ES2886093T3

ES2886093T3 - Sistema y método para probar contaminantes en una cápsula de cultivo

Info

Publication number: ES2886093T3
Application number: ES18730516T
Authority: ES
Inventors: Gary Bret Millar
Original assignee: Grow Solutions Tech LLC
Current assignee: Grow Solutions Tech LLC
Priority date: 2017-06-14
Filing date: 2018-05-15
Publication date: 2021-12-16
Anticipated expiration: 2038-05-15
Also published as: EP3637988A1; CA3069777A1; US20180364187A1; AR112483A1; KR20200028943A; WO2018231409A1; EP3637988B1; TW201905478A; US11067524B2

Abstract

Un sistema para realizar pruebas de contaminantes en una cápsula de cultivo (100) de la línea de ensamblaje, que comprende: una bandeja (105) que se mueve a lo largo de una pista dispuesta en una cápsula de cultivo (100) de la línea de ensamblaje; una pluralidad de células (120) con paredes laterales (124) y una base (126) que definen una cavidad (122) dispuesta en la bandeja (105) y que soportan semillas, plantas o ambas, caracterizado por que una célula seleccionada tiene un sensor de contaminantes (130) dispuesto en la cavidad (122) de la célula seleccionada, comprendiendo el sensor de contaminantes (130): un dispositivo de detección para detectar directamente una característica de un contenido presente en asociación con la célula seleccionada; y un dispositivo de control (134) acoplado al dispositivo de detección y operable para recibir una señal indicativa de la característica del contenido desde el dispositivo de detección.

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema y método para probar contaminantes en una cápsula de cultivo

Campo técnico

Las realizaciones descritas en el presente documento se refieren en general a sistemas y métodos para proporcionar una cápsula de cultivo de la línea de ensamblaje y, más específicamente, a los sistemas y métodos para probar contaminantes en una cápsula de cultivo de la línea de ensamblaje cuando la línea de ensamblaje está en uso.

Antecedentes

Si bien las tecnologías de crecimiento de cultivos han avanzado a lo largo de los años, todavía existen muchos problemas en la agricultura y la industria agrícola en la actualidad. Como un ejemplo, mientras que Estados Unidos tiene actualmente tierras de cultivo adecuadas para proporcionar alimentos de forma adecuada a la población estadounidense, otros países y poblaciones futuras pueden que no tengan suficientes tierras de cultivo para proporcionar la cantidad adecuada de alimentos. Por consiguiente, existe la necesidad de proporcionar un sistema organizado de cápsulas de cultivo de plantas que facilite un crecimiento rápido, un impacto pequeño, libre de químicos, una solución de baja mano de obra para cultivar microvegetales y otras plantas a cosechar. Al mismo tiempo, existe la necesidad de que el sistema organizado de cápsulas de cultivo de plantas pueda proporcionar condiciones ambientales controladas (por ejemplo, el tiempo y la longitud de onda de la luz, presión, temperatura, riego, nutrientes, atmósfera molecular y/u otras variables) para optimizar el crecimiento y la producción de las plantas, y garantizar que las plantas listas para la cosecha no estén contaminadas, produciendo así plantas libres de químicos y ambientalmente limpias. El documento WO 2013/066254 A1 desvela un sistema de cápsulas de cultivo de la línea de ensamblaje que tiene una cámara de inspección.

Sumario

Se describen sistemas y métodos de prueba de contaminantes en una cápsula de cultivo de la línea de ensamblaje. Una realización del sistema incluye una bandeja que se mueve a lo largo de una pista dispuesta en una cápsula de cultivo de la línea de ensamblaje, una pluralidad de células dispuestas en la bandeja y un sensor de contaminantes. Cada célula soporta semillas, plantas, o ambas, y las células incluyen paredes laterales y una base que define una cavidad. En esta realización, el sensor de contaminantes está dispuesto en la cavidad de una célula seleccionada. El sensor de contaminantes incluye un dispositivo de detección y un dispositivo de control. El dispositivo de detección detecta directamente una característica de un contenido presente en asociación con la célula seleccionada. El dispositivo de control está acoplado al dispositivo de detección y es operable para recibir una señal del dispositivo de detección.

En otra realización, un sistema de cápsulas de cultivo de la línea de ensamblaje incluye una pista continua que sostiene uno o más carros y una bandeja soportada por el carro en la pista e incluye una pluralidad de células que soportan semillas, plantas, o ambas, en el que las células incluyen paredes laterales y una base que define una cavidad. El sistema de cápsulas de cultivo de la línea de ensamblaje incluye además un sensor de contaminantes y un controlador maestro. El sensor de contaminantes está dispuesto en la cavidad de una célula seleccionada e incluye un dispositivo de detección y un dispositivo de control. El dispositivo de detección detecta directamente varias características del contenido de la célula seleccionada. El dispositivo de control está acoplado al dispositivo de detección y es operable para recibir una señal del dispositivo de detección. La cápsula de cultivo de la línea de ensamblaje incluye un controlador maestro en comunicación con el sensor de contaminantes e incluye un procesador y una memoria de instrucciones de almacenamiento. Las instrucciones, tras la ejecución por parte del procesador, realizan operaciones que incluyen (i) obtener del sensor de contaminantes información inicial indicativa de ausencia de contaminación; (ii) establecer una lectura de referencia basándose en la información inicial y almacenar la lectura de referencia en la memoria; (iii) obtener periódicamente información nueva o actualizada del sensor de contaminantes; (iv) determinar si la información nueva o actualizada es diferente de la lectura de referencia; (v) tras la determinación de una diferencia, determinar la presencia de contaminación; y (vi) tras la determinación de que no hay diferencia, determinar si las plantas están listas para la cosecha.

En otra realización más, un método para realizar pruebas de contaminantes en una cápsula de cultivo de la línea de ensamblaje, incluye (i) obtener información inicial indicativa de ausencia de contaminación de un primer sensor de contaminantes con respecto a un contenido presente en una célula seleccionada entre una pluralidad de células, en el que las células están dispuestas en una bandeja y soportan semillas, plantas, o ambas, en el que las células incluyen paredes laterales y una base que define una cavidad; (ii) establecer una lectura de referencia basándose en la información inicial; (iii) obtener periódicamente nueva información del primer sensor de contaminantes con respecto al contenido presente en una célula seleccionada; (iv) determinar si la nueva información es diferente de la lectura de referencia; (v) tras la determinación de una diferencia, determinar la presencia de contaminación dentro de la célula seleccionada; (vi) transmitir la presencia de contaminación a una pluralidad de componentes de la cápsula de cultivo de la línea de ensamblaje; y (vii) limpiar la célula seleccionada y después de la limpieza, obtener periódicamente la nueva información del primer sensor de contaminantes con respecto al contenido presente en la célula seleccionada.

Estas y las características adicionales proporcionadas por las realizaciones de la presente divulgación se entenderán más completamente en vista de la siguiente descripción detallada, junto con los dibujos.

Breve descripción de los dibujos

Las realizaciones expuestas en los dibujos son de naturaleza ilustrativa y a modo de ejemplo y no pretenden limitar la divulgación. La siguiente descripción detallada de las realizaciones ilustrativas puede entenderse cuando se lee junto con los siguientes dibujos, en la que una estructura similar se indica con números de referencia similares y en los que:

la Figura 1 representa una cápsula de cultivo de la línea de ensamblaje ilustrativa de acuerdo con una o más realizaciones mostradas y descritas en el presente documento;

la Figura 2 representa esquemáticamente una vista en perspectiva trasera de una porción de una cápsula de cultivo de la línea de ensamblaje ilustrativa que tiene un componente sembrador;

la Figura 3 representa una bandeja ilustrativa soportada por un carro en una pista dentro de una cápsula de cultivo de la línea de ensamblaje de acuerdo con una o más realizaciones mostradas y descritas en el presente documento;

la Figura 4 representa una vista en sección transversal y ampliada de una célula ilustrativa dentro de una bandeja de acuerdo con una o más realizaciones mostradas y descritas en el presente documento;

la Figura 5 representa un sensor de contaminantes ilustrativo acoplado a una pared lateral de una célula dentro de una bandeja de acuerdo con una o más realizaciones mostradas y descritas en el presente documento;

la Figura 6 representa una red informática ilustrativa y varios componentes de hardware informático dentro de un dispositivo informático de una unidad de cultivo de la línea de ensamblaje de acuerdo con una o más realizaciones mostradas y descritas en el presente documento; y

la Figura 7 representa un diagrama de flujo de un método ilustrativo de utilizar un sensor de contaminantes en una cápsula de cultivo de la línea de ensamblaje de acuerdo con una o más realizaciones mostradas y descritas en el presente documento.

la Figura 8 representa un diagrama de flujo de un método ilustrativo para corregir problemas de contaminación en una cápsula de cultivo de la línea de ensamblaje según una o más realizaciones mostradas y descritas en el presente documento.

Descripción detallada

Las realizaciones descritas en el presente documento incluyen sistemas y métodos para proporcionar una cápsula de cultivo de la línea de ensamblaje. Algunas realizaciones están configuradas con una línea de ensamblaje de plantas que sigue una pista que se envuelve alrededor de un primer eje en una dirección verticalmente hacia arriba y que se envuelve alrededor de un segundo eje en una dirección verticalmente hacia abajo. Estas realizaciones pueden utilizar componentes de diodos emisores de luz (LED) para simular una pluralidad de longitudes de onda de luz diferentes para que crezcan las plantas. Las realizaciones también pueden configurarse para sembrar individualmente una o más secciones de una bandeja en un carro, así como proporcionar agua y nutrientes personalizados a las células individuales que contienen esas semillas. El agua personalizada es supervisada dentro de la bandeja por uno o más sensores de contaminantes para asegurar que las semillas o plantas dentro de la bandeja no estén sujetas a contaminación por contaminantes, tal como moho, bacterias, virus, materia particulada extraña, material descompuesto, minerales innecesarios y/o dañinos y/o similares. Los sistemas y métodos para proporcionar una cápsula de cultivo de la línea de ensamblaje que incorporen la misma se describirán con más detalle a continuación.

Haciendo referencia ahora a los dibujos, la Figura 1 representa una cápsula de cultivo 100 de la línea de ensamblaje, de acuerdo con las realizaciones descritas en el presente documento. Como se ilustra, la cápsula de cultivo 100 de la línea de ensamblaje puede incluir una pista 102 que contiene uno o más carros 104, teniendo cada carro una o más bandejas 105 sobre el mismo. La pista 102 puede incluir una porción ascendente 102a, una porción descendente 102b y una porción de conexión 102c. La pista 102 puede envolver, en sentido antihorario en la Figura 1, un primer eje de tal forma que los carros 104 asciendan hacia arriba en una dirección vertical. En otras realizaciones, configuraciones en sentido horario u otras están disponibles. La porción de conexión 102c puede estar relativamente nivelada (aunque esto no es un requisito) y se utiliza para transferir carros 104 (y las bandejas 105 sobre los mismos) a la porción descendente 102b. La porción descendente 102b puede envolverse alrededor de un segundo eje (de nuevo en dirección contraria a las agujas del reloj en la Figura 1) que es sustancialmente paralelo al primer eje, de tal forma que los carros 104 puedan devolverse más cerca del nivel del suelo.

Aunque no se ilustra explícitamente en la Figura 1, la cápsula de cultivo 100 de la línea de ensamblaje puede incluir también una pluralidad de dispositivos de iluminación, tales como unos diodos emisores de luz (LED). Los dispositivos de iluminación pueden estar dispuestos en la pista 102 frente a los carros 104, de tal forma que los dispositivos de iluminación dirigen las ondas de luz a los carros 104 en la porción de la pista 102 directamente debajo. En algunas realizaciones, los dispositivos de iluminación están configurados para crear una pluralidad de diferentes colores y/o longitudes de onda de luz, en función de la aplicación, el tipo de planta que se está cultivando y/u otros factores. Mientras que en algunas realizaciones, los LED se usan para este fin, esto no es un requisito. Puede utilizarse cualquier dispositivo de iluminación que produzca poco calor y proporcione la funcionalidad deseada.

También se representa en la Figura 1 un controlador maestro 106. El controlador maestro 106 puede incluir un dispositivo informático y diversos módulos de control para controlar diversos componentes de la cápsula de cultivo 100 de la línea de ensamblaje tal como un módulo de control de distribución de nutrientes, un módulo de control de distribución de agua, etc. Como un ejemplo, módulos de control para controlar un módulo de control de distribución de agua, un módulo de control de distribución de nutrientes, un módulo de control de distribución de aire, etc. pueden incluirse como parte del controlador maestro 106 que puede proporcionar una interfaz de control modular. La interfaz de control modular del controlador maestro 106 permite la retirada, reemplazo, actualización y expansión de cada módulo de control sin cambiar o afectar las operaciones de otros módulos de control, o apagar el controlador maestro 106 u otros componentes de la cápsula de cultivo 100 de la línea de ensamblaje.

Acoplado al controlador maestro 106 hay un componente sembrador 108, como se muestra en la Figura 2. El componente sembrador 108 puede estar configurado para sembrar cada bandeja 105 en uno o más carros 104 cuando los carros 104 pasan por el sembrador en la línea de ensamblaje. En algunas realizaciones, cada carro 104 puede incluir una bandeja de sección única para recibir una pluralidad de semillas. En otras realizaciones, se puede usar una bandeja de múltiples secciones para recibir semillas individuales en cada sección (o célula), como se muestra en la Figura 3 y se analizará con más detalle a continuación. En las realizaciones con la bandeja de una sola sección, el componente sembrador 108 puede detectar la presencia del carro 104 respectivo y puede comenzar a colocar semillas en un área de la bandeja de una sola sección. La semilla se puede colocar de acuerdo con la profundidad deseada de la semilla, un número deseado de semillas, una superficie deseada de semillas y/o de acuerdo con otros criterios. En algunas realizaciones, las semillas pueden tratarse anteriormente con nutrientes y/o agentes antiflotabilidad (tales como agua) ya que estas realizaciones pueden no utilizar tierra para hacer crecer las semillas y por lo tanto pueden necesitar estar sumergidas.

En las realizaciones en las que la bandeja de múltiples secciones se utiliza con uno o más de los carros 104, el componente sembrador 108 se puede configurar para insertar semillas individualmente en una o más de las secciones de la bandeja. De nuevo, las semillas se pueden distribuir en la bandeja (o en células individuales) de acuerdo con el número deseado de semillas, un área deseada que deben cubrir las semillas, una profundidad deseada de semillas, etc.

El módulo de control de riego se puede acoplar a una o más líneas de agua 110, que distribuyen agua y/o nutrientes a una o más bandejas en zonas predeterminadas de la cápsula de cultivo 100 de la línea de ensamblaje. En algunas realizaciones, las semillas pueden rociarse para reducir la flotabilidad y a continuación inundarse. Adicionalmente, el uso y el consumo de agua se pueden supervisar utilizando varios sensores acoplados a cada bandeja 105, de tal forma que en las siguientes estaciones de riego, estos datos pueden utilizarse para determinar la cantidad de agua a aplicar a una semilla en ese momento.

Debería entenderse que aunque la realización de la Figura 1 representa una cápsula de cultivo 100 de la línea de ensamblaje que se envuelve alrededor de una pluralidad de ejes, este es simplemente un ejemplo. Las Figuras 1 y 2 ilustran una estructura de dos torres de la cápsula de cultivo 100 de la línea de ensamblaje, pero en otras realizaciones, una estructura de cuatro torres está disponible. De forma adicional, puede utilizarse cualquier configuración de cápsula de cultivo de la línea de ensamblaje o estacionaria para realizar la funcionalidad descrita en el presente documento.

La Figura 3 representa una vista detallada de una bandeja 105 soportada por el carro 104 en la pista. Como se muestra en la Figura 3, la bandeja 105 incluye una pluralidad de células 120 que soportan las semillas y/o plantas. Es decir, cada célula 120 tiene un extremo abierto en el que la semilla, agua y nutrientes se depositan. Las células 120 pueden disponerse de cualquier forma en la bandeja 105, y tal disposición no está limitada por la presente divulgación. Como un ejemplo, algunas realizaciones pueden configurarse para recibir semillas colocadas individualmente en una o más de las células 120. Algunas realizaciones pueden configurarse para colocar una pluralidad de semillas a lo largo de la bandeja 105, permitir que las semillas caigan en las células 120. En algunas realizaciones, las semillas pueden depositarse de forma que algunas semillas residan dentro de las células 120, mientras que otras se colocan encima de esas semillas en una o más capas de semillas.

La Figura 4 representa una vista lateral en sección transversal y una vista ampliada de una célula 120 ilustrativa dentro de la bandeja 105. La célula 120 tiene una o más paredes laterales 124 y una base 126 que define una cavidad 122 en la que se pueden depositar las semillas. La forma y el tamaño de cada célula 120 no están limitados por esta divulgación, y por lo general pueden tener cualquier forma y/o tamaño adecuados para contener una semilla, agua y/o nutrientes en su interior, así como cualquier planta que brote de la semilla antes de la cosecha. Debe entenderse que ciertas células 120 pueden tener forma y/o tamaño para tipos particulares de semillas y/o plantas retenidas en las mismas.

Al menos una porción de las células 120 se puede acoplar a un dispositivo que mide diversas características del contenido de la célula 120 de forma que se pueda determinar si la célula contiene contaminantes en su interior, tales como los contaminantes enumerados anteriormente. Por consiguiente, una de las paredes laterales 124 de la célula 120 puede estar acoplada a (o incrustada con) un sensor de contaminantes 130, como se ha representado en la Figura 5. El sensor de contaminantes 130 puede ser una placa de circuito o similar que contenga varios componentes, trazas y/o similares para probar uno o más indicadores de la presencia de un contaminante dentro de la célula 120.

En diversas realizaciones, el sensor de contaminantes 130 puede incluir una pluralidad de sondas 132a-132b (colectivamente, 132). La pluralidad de sondas 132 puede disponerse de tal forma que cada una de la pluralidad de sondas 132 contacte con el fluido en la célula, como se ha descrito con mayor detalle en el presente documento. Cada una de la pluralidad de sondas 132 puede estar construida de un material eléctricamente conductor, y al menos una de la pluralidad de sondas 132 está acoplada eléctricamente a una fuente de alimentación. Cada una de la pluralidad de sondas 132 puede acoplarse además a un dispositivo de control 134 que está configurado para recibir una o más señales de al menos una de la pluralidad de sondas 132. En algunas realizaciones, el dispositivo de control 134 determina la probabilidad de que haya un contaminante presente en el fluido basándose en una o más señales recibidas.

En algunas realizaciones, el dispositivo de control 134 solo puede actuar como un relé entre la pluralidad de sondas 132 y un dispositivo externo tal como el controlador maestro 106 (Figura 1) o un componente del mismo, como se muestra en la Figura 6. Es decir, el dispositivo de control 134 puede no hacer una determinación de la probabilidad de que haya un contaminante presente en el fluido. En cambio, el dispositivo de control 134 puede transmitir una o más señales a un dispositivo externo, tal como el controlador maestro 106 (Figura 1) o un componente del mismo.

En algunas realizaciones, el fluido en uso puede exhibir una conductividad particular cuando se le suministra una carga eléctrica. Como tal, cuando el fluido está presente dentro de la célula 120, una primera sonda 132a de la pluralidad de sondas 132 puede proporcionar una carga eléctrica mientras que una segunda sonda 132b de la pluralidad de sondas, que está separado a una distancia de la primera sonda 132a, mide la cantidad de carga que se detecta. La carga medida en la segunda sonda 132b se usa para determinar la conductividad del fluido. Por ejemplo, la segunda sonda 132b puede transmitir una señal al dispositivo de control 134, en la que la señal corresponde a la cantidad de carga que se detecta. El dispositivo de control 134 determina después la conductividad del fluido basándose en una cantidad fija de carga que fue suministrada por la primera sonda 132a. El cálculo de la conductividad basado en estos parámetros debe entenderse generalmente en la técnica pertinente y no se describe con más detalle en el presente documento. Para determinar si hay un contaminante presente dentro del fluido en la célula 120, la conductividad del fluido puede medirse tan pronto como el fluido se coloca dentro de la célula 120. La medición inicial realizada inmediatamente después de colocar el líquido se utiliza para establecer una lectura de referencia, puesto que se puede suponer que el fluido en la primera colocación no está contaminado. La conductividad del fluido puede medirse periódicamente a varios intervalos después de que se haya establecido la lectura de referencia. Cualquier aumento en la conductividad del fluido puede ser indicativo de la presencia de un contaminante. El dispositivo de control 134 puede transmitir una señal a un dispositivo externo (por ejemplo, el controlador maestro 106 (Figura 1)) para indicar el potencial de contaminación, o la falta de contaminación.

Debe entenderse que los diversos componentes del sensor de contaminantes 130 descritos en el presente documento son meramente ilustrativos, y también se pueden usar componentes adicionales o alternativos para probar la presencia de contaminantes dentro de la célula 120. Por ejemplo, el sensor de contaminantes 130 puede configurarse para probar el pH del fluido en la célula 120, probar una impedancia del fluido en la célula 120 y/o similares. En otro ejemplo, el sensor de contaminantes puede contener uno o más sensores ópticos que detectan diversas características ópticas del fluido en la célula 120, que puede usarse además para determinar si hay contaminantes presentes en la célula 120. En algunas realizaciones, se puede utilizar una detección adicional que no sea la de conductividad con el fin de verificar la presencia de contaminantes, distinguir entre diferentes tipos de contaminantes (por ejemplo, moho frente a materia en descomposición) y/o similares.

En otras realizaciones, el sensor de contaminantes 130 puede usarse además para otros propósitos además de detectar contaminantes dentro de la célula. Por ejemplo, el sensor de contaminantes 130 puede medir una concentración de nutrientes dentro de la célula 120, puede medir un color de la planta dentro de la célula, que se puede utilizar para determinar si la planta está sana, puede medir la presencia y/o el volumen de fluido en la célula 120 y/o similares. Debe entenderse que estas capacidades adicionales del sensor de contaminantes 130 son meramente ilustrativas, y se contemplan otras capacidades no mencionadas anteriormente y están dentro del alcance de la presente divulgación.

Si la contaminación en la célula 120 puede ser determinada por el dispositivo de control 134, o el controlador maestro 106 (Figura 1), el controlador maestro 106 puede realizar operaciones para corregir los problemas de contaminación. Si y después de que se corrijan los problemas de contaminación, el controlador maestro 106 determina si las plantas están listas para la cosecha y procede a cosechar las plantas, como se describirá adicionalmente en relación con la Figura 7. Con respecto a las semillas, el controlador maestro 106 puede señalar una o más células 120 que se ha encontrado que tienen problemas de contaminación y restringir el uso de dichas células 120. En algunas realizaciones, el controlador maestro 106 transmite y emite un mensaje de notificación o un mensaje de alerta que notifica a un usuario de forma que las células marcadas 120 pueden excluirse de la siembra futura. En otras realizaciones, el controlador maestro 106 puede instruir y controlar un mecanismo de siembra o un dispositivo de siembra tal como un brazo robótico (no mostrado) que realiza la siembra automática, de tal forma que el brazo robótico no pueda depositar las semillas en las células marcadas 120.

En algunas realizaciones, las células marcadas 120 pueden llenarse con un material que evite que las semillas entren en las células afectadas. Como alternativa o adicionalmente, las células marcadas 120 pueden estar completamente cerradas o selladas para evitar cualquier depósito accidental de semillas. En otras realizaciones, las células marcadas 120 pueden someterse a un proceso de limpieza y tras la determinación de que los problemas de contaminación se han corregido como resultado del proceso de limpieza, el controlador maestro 106 puede eliminar el estado marcado de las células 120 y volver a poner las células limpias 120 en uso.

Mientras que la Figura 5 representa un solo sensor de contaminantes 130 ubicado en una sola célula 120, la presente divulgación no está limitada. Por ejemplo, se puede usar un solo sensor de contaminantes 130 para todas las células 120 en una bandeja, un grupo de células 120 en una bandeja, o similar. En otro ejemplo, se puede utilizar un solo sensor de contaminantes 130 acoplado en comunicación con una pluralidad de sondas 132 en cada una de una pluralidad de células 120. Se contemplan otras combinaciones y están dentro del alcance de la presente divulgación.

La Figura 6 representa varios componentes internos de uno o más sistemas de control dentro de la cápsula de cultivo 100 de la línea de ensamblaje que pueden utilizar datos del sensor de contaminantes 130 (Figura 5) para determinar la presencia de un contaminante en una célula (o la probabilidad de presencia), determinar una o más acciones en respuesta a la presencia determinada, y transmitir una o más señales en respuesta a las acciones determinadas. En algunas realizaciones, dichos componentes internos pueden estar en general dentro de un entorno informático. Como se ilustra, la cápsula de cultivo 100 de la línea de ensamblaje (o un sistema de control de la misma) puede incluir un dispositivo informático 520. En algunas realizaciones, el controlador maestro 106 como se muestra en la Figura 1 se puede implementar con el dispositivo informático 520. El dispositivo informático 520 incluye un procesador 530, hardware de entrada/salida 532, el hardware de interfaz de red 534, un componente de almacenamiento de datos 536 (que almacena los datos de sistema 538a, datos de planta 538b, y/u otros datos), y el componente de memoria 540. El componente de memoria 540 puede configurarse como memoria volátil y/o no volátil y, como tal, puede incluir memoria de acceso aleatorio (incluida SRAM, DRAM y/u otros tipos de RAM), memoria flash, memoria digital segura (SD), registros, discos compactos (CD), discos versátiles digitales (DVD) y/u otros tipos de medios legibles por ordenador no transitorios. En función de la realización específica, estos medios legibles por ordenador no transitorios pueden residir dentro del dispositivo informático 520 y/o ser externos al dispositivo informático 520.

El componente de memoria 540 puede almacenar la lógica operativa 542, la lógica de sistemas 544a y lógica de plantas 544b. La lógica de sistemas 544a y la lógica de plantas 544b pueden incluir cada una de las mismas una pluralidad de piezas de lógica diferentes, cada una de los cuales puede estar incorporada como un programa de ordenador, firmware y/o hardware, como ejemplo. La lógica de sistemas 544a puede supervisar y controlar las operaciones de uno o más de los componentes de control de fluido, bombas, líneas de agua y/o similares, así como controlar cada sensor de contaminantes 130 (Figura 5) o enviar/recibir señales de cada sensor de contaminantes 130. La lógica de plantas 544b puede configurarse para determinar y/o recibir una fórmula para el crecimiento de la planta y puede facilitar la implementación de la fórmula a través de la lógica de sistemas 544a. En algunas realizaciones, la fórmula para el crecimiento de las plantas puede establecer el tiempo y la longitud de onda de la luz, presión, temperatura, riego, nutrientes, atmósfera molecular y/u otras variables para optimizar el crecimiento y la producción de las plantas, y supervisar después el fluido en las células para asegurarse de que las células no estén contaminadas, asegurando así un crecimiento óptimo de la planta. La lógica de plantas 544b puede configurarse además para determinar los pasos para reducir/eliminar contaminantes dentro de una célula, así como la implementación de dichos pasos (por ejemplo, desechar el material dentro de las células, limpiar células, suministro de ciertos aditivos para combatir los contaminantes, etc.).

La lógica operativa 542 puede incluir un sistema operativo y/u otro software para gestionar los componentes del dispositivo informático 520. Como también se ha analizado anteriormente, la lógica de sistemas 544a y la lógica de plantas 544b pueden residir en el componente de memoria 540 y pueden configurarse para realizar la funcionalidad, tal y como se ha descrito en el presente documento.

Debería entenderse que aunque los componentes de la Figura 6 se ilustran como que residen dentro del dispositivo informático 520, esto es simplemente un ejemplo. En algunas realizaciones, uno o más de los componentes pueden residir en el exterior del dispositivo informático 520. También debería entenderse que, mientras que el dispositivo informático 520 se ilustra como un solo dispositivo, esto también es simplemente un ejemplo. En algunas realizaciones, la lógica de sistemas 544a y la lógica de plantas 544b pueden residir en diferentes dispositivos informáticos. Como un ejemplo, una o más de las funcionalidades y/o componentes descritos en el presente documento pueden proporcionarse por un dispositivo informático de usuario y/o un dispositivo informático remoto.

Adicionalmente, mientras que el dispositivo informático 520 se ilustra con la lógica de sistemas 544a y la lógica de plantas 544b como componentes lógicos separados, esto también es un ejemplo. En algunas realizaciones, una sola pieza de lógica (y/o varios módulos enlazados) puede hacer que el dispositivo informático 520 proporcione la funcionalidad descrita.

También se incluye una interfaz local 546 en la Figura 6 y puede implementarse como un bus u otra interfaz de comunicación para facilitar la comunicación entre los componentes del dispositivo informático 520. El procesador 530 puede incluir cualquier componente de procesamiento operable para recibir y ejecutar instrucciones (tal como desde un componente de almacenamiento de datos 536 y/o el componente de memoria 540). El hardware de entrada/salida 532 puede incluir y/o estar configurado para interactuar con micrófonos, altavoces, una pantalla y/u otro hardware.

El hardware de interfaz de red 534 puede incluir y/o estar configurado para comunicarse con cualquier hardware de red alámbrico o inalámbrico, incluyendo una antena, un módem, un puerto LAN, una tarjeta de fidelidad inalámbrica (Wi-Fi), una tarjeta WiMax, una tarjeta ZigBee, un chip Bluetooth, una tarjeta USB, hardware de comunicaciones móviles y/u otro hardware para comunicarse con otras redes y/o dispositivos. A partir de esta conexión, la comunicación puede facilitarse entre el dispositivo informático 520 y otros dispositivos externos al dispositivo informático, tal como cada sensor de contaminantes 130 (Figura 4).

Adicionalmente, la cápsula de cultivo 100 de la línea de ensamblaje está acoplada a una red 550. La red 550 puede incluir Internet u otra red de área amplia, una red local, tal como una red de área local, una red de campo cercano, tal como Bluetooth o una red de comunicación de campo cercano (NFC). La red 550 también está acoplada a un dispositivo informático de usuario 552 y/o un dispositivo informático remoto 554. El dispositivo informático de usuario 552 puede incluir un ordenador personal, un ordenador portátil, un dispositivo móvil, una tableta, un servidor, etc. y puede utilizarse como una interfaz con un usuario. Como un ejemplo, un usuario puede enviar una receta de planta al dispositivo informático 520 para su implementación por la unidad de cultivo 100 de la línea de ensamblaje. Otro ejemplo puede incluir el módulo de crecimiento 100 de la línea de ensamblaje que envía notificaciones a un usuario del dispositivo informático de usuario 552 (por ejemplo, para notificar al usuario de la presencia de contaminantes). Dichas notificaciones pueden permitir al usuario tomar las medidas necesarias para eliminar o corregir los contaminantes antes de la cosecha, deshacerse de las plantas que se han encontrado que tienen problemas de contaminación, etc.

De forma similar, el dispositivo informático remoto 554 puede incluir un servidor, un ordenador personal, una tableta, un dispositivo móvil, etc. y puede utilizarse para comunicaciones de máquina a máquina. Como un ejemplo, si la cápsula de cultivo 100 de la línea de ensamblaje determina que se está usando un tipo de semilla (y/u otra información, como las condiciones ambientales), el dispositivo informático 520 puede comunicarse con el dispositivo informático remoto 554 para recuperar una fórmula anteriormente almacenada para esas condiciones. Como tal, algunas realizaciones pueden utilizar una interfaz de programa de aplicación (API) para facilitar esta u otras comunicaciones de ordenador a ordenador.

La Figura 7 representa un diagrama de flujo para utilizar un sensor de contaminantes en una cápsula de cultivo 100 de la línea de ensamblaje, de acuerdo con las realizaciones descritas en el presente documento. Como se ilustra en el bloque 602, la información inicial se obtiene de cada sensor de contaminantes de modo que se pueda establecer una lectura de referencia en el bloque 604. En algunas realizaciones, la información inicial se obtiene midiendo la conductividad del fluido tan pronto como el fluido se coloca dentro de la célula 120, asumiendo que el fluido en la primera colocación no está contaminado. Esta información inicial, como la conductividad inicial del fluido, se utilizará para establecer una lectura de referencia. Una vez que se ha establecido una lectura de referencia, el sensor de contaminantes puede obtener periódicamente nueva información o nuevos datos en el bloque 606. Por ejemplo, la conductividad del fluido puede medirse a varios intervalos después de que se haya establecido la lectura de referencia. Esto puede ocurrir de forma continua o en intervalos de tiempo particulares dirigiendo la primera sonda para que envíe una carga eléctrica y dirigiendo la segunda sonda para que reciba una carga eléctrica de modo que se pueda determinar la conductividad del fluido. En el bloque 608 se determina si la nueva lectura difiere de la lectura de referencia. A modo de ejemplo, cuando la conductividad del fluido se mide periódicamente de forma continua, cualquier aumento en la conductividad del fluido puede ser indicativo de la presencia de un contaminante.

Si existe una diferencia, opcionalmente, se pueden obtener datos de sensores adicionales para determinar un problema (por ejemplo, presencia de un contaminante particular) en el bloque 610. En algunas realizaciones, se pueden usar sensores ópticos para detectar varias características ópticas del fluido en la célula 120, que puede usarse además para determinar si hay contaminantes presentes en la célula 120. Adicionalmente o como alternativa, sensores adicionales que pueden detectar otros sensores además de la conductividad, pueden utilizarse para verificar la presencia de contaminantes y distinguir entre diferentes tipos de contaminantes (por ejemplo, moho frente a materia en descomposición). Se pueden proporcionar instrucciones a varios componentes para corregir el problema en el bloque 612. En algunas realizaciones, las instrucciones pueden ser proporcionadas por el controlador maestro 106 al sembrador 108, controladores para controlar las operaciones de los carros 105, la bandeja 104, un desinfectante 112, etc., en la Figura 2. La corrección de los problemas de contaminación se describirá con más detalle en relación con la Figura 8 a continuación. El proceso puede volver al bloque 606 si la corrección no implica la destrucción/eliminación de las semillas/plantas. Si no existe diferencia entre la línea base y los datos del sensor nuevo en el bloque 608, se puede hacer una determinación en el bloque 614 sobre si la planta está lista para la cosecha. Si la planta no está lista para la cosecha, el proceso puede volver al bloque 606 después de que haya transcurrido un período de tiempo para continuar supervisando los posibles contaminantes en la célula. Si la planta está lista para la cosecha, se puede recolectar en el bloque 616.

La Figura 8 representa un diagrama de flujo para corregir los problemas de contaminación detectados y/o determinados por el sensor de contaminantes para la cápsula de cultivo 100 de la línea de ensamblaje, de acuerdo con las realizaciones descritas en el presente documento. Como se ha analizado anteriormente en relación con la Figura 7, una vez que se puedan determinar los problemas de contaminación (bloque 608) y confirmar con los datos adicionales del sensor (bloque 610), se corrigen después los problemas de contaminación (bloque 612). Las instrucciones relacionadas con la corrección de los problemas de contaminación se envían a varios componentes la cápsula de cultivo 100 de la línea de ensamblaje (bloque 704). En algunas realizaciones, esos componentes pueden incluir el sembrador 108, el desinfectante 112, los carros 105, la bandeja 104, etc. Por ejemplo, el sembrador 108 puede incluir un mecanismo de siembra automático implementado con un brazo robótico y recibir instrucciones de no depositar ninguna semilla en células particulares que hayan sido identificadas con el problema de contaminación. Para este fin, el controlador maestro 106 puede reconocer, marcar y registrar las células particulares en una bandeja 104 particular que se mueve en un carro 105 particular y notificar a los componentes relevantes de los problemas de contaminación. Basándose en la información de la célula señalada del controlador maestro 106, el sembrador 108 puede indicar al brazo robótico (no mostrado) que no deposite semillas en la una o más células marcadas. De acuerdo con la información de la célula marcada, el desinfectante 112 recibe el carro particular 105 que tiene la una o más células marcadas en la bandeja 104 y realiza el proceso de desinfección y limpieza de la una o más células marcadas.

El controlador maestro 106 determina además si la limpieza de la una o más células marcadas puede eliminar contaminantes y resolver los problemas de contaminación (bloque 708). En algunos ejemplos, los contaminantes pueden ser resistentes a la limpieza con agua y requieren más tratamiento. Si eliminar los contaminantes requiere más que limpiar la una o más células marcadas, se determina si la adición de aditivos relevantes a las células puede eliminar los contaminantes (bloque 714). Si la limpieza y los aditivos no eliminan los contaminantes, el controlador maestro 106 puede registrar las células marcadas como células contaminadas y registrar y enviar una notificación o mensaje de alerta a los componentes relevantes y/o al dispositivo informático de usuario. La notificación o mensaje de alerta incluye una notificación de que se prohibirá el uso potencial de las células en particular. Las células particulares y/o la bandeja completa pueden cerrarse o sellarse. Si el resto de la bandeja puede estar todavía en uso, excepto por las células particulares, se puede usar un material para rellenar las células particulares para evitar que cualquier semilla entre en las células afectadas.

Si limpiar y/o agregar aditivos puede eliminar el problema de contaminación, el controlador maestro 106 puede determinar si es necesario deshacerse de cualquier planta en las células afectadas (bloque 718). Si no es necesario deshacerse de las plantas, entonces, el proceso vuelve a comprobar el estado de contaminación de las células afectadas (bloque 606). De lo contrario, el procesador maestro puede enviar una notificación o mensaje de alerta a los componentes relevantes y/o un dispositivo informático de usuario que indica o requiere la eliminación de plantas en las células afectadas (bloque 720).

Como se ha ilustrado anteriormente, se describen varias realizaciones para proporcionar una cápsula de cultivo de la línea de ensamblaje. Estas realizaciones crean un crecimiento rápido, un impacto pequeño, libre de químicos, una solución de baja mano de obra para cultivar microvegetales y otras plantas a cosechar. Estas realizaciones pueden crear recetas y/o recibir recetas que dicten el tiempo y la longitud de onda de la luz, presión, temperatura, riego, nutrientes, atmósfera molecular y/u otras variables para optimizar el crecimiento y la producción de las plantas, y supervisar después el fluido en las células para asegurarse de que las células no estén contaminadas, asegurando así un crecimiento y producción de la planta óptimos y libres de químicos.

Si bien en el presente documento se han ilustrado y descrito realizaciones y aspectos específicos de la presente divulgación, pueden realizarse diversos otros cambios y modificaciones sin alejarse del alcance de la divulgación. Asimismo, aunque en el presente documento se han descrito diversos aspectos, no es necesario utilizar estos aspectos en combinación.

Ahora debería entenderse que las realizaciones desveladas en el presente documento incluyen sistemas, métodos, y medios legibles por ordenador no transitorios para realizar pruebas de un contaminante para su uso en una cápsula de cultivo de la línea de ensamblaje. También debe entenderse que estas realizaciones son meramente a modo de ejemplo y no pretenden limitar el alcance de esta divulgación. El alcance de protección de la presente invención está definido por las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un sistema para realizar pruebas de contaminantes en una cápsula de cultivo (100) de la línea de ensamblaje, que comprende:

una bandeja (105) que se mueve a lo largo de una pista dispuesta en una cápsula de cultivo (100) de la línea de ensamblaje;

una pluralidad de células (120) con paredes laterales (124) y una base (126) que definen una cavidad (122) dispuesta en la bandeja (105) y que soportan semillas, plantas o ambas, caracterizado por que una célula seleccionada tiene un sensor de contaminantes (130) dispuesto en la cavidad (122) de la célula seleccionada, comprendiendo el sensor de contaminantes (130):

un dispositivo de detección para detectar directamente una característica de un contenido presente en asociación con la célula seleccionada; y

un dispositivo de control (134) acoplado al dispositivo de detección y operable para recibir una señal indicativa de la característica del contenido desde el dispositivo de detección.

2. El sistema de la reivindicación 1, en el que el sensor de contaminantes (130) incluye una placa de circuito que incluye componentes para detectar la presencia de un contaminante dentro de la célula seleccionada, en el que el dispositivo de detección incluye además una pluralidad de sondas (132) hechas de un material eléctricamente conductor y al menos una de la pluralidad de sondas (132) está acoplada eléctricamente a una fuente de alimentación; en donde el dispositivo de control (134) está configurado para recibir una o más señales de al menos una de la pluralidad de sondas (132) y determinar la probabilidad de que haya un contaminante presente en la célula seleccionada basándose en las señales recibidas.

3. El sistema de la reivindicación 2, en el que el dispositivo de control (134) está configurado para recibir una o más señales de al menos una de la pluralidad de sondas (132) y transmitir las señales a un dispositivo externo como un relé entre la pluralidad de sondas (132) y el dispositivo externo,

en donde el dispositivo externo incluye un controlador maestro (106) y el dispositivo de control (134) del sensor de contaminantes (130) renuncia a hacer una determinación de la probabilidad de que haya un contaminante presente en la célula seleccionada, haciendo el controlador maestro (106) la determinación de la probabilidad de que el contaminante esté presente en la célula seleccionada basándose en la señal recibida del dispositivo de control (134) del sensor de contaminantes (130).

4. El sistema de la reivindicación 2, en el que la pluralidad de sondas (132) incluye una primera sonda (132a) y una segunda sonda (132b) separada de la primera sonda (132a) y en el que la primera sonda (132a) proporciona una carga eléctrica mientras que la segunda sonda (132b) mide una cantidad de carga que se ha detectado.

5. El sistema de la reivindicación 4, en el que la cantidad de carga medida en la segunda sonda (132b) se usa para determinar la conductividad de un fluido y la segunda sonda (132b) transmite una señal al dispositivo de control (134), correspondiendo la señal a la cantidad de carga que se detecta.

6. Un sistema de cápsulas de cultivo (100) de la línea de ensamblaje que comprende el sistema para realizar pruebas de contaminantes de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la pista es una pista continua que contiene uno o más carros (104);

en donde la bandeja (105) está soportada por uno o más carros (104) que se mueven sobre la pista continua; el sistema de cápsulas de cultivo (100) de la línea de ensamblaje comprende además: un controlador maestro (106) en comunicación con el sensor de contaminantes (130) e incluye un procesador y una memoria que almacena instrucciones, en donde las instrucciones, tras la ejecución por parte del procesador, realizan operaciones que comprenden:

obtener del sensor de contaminantes (130) información inicial indicativa de ausencia de contaminación; establecer una lectura de referencia basándose en la información inicial y almacenar la lectura de referencia en la memoria;

obtener información actualizada del sensor de contaminantes (130);

determinar si la información actualizada es diferente de la lectura de referencia;

tras la determinación de una diferencia, determinar la presencia de contaminación; y

tras la determinación de que no hay diferencia, determinar si las plantas están listas para la cosecha.

7. El sistema de cápsulas de cultivo (100) de la línea de ensamblaje de la reivindicación 6, en el que las instrucciones, tras la ejecución por parte del procesador, realizan además:

obtener otro conjunto de datos de un sensor óptico para identificar un contaminante particular,

en donde las instrucciones, tras la ejecución por parte del procesador, realizan, además, una de las siguientes acciones:

tras la determinación de la presencia de contaminación,

desechar el contaminante particular, limpiar la célula seleccionada (120) y suministrar aditivos para corregir el contaminante particular.

8. El sistema de cápsulas de cultivo (100) de la línea de ensamblaje de la reivindicación 6, en el que el dispositivo de detección incluye además una pluralidad de sondas (132) hechas de un material eléctricamente conductor y al menos una de la pluralidad de sondas (132) está acoplada eléctricamente a una fuente de alimentación.

9. El sistema de cápsulas de cultivo (100) de la línea de ensamblaje de la reivindicación 8, en el que el dispositivo de control (134) está configurado para recibir una o más señales de al menos una de la pluralidad de sondas (132) y transmitir las señales al controlador maestro (106) como un relé entre la pluralidad de sondas (132) y el controlador maestro (106),

en donde el controlador maestro (106) supervisa y controla las operaciones del sensor de contaminantes (130).

10. El sistema de cápsulas de cultivo (100) de la línea de ensamblaje de la reivindicación 8, en el que el dispositivo de control (134) del sensor de contaminantes (130) renuncia a realizar una determinación de la probabilidad de que haya un contaminante presente en la célula seleccionada, mientras que el dispositivo de control (134) actúa como un relé entre la pluralidad de sondas (132) y el controlador maestro.

11. Un método para realizar pruebas de contaminantes en una cápsula de cultivo (100) de la línea de ensamblaje de acuerdo con la reivindicación 6, que comprende obtener información inicial indicativa de ausencia de contaminación de un primer sensor de contaminantes (130) con respecto a un contenido presente en una célula seleccionada entre una pluralidad de células (120), en donde las células (120) están dispuestas en una bandeja (105) y soportan semillas, plantas, o ambas, en donde las células (120) incluyen paredes laterales (124) y una base (126) que definen una cavidad (122);

establecer una lectura de referencia basándose en la información inicial;

obtener periódicamente nueva información del primer sensor de contaminantes (130) con respecto al contenido presente en la célula seleccionada;

determinar si la nueva información es diferente de la lectura de referencia;

tras la determinación de una diferencia, determinar la presencia de contaminación dentro de la célula seleccionada; transmitir la presencia de contaminación a una pluralidad de componentes de la cápsula de cultivo (100) de la línea de ensamblaje; y

limpiar la célula seleccionada y después de la limpieza, obtener periódicamente la nueva información del primer sensor de contaminantes (130) con respecto al contenido presente en la célula.

12. El método de la reivindicación 11, que comprende además disponer uno o más sensores en conexión con la célula seleccionada y medir con los sensores: una concentración de nutrientes, un color de una planta dentro de la célula seleccionada, presencia y volumen de líquido en la célula seleccionada, un pH de un fluido en la célula seleccionada, una impedancia del fluido en la célula seleccionada o una combinación de los mismos.

13. El método de la reivindicación 11, en el que transmitir la presencia de contaminación comprende además transmitir la presencia de contaminación a un componente sembrador (108) de tal forma que el componente sembrador (108) deje de depositar semillas en la célula seleccionada.

14. El método de la reivindicación 13, que comprende además: tras la determinación de la presencia de contaminación dentro de la célula seleccionada, aplicar aditivos relevantes a la célula seleccionada para eliminar la contaminación.

15. El método de la reivindicación 13, en el que transmitir la presencia de contaminación comprende además transmitir la presencia de contaminación a un componente desinfectante (112) de tal forma que el componente desinfectante (112) desinfecte la célula seleccionada y la bandeja (105) en la que se dispone la célula seleccionada.