物来源适用于(ii-1)就其影响组合物的光调制效果的至少一个参数而言修改所提供的一种或多种组合物的至少一种，或(ii-2)根据各自的配置选择性地提供一种或多种不同的组合物。

在一些变体中，光调制设备可以具体地包含多个这样的容器，并且相应地，光调制设备可以是可重构的，因为组合物来源适合于根据各自的光调制设备的配置将不同组合物中的第一种供应至第一个容器和将第二种不同组合物供应至一个不同的容器(可以类似地扩展到其他容器和相关组合物)使得该配置定义了同时应用于调制入射光的不同组合物的特定组合。

上述参数特别地可以与组合物中光调制材料的种类或浓度、组合物的温度或压力有关。组合物来源可以特别适于以流体形式提供组合物，例如液体、气体、泡沫、粉末或粉尘，或者以允许选择性地改变组合物的所述至少一个参数的材料的任何其他表现形式提供组合物。这些实施方案的优点在于，通过简单地控制组合物源来修改组合物的所述至少一个参数，例如光调制材料的类型和/或浓度，或组合物中多种光调制材料的混合比例，可以很容易地以高灵活性、精度、细粒度和转变速度影响在其不同配置之间转变光调制装置。

根据一些相关的实施方案,容器的至少一部分主要是二维结构，例如板，包含至少一个用于接收所述一种或多种组合物的中空腔室。如本文所使用的，术语“主要二维结构”涉及三维体，其沿其两个维度中的每一个维度的扩展比其沿第三维度的扩展大至少一倍。非限制性地，(i)“板”，即薄的(板在第一和第二维度上共同限定其平面的延伸是其最大厚度(第三维度)的至少两倍)并且至少是基本上平坦的片材料，或(ii)空心圆柱体，其壁的最大厚度比圆柱体的圆周(第一维)和顶面和底面之间的距离(第二维)小多于二分之一，在本发明的意义上，每个主要是二维结构。然而，这种结构在其第三空间延伸方面可能具有厚度或表面不规则性(例如曲率、粗糙度或波浪形)的变化，这些变化在尺寸上明显小于沿其主要第一和第二空间维度的每一个的结构延伸。这些实施方案可以特别有利地用于建造温室或动物房屋或隔间，其中这些板既用作此类结构的构造元件又用作此类结构的光调制元件。

具体地，所述容器还可以配置为用于容纳所述生物体或多个生物体的容纳隔间(如温室、种植机或马厩)的盖、屋顶(例如波纹屋顶或屋顶瓦片)、墙壁或地板，或构建前述之一的元件。在一些变体中，容器可以由包含聚碳酸酯或由聚碳酸酯组成的材料制成，聚碳酸酯是特别坚固、重量轻且透光的材料，并且因此是用于构建容器或其部件的优选材料。

根据一些相关的实施方案，容器的板状部分包括两个或更多个单独的、未连接的中空腔室，每一个形成至少一种组合物中的一种或多种的通道。因此，可以通过以下简单地实现光调制装置的不同配置：选择性地分配和提供不同的组合物，每种组合物至所有通道的集合的一个或多个通道的相应子集，每种组合物包含相应的光调制材料或其特定浓度，并改变这些组合物的选择。因此，可以仅通过控制组合物流过各个通道的流量来实现重构这样的系统，例如通过控制阀、开关或泵。例如，在三个通道ch1、ch2、ch3的情况下，第一个配置可能涉及向通道ch1提供组合物A，和向通道ch2提供不同的组合物B，而第二个不同的配置可能涉及将组合物A提供到通道ch1，将组合物C提供到通道ch3。如果根据一些变体，每种组合物被严格分配给通道的特定子集(即一个或多个但不是全部)，则这可以提供在配置之间转换光调制装置时避免不同组合物的非有意混合的优点。然而，在其他变体中，通道的数量可以不同于所使用的不同组合物的数量，并且因此通道可以在不同时间用于不同的组合物。

根据其它相关的实施方案，组合物源包含两个或更多个罐，例如可更换的筒(cartridge)，用于存储相应数量的不同组合物。此外，组合物来源还被配置为通过选择性地从与之前不同的罐供应组合物或通过选择性地混合至少两个罐的相应组合物并供应，例如泵送不同组合物的所得混合物至容器进行所供应组合物的所述修改。除了要混合的组合物的选择之外，选择性混合还可以通过其他混合参数来确定，例如在混合的组合物内光调制材料的比例(例如体积比或质量比)或相应的浓度。

根据其它的实施方案，光调制装置包含至少一个可重构的光调制设备，该光调制设备包含表面，其配置为反射、重定向和/或选择性地通过光，并且从而通过光调制材料对其进行调制，其中光调制设备是可重构的，因为光调制装置作为一个整体或光调制设备单独能够平移和/或旋转表面的至少一部分。这样，除了被调制之外，入射光还可以被有效地导向待暴露于光的生物体。特别地，这也可以以时变方式，例如如果光源是太阳光，因此入射光的方向在白天会发生变化。

具体地，根据一个相关的实施方案,所述表面可以至少部分地被包含所述光调制材料的涂层覆盖。这具有以下优点：现有的，非光调制结构，例如温室的屋顶或墙壁或马厩的窗户等，可以简单地通过施加这种涂层来追溯变成光调制设备。

根据一些其它相关的实施方案，所述至少一个可重构的光调制设备包含含有所述表面的可平移和/或可旋转的遮光元件。这允许同时且可调节地组合遮光效果和光调制效果。具体地，在一些变体中，遮光元件可以包含窗帘或遮阳帘/百叶窗，并且可以是部分透明的和/或可以反射。

根据一些仍其它相关的实施方案，所述至少一个可重构的光调制设备包含形成所述表面的至少一部分的卡片、箔、织物和网的之一或至少两个的组合的光调制设备。这允许低成本和高度可变的光调制装置。例如但不限于，卡片、箔、织物或网或所述组合可以形成为隧道或圆顶，或其一部分，放置在待暴露于入射光的一个或多个生物体上方，使得入射光需要分别通过隧道或圆顶或被隧道或圆顶反射或以其他方式重定向，以便到达生物体(一种或多种)。特别地，当一种或多种生物体位于隧道或圆顶下方时，高效(尤其是成本和空间效率)的双重用途应用是可能的，其中隧道或圆顶既提供庇护所，例如避免风或雨，以及对生物体(一种或多种)的光调制作用。

根据一些实施方案，至少一种光调制设备的至少一种的至少一部分由聚合物制成，优选由有机聚合物制成。具体地，聚合物可选自：聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚丙烯腈(PAN)、聚丙烯酰胺(PAA)、聚酰胺(PA)、芳纶(聚芳酰胺)、(PPTA,

)、聚(间亚苯基对苯二甲酰胺)(PMPI,

根据一些其它的实施方案，光调制装置包含至少一个可重构的光调制设备，其包含用于将含有所述光调制材料的流体组合物施加到一种或多种所述生物体上的施加器，其中光调制设备是可重构的，因为对光调制材料的时机、数量、持续时间、浓度中的至少一种或至少两种的组合有影响的施加器的至少一个操作参数和流体组合物的施加方式是可修改的。特别地，这些实施方案允许将含有所述光调制材料的组合物直接施加于所述生物体，其可用于增加所需的光调制的生长相关效果。此外，通过仅选择性地将组合物施加于生物体的某些部分或根据所需的生长效果选择性地改变操作参数，可以实现目标控制生物体或其所选部位或其果实或其后代的生长过程。

根据一些其它的实施方案，光调制装置适应于响应并根据接收到的控制信息可自动重构以使得光调制装置转换到控制信息定义的配置。例如，光调制装置可以包含具有人机界面MMI的相应控制模块，以允许用户选择或以其他方式定义光调制装置的期望配置以产生控制信息，然后根据控制信息通过自动重构光调制装置的方式自动执行。替代地或附加地，控制信息可以由传感器装置产生。例如，传感器装置可适于检测入射光的方向并产生控制信息以控制光调制装置的重新配置，例如使其与检测到的入射光例如太阳光的当前方向对齐，以确保生物体持续最佳地暴露于调制光。在可以替代或另外使用的又一变体中，控制信息是从外部信息源接收，例如互联网中的服务器或其他远程控制器实体。例如，控制信息可以远程生成，例如集中用于多个不同的光调制装置，基于天气预报，并且然后通过数据连接进行通信，例如通过互联网，到各种光调制装置。

根据一些其它的实施方案，调制系统还包括人造光源，该人造光源包含所述光调制材料，使得从人造光源发出的人造光的至少一部分被调制材料调制。这允许又一种有效的双重用途实施，因为光的产生和调制因此可以由相同的设备即光源来实现。具体地，根据一些变体，光调制材料可以存在于应用于人造光的相应滤光器中，在发光二极管(LED)或有机LED(OLED)的材料中，作为在涂层中带有光调制材料的灯泡的涂层，或用于这种灯泡的灯泡材料。

根据一些相关的实施方案，所述人造光源包含以下中的至少一种或至少两种的组合：LED，例如OLED、白炽灯、卤素灯、荧光灯、金属卤化物灯、硫灯、钠灯、霓虹灯、无极灯。优选地，人造光源的LED和/或灯中的至少一个包括或涂覆有所述光调制材料。

根据一些其它的实施方案，调制系统还包含传感器系统，该传感器系统被配置为测量生物体所暴露的至少一个环境条件并且输出代表一个或多个相应测量结果的传感器数据。具体地，根据一些变体，传感器数据可以输出在人机界面上，例如屏幕上，以通知用户，并且从而使得能够做出有关光调制装置配置的明智决定。替代地或此外，系统可以被配置为通过将传感器数据传送到本地或远程处理平台以用于进一步处理来输出传感器数据，例如用于分析目的，或作为回报提供所述控制信息，如上所述，定义光调制装置的期望(重新)配置。

根据一些相关的实施方案，由传感器数据表示的测量结果与生物体所暴露的以下环境条件中的至少一种或至少两种的组合相关：电磁辐射的温度、强度或频谱(例如，在光谱的UV、VIS或NIR部分的光)，或此类光谱相对于先前参考时间点或时间范围的偏移、湿度、土壤水分、土壤中的可用营养、气压、声音、二氧化碳和/或氧气的浓度、风或其他气流、电场和/或磁场、重力场、环境和/或土壤的化学成分、土壤的pH值、土壤反射率、环境地形。具体地，环境和/或土壤的化学成分可以与以下一项或多项有关：毒素、营养素、信息素、代谢指标如葡萄糖和氧气水平、内部信号分子(如激素)、神经递质和细胞因子。原则上，上面列出的每一个因素都可能对生物体及其果实和/或后代的发育，例如生长产生影响，因此对其进行测量可以相应地为调制系统运行提供有价值的指导。

根据一些进一步相关的实施方案，传感器数据还表示与所述生物体的状态，优选生长状态相关的以下量中的至少一种或至少两种的组合，并输出相应的作为传感器数据一部分的测量结果：生物体作为整体或其一个或多个特定部分的生长速率、有机物的量、生物活性、生物量、形态、生物体或其一个或多个特定部分的颜色、疾病、现有病原体的种类和/或水平,和/或,如果要测量的量具体地与一种或多种植物相关:植物大小、叶子大小、茎大小、至少一种果实的大小或成熟状态或其它外观或性能、进行光合作用的水平、一种或多种植物部分的运动、杂草出现、盐度、叶面积、计数、颜色和/或大小、叶色、N-指数。因此，根据这些实施方案的调制系统允许直接测量生物体暴露于调制光的结果，和由此是构建调节回路的必要输入。因此，为了实现这样的调节回路，调制系统，即其具体的光调制装置的配置，根据传感器数据，即从用光调制光处理到测量时间的生物体或其果实或后代的状态来定义。

根据一些更进一步的相关实施方案，传感器数据进一步表示与测量相关的位置，例如地理定位。例如但不限于，这样的位置可以涉及所述传感器系统或其特定传感器的位置、所述调制系统整体的位置、其光调制装置或其一个或多个单独的光调制设备的位置，或受测量的生物体的位置。以这种方式用位置信息标记传感器数据的优点是，例如，可以创建数据地图，其中测量结果作为相应位置(例如，地理定位，例如GPS坐标等)的函数呈现。这进而允许根据位置改进数据分析水平，并因此根据多个调制系统的各自位置改进对它们的配置的规划和控制，产生由这些调制系统处理的相应生物体的发育的改善结果。

根据一些其它的实施方案,调制系统还包含用于将以下的至少一种安装至一个或多个支撑结构，例如至一根或多根杆子(pole)或灌溉系统，或农业机械或车辆的安装系统：所述光调制装置和/或用于提供传感器数据的传感器系统，或上述任何一项的一个或多个部分。因此，这些实施方案实现了调制系统或其相应部分的固定或可移动并因此灵活定位。

根据一些其它的实施方案，调制系统还包括人机界面，该人机界面被配置为执行以下一个或多个功能：(i)接收用户输入，优选地包括定义相应种类的生物体和/或至少一种待优化的所述生物体或其部分的生长效果的场景数据；(ii)输出控制信息，要求用户启动将光调制装置转换为控制信息定义的配置的转换过程；(iii)通过通信连接启动与远程通信设备的通信，例如客户支持中心或数据服务器。具体地，用户输入还可以涉及由用户提供的用于重新配置调制系统的控制输入，例如其光调制装置或传感器系统要进行的测量的类型。此外，用户输入可能与购买信息有关，以定义和请求购买或其他交易，目的是从此类产品或服务的供应商接收与调制系统相关的产品或服务，例如包含光调制材料的所述组合物或结构的供应商，或系统备件的供应商。控制信息还可以包含传感器系统的测量结果。

根据一些相关的实施方案,人机界面被配置为至少部分地以增强现实(AR)信息的形式输出控制信息，以支持人类用户正确启动光调制装置的非自动配置。这有助于避免由于错误的用户输入或用户根据输出控制信息执行的其他请求动作的缺乏或次优的性能而导致的调制系统的误操作或次优操作。

本发明的第二方面涉及一种确定第一方面的用于调制生物体(或多种生物体)，优选植物待暴露于其的光的调制系统的配置的方法。该方法包括：(i)接收包含数据的输入信息，该数据特别可以是传感器数据，该数据表示生物体当前、之前或要暴露于的至少一个环境条件；(ii)处理输入信息以从中导出控制信息，该控制信息根据定义生物体的相应种类和/或所述生物体的至少一个待优化的生长效果的场景数据定义所述调制系统的光调制装置的优化的配置；和(iii)输出控制信息以启动或请求将光调制装置转换为控制信息定义的配置的转换过程。定义生物体的种类和/或所述生物体的至少一个待优化的生长效果的场景数据(统称为“场景”)可以特别地由另一个系统或由用户作为另一个输入提供至方法。

因此，第二方面的方法具有以下优点：可以自动方式生成控制信息以触发光调制装置向由控制信息定义的配置的转变。进而，控制信息的生成取决于至少一种生物体所暴露或曾经暴露于的至少一个环境条件以及指示生物体种类和/或所需和待优化的生长效果的场景数据。因此，控制信息以及由此对光调制装置的相应配置的实际选择可以具体地适应所选择的生物体所暴露或曾经暴露于的特定情况和期望的目标。

具体地，在一些实施方案中，传感器数据可能由调制系统本身生成和输出(调制系统随后有自己的传感器系统)，而在其他变体中，其使用调制系统本身外部的传感器系统生成和提供。根据一些实施方案，场景数据可以由输入信息表示。在一些实施方案中，导出控制信息可以具体涉及从多个可用配置的预定义集合中选择所述调制系统的光调制装置的特定配置。

根据一些其它的实施方案，接收的场景数据表示所述生物体的以下待优化生长效果中的至少一种或至少两种的组合：生物体生长速率或所得大小、植物生长、生殖生长、不同生长状态之间的切换(如植物到生殖)，多个所述生物体之间协调植物生长、果实发育、形态、激活和失活基因。具体地，如果生物体为一种或多种植物，上述列表还包括：根系生长、幼苗发育和建立、次生代谢产物、杂草生长、抗虫性。

根据一些其它的实施方案，表示至少一个环境条件的数据包含表示至少一种入射光光谱的特定性能的数据，光调制装置将暴露于该入射光以产生生物体要暴露于其的调制光。以此方式，光调制装置的最佳配置的确定可基于入射光的特定性能，从而可鉴于期望的出射光的所需性能和由此对于待暴露的生物体的生长的所需效果选择入射光和光调制装置之间的最佳相互作用。如果将直接或间接太阳光用作入射光，并且如果替代或另外使用一种或多种人造光源，则可以使用其。

根据一些其它的实施方案，处理输入信息以从中导出控制信息包括将控制信息定义为时间的函数，并且输出控制信息包括输出作为时间的函数的所述控制信息。如果输入信息是随时间变化的，例如如果它包含表示所述至少一个环境条件或所述至少一种入射光的光谱的特定性能的时变数据(光调制装置暴露于入射光以产生生物体暴露的调制光)时，这是特别有用的。具体地，如果将太阳光用作入射光，则其可用性、到达方向和甚至光谱显然具有自然的时间依赖性，后者尤其是由于地球大气对光谱的多种影响(例如过滤和散射)，其在白天发生变化。因此，考虑到期望的一个或多个生长效果，光调制装置的最佳使用可涉及在一天中作为时间的函数重新配置光调制装置一次或多次。

根据一些其它的实施方案,该方法还包括应用机器学习以随时间自适应其处理接收的输入信息以从中导出相应的控制信息的能力。这允许适应过程的自动化，这在控制信息的生成和基于此的光调制装置的实际重新配置的速度方面尤其还可以提供优势，例如实时能力。此外，为了获得控制信息的特定目的而应用机器学习可以在更好地逼近“理想”控制信息的意义上导致该控制信息的更高优化品质，并因此最终在生物体期望的生长结果方面获得更好的优化成功。

根据一些相关的实施方案,该方法进一步包括使用当前和/或先前接收的输入信息，包括相应的传感器数据，作为机器学习过程的反馈输入，这些传感器数据表示所述生物体的待优化的生长效果的至少一个或至少两个的组合的一个或多个相应的当前或历史测试结果。这个过程可以被认为是(迭代)监督学习的一种形式，并且可以用来实现更快的适应率和更高的优化水平，由这种适应产生所需的生长效果。在一些变体中，反馈输入中还包括相关的预先确定的控制信息。根据一些进一步的相关实施方案，该方法还包括将接收到的输入信息和/或从中导出的控制信息存储到数据库中以供以后检索和/或用作历史信息。

根据一些进一步的相关实施方案，应用的机器学习涉及以下一项或多项或至少两项的组合：人工神经网络、遗传算法、模糊逻辑控制器、基于灰色关联分析的算法。这些特定的选择代表了优化对特定场景的光调制装置的最佳配置的确定的特别合适的方法的选择。

根据一些实施方案，该方法还包括输出表示以下至少一种或至少两种的组合的应用数据：(i)已经发生的与根据本发明的第一方面的一个或多个特定调制系统相关的处理的程度、持续时间、量或种类；(ii)至少一种用于此类处理的相关输入信息的特征。特别地，这允许确定代表实际发生的处理的使用指标的值。该指标的确定值进而可以特别用作确定与发生的处理相关的支付或其他考虑的因素，从而实现按使用付费的支付模型，例如，如果调制系统或其部件以租赁方式提供或相关维护服务按照使用为基础提供。

本发明的第三方面涉及一种被配置为执行第二方面的方法的计算机程序。具体地，计算机程序可以被配置为执行如本文所述的第二方面的任何一个或多个实施方案的方法。

计算机程序可以特别地被提供为非瞬态数据介质形式的计算机程序产品，用于执行该方法的一个或多个程序存储在该非瞬态数据介质上。优选地，这是数据载体，例如光学数据载体(例如CD、DVD等)或闪存模块。如果计算机程序产品本身是可交易的或者可以被存储控制器或存储系统本身的用户用于对其进行编程，那么这可能是特别有利的。在另一实施中，计算机程序产品作为数据处理单元上的文件提供，特别是服务器上的文件，并且可以通过数据连接下载，例如通过互联网或专用数据连接，例如专有或局域网。

本发明的第四方面涉及一种被配置为执行第二方面的方法的处理平台。具体地，该处理平台可以被配置为执行如本文所述的第二方面的任何一个或多个实施方案的方法。具体地，在一些变体中，处理平台的上述配置可以至少部分地通过根据第三方面的计算机程序来实施。处理平台可以特别地实施为中央计算平台，例如服务器，其为不同位置(例如在不同的农场)的多个光调制系统提供服务。相反，它也可以在给定位置，例如在特定农场分别实施为本地或移动计算平台，例如智能手机或其他本地(或移动计算机，具体地服务于一个或多个特定光调制系统或用于控制生物体的光依赖性条件的整体系统(参见下文描述的第五方面)。

本发明的第五方面涉及一种用于控制生物体(或多个生物体)、优选植物的光依赖性条件的系统。该系统包含第一方面的调制系统和第四方面的处理平台。调制系统被配置为输出所述输入信息，并且处理平台被配置为执行第二方面的方法以接收和处理所述输入信息并输出得到的控制信息。调制系统还被配置为接收所述得到的控制信息以(i)自动启动或(ii)请求用户，例如，通过人机界面，例如显示器、语音发生器或其他信号发生器，启动将光调制装置转换为控制信息定义的配置的转换过程。

此外，本发明的第六方面涉及第一方面的调制系统、第二方面的方法、第三方面的计算机程序、第四方面的处理平台或第五方面的系统用于以下一项或多项的用途：农业、藻类、细菌，优选光合细菌，浮游生物，优选光合浮游生物的培养。除非另有明确说明，对本发明的特定方面的引用也适用于该方面的任何相关实施方案，例如特别是本文描述的一个或多个特定相关实施方案。

因此，上述关于第一和第二方面的优点类似地适用于提及本发明的其他方面。

附图简要说明

在以下发明详述和所附的附图中提供了本发明的其它优点、特征和应用，其中：

图1示意性地阐明了根据本发明的第一示例性实施方案的用于控制生物体的光依赖性条件的示例性系统，该系统包含具有两个片材的调制系统，每个片材涂覆有不同的光调制材料，其中这些片材可以选择性地应用于生物体所暴露的光；

图2示意性地阐明了根据本发明的第二示例性实施方案的用于控制生物体的光依赖性条件的另一个示例性系统，该系统包括调制系统，其中两个人造光源被选择性地用于发射生物体所暴露的光并且每个光源都具有由各自不同的光调制材料制成的涂层；

图3示意性地阐明了根据本发明的第三示例性实施方案的用于控制生物体的光依赖性条件的又一个示例性系统，该系统包含调制系统，其中各自包含不同的光调制材料并且提供至透光容器的中空腔室的不同流体被选择性地施加至生物体所暴露的光；

图4示意性地阐明了形成根据图3的实施方案的调制系统的部分的容器的各种不同的示例性变体；

图5示意性地阐明了根据本发明第四示例性实施方案的用于控制生物体的光依赖性条件的又一个示例性系统，该系统包括调制系统，其中各自包含不同光调制材料的不同流体被选择性地施加于生物体的表面；

图6A-6D示意性地阐明了四种示例性光调制磷光体的入射光和出射光的不同光谱，其可用作根据本发明优选的实施方案的光调制材料；

图7示出了根据本发明的确定调制系统配置的示例性方法的流程图，例如但不限于图1至图5所示的任一实施方案的调制系统；

图8示出了阐明选定类型的生物体的优选组合的表，其可以用本发明的控制生物体的光依赖性条件的系统进行处理，目的是使用待用于处理这种相应的生物体的优选的光调制材料的实现一种或多种增强的生长效果；和

图9示出了阐明确定将在根据本发明的光调制系统，例如根据图1-5任一项中使用的合适光调制材料的示例性方法的流程图。

在图中，相同的附图标记用于本文描述的系统的相同或相互对应的元件。

实施方案的详细说明

参照图1，用于控制生物体O，例如植物的光依赖性条件的示例性系统100包含调制系统1和处理平台14，其可以例如是计算平台，甚至分布式计算平台，即在调制系统1外部并通过通信连接15(例如但不限于互联网)连接到调制系统1。处理平台14的功能将在下面结合图7和9详细描述。

调制系统1包含光调制装置2，该光调制装置2(示例性且非限制性地)包含两个光调制设备3和4。这些光调制设备3和4中的每一个都适于通过各自的光调制材料例如合适的磷光体调制光。该光调制材料分别以涂层3b或4b的形式提供为各自的光调制表面，分别提供在相应的透光载体片3a或3b上。这些光调制设备3和4中的每一个被设计成使得当入射光9分别落在其各自的光调制表面/涂层3a或3b上时，入射光9穿过光调制设备并由此被调制，包括通过波长位移的方式，导致出射光10具有与入射光9不同的电磁波谱。入射光可以特别地由形成调制系统1的一部分的人工光源5提供或通过直接或间接太阳光提供，或二者提供。由控制器设备6通过相应的通信连接7控制的任选人造光源5可以具体地包含LED，例如OLED，白炽灯、卤素灯、荧光灯、金属卤化物灯、硫灯、钠灯、霓虹灯、无极灯的至少一种或至少两种的组合。

光调制装置2在通过通信连接8(其可以特别是无线连接)从也形成调制系统1的一部分的控制器设备6接收到相应的配置信号时是可(重新)配置的。此外，光调制装置2具有包含两个槽的外壳2a，每个槽分别用于容纳光调制设备3或4之一。光调制设备3和4中的每一个都能够以平移方式移入和移出相应的槽，从而可以分别移入或移出指向生物体O的光源5的光通路。因此，光调制装置2适于取决于其从控制器设备6接收到的配置信号，分别将光调制设备3和4中的每一个移入或移出相应的槽。特别地，每个光调制设备可以选择性地移入或移出其槽，或两者也可以一起移入或移出。因此，可实现的配置包含：(a)调制设备3进入，调制设备4移出；(b)调制设备3进入，调制设备3进入；(c)两个调制设备3、4进入；(d)两个调制设备3、4移出。

光调制装置2相对于光源5和生物体O在空间上布置，使得当相应的光调制设备3或4移出其相应的槽时，其移入从光源5朝向生物体O的光路中，使得来自光源5的入射光9在穿过相应的调制设备3和/或4之后作为出射光10到达生物体O之前落在相应的调制设备3和/或4上。

调制系统1可以进一步包含传感器系统11，该传感器系统11被配置为例如通过一个或多个传感器探针13测量至少一个生物体O所暴露的环境条件，并输出表示一个或多个相应测量结果的传感器数据。传感器系统可以特别地测量生物体O所暴露于的以下环境条件中的至少一种或至少两种的组合：电磁辐射的温度、强度或频谱或这种频谱相对于先前参考时间点或时间范围的偏移、湿度、土壤水分、土壤中的可用营养、气压、声音、二氧化碳和/或氧气的浓度、风或其他气流、电场和/或磁场、重力场、环境和/或土壤的化学成分、土壤的pH值、土壤反射率、环境地形。

传感器数据还可以表示与所述生物体的状态、优选生长状态相关的以下量中的至少一个或至少两个的组合，并输出相应的测量结果作为传感器数据的一部分：生物体作为整体或其一个或多个特定部分的生长速率、有机物的量、生物活性、生物量、形态、生物体或其一个或多个特定部分的颜色、疾病、现有病原体的种类和/或水平和/或，如果要测量的量具体地与一种或多种植物相关：植物大小、叶大小、茎大小、至少一个果实的大小或成熟状态或其他外观或特性，所进行的光合作用的水平、一个或多个植物部分的运动、杂草出现、盐度、叶面积、计数、颜色和/或大小、叶色、N-指数。

此外，传感器系统11可以包括位置确定功能或模块11b，例如用于使用例如GPS、GALILEO、GLONASS等的全球位置确定系统的基于卫星的位置定位，并且因此可以具有相应的天线11c。传感器系统11通过通信连接12连接到控制器设备6，通信连接12特别可以是有线或无线连接(例如基于WLAN)，以便能够将传感器数据提供到控制器设备6和任选地还接收控制信息，例如在相反方向上的控制命令。控制器设备6还包含人机界面6a，人机界面6a被设计成例如允许向人类用户传达信息并接收用户输入，例如定义生物体种类、期望生长效果、位置相关的细节，例如生物体所在温室的地理方向或其他信息的输入。人机界面6e传达给用户的信息可以特别包含用于操作调制系统1或其他对生物体生长有影响的设备的指令，例如加热、遮光等。

任选地，调制系统1的一个或多个(如果不是全部)组件或调制系统1作为整体可以设置有一个或多个安装结构，用于将相应的一个或多个组件或作为整体的调制系统1安装到支撑结构上，它可以特别是或形成灌溉结构或车辆的一部分。以这种方式，各个组件或系统可以容易地固定到现有的各个支撑结构上，并且在车辆的情况下可以相对于待通过调制系统1，特别是通过其光调制装置2处理的生物体O或多个生物体可移动。作为示例而非限制地，光调制装置2可以包括支撑结构2b，并且传感器系统11可以包含在它们各自外表面提供的各自的支撑结构11a。

为了证明光调制对生物体O生长的影响，一个或多个与生物体O相同类型的参考生物体O_R可以与生物体O完全相同地处理，然而例外的是O_R不会暴露于光调制系统1的光调制装置2递送的调制光。

参考图2，其显示了根据本发明示例性第二实施方案200的用于控制生物体O的光依赖性条件的系统，该系统及其功能类似于图1的系统，然而，例外的是不同的光调制装置2，现在将对其进行更详细的描述。

根据该实施方案，光调制装置2包含多个作为光调制设备的人造光源5。在本发明的示例性实例中，光调制装置2包含两个人造光源5a和5b。两个光源5a和5b中的每一个，每一个例如可以是发光二极管(LED)或甚至是经典的白炽灯泡，具有由相应光调制材料制成的相应涂层30a或30b，使得至少从相应的光源5a或5b发出的一些光穿过相应的涂层30a或30b并由此被调制。两种光源的光调制材料不同，使得即使光源本身的类型相同，光源5a的出射光10a与光源5b的出射光10b的光谱特性也不同。

光调制装置2通过通信连接8连接到控制器设备6，该通信连接同时用作到各个人造光源5a和5b的通信连接。例如，该通信连接8可以通过总线来实现，并且人造光源5a和5b然后可以具有相应的连接和控制单元(未画出)，用于使相应的光源5a、5b能够连接到总线。控制器设备6被配置为通过在通信连接7、8上发送的相应控制信号选择性地激活和/或停用光源5a、5b。特别地，这允许具有不同激活状态形式的四种不同配置，即：(a)光源5a打开，光源5b关闭；(b)光源5a关闭，光源5b开启；(c)两个光源5a、5b都打开；(d)两个光源5a、5b都关闭。这样，光调制装置2可以通过控制器设备6进行(重新)配置。

参考图3，其显示了根据本发明示例性第三实施方案300的用于控制生物体O的光依赖性条件的系统，该系统及其功能再次类似于图1和图2的系统的那些，然而例外的是另一个不同的光调制装置2，现在将对其进行更详细的描述。

光调制装置2包含一个可重构的光调制设备，该光调制设备包含具有中空通道40a的容器40，用于接收包含光调制材料的流体，例如包含光调制粒子的液体。容器40对光源5的光是透明的或至少是半透明的，使得光可以通过容器40和其通道40a中的光调制流体，从而将入射光9转换为调制出射光10，然后将生物体暴露于其。

此外，光调制装置2包括组合物来源，用于向容器40的通道40a供应一种或多种包含至少一种光调制材料的不同组合物。组合物来源进而包含泵20a和用于含有相应类型的光调制流体的一组罐20b、20c、20d和20e。特别地，罐20b、20c、20d可各自用于存储不同类型的光调制流体，例如，罐20b中包含红宝石的流体组合物，罐20c中包含MTO的另一流体组合物，以及罐20d中包含YMT的又一流体组合物。泵20a被配置为选择性地将相应的流体组合物从罐20b、20c、20d中选择的一个泵入容器40的通道40a。此外，它可以被配置为泵送至少两种流体组合物的选择的混合物通过各自的管道从各自的罐20b、20c、20d进入通道40a。为此，泵20a可包含一组一个或多个阀(未画出)。这样，在控制器设备6的控制下可以选择性地配置光调制装置2的光调制特性，该控制器设备6适于通过通信连接8传送相应的控制信息，例如配置命令，至光调制装置2，其通过选择性地用来自罐20b、20c、20d和任选地还来自另一罐20e的一种或多种光调制组合物修改通道40a的填充物。具体地，另外的罐20e可以用作废物罐以收集从容器40返回的流体，即其通道40a，或者用作另一种光调制流体组合物的另外的储存罐，例如，包含CAZO作为光调制材料的组合物。

特别地，容器40还可以被配置为用于容纳所述生物体的容纳隔间(如温室、种植机或马厩)的盖、屋顶(例如波纹屋顶或屋顶瓦片)、墙壁或地板、或用于构建上述之一的元件。在一些变体中，容器可以由包含聚碳酸酯或由聚碳酸酯组成的材料制成，聚碳酸酯是特别坚固、重量轻且透光的材料，因此是用于构建容器或其部件的优选材料。

参考图4A和4B，容器40的通道40a可以特别地配置为一组单独的通道(参见图4A)或作为单个通道，其特别地可以缠绕穿过容器40的主体(参见图4B)以优化容器整体光调制效果的空间覆盖。虽然根据图4A的实施方案的优点是来自不同罐的不同流体组合物可以单独引导并且不会相互混合地通过容器40，但根据图4B的实施方案允许混合这些不同的组合物，这与图4A的解决方案相比，可以特别地用于在出射光10上实现甚至更高的光谱均匀性。

参考图5，其显示了根据本发明示例性第四实施方案400的用于控制生物体O的光依赖性条件的系统，该系统及其功能再次类似于图1至图4的系统的那些，例外是另一不同的光调制装置2，其现在将更详细描述。

根据该第四实施方案400的系统可以特别地被认为是对图3中所示的系统300的修改，其中代替容器40提供施加器50以将所选择的一种或多种流体光调制组合物直接施加到生物体O。特别地，流体组合物可以选择性地施加于生物体O的不同部分。例如，如果生物体O是植物，则流体组合物可以选择性地应用于茎、叶或针、土壤、花、果实或植物的其他部分，如适用和需要。如果不仅增强生物体O的整体增长，而且增强一个或多个单独的增长方面，例如叶生长或果实生长是理想的，则这可以特别是有用的。否则，系统400及其功能分别类似于系统300及其功能。

此外，根据本发明的用于控制生物体O的光依赖性条件的系统可以包含根据不同实施方案的两个或更多个光调制装置2，特别是如上面结合示例性系统100至400所述的。例如但不限于，系统200和系统300或特别是400的光调制装置可以组合，特别是并联组合，使得可以选择光调制装置中的任一个来将光施加到特定生物体O，或累积地，使得生物体O暴露于其的光被这些不同的光调制装置2中的两个或更多个调制，以实现组合的光调制效果。

参考图6A-6D，阐明入射光和出射光不同光谱的不同光调制材料可以根据本发明的优选实施方案并且与本文描述的系统中的每一个一起使用，所述系统特别地包括系统100至400。具体地，图6A-6D分别显示了四种示例性光调制磷光体的入射光9(虚线)和出射光10(实线)的各自强度谱(每个均归一化为最大强度值1)，所述光调制磷光体即AL₂O₃Cr³⁺(红宝石,图6A)、Mg₂TiO₄:Mn⁴⁺(MTO,图6B)、Y₂MgTiO₆:Mn⁴⁺(YMT,图6C)和Ca₃Al₄ZnO₁₀(CAZO,图6D)。具体地，在图6D中，分别单独绘制了与两个不同激发波长320nm和460nm相关的发射光谱，也是为了阐明对激发波长的依赖性的目的。所有这四种光调制材料都表现出斯托克斯位移，即从入射的较短波长到出射的较长波长的转变，后者尤其聚焦在700nm附近的较窄波长范围。

参考图7，根据本发明(例如根据图1-5任一个(在下文中称为))的确定调制系统的配置的示例性方法500，包含接收510输入信息，该输入信息包含表示生物体O当前正暴露于其的至少一个当前环境条件的传感器数据(当前传感器数据)和定义生物体O的种类(例如“草莓植物”)和至少一种所述生物体O的待优化生长效果的数据的场景数据。该方法进一步包含使用基于机器学习的过程处理520输入信息以从中导出用于控制调制系统1的光调制装置2的控制信息。

处理520可以特别地通过调制系统1的控制器设备6或替代地通过外部处理平台14来执行。通常，方法500的其他处理步骤将由控制器设备600执行，尽管其他配置是也有可能。特别地，处理520可以涉及在数据库，例如查找表中查找预定义的配置数据，使用输入信息作为搜索参数并反过来检索定义光调制系统1的光调制装置2的特定配置的配置信息。数据库的内容，例如查找表或数据检索过程本身，或两者都可能是动态的，即它/它们基于机器学习的更新过程的结果定期或连续重新定义，这可能特别是使用先前测量或迭代的历史传感器数据作为表示监督信息的输入的监督学习过程。

方法500还包含将导出的控制信息530输出到光调制装置2，以便对其进行相应的配置。此外，还可以输出应用数据，其代表以下至少一种或至少两种的组合：(i)与方法500相关的已发生处理的程度、持续时间、数量或种类，例如具体地与处理520相关；(ii)至少一种用于此类处理的相关输入信息的特征，例如生物体O的种类，或所需的生长效果，或两者。应用信息可以特别地用于确定方法500的使用指示，其例如可以用于确定基于此相应用户要支付的费用。

此外，方法500包括将场景数据、传感器数据和/或导出的控制信息至少部分地存储到数据存储器，该数据存储器可以特别地被实施为控制器设备6内的存储器或为外部但分配给它的存储器。存储数据不仅提供了使该存储的信息可供以后查看(例如用于控制目的)的优点，而且还提供了使得能够使用存储的信息充当监督信息作为机器学习过程的输入的优点。特别地，当前传感器数据与相应历史传感器数据的比较可用于确定在生物体O处发生的实际生长效果，该比较的结果可与相应的控制信息和/或场景数据相关联以用于确定它们对实现的生长效果的影响的目的。

参考图8，显示了与用于处理这种相应的生物体的优选的光调制材料相关的所选类型生物体的优选的组合，为了实现一个或多个增强的生长效果的目的，所述生物体可以使用本发明的用于控制生物体的光依赖性条件的系统处理。具体地，图8的表格阐明了一些光调制材料比其他的更适合处理给定的生物体，并且也有优选的应用方式(这里示例性地(i)“片材”，其例如涉及图1和3的实施方案，和(ii)“喷射”，其例如涉及图4的实施方案)。因此，鉴于待处理的生物体的特定需要，本文呈现的系统和方法特别适合于反映这些差异并允许相应光调制装置的最佳(重新)配置。

参考图9，确定用于根据本发明(例如根据图1-5的任一项)的光调制系统中合适的光调制材料的示例性方法，可以通过在本地或移动计算机(例如台式计算机、笔记本或平板电脑，或者甚至智能电话)上运行的应用程序来实施。具体地，根据一些变体，计算机可以同时是例如系统100、300或400的控制器设备6。

为了阐明的目的，下面对图9的方法的描述涉及一种情况，其中农民或“种植者”旨在借助运行在他本地或移动计算机上的应用程序来确定合适的光调制材料，或者换言之，确定根据本发明的他的光调制系统的合适配置，用于种植者温室中特定类型的作物以优化其生长。在该实例中，自然光将被用作入射光9的光源，而不是或至少除了人造光源之外，如上述那些。

示例性方法的第一过程610包含启动应用程序或应用程序内的特定特征，其涉及确定要在给定的，即种植者的光调制系统中使用的合适的光调制材料。在进一步的过程620中，种植者的位置，即计算机或温室，在计算机内或整体系统内其他任何地方的相应定位模块的帮助下，使用定位技术，例如GPS确定。

在进一步的过程630中，计算机尝试建立互联网连接，如果尚未存在，并且如果这样的连接成功建立(过程640-是)，则应用程序在过程650中经由来自各个来源的互联网(例如在中央外部服务器上提供的数据库，例如由NASA或ESA(分别为美国和欧洲航天局)或其他组织根据合同向公众或客户提供此类信息)继续访问和接收代表一个或多个与在过程620中识别的特定位置相关的太阳光光谱的特性、位置相关性能的光谱数据。否则(过程640-否)，跳过过程650。

然后，应用程序在过程660中通过计算机的人机界面(MMI)，例如MMI 6a请求提供有关温室的进一步详细信息的输入。在随后的过程670中，应用程序接收用户通过人机界面提供的相应输入，例如有关温室的供应商和类型，或用于建造温室的材料，尤其是屋顶和侧壁材料的详细信息。

在过程680中，基于过程650(如果适用)和过程670中提供的信息计算温室内可用的特定太阳光光谱和(尤其是最大或平均或作为时间的函数)强度的估值。温室中的光谱可能特别分别取决于温室的地理位置、其定向、屋顶或墙壁的角度，例如相对于该位置的地球表面，或屋顶和墙壁的材料。由于太阳在天空中的路径可变(每天和全年)，光谱，或其至少一种特性，将优选地被确定为时间的函数。

此外，该应用程序请求在过程690中进一步输入，即场景数据，其包括在温室中待处理(使用通过借助应用程序选择的光调制材料调制的光处理)的作物类型的选择，以及任选的至少一种所述作物或其部分的待优化生长效果。在过程700中接收这样的输入场景数据。

随后，在过程710中，通过将给定作物的需求与温室中的光谱和各种可获得的光调制材料的特定性能来确定给定条件下的最佳调制材料，即确定的温室中的可用光谱和场景数据。具体地，过程710可以类似于图7的方法500的520的对应过程，并且还可以任选地以与结合图7所描述的类似方式形成基于机器学习的过程的一部分。在最后的步骤720中，通过人机界面，例如MMI 6a，输出识别确定的最佳调制材料(或等效地，温室中可用的种植者光调制系统的最佳配置)的确定结果，以使种植者能够相应地配置他的系统。替代地或累积地，输出可以直接用于控制系统的光调制装置2，以便根据确定的最佳配置自动(重新)配置它。

具体地，本发明可以按照以下列举的实施方案中的任一种实施：

1.用于调制生物体，优选植物暴露于其的光的调制系统，该系统包含：

包含一个或多个光调制设备的光调制装置，其适用于通过相应的光调制材料调制待施加到生物体上的光；

其中该光调制装置是可重构的，使得光调制装置至少有两种可选配置，其中每一种都导致对待施加到生物体的光进行各自不同的调制。

2.实施方案1的调制系统，其中所述光调制材料包含至少一种发光材料，优选至少一种磷光体。

3.实施方案2的调制系统，其中所述光调制材料包含基质材料和以下的一种或多种或以下的两种或更多种的组合：

(a)包含至少一种磷光体的组合物，其中磷光体具有小于500nm或大于600nm范围的峰值发射光波长；

(b)包含至少一种磷光体的组合物，所述磷光体具有650nm或更大范围的由磷光体发出的光的峰值波长，优选在650至1500nm的范围，更优选在650至1000nm的范围，甚至更优选在650至800nm的范围，此外优选在650至750nm的范围，更优选660nm至730nm，最优选670nm至710nm；

(c)至少一种磷光体，所述磷光体具有500nm或更小范围的由磷光体发出的光的峰值波长，优选在250nm至500nm的范围，更优选在300nm至500nm的范围，甚至更优选在350nm至500nm，此外优选在400nm至500nm的范围，更优选在420nm至480nm的范围，最优选在430nm至460nm的范围；

(d)至少一种磷光体，所述磷光体具有500nm或更小范围的由磷光体发出的光的第一峰值波长，和650nm或更大范围的由磷光体发出的光的第二峰值波长，优选由磷光体发出的光的第一峰值波长在250-500nm的范围，和第二峰值发射光波长在650-1500nm的范围，更优选由磷光体发出的光的第一峰值波长在300-500nm的范围，和第二峰值发射光波长在650-1000nm的范围，甚至更优选由磷光体发出的光的第一峰值波长在350-500nm的范围，和第二峰值发射光波长在650-800nm的范围，此外优选由磷光体发出的光的第一峰值波长在400-500nm的范围，和第二峰值发射光波长在650-750nm的范围，更优选由磷光体发出的光的第一峰值波长在420-480nm的范围，和第二峰值发射光波长在660-740nm的范围，最优选由磷光体发出的光的第一峰值波长在430-460nm的范围，和由磷光体发出的光的第二峰值波长在660-710nm的范围。

4.前述实施方案任一项的调制系统，其中所述光调制装置包含至少一个可重构的光调制设备，其包含：

容器，其被配置为接收具有包含至少一种光调制材料的组合物的填充物，该容器被配置为反射、重定向和/或通过来自一个或多个光源的入射光，并且通过所述组合物调制所述入射光，使得待施加到所述生物体的出射反射、重定向和/或通过的光被相应地调制；和

组合物来源，其用于将一种或多种不同的组合物提供至容器，其中光调制设备是可重构的，因为组合物来源适用于修改：

(a)所提供的一种或多种组合物的至少一种就其至少一个参数而言影响组合物的光调制效果，或

(b)选择两种或更多种待提供的组合物。

5.实施方案4的调制系统，其中容器的至少一部分主要是二维结构，其包含至少一个中空腔室用于接受流体组合物。

6.实施方案5的调制系统,其中所述容器被进一步配置为用于容纳所述生物体的容纳隔室的盖、屋顶、墙壁或地板，或用于构建上述之一的元件。

7.实施方案4-6任一项的调制系统，其中容器的板状部分包含两个或更多个独立的、未连接的中空腔室，每一个形成用于至少一种组合物中的一种或多种的通道。

8.实施方案4-7任一项的调制系统，其中

该组合物来源包含两个或更多个罐用于储存相应数量的不同组合物；和

该组合物来源还被配置为通过选择性地从不同于之前的罐中供应组合物或通过选择性地混合至少两个罐的相应组合物并将得到的不同组合物的混合物供应到容器中来进行所供应组合物的所述修改。

9.前述实施方案任一项的调制系统，其中光调制装置包含至少一个可重构的光调制设备，其包含含有光调制材料的表面并且被配置为反射、重定向和/或选择性地通过光，从而通过光调制材料对其进行调制，其中该光调制设备是可重构的，因为光调制装置作为一个整体或光调制装置单独能够平移和/或旋转表面的至少一部分。

10.实施方案9的调制系统,其中所述表面至少部分被包含所述光调制材料的涂层覆盖。

11.实施方案9或10的调制系统，其中所述至少一个可重构的光调制设备包含含有所述表面的可平移和/或可旋转的遮光元件。

12.实施方案9-11任一项的调制系统，其中所述至少一个可重构的光调制设备包含形成所述表面的至少一部分的卡片、箔、织物和网的一种或至少两种的组合。

13.前述实施方案任一项的调制系统，其中光调制装置包含至少一个可重构的光调制设备，其包含用于将含有所述光调制材料的流体组合物施加到一个或多个所述生物体的施加器，其中光调制设备是可重构的，因为对于光调制材料的时机、量、持续时间、浓度和流体组合物的施加方式的至少一个或至少两个的组合有影响的施加器的至少一个操作参数是可修改的。

14.前述实施方案任一项的调制系统，其中光调制装置适于响应于并根据接收到的控制信息自动可重构，以使光调制装置转变为由控制信息定义的配置。

15.前述实施方案任一项的调制系统，进一步包含含有所述光调制材料的人造光源，使得由人造光源发出的人造光的至少一部分通过调制材料调制。

16.实施方案15的调制系统，其中所述人造光源包含以下的至少一种或至少两种的组合：

-发光二极管,LED；

-白炽灯泡；

-卤素灯；

-荧光灯；

-金属卤化物灯；

-硫灯；

-钠灯；

-霓虹灯；

-无极灯；

其中人造光源的LED和/或灯的至少一个包含或用所述光调制材料涂覆。

17.前述实施方案任一项的调制系统，进一步包含：

传感器系统，其配置为测量生物体所暴露的至少一个环境条件并且输出代表一个或多个相应测量结果的传感器数据。

18.实施方案17的调制系统,其中通过传感器数据表示的测量结果涉及生物体暴露的以下生物条件的至少一个或至少两个的组合：

-温度；

-电磁辐射的强度或光谱，或这种光谱相对于先前参考时间点或时间范围的偏移；

-湿度；

-土壤水分；

-土壤中的可用营养；

-空气压力；

-声音；

-二氧化碳和/或氧气的浓度；

-风或其它空气流动；

-电场和/或磁场；

-引力场；

-环境和/或土壤的化学组成；

-土壤的pH水平；

-土壤反射率；

-环境地形。

19.实施方案17或18的调制系统，其中传感器数据还表示与所述生物体的状态、优选生长状态相关的以下量中的至少一个或至少两个的组合，并输出相应的测量结果作为传感器数据的一部分：

-生物体作为一个整体或其一个或多个特定部分的生长速率；

-有机物质的量；

-生物活性；

-生物量；

-形态；

-生物体或其一个或多个特定部分的颜色；

-疾病；

-现有病原体的种类和/或水平；和/或

如果待测量的量具体涉及一种或多种植物：

-植物大小、叶子大小、茎大小、至少一种果实的大小或成熟状态或其他外观或特性；

-进行光合作用的水平；

-一个或多个植物部分的运动；

-杂草出现

-盐度

-叶面积、计数、颜色和/或大小；

-叶子颜色

-N-指数。

20.实施方案17-19任一项的调制系统，其中传感器数据进一步表示与测量相关的位置。

21.前述实施方案任一项的调制系统，进一步包含安装系统，其用于将以下的至少一种安装至一个或多个支撑结构上：所述光调制装置和/或用于提供传感器数据的传感器系统，或前述任意一个或多个部分。

22.前述实施方案任一项的调制系统，进一步包含配置为执行一项或多项以下功能的人机界面：

-接收用户输入，优选包括定义相应种类生物体和/或至少一个所述生物体或其部分的待优化生长效果的场景数据；

-输出控制信息，要求用户启动用于将光调制装置转换为控制信息定义的配置的转变过程；

-通过通信连接启动与远程通信设备的通信。

23.实施方案22的调制系统，其中人机界面被配置为至少部分地以增强现实信息的形式输出控制信息，以支持人类用户正确启动光调制装置的非自动配置。

24.确定前述实施方案中任一项的用于调制生物体要暴露于其的光的调制系统的配置的方法，该方法包括：

接收输入信息，其包含表示生物体当前、以前或要暴露的至少一个环境条件的数据；

处理输入信息以从中导出控制信息，该控制信息根据定义相应种类的生物体和/或所述生物体的至少一个待优化的生长效果的场景数据来定义所述调制系统的光调制装置的优化的配置；和

输出控制信息以启动或请求将光调制装置转换到由控制信息定义的配置的转换过程。

25.实施方案24的方法，其中接收的场景数据表示以下所述生物体待优化的生长效果的至少一个或至少两个的组合：

-生物体生长速率或所得的尺寸；

-植物生长；

-生殖生长；

-在不同的生长状态之间切换，例如植物状态到生殖状态；

-在多个所述生物体之间协调植物生长；

-果实发育；

-形态；

-激活和失活基因

如果生物体是一种或多种植物：

-根生长；

-幼苗发育和建立；

-次生代谢物；

-杂草生长；

-抗虫性。

26.实施方案24或25的方法，其中表示至少一个环境条件的数据包含表示光调制装置要暴露于其以产生生物体要暴露于其的调制光的入射光光谱的至少一个特定性能的数据。

27.实施方案24-26任一项的方法，其中：

处理输入信息以从中导出控制信息包含将控制信息定义为时间的函数，并且输出控制信息包含输出作为时间的函数的所述控制信息。

28.实施方案24-27任一项的方法，进一步包含应用机器学习随着时间的推移自适应其处理接收到的输入信息以从中导出相应的控制信息的能力。

29.实施方案28的方法，进一步包括使用当前和/或先前接收的输入信息作为机器学习过程的反馈输入，所述输入信息包括表示所述生物体的待优化的生长效果的至少一个或至少两个的组合的一个或多个相应的历史测量结果的相应的传感器数据。

30.实施方案28或29的方法，其中施加的机器学习涉及以下的一项或多项或至少两项的组合：人工神经网络、遗传算法、模糊逻辑控制器、基于灰色关联分析的算法。

31.实施方案24-30任一项的方法,进一步包括将接收到的输入信息和/或从中导出的控制信息存储到数据库中以供以后检索和/或用作历史信息。

32.实施方案24-31任一项的方法，进一步包括输出表示以下至少一个或至少两个的组合的应用数据：

与根据实施方案1-23中任一项的一个或多个指定调制系统相关的已发生的处理的程度、持续时间、数量或种类；

用于此类处理的相关输入信息的至少一个特征。

33.配置为进行实施方案24-32任一项的方法的计算机程序。

34.配置为进行实施方案24-32任一项的方法的处理平台。

35.用于控制生物体，优选植物的光依赖性条件的系统，该系统包含：

实施方案1-23任一项的调制系统；和

实施方案34的处理平台；

其中，调制系统被配置为输出所述输入信息，并且处理平台被配置为进行实施方案24-32中任一项的方法来接收和处理所述输入信息，并输出得到的控制信息，和所述调制系统进一步被配置接收所述得到的控制信息以自动启动或请求用户启动将光调制装置转换为控制信息定义的配置的转变过程。

36.实施方案1-23任一项的调制系统、实施方案24-32任一项的方法、实施方案33的计算机程序，实施方案34的处理平台，或实施方案35的系统用于以下的一种或多种的用途：农业、以下的培养：藻类、细菌，优选光合细菌，浮游生物，优选光合浮游生物。

虽然以上已经描述了本发明的至少一个示例性的实施方案，但是必须注意存在大量变型。此外，应当理解，所描述的示例性实施方案仅说明了可以如何实施本发明的非限制性实例，并不意在限制此处描述的装置和方法的范围、应用或配置。相反，前面的描述将为本领域技术人员提供用于实现本发明的至少一个示例性实施方案的构造，其中必须理解示例性实施方案的功能和元件布置的各种变化可以在不偏离由所附权利要求及其法律等效物定义的主题的情况下作出。

参考标记列表

O 生物体，例如植物

O_R 参考生物体

1 光调制系统

2 光调制装置

2a 用于接收光调制设备3,4的带有槽的外壳

2b 用于光调制装置的安装系统

3,4 以片材形式的光调制设备

3a,4a 光调制设备的载体片

3b,4b 载体片3a，4a上的光调制材料的涂层

5,5a,5b 人造光源

6 控制器设备

6a 用于控制设备现金文件的人机界面

7 控制器设备和人造光源之间的通信连接

8 控制器设备和光调制装置之间的通信连接

9 入射光

10 (调制)出射光

10a (调制)第一人造光源5a的出射光

10b (调制)第二人造光源5b的出射光

11 传感器系统

11a 用于传感器系统的安装系统

11b 传感器系统11的定位功能或模块

11c 定位功能模块11b的天线

12 控制器设备和传感器系统之间的通信连接

13 传感器探针

14 处理平台

15 处理平台和控制器设备之间的公司患者链接

20a 泵

20b-d 不同光调制流体的罐

20e 废液罐，尤其是用于不同光调制流体的混合物

30a,b 在人造光源5a，5b上呈光调制材料的涂层的形式的光调制设备

40 呈容器，例如屋顶瓦片的形式的光调制设备

40a 用于接受光调制流体的中空通道

50 呈施加器的形式用于将流体光调制材料应用到生物体O的光调制设备

100 用于控制生物体的光依赖性条件的系统的示例性第一实施方案

200 用于控制生物体的光依赖性条件的系统的示例性第二实施方案

300 用于控制生物体的光依赖性条件的系统的示例性第三实施方案

400 用于控制生物体的光依赖性条件的系统的示例性第四实施方案

500 确定调制系统配置的示例性方法

600 分别确定调制系统的合适的光调制材料和合适的配置的其它示例性方法

Claims

1.用于调制生物体(O)，优选植物暴露于其的光的调制系统(1)，该调制系统(1)包含：

包含一个或多个光调制设备(3,4；30a,30b；40,20a；50,20a)的光调制装置(2)(2)，其适用于通过相应的光调制材料调制待施加到生物体(O)上的光；

其中该光调制装置(2)是可重构的，使得光调制装置(2)至少有两种可选配置，其中每一种都导致对待施加到生物体(O)的光(9)进行各自不同的调制。

2.权利要求1的调制系统(1)，其中所述光调制材料包含至少一种发光材料，优选至少一种磷光体。

3.权利要求2的调制系统(1)，其中所述光调制材料包含基质材料和以下的一种或多种或以下的两种或更多种的组合：

(b)包含至少一种磷光体的组合物，所述磷光体具有650nm或更大范围的由磷光体发出的光的峰值波长，优选在650至1500nm的范围，更优选在650至1000nm的范围，甚至更优选在650至800nm的范围，此外优选在650至750nm的范围，更优选其为660nm至730nm，最优选670nm至710nm；

4.前述权利要求任一项的调制系统(1)，其中所述光调制装置(2)包含可重构的光调制设备，其包含：

容器(40)，其被配置为接收具有包含至少一种光调制材料的组合物的填充物，容器(40)被配置为反射、重定向和/或通过来自一个或多个光源(5)的入射光(8)，并且通过所述组合物调制所述入射光(8)，使得待施加到所述生物体(O)的出射反射、重定向和/或通过的光(9)被相应地调制；和

组合物来源(20a至20e)，其用于将一种或多种不同的组合物提供至容器(40)，其中光调制设备是可重构的，因为组合物来源(40)适用于修改；

所提供的一种或多种组合物的至少一种就其至少一个参数而言影响组合物的光调制效果，或

选择两种或更多种待提供的组合物。

5.权利要求4的调制系统(1)，其中容器(40)的至少一部分主要是二维结构，其包含至少一个中空腔室(40a)用于接受一种或多种组合物。

6.权利要求4或5的调制系统(1)，其中容器(40)包括两个或更多个独立的、未连接的中空腔室(40a)，每一个形成用于至少一种组合物中的一种或多种的通道。

7.权利要求4-6任一项的调制系统(1)，其中

该组合物来源包含两个或更多个罐(20b至20e)用于储存相应数量的不同组合物；和

该组合物来源还被配置为通过选择性地从不同于之前的罐中提供组合物或通过选择性地混合至少两个罐(20b至20e)的相应组合物并将得到的不同组合物的混合物提供到容器(40)中来进行所提供的组合物的所述修改。

8.前述权利要求任一项的调制系统(1)，其中光调制装置(2)包含至少一个可重构的光调制设备(3；4)，其包含含有光调制材料的表面(3b；4b)并且被配置为反射、重定向和/或选择性地通过光，从而通过光调制材料对其进行调制，其中该光调制设备是可重构的，因为光调制装置(2)作为一个整体或光调制装置(3；4)单独能够平移和/或旋转表面的至少一部分。

9.前述权利要求任一项的调制系统(1)，其中光调制装置(2)包含至少一个可重构的光调制设备(20a至20d,50)，其包含用于将含有所述光调制材料的流体组合物施加到一个或多个所述生物体(O)的施加器(50)，其中光调制设备是可重构的，因为对于光调制材料的时机、量、持续时间、浓度和流体组合物的施加方式的至少一个或至少两个的组合有影响的施加器(50)的至少一个操作参数是可修改的。

10.前述权利要求任一项的调制系统(1)，其中光调制装置(2)适于响应于并根据接收到的控制信息自动可重构，以使光调制装置(2)转变为由控制信息定义的配置。

11.前述权利要求任一项的调制系统(1)，进一步包含含有所述光调制材料(30a；30b)的人造光源(5a；5b)，使得由人造光源发出的人造光的至少一部分通过调制材料(30a；30b)调制。

12.前述权利要求任一项的调制系统(1)，进一步包含：

传感器系统(11,11a至11c)，其配置为测量生物体(O)所暴露的至少一种环境条件并且输出代表一个或多个相应测量结果的传感器数据。

13.权利要求12的调制系统(1)，其中传感器数据还表示与所述生物体(O)的状态、优选生长状态相关的以下量中的至少一种或至少两种的组合，并输出相应的测量结果作为传感器数据的一部分：

-生物体(O)作为一个整体或其一个或多个特定部分的增长速率；

-有机物的量；

-生物活性；

-生物量；

-形态；

-生物体(O)或其一个或多个特定部分的颜色；

-疾病；

-现有病原体的种类和/或水平；和/或

如果待测量的量具体涉及一种或多种植物：

-进行光合作用的水平；

-一个或多个植物部分的运动；

-杂草出现

-盐度

-叶面积、计数、颜色和/或大小；

-叶子颜色

-N-指数。

14.前述权利要求任一项的调制系统(1)，进一步包含安装系统(2b；11a)，其用于将以下的至少一种安装至一个或多个支撑结构上：所述光调制装置(2)和/或用于提供传感器数据的传感器系统(2b；11a)，或前述任意一个或多个部分。

15.前述权利要求任一项的调制系统(1)，进一步包含配置为执行一项或多项以下功能的人机界面(6a)：

-接收用户输入，优选包括定义相应种类生物体(O)和/或至少一个所述生物体(O)或其部分的待优化生长效果的场景数据；

-输出控制信息，要求用户启动用于将光调制装置(2)转换为控制信息定义的配置的转变过程；

-通过通信连接(15)启动与远程通信设备(14)的通信。

16.权利要求15的调制系统(1)，其中人机界面(6a)被配置为至少部分地以增强现实信息的形式输出控制信息，以支持人类用户正确启动光调制装置(2)的非自动配置。

17.确定前述权利要求中任一项的用于调制生物体(O)要暴露于其的光的调制系统(1)的配置的方法(500)，该方法包括：

接收(510)输入信息，其包含表示生物体(O)当前、以前或要暴露的至少一个环境条件的数据；

处理(520)输入信息以从中导出控制信息，该控制信息根据定义相应种类的生物体(O)和/或所述生物体(O)的至少一个待优化的生长效果的场景数据来定义所述调制系统的光调制装置(2)的优化的配置；和

输出(530)控制信息以启动或请求将光调制装置(2)转换到由控制信息定义的配置的转换过程。

18.权利要求17的方法，其中接收的场景数据表示以下所述生物体(O)待优化的生长效果的至少一个或至少两个的组合：

-生物体(O)生长速率或所得的尺寸；

-植物生长；

-生殖生长；

-在不同的生长状态之间切换，例如植物状态到生殖状态；

-在多个所述生物体(O)之间协调植物生长；

-果实发育；

-形态；

-激活和失活基因

如果生物体(O)是一种或多种植物：

-根生长；

-幼苗发育和建立；

-次生代谢物；

-杂草生长；

-抗虫性。

19.权利要求17或18的方法，其中表示至少一个环境条件的数据包含表示光调制装置(2)要暴露于其以产生生物体(O)要暴露于其的调制光的入射光光谱的至少一个特定性能的数据。

20.权利要求17-19任一项的方法，其中:

处理(520)输入信息以从中导出控制信息包含将控制信息定义为时间的函数，并且输出(530)控制信息包含输出作为时间的函数的所述控制信息。

21.权利要求17-20任一项的方法，进一步包括应用机器学习随着时间的推移自适应其处理接收到的输入信息以从中导出相应的控制信息的能力。

22.权利要求21的方法，进一步包括使用当前和/或先前接收的输入信息作为机器学习过程的反馈输入，所述输入信息包括表示所述生物体(O)的待优化的生长效果的至少一个或至少两个的组合的一个或多个相应的历史测量结果的相应的传感器数据。

23.一种被配置为执行权利要求17至22中任一项所述的方法的计算机程序。

24.一种处理平台(14)，被配置为执行权利要求17至22中任一项所述的方法。

25.用于控制生物体(O)、优选植物的光依赖性条件的系统(100；200；300；400)，该系统(100；200；300；400)包含：

权利要求1-16任一项的调制系统(1)；和

权利要求24的处理平台(14)，

其中调制系统(1)被配置为输出所述输入信息，并且处理平台(14)被配置为执行权利要求17至22中任一项所述的方法以接收和处理所述输入信息并输出得到的控制信息，和调制系统(1)还配置为接收所述得到的控制信息以自动启动或请求用户启动将光调制装置(2)转换到控制信息定义的配置的转换过程。

26.权利要求1-16任一项的调制系统(1)、权利要求17-22任一项的方法(500)、权利要求23的计算机程序，权利要求34的处理平台(14)，或权利要求35的系统(100；200；300；400)用于以下的一种或多种的用途：农业，以下的培养：藻类，细菌，优选光合细菌，浮游生物，优选光合浮游生物。