JP2015213491A - 栽培装置及び栽培セル - Google Patents

Abstract

【課題】栽培物をより適正に育成することができる栽培装置を提供する。
【解決手段】栽培装置１０は、栽培物Ｐを載置する栽培プレート５０を有する栽培セル４０を複数プラントベース２１に装着し、搬入搬出ステーション２５から搬入された栽培プレート５０を移動ロボット３０によって栽培セル４０へ移動可能である。一方、この栽培装置１０では、栽培セル４０から栽培プレート５０を移動ロボット３０によって搬入搬出ステーション２５へ移動し、装置外へこの栽培プレート５０を搬出可能である。また、この栽培装置１０は、栽培セル４０とプラントベース２１とを隔離扉２３や隔離扉４３などの隔離部材によって隔離可能である。この栽培装置１０では、例えば、いずれかの栽培セル４０にて、害虫や菌などの異物の侵入や育成不全などを含む異常が生じた場合に、隔離部材で隔離した状態で栽培セル４０ごとにその異常に対処可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、栽培装置及び栽培セルに関する。

従来、栽培装置としては、植物を支持する複数のカラムを互いに移動方向に間隔を隔てた状態で支持フレームにより支持し、カラムの下側に設けた移動機構に可動フレームと駆動フレームとを連結する連結機構を設け、駆動フレームの往復動に対応して可動フレームが往復動を行い、且つ可動フレームの前進動作においてのみ可動フレームがカラムを保持して同方向に移動させるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、構造が簡単で且つ安価であり、所定の間隔を維持しながら植物の間隔を設定することができる、としている。また、栽培装置としては、断熱パネルで囲われた本体部に左右対称に、複数の苗載置棚を備えたラックを設けたものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。この装置では、前開口を閉鎖する扉体にラックが配設されており、この扉体を移動することにより、苗載置棚に苗を出し入れ可能である。

特開平６−１４６６３号公報 実開平６−７０５４１号公報

しかしながら、この特許文献１に記載された栽培装置では、栽培物を支持するカラムの水平方向の間隔を維持するとしているが、この移動機構しか開示されていない。また、特許文献２の栽培装置では、苗載置棚のすべては本体部の内部一室に含まれており、例えば、扉体を開けて作業を行う際に、害虫や菌などの異物が入り込むと、内部全体にその影響が広がってしまうことがあった。

本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、栽培物をより適正に育成することができる栽培装置及び栽培セルを提供することを主目的とする。

本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の栽培装置は、
栽培物を載置する栽培棚を収容する栽培セルと、
前記栽培セルを装着及び取外可能な装着部を複数有し該栽培セルを複数装着するプラントベースと、
前記栽培セルと前記プラントベースとを隔離する隔離部材と、
前記プラントベースに配設され前記栽培棚を搬入搬出する搬入搬出ステーションと、
前記プラントベース内に配設され前記栽培セルと前記搬入搬出ステーションとの間で前記栽培棚を移動する移動ロボットと、
前記移動ロボットを制御する制御装置と、
を備えたものである。

この栽培装置では、栽培物を載置する栽培棚を収容する栽培セルを複数プラントベースに装着し、搬入搬出ステーションから搬入された栽培棚を移動ロボットによって栽培セルへ移動可能である。一方、この栽培装置では、栽培セルから栽培棚を移動ロボットによって搬入搬出ステーションへ移動し、装置外へこの栽培棚を搬出可能である。また、この栽培装置は、栽培セルとプラントベースとを隔離部材によって隔離可能である。例えば、いずれかの栽培セルにて、害虫や菌などの異物の侵入や育成不全などを含む異常が生じた場合に、この栽培装置では、隔離部材で隔離した状態で栽培セルごとにその異常に対処することができる。したがって、栽培物をより適正に育成することができる。

栽培装置１０の構成の概略を示す構成図。 栽培装置１０を上方から見た説明図。 栽培装置１０を側方から見た説明図。 移動ロボット３０の斜視図。 記憶装置７２に記憶された育成管理情報７３の説明図。 栽培処理ルーチンの一例を示すフローチャート。 育成に応じて栽培プレート５０を移動する処理の説明図。

次に、本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態である栽培装置１０の構成の概略を示す構成図である。図２は、栽培装置１０を上方から見た説明図（透視図）であり、図２（ａ）は移動ロボット３０が収縮状態である説明図、図２（ｂ）は移動ロボット３０が伸張状態である説明図である。図３は、栽培装置１０を側方から見た説明図（透視図）である。図４は、移動ロボット３０の斜視図であり、図４（ａ）は収縮状態、図４（ｂ）は伸張状態の説明図である。図５は、記憶装置７２に記憶された育成管理情報７３の説明図である。栽培装置１０は、栽培物Ｐを育成する装置であり、プラントベース２１と、搬入搬出ステーション２５と、移動ロボット３０と、制御装置７０とを備えている。また、栽培装置１０は、隔離扉２３及び隔離扉４３を備えている。栽培物Ｐとしては、例えば、青果（野菜・果物）、食品ではない花草（生花）などが挙げられる。ここでは、栽培物Ｐとして、レタスやほうれん草などの葉菜類を育成する場合について説明する。なお、左右方向（Ｘ軸）、前後方向（Ｙ軸）及び上下方向（Ｚ軸）は、図１〜４に記載した通りとする。

プラントベース２１は、栽培物Ｐを栽培する栽培セル４０を装着及び取外可能な装着部２２を複数有し栽培セル４０を複数装着するものである。このプラントベース２１は、直方体状の箱体であり、タンクやポンプなどの重量物を搭載しており、その内部に内部空間２４を有している。プラントベース２１は、その内部空間２４を移動可能な状態で移動ロボット３０を収容しており、作業者が出入りすることなく栽培物Ｐの栽培を行うことができる。この内部空間２４には、図示しないビデオカメラが配設されており、隔離扉２３や移動ロボット３０の状態を外部から視認可能になっている。装着部２２には、パッキンが配設されており、外気を遮断した状態（気密状態）で栽培セル４０を装着する。この装着部２２の内周側には、隔離扉２３が設けられている。隔離扉２３は、栽培セル４０とプラントベース２１とを隔離する隔離部材であり、内部空間２４の気密状態を保つようにプラントベース２１の開口部を閉塞、開放する。この隔離扉２３は、図示しないアクチュエータの駆動によって開閉される。このプラントベース２１では、前方に８つの装着部２２が設けられ、後方に８つの装着部２２が設けられており、合計１６個の栽培セル４０を装着可能である。また、装着部２２には、栽培セル４０で用いられる、二酸化炭素などの気体、水、養分などをプラントベース２１から供給する供給部２２ａが設けられている。この供給部２２ａは、栽培セル４０が装着部２２に装着されるのに伴って、栽培セル４０に設けられた図示しない接続部に接続され、栽培物Ｐの育成に用いられる二酸化炭素や、養分を含む水などがこの供給部２２ａを介して栽培セル４０に供給される。

プラントベース２１には、栽培物Ｐの育成に必要な栽培部１１が配設されている。この栽培部１１は、栽培空間をより好ましい雰囲気とする二酸化炭素ボンベ１２や、水道管に接続され水を供給する水供給部１３、複数種類の培養液タンクを有しこの培養液タンクから培養液を供給する培養液供給部１４を備えている。二酸化炭素ボンベ１２、水供給部１３及び培養液供給部１４は、それぞれ電子バルブを備えており、この電子バルブの制御により、各供給部２２ａへの二酸化炭素ガス、培養液などの供給量が制御される。また、栽培部１１は、空調装置１５を備え、内部空間２４や栽培セル４０の内部空間の湿度及び温度を調節可能となっている。なお、栽培装置１０を設置した生産工場の室内においても、上記と同様に二酸化炭素量や温度、湿度を好適な範囲に制御することがより好ましい。

搬入搬出ステーション２５は、プラントベース２１に配設されており、栽培棚としての栽培プレート５０を搬入搬出するものである。この搬入搬出ステーション２５は、内部空間２４に繋がる空洞を有する箱体であり、作業者が栽培プレート５０の移動を行いやすい高さに形成され、上面に搬入搬出口２７が開口している。また、搬入搬出ステーション２５は、搬入搬出口２７を開放、閉鎖するシャッター２６が搬入搬出口２７の直上に設けられている。シャッター２６は、図示しないアクチュエータの駆動により開閉される。シャッター２６は、栽培セル４０へ栽培プレート５０を搬入する際やプラントベース２１から栽培プレート５０を搬出する際に開放される。

移動ロボット３０は、プラントベース２１内に配設され栽培セル４０と搬入搬出ステーション２５との間で栽培プレート５０を移動するものである。移動ロボット３０は、図４に示すように、水平移動機構３１と、上下移動機構３２と、棚移動部３３と、支持部材３４と、カメラ移動機構３５と、カメラ３６とを備えている。水平移動機構３１は、モータが接続された駆動輪と従動輪との間に無端状となるように架け渡された駆動ベルトを有している。移動ロボット３０は、水平移動機構３１の駆動ベルトの一部にその底部（板状のベース部材３０ａ）が固定されており、この駆動ベルトの左右への移動に伴い左右に移動する。上下移動機構３２は、ベース部材３０ａの上面に配設されており、ラチス構造を有し伸縮するアームと、アームを伸縮させる駆動モータとを有している。上下移動機構３２の上部に平板状の棚移動部３３が配設されており、この上下移動機構３２の伸縮に伴い、棚移動部３３は上下動される。棚移動部３３は、平板状の部材であり、その上方に栽培プレート５０を収容するものである。棚移動部３３の上面には、前後方向に伸縮し、栽培プレート５０をその下面側から支持する支持部材３４が配設されている。この支持部材３４は、棚移動部３３の左側及び右側端部に１つずつ配設されている。支持部材３４は、前後方向へ移動可能に棚移動部３３に配設された下側部材３４ａと、前後方向へ移動可能に下側部材の上面に配設された上側部材３４ｂとを有している。この支持部材３４は、図示しないアクチュエータにより、前後方向に伸張収縮する。なお、この移動ロボット３０は、棚移動部３３が回転可能となっており、作業する栽培セル４０の存在方向に応じてこの棚移動部３３を回転させる。

移動ロボット３０には、栽培プレート５０に載置された栽培物Ｐを撮影するカメラ３６が配設されている。棚移動部３３は、カメラ３６を支持しＸ−Ｙ−Ｚ軸方向に移動させるカメラ移動機構３５がその後方に配設されている。カメラ移動機構３５は、棚移動部３３の上方でカメラ３６を下方に向けて支持するものであり、棚移動部３３から立設され、上下方向及び左右方向に移動可能に棚移動部３３に配設された第１部材３５ａと、前後方向へ移動可能に第１部材３５ａに配設された第２部材３５ｂとを有している。カメラ３６は、画像データを出力する撮影装置であり、支持部材３４上に支持された栽培プレート５０、又は栽培セル４０内部に収納された栽培プレート５０の上方から栽培物Ｐなどを撮影する。移動ロボット３０に配設されたモータやカメラ３６などは、図示しない配線を介して制御装置７０に電気的に接続されている。そして、カメラ３６は、所定の撮影タイミングにおいて栽培セル４０の内部に入り栽培物Ｐを撮影する。

栽培セル４０は、栽培物Ｐを載置する栽培プレート５０を有するものである。栽培セル４０は、軽量な材質（例えば樹脂）で形成されており、取外しや装着作業、あるいは、清掃作業を行いやすくなっている。この栽培セル４０は、接続部４１と、棚支持部４２と、隔離扉４３と、照射部４４とを備えている。接続部４１は、供給部２２ａと接続し、供給部２２ａから供給されたガスや液体を栽培セル４０に導入するものである。棚支持部４２は、図３に示すように、栽培プレート５０を支持する部材であり、下段に栽培プレート５０が配置される栽培プレート５０の下面側や栽培セル４０の天井には、栽培物Ｐへ光を照射する照射部４４が設けられている。また、棚支持部４２には、接続部４１からバルブを介して供給パイプが接続されており、栽培プレート５０へ培養液が供給可能となっている。この栽培セル４０では、図３に示すように、複数の栽培プレート５０が上下に配置されるよう複数の棚支持部４２が固定的に配設されている。この棚支持部４２は、栽培プレート５０同士の間隔が第１間隔と第１間隔より長い第２間隔とを有するよう栽培セル４０の内部に固定的に配設されている。なお、「固定的に」とは、上下動しない態様をいい、メンテナンスなどでの取り外しができない趣旨ではない。

この栽培セル４０では、棚支持部４２は６つの栽培プレート５０を収容可能に６段設けられている。この棚支持部４２は、下段の１段目及び２段目の栽培プレート５０同士の間隔が第１間隔Ｌ１であり、中段の３段目及び４段目の栽培プレート５０同士の間隔が第１間隔Ｌ１より広い第２間隔Ｌ２であり、上段の５段目及び６段目の栽培プレート５０同士の間隔が第２間隔Ｌ２より広い第３間隔Ｌ３となるようそれぞれが固定されている。このため、栽培プレート５０と照射部４４との間の空間、即ち、栽培物Ｐを育成する空間は、その高さが、下段では第１高さＺ１、中段では第１高さＺ１より高い第２高さＺ２、上段では第２高さＺ２より高い第３高さＺ３となっている。栽培物Ｐは、育成が進むとその高さが高くなるから、栽培セル４０では、育成状態に応じた適切な照射距離で栽培物Ｐに光を照射可能である。

隔離扉４３は、栽培セル４０とプラントベース２１とを隔離する隔離部材であり、内部の育成空間の気密状態を保つように栽培セル４０の開口部を閉塞、開放する。この隔離扉４３は、図示しないアクチュエータの駆動によって開閉される。このように、栽培装置１０は、隔離扉２３及び隔離扉４３を閉塞することにより、外部空間からの異物（例えば、菌や害虫など）の侵入をより抑制することができる。また、栽培装置１０は、栽培セル４０がプラントベース２１に装着されている状態で隔離扉２３や隔離扉４３を開放しても、装着部２２の気密性により、外部空間からの異物の侵入をより抑制することができる。照射部４４は、例えば、光量及び光の波長を適宜調整可能な光源として構成されており、各段ごとに栽培プレート５０の略全面に亘って光を照射可能に配設されている。この栽培セル４０には、二酸化炭素濃度や、湿度、温度など育成環境を測定する図示しないセンサーが配設され、このセンサーに制御装置７０が電気的に接続されており、このセンサーからの信号が制御装置７０へ出力される。

栽培プレート５０は、平らな箱形の部材であり、栽培物Ｐを育成可能な状態（例えば根付き状態）で載置するトレイである。栽培プレート５０は、栽培セル４０に配設された状態では栽培物Ｐの棚を構成する。栽培プレート５０には、図１，４に示すように、栽培物Ｐを載置する育成載置部５１と、栽培物Ｐに関する情報を記憶する記憶素子５２とを有している。育成載置部５１は、外部から供給された水や培養液を収容する容器として構成され、育成状態で栽培物Ｐを固定可能である。栽培プレート５０では、７つの育成載置部５１が形成されている。記憶素子５２は、例えば、書き込み可能なフラッシュメモリである。この記憶素子５２は、育成開始時に図示しない管理コンピュータに接続され、例えば、栽培物の識別子（ＩＤ）や種別などの栽培物情報、育成開始日や出荷予定日などの情報が記憶される。

制御装置７０は、装置全体を制御するものであり、例えば、通信により移動ロボット３０を制御する。制御装置７０は、図１に示すように、各処理を実行するＣＰＵ、処理プログラムを記憶するＲＯＭ、作業領域として用いられるＲＡＭを有するコントローラ７１と、各種プログラムや各種データファイルなどを記憶するＨＤＤなどの記憶装置７２を備えている。また、制御装置７０は、各種情報を表示するディスプレイ７４や、作業者が各種指令を入力するキーボード及びマウス等の入力装置７５などを備えている。記憶装置７２には、育成管理情報７３が記憶されている。育成管理情報７３は、図５に示すように、栽培物情報や、栽培セル情報、育成開始日時、次段への移行予定日、出荷予定日時、実測データ、現在の育成条件などの情報が含まれる。栽培物情報には、例えば、栽培物の識別子（ＩＤ）や種別などの情報が含まれる。栽培セル情報には、例えば、この栽培物Ｐが収容された栽培セル４０の識別子（ＩＤ）、収容されている棚の段数（１段目など）、栽培プレート５０の識別子（棚ＩＤ）など、この栽培物Ｐの現在位置を示す情報が含まれる。実測データには、例えば、栽培物Ｐの大きさなどの測定値や、測定した日時などの情報が含まれる。次段移行予定日とは、例えば、栽培セル４０の下段から中段への移行や、中段から上段への移行の予定日である。栽培装置１０では、例えば、発芽し根の伸びた苗を栽培プレート５０に配置して栽培セル４０の下段へ搬入した日時を育成開始日時とし、その１０日後に中段へ移行し、更にその１０日後に上段へ移行し、更にまた１０日後に出荷により栽培装置１０から搬出するものとして以下説明する。ここでは、次段移行予定日は、その栽培物Ｐの育成状態に合わせて、育成開始日の１０日後、２０日後のいずれかになる。

次に、こうして構成された本実施形態の栽培装置１０の動作、まず、制御装置７０が栽培物Ｐの育成を行う処理について説明する。図６は、制御装置７０のＣＰＵが実行する栽培処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、記憶装置７２に記憶され、所定のタイミング（例えば数時間間隔）で繰り返し実行される。このルーチンを開始すると、コントローラ７１のＣＰＵは、まず、栽培プレート５０を移動するタイミングであるか否かを判定する（ステップＳ１００）。この判定は、例えば、育成管理情報７３に、出荷予定日時や次段移行予定日に至った栽培物Ｐが含まれているか否かにより行うことができる。ＣＰＵが、栽培プレート５０を移動するタイミングであると判定したときには、ＣＰＵは、まず、出荷予定日時に至った栽培プレート５０を搬出するよう、移動ロボット３０を制御する（ステップＳ１１０）。次に、ＣＰＵは、次段移行予定日に至った栽培プレート５０をより長い間隔の配置位置に移動するよう移動ロボット３０を制御する（ステップＳ１２０）。ここでは、移動ロボット３０は、栽培プレート５０を、下段から中段へ、又は中段から上段へ移動させる。

図７は、育成に応じて栽培プレート５０を移動する処理の説明図であり、図７（ａ）が栽培プレート５０を搬出する図、図７（ｂ）が栽培プレート５０を次段移行する図である。出荷により栽培プレート５０を搬出する際には、ＣＰＵは、該当する栽培プレート５０が収容されている栽培セル４０が装着されている隔離扉２３及び隔離扉４３を開放し、この栽培セル４０の前後方向に隣接するように移動ロボット３０を移動させる。次に、ＣＰＵは、上下移動機構３２により、棚支持部４２の高さまで棚移動部３３を上昇させ、支持部材３４を伸張して該当する栽培プレート５０を支持部材３４上に載せる。次に、ＣＰＵは、支持部材３４を収縮させ栽培プレート５０を棚移動部３３の上方に移動させる。続いて、ＣＰＵは、搬入搬出ステーション２５まで移動ロボット３０を移動させ、シャッター２６を開放して栽培プレート５０を搬出する。このとき、ＣＰＵは、ディスプレイ７４に栽培プレート５０を搬出する旨のメッセージを表示させ、作業者へ情報を報知する。栽培プレート５０を次段移行する際には、ＣＰＵは、上述と同様に、支持部材３４により、次段移行する栽培プレート５０を栽培セル４０から取り出し、より間隔の広い段へこの栽培プレート５０を収容させる（図７（ｂ））。ＣＰＵは、該当する栽培プレート５０がなくなるまで、上述した処理を繰り返すのである。

ステップＳ１２０の後、又はステップＳ１００で栽培プレート５０を移動するタイミングでないと判定された後、ＣＰＵは、新しい栽培プレート５０を搬入するタイミングであるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。この判定は、例えば、新たに育成する栽培物Ｐの情報を予め育成管理情報７３に登録しておき、この育成管理情報７３に該当する栽培物Ｐがあるか否かに基づいて行うことができる。搬入タイミングであるときには、ＣＰＵは、栽培プレート５０を搬入する処理を実行する（ステップＳ１４０）。このとき、ＣＰＵは、ディスプレイ７４に栽培プレート５０を搬入する旨のメッセージを表示させ、作業者へ情報を報知する。搬入処理では、ＣＰＵは、搬入搬出ステーション２５のシャッター２６を開放し、栽培プレート５０を搬入させる。続いて、ＣＰＵは、搬入した栽培プレート５０を対象の栽培セル４０の棚支持部４２上へ移動するよう移動ロボット３０を制御する。

ステップＳ１４０の後、又はステップＳ１３０で栽培プレート５０の搬入タイミングでないと判定された後、ＣＰＵは、現在が所定の撮影タイミングであるか否かを判定する（ステップＳ１５０）。この撮影タイミングは、栽培物Ｐの状態を確認するタイミングであり、例えば、前回の撮影から数時間後（４時間や１２時間）などに適宜設定することができる。撮影タイミングであるときには、ＣＰＵは、該当する栽培プレート５０に載置された栽培物Ｐを撮影する（ステップＳ１６０）。撮影処理では、ＣＰＵは、該当する栽培セル４０の位置まで移動ロボット３０を移動させ、該当する棚の高さに上下移動機構３２を調整し、カメラ移動機構３５の第２部材３５ｂを伸張させて、該当する栽培物Ｐの写真をカメラ３６に撮影させる。次に、ＣＰＵは、撮影した栽培物Ｐの画像処理を実行する（ステップＳ１７０）。画像処理では、例えば、画素値に基づいて、栽培物Ｐ及び栽培プレート５０の領域を検出する処理や、栽培物Ｐあるいは栽培プレート５０の領域内に存在する異質な領域（例えば害虫や栽培物Ｐの変質部分）を検出する処理などを行う。

続いて、ＣＰＵは、画像処理により異質な領域が検出されたか否かを判定し（ステップＳ１８０）、異質な領域が検出されたときには、栽培セル４０の隔離処理を行う（ステップＳ１９０）。隔離処理では、移動ロボット３０を退避させ、隔離扉４３及び隔離扉２３を閉塞させる。次に、ＣＰＵは、異質な領域が検出された旨の異質情報をディスプレイ７４に表示処理する（ステップＳ２００）。これを確認した作業者は、例えば、該当する栽培セル４０を取り外し、内部を洗浄する処理や、変質部分を有する栽培物Ｐを除外する処理を行う。ステップＳ２００の後、又はステップＳ１８０で異質領域が検出されなかった後、ＣＰＵは、栽培物Ｐの育成不良が検出されたか否かを判定する（ステップＳ２１０）。この判定は、例えば、撮影した画像で検出された栽培物Ｐの領域を栽培物Ｐの大きさとみなし、その栽培物Ｐの育成期間に対応する一般的な大きさを下回っているか否かに基づいて行うことができる。育成不良が検出されたときには、ＣＰＵは、より育成が促進されるよう育成条件を変更する（ステップＳ２２０）。育成条件の変更としては、例えば、二酸化炭素量や光量の増減や、培養液の種類の変更、温度湿度の変更などが挙げられる。栽培物Ｐの育成状態に応じた育成条件を経験的に設定するものとしてもよい。そして、ＣＰＵは、ステップＳ２２０の後、又はステップＳ２１０で育成不良が検出されなかったとき、又はステップＳ１５０で撮影タイミングでないときには、そのままこのルーチンを終了する。このように、栽培装置１０では、移動ロボット３０が栽培プレート５０を移動することにより、作業者の作業をより低減しながら栽培物Ｐの育成、出荷を行うことができる。

ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態の栽培プレート５０が本発明の栽培棚に相当し、隔離扉２３及び隔離扉４３が隔離部材に相当する。

以上説明した実施形態の栽培装置１０によれば、栽培物Ｐを載置する栽培プレート５０を有する栽培セル４０を複数プラントベース２１に装着し、搬入搬出ステーション２５から搬入された栽培プレート５０を移動ロボット３０によって栽培セル４０へ移動可能である。一方、この栽培装置１０では、栽培セル４０から栽培プレート５０を移動ロボット３０によって搬入搬出ステーション２５へ移動し、装置外へこの栽培プレート５０を搬出可能である。また、この栽培装置１０は、栽培セル４０とプラントベース２１とを隔離扉２３や隔離扉４３などの隔離部材によって隔離可能である。例えば、いずれかの栽培セル４０にて、害虫や菌などの異物の侵入や育成不全などを含む異常が生じた場合に、この栽培装置１０では、隔離部材で隔離した状態で栽培セル４０ごとにその異常に対処することができる。したがって、栽培物Ｐをより適正に育成することができる。また、隔離部材で栽培セル４０を隔離可能であるので、栽培セル４０の内部に害虫やゴミなどの異物が混入しない清浄な状態で、栽培物Ｐを育成することができる。

また、栽培装置１０では、隔離部材は栽培セル４０及び装着部２２の両方に配設されているため、栽培セル４０やプラントベース２１に異物が侵入することをより防ぐことができる。更に、栽培セル４０では、栽培プレート５０同士の間隔が第１間隔Ｌ１、第２間隔Ｌ２、第３間隔Ｌ３など異なるよう棚支持部４２が配設されているため、栽培物の育成状態に応じて、より適正な空間で栽培物を育成することができる。更にまた、栽培セル４０は、下段に栽培プレート５０を配置する栽培プレート５０の下面側に照射部４４が配設されているため、栽培セル４０はその空間効率がよい。そして、栽培装置１０では、栽培セル４０は栽培プレート５０を配設する配設位置が第１間隔Ｌ１、第２間隔Ｌ２、第３間隔Ｌ３を有するよう固定的に設けられており、移動ロボット３０は上下方向に栽培プレート５０を移動可能であり、所定の移動タイミングにおいて、より育成した栽培物Ｐを載置した栽培プレート５０を、栽培セル４０内においてより長い間隔を有する配設位置に移動させる。このため、栽培セル４０は、栽培プレート５０を上下に移動することによって、栽培物Ｐの育成状態に応じたより適正な空間で栽培物Ｐを育成することができる。

そしてまた、栽培装置１０は、栽培プレート５０に載置された栽培物Ｐを撮影するカメラ３６を備えているため、カメラ３６で撮影された画像を用いて栽培物Ｐの育成状態を確認することができる。そして更に、カメラ３６は、移動ロボット３０に配設されており、所定の撮影タイミングにおいて栽培セル４０の内部に入り栽培物Ｐを撮影する。移動ロボット３０は、各栽培プレート５０にアクセスするため、各栽培プレート５０を撮影することができるから、栽培セル４０の各々にカメラ３６を配設するのに比してカメラ３６の数をより低減することができる。そして更にまた、制御装置７０は、カメラ３６をも制御し、カメラ３６が撮影した画像に基づいて栽培セル４０内部に異質な領域（異物）が存在するか否かを判定するため、作業者の作業負担をより低減することができる。また、栽培装置１０は、異質な領域（異物）が存在すると判定したときには、該当する栽培セル４０を隔離扉２３や隔離扉４３（隔離部材）によりプラントベース２１から隔離させるため、他の栽培セル４０へ異物による影響を与えることをより抑制することができる。

また、栽培装置１０は、移動ロボット３０により栽培プレート５０を移動し、栽培空間（内部空間２４及び栽培セル４０の育成空間）に作業者が介在しないシステムであるため、栽培物Ｐへの異物の付着などをより抑制することができる。更に、栽培物Ｐを育成する領域は、栽培セル４０として分離することができるため、この栽培セル４０単位で個別に洗浄やメンテナンスを行うことができる。栽培装置１０では、例えば、１つの栽培セル４０が病害などで汚染した場合でも、除染エリアを最小にすることができる。このため、栽培装置１０では、生産量の減少をより少なくすることができる。また、栽培セル４０が分離できるので、栽培装置１０では、簡単に栽培セル４０の内部を洗浄することができる。更にまた、栽培装置１０では、栽培セル４０ごとに異なる品種の栽培物Ｐを育成することができる。そして、栽培装置１０では、栽培セル４０を減らすことにより栽培物Ｐの減産を行うことができ、栽培セル４０を増設することにより栽培数をより容易に増加させることができる。そしてまた、栽培装置１０は、育成初期から株間隔を変更しない栽培プレート５０を用いているため、株間隔の変更のための栽培物Ｐの植え直しなどは行わずに育成効率を高めることができる。そして更に、栽培装置１０は、栽培セル４０ごと、あるいは栽培プレート５０ごとに育成条件を変更することができ、より適切な栽培物Ｐの育成を行うことができる。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施形態では、隔離部材として、プラントベース２１に隔離扉２３が配設され、栽培セル４０に隔離扉４３が配設されているものとしたが、例えば、いずれか一方を省略するものとしてもよい。こうしても、栽培セルやプラントベースに異物が侵入することをより防ぐことができる。なお、隔離扉２３を省略した栽培装置１０では、空の（予備の）栽培セル４０を隔離部材として装着部２２に装着するものとしてもよい。また、上述した実施形態では、隔離部材は、隔離扉としたが、プラントベース２１と栽培セル４０とを隔離するものとすれば特にこれに限定されず、例えば、隔離シャッターとしてもよい。

上述した実施形態では、栽培セル４０は、栽培プレート５０が上下に配置され、栽培プレート５０同士の間隔が第１間隔Ｌ１と第１間隔Ｌ１より長い第２間隔Ｌ２とを有するよう栽培プレート５０が配置されるものとしたが特にこれに限定されない。例えば、栽培セル４０は、栽培プレート５０が上下に配置されていなくてもよい。また、栽培セル４０は、同じ間隔で栽培プレート５０が配置されるものとしてもよい。また、上述した実施形態では、栽培プレート５０が配置される棚支持部４２の下面（栽培プレート５０の下面側）に照射部４４が配設されているものとしたが、特にこれに限定されず、棚支持部４２ではない部材（例えば側壁など）に配設されているものとしてもよい。

上述した実施形態では、棚支持部４２が固定的に設けられているものとしたが、特にこれに限定されず、栽培プレート５０が上下に移動するものとしてもよい。具体的には、栽培セル４０は、栽培プレート５０同士の間隔を変更するよう栽培プレート５０の上下位置を変更する位置変更機構を有しているものとしてもよい。こうすれば、栽培物Ｐの育成状態に応じて、より適正な空間で栽培物Ｐを育成することができる。このとき、栽培セル４０は、栽培物Ｐに光を照射する照射部が、下段に栽培プレート５０が配置される栽培プレート５０の下面側に配設されているものとしてもよい。こうすれば、上段の栽培プレート５０を上下動することにより、その下段に配置される栽培プレート５０との間隔及び照射距離を共に変更することができる。このとき、制御装置７０は、位置変更機構をも制御し、より育成した栽培物Ｐが載置された栽培プレート５０の間隔をより広げるよう位置変更機構を制御するものとしてもよい。

上述した実施形態では、移動ロボット３０が所定の移動タイミングで栽培プレート５０を次段移行するものとしたが、特にこれに限定されず、この次段移行処理を省略してもよい。

上述した実施形態では、棚移動部３３上に１つの栽培プレート５０を保持する移動ロボット３０として説明したが、特にこれに限定されず、例えば、複数の栽培プレート５０を載置可能なマガジンを有するものとしてもよい。こうすれば、栽培プレート５０の搬送処理の効率がより向上する。

上述した実施形態では、支持部材３４により栽培プレート５０を移動する、いわゆるフォークリフト式の移動ロボット３０としたが、特にこれに限定されず、栽培プレート５０を移動可能なものであればどのようなものであってもよい。例えば、ベルトコンベア式の移動ロボットとしてもよい。この場合、移動ロボットは、内部空間２４の左右に栽培プレート５０を搬送するベルトコンベアを配設し、栽培セル４０への出し入れを行うベルトコンベアをエレベータ式に上下させる上下移動機構を備えるものとしてもよい。

上述した実施形態では、移動ロボット３０にカメラ移動機構３５を介してカメラ３６が配設されているものとしたが、特にこれに限定されない。カメラ移動機構３５は、上述した実施形態に記載以外の構造を採用してもよい。また、カメラ３６は、移動ロボット３０以外の構成に配設されているものとしてもよい。カメラ３６（撮影装置）は、栽培セル４０の内部に配設されているものとしてもよく、例えば、栽培プレート５０や棚支持部４２に配設されていてもよい。なお、栽培装置１０は、カメラ３６やカメラ移動機構３５を省略するものとしてもよいし、ステップＳ１７０での画像処理を省略してもよい。こうすれば、構成や処理をより簡略化することができる。

上述した実施形態では、カメラ３６により撮影した画像に基づいて栽培セル４０の内部に異質領域（異物）が存在するか否かを判定するものとしたが、特にこれに限定されず、この異質領域の判定を省略してもよい。また、上述した実施形態では、カメラ３６により撮影した画像に基づいて栽培物Ｐの育成不良を検出するものとしたが、特にこれに限定されず、この育成不良の判定を省略してもよい。栽培装置１０では、撮影した画像をディスプレイ７４に表示出力するだけとしてもよい。

上述した実施形態では、特に説明しなかったが、栽培装置１０は、栽培セル４０の内部を洗浄する洗浄装置を備えたものとしてもよい。こうすれば、洗浄装置が栽培セル４０の内部を洗浄することにより、栽培セル４０で生じた問題（例えば菌の侵入など）に対処することができる。このとき、洗浄装置は、移動ロボット３０に配設されており、複数の栽培セル４０のうち異質領域（異物）が存在する栽培セル４０をプラントベース２１から隔離した状態で洗浄するものとしてもよい。こうすれば、他の栽培セル４０に影響を及ぼさずに、異物が存在する栽培セル４０に対して洗浄措置を行うことができる。洗浄装置を移動ロボット３０に配設する場合、例えば、カメラ移動機構３５と同様の機構とし、その先端に放水口を設けるものとしてもよい。また、移動ロボット３０は、放水口を栽培セル４０内部に入れた状態で栽培セル４０の開口部をシールするシール部材を備え、このシール部材により開口部を閉鎖することにより栽培セル４０をプラントベース２１から隔離した状態で洗浄するものとしてもよい。

上述した実施形態では、栽培装置１０は、１６個の栽培セル４０を装着し、６段の栽培プレート５０を収容する栽培セル４０とし、７つの育成載置部５１を有する栽培プレート５０を用いるものとして説明したが、特にこれに限定されない。これらの数は、栽培装置１０の生産規模や、栽培物Ｐの種類、大きさに応じて任意に設定することができる。

上述した実施形態では、栽培セル４０を備えた栽培装置１０として本発明を説明したが、特にこれに限定されず、栽培セル４０自体を本発明としてもかまわない。

本発明は、栽培物の育成に関する技術分野に利用可能である。

１０ 栽培装置、１１ 栽培部、１２ 二酸化炭素ボンベ、１３ 水供給部、１４ 培養液供給部、１５ 空調装置、２１ プラントベース、２２ 装着部、２２ａ 供給部、２３ 隔離扉、２４ 内部空間、２５ 搬入搬出ステーション、２６ シャッター、２７ 搬入搬出口、３０ 移動ロボット、３０ａ ベース部材、３１ 水平移動機構、３２ 上下移動機構、３３ 棚移動部、３４ 支持部材、３４ａ 下側部材、３４ｂ 上側部材、３５ カメラ移動機構、３５ａ 第１部材、３５ｂ 第２部材、３６ カメラ、４０ 栽培セル、４１ 接続部、４２ 棚支持部、４３ 隔離扉、４４ 照射部、５０ 栽培プレート、５１ 育成載置部、５２ 記憶素子、７０ 制御装置、７１ コントローラ、７２ 記憶装置、７３ 育成管理情報、７４ ディスプレイ、７５ 入力装置、Ｐ 栽培物。

Claims (13)

1. 栽培物を載置する栽培棚を収容する栽培セルと、
   前記栽培セルを装着及び取外可能な装着部を複数有し該栽培セルを複数装着するプラントベースと、
   前記栽培セルと前記プラントベースとを隔離する隔離部材と、
   前記プラントベースに配設され前記栽培棚を搬入搬出する搬入搬出ステーションと、
   前記プラントベース内に配設され前記栽培セルと前記搬入搬出ステーションとの間で前記栽培棚を移動する移動ロボットと、
   前記移動ロボットを制御する制御装置と、
   を備えた栽培装置。
2. 前記隔離部材は、前記栽培セル及び前記装着部のうち１以上に配設されている、請求項１に記載の栽培装置。
3. 前記栽培セルは、複数の前記栽培棚が上下に配置され、前記栽培棚同士の間隔が第１間隔と該第１間隔より長い第２間隔とを有するよう前記複数の栽培棚が配置される、請求項１又は２に記載の栽培装置。
4. 前記栽培セルは、下段に前記栽培棚を配置する栽培棚の下面側に、栽培物に光を照射する照射部が配設されている、請求項３に記載の栽培装置。
5. 前記栽培セルは、前記栽培棚を配設する配設位置が前記第１及び第２間隔を有するよう固定的に設けられており、
   前記移動ロボットは、上下方向に前記栽培棚を移動可能であり、所定の移動タイミングにおいて、より育成した前記栽培物を載置した栽培棚を、前記栽培セル内においてより長い前記間隔を有する前記配設位置に移動させる、請求項３又は４に記載の栽培装置。
6. 前記栽培セルは、前記栽培棚同士の間隔を変更するよう前記栽培棚の上下位置を変更する位置変更機構を有している、請求項３〜５のいずれか１項に記載の栽培装置。
7. 前記制御装置は、前記位置変更機構をも制御し、より育成した前記栽培物が載置された前記栽培棚の間隔をより広げるよう前記位置変更機構を制御する、請求項６に記載の栽培装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の栽培装置であって、
   前記栽培棚に載置された前記栽培物を撮影する撮影装置、を備えた栽培装置。
9. 前記撮影装置は、前記移動ロボットに配設されており、所定の撮影タイミングにおいて前記栽培セルの内部に入り前記栽培物を撮影する、請求項８に記載の栽培装置。
10. 前記制御装置は、前記撮影装置をも制御し、前記撮影装置が撮影した画像に基づいて前記栽培セル内部に異物が存在するか否かを判定し、異物が存在すると判定したときには、該異物が存在する栽培セルを前記隔離部材により前記プラントベースから隔離させる、請求項８又は９に記載の栽培装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の栽培装置であって、
    前記栽培セル内部を洗浄する洗浄装置、を備えた栽培装置。
12. 前記洗浄装置は、前記移動ロボットに配設されており、複数の前記栽培セルのうち異物が存在する栽培セルを前記プラントベースから隔離した状態で洗浄する、請求項１１に記載の栽培装置。
13. 栽培物を載置する栽培棚を搬入搬出する搬入搬出ステーションと前記栽培棚を移動する移動ロボットとを含むプラントベースと、前記移動ロボットを制御する制御装置と、を備えた栽培装置が有する複数の装着部のうちいずれかに装着される栽培セルであって、
    複数の前記栽培棚と、
    前記栽培棚に光を照射する照射部と、
    外部から前記栽培セルの内部を隔離する隔離部材と、を有し、
    前記栽培棚と前記照射部との間隔が第１間隔と該第１間隔より長い第２間隔とを有するよう前記複数の栽培棚及び前記照射部が配置される、
    栽培セル。

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