JP2021530997A - 個人用成長ポッドを提供するためのシステムおよび方法 - Google Patents

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Abstract

個人用成長ポッドシステム（１００）は、複数のコンパートメントと、複数のコンパートメントに対応する複数のデバイスと、コントローラ（１５０）とを含み、コントローラは、１つ以上のプロセッサと、１つ以上のメモリモジュールと、１つ以上のメモリモジュール内に記憶される機械可読命令とを含む。コントローラ（１５０）は、複数のコンパートメント内の植物物質を識別し、識別された植物物質に基づいて、コンパートメントの各々に関する成長レシピを読み出し、コンパートメントの各々に関する成長レシピに基づいて、それぞれ、複数のデバイスを動作させるように構成される。

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、２０１８年７月１８日に出願された米国仮出願第６２／６９９，８４６号の優先権を主張し、その内容全体が、参照により本明細書に援用される。
（技術分野）
本明細書に説明される実施形態は、概して、個人用成長ポッドを提供するためのシステムおよび方法に関し、より具体的には、植物に関するレシピに基づいて、複数の立方体コンパートメント内でカスタマイズされた植物を成長させることに関する。
（背景）
作物成長技術が、長年にわたって進歩しているが、今日の農業および作物産業において、多くの問題が、依然として存在している。実施例として、技術的進歩が、種々の作物の効率および生産を向上させているが、多くの因子（例えば、天候、病気、蔓延、および同等物）が、収穫に影響を及ぼし得る。加えて、一般人は、異なる作物が異なる成長条件（例えば、照明、栄養物、および同等物）を要求するため、種々の種類の作物を成長させることが困難であり得る。したがって、異なる種類の作物を成長させるための個人用成長ポッドキットが、必要とされ得る。
一実施形態では、個人用成長ポッドシステムは、複数のコンパートメントと、複数のコンパートメントに対応する複数の照明デバイスと、コントローラとを含み、コントローラは、１つ以上のプロセッサと、１つ以上のメモリモジュールと、１つ以上のメモリモジュール内に記憶される機械可読命令とを含む。コントローラは、複数のコンパートメント内の植物物質を識別し、識別された植物物質に基づいて、コンパートメントの各々に関するレシピを読み出し、コンパートメントの各々に関するレシピに基づいて、それぞれ、複数の照明デバイスを動作させるように構成される。
別の実施形態では、個人用成長ポッドを提供するための方法が提供される。本方法は、複数のコンパートメント内の植物物質を識別することと、識別された植物物質に基づいて、立方体コンパートメントの各々に関するレシピを読み出すことと、コンパートメントの各々に関するレシピに基づいて、複数の照明デバイスを動作させることとを含む。複数の照明デバイスは、それぞれ、複数のコンパートメントに対応してもよい。
別の実施形態では、個人用成長ポッドのためのコントローラが提供される。コントローラは、１つ以上のプロセッサと、１つ以上のメモリモジュールと、１つ以上のメモリモジュール内に記憶される機械可読命令とを含み、機械可読命令は、１つ以上のプロセッサによって実行されると、複数のコンパートメント内の植物物質を識別することと、識別された植物物質に基づいて、コンパートメントの各々に関するレシピを読み出すことと、コンパートメントの各々に関するレシピに基づいて、それぞれ、複数の照明デバイスを動作させることとをコントローラに行わせる。
本明細書に説明される実施形態によって提供されるこれらおよび付加的特徴が、図面と併せて、以下の詳細な説明を考慮してより完全に理解される。
図面に記載される実施形態は、本質的に例証的かつ例示的であり、本開示を限定するように意図されない。例証的実施形態の以下の詳細な説明は、同様の構造が同様の参照番号を用いて示される以下の図面と併せて熟読されると、理解されることができる。
図１Ａは、本明細書に示されて説明される実施形態による、個人用成長ポッドシステムを描写する。
図１Ｂは、本明細書に示されて説明される実施形態による、複数の立方体コンパートメントに対応する複数の照明デバイスを含む蓋を描写する。
図２Ａは、本明細書に説明される実施形態による、個人用成長ポッドシステムの立方体コンパートメントのうちの１つにおいて光を提供することを描写する。
図２Ｂは、本明細書に説明される実施形態による、個人用成長ポッドシステムの立方体コンパートメントのうちの１つにおいて光を提供することを描写する。
図３Ａは、本明細書に説明される実施形態による、個人用成長ポッドシステムの立方体コンパートメントのうちの１つにおいて水および／または栄養物を提供することを描写する。
図３Ｂは、本明細書に説明される実施形態による、個人用成長ポッドシステムの立方体コンパートメントのうちの１つにおいて水および／または栄養物を提供することを描写する。
図４は、本明細書に説明される実施形態による、個人用成長ポッドの台板を調節するステップを描写する。
図５は、本明細書に説明される実施形態による、個人用成長ポッドを提供するためのフローチャートを描写する。
図６は、本明細書に説明される実施形態による、アセンブリライン成長ポッドのためのコンピューティングデバイスを描写する。
（詳細な説明）
本明細書に開示される実施形態は、個人用成長ポッドを提供するためのシステムおよび方法を含む。図１Ａおよび図１Ｂを参照すると、個人用成長ポッドシステム１００は、複数の立方体コンパートメント１１２と、複数の照明デバイス１１６と、栄養物タンク１４０と、水タンク１３０と、コントローラ１５０とを含み、コントローラ１５０は、複数の立方体コンパートメント内の植物物質を識別し、識別された植物物質に基づいて、立方体コンパートメントの各々に関するレシピを読み出し、レシピに基づいて、水、栄養物、および／または照明を立方体コンパートメントに提供するように構成される。植物物質は、種子、発芽種子、完全に成長した植物、および同等物を含んでもよい。個人用成長ポッドシステム１００は、異なる種類の植物に関するレシピに基づいて、光、栄養物、および他の因子を自動的に制御するコントローラの助けによって、一般人が、同時に種々の種類の植物を成長させることを可能にする。それを組み込む個人用成長ポッドを提供するためのシステムおよび方法が、下記により詳細に説明される。
図１Ａは、本明細書に示されて説明される実施形態による、個人用成長ポッドシステムを描写する。個人用成長ポッドシステム１００は、成長ポッドキット１１０を含む。成長ポッドキット１１０は、図１に示されるような植物を成長させるための複数の立方体コンパートメント１１２を含んでもよい。図１は、２４個の立方体コンパートメントを描写するが、成長ポッドキット１１０は、約２４個より多いまたは未満の立方体コンパートメントを含んでもよい。立方体コンパートメントの各々は、成長させるための１つ以上の種子を受け取ってもよい。立方体コンパートメントの各々は、下記に詳細に説明される照明デバイスを使用して、独立して照明されてもよい。
立方体コンパートメント１１２の壁は、立方体コンパートメントの各々の中の照明が他の立方体コンパートメント内の照明に干渉しないように、不透明またはほぼ不透明であってもよい。下記により詳細に議論されるように、内面はまた、色および／または反射率を変化させるように構成されてもよい。複数の立方体コンパートメント１１２のための蓋１１４が、成長ポッドキット１１０に取外可能に結合されてもよい。蓋１１４は、図１Ｂに示されるように、立方体コンパートメント１１２の各々に光を指向するための複数の照明デバイス１１６を含み得る、または、複数の照明デバイス１１６に結合され得る。いくつかの実施形態では、成長ポッドキット１１０は、異なる形状を有するコンパートメントを含んでもよい。例えば、成長ポッドキット１１０のコンパートメントは、円錐形、円筒形、および／または他の規則的もしくは不規則な形状のコンパートメントであってもよい。加えて、立方体コンパートメント１１２は、立方体であるように識別されるが、これらのコンパートメントは、全ての寸法が等しいわけではないという点で、長方形であってもよい。いくつかの実施形態では、立方体コンパートメント１１２の各々は、水位がそれらの複数のコンパートメント間で略均一に維持されるように、複数の立方体コンパートメント１１２間に接続される水チャネルを有する。
個人用成長ポッドシステム１００はまた、種子、水、および／または栄養物を複数の立方体コンパートメント１１２の各々に提供するように構成されるロボットアーム１２０を含んでもよい。ロボットアーム１２０は、ロボットアーム１２０が複数の立方体コンパートメント１１２のうちの少なくとも１つに到達し得るように、位置付けられてもよい。いくつかの実施形態では、ロボットアーム１２０は、成長ポッドキット１１０に結合されてもよい。例えば、ロボットアーム１２０は、蓋１１４に取り付けられてもよい。いくつかの実施形態では、ロボットアームを有する移動可能ロボットが、成長ポッドキット１１０と相互作用してもよい。例えば、移動可能ロボットは、遠隔場所から種子および／または栄養液をピックアップし、成長ポッドキット１１０まで進み、立方体コンパートメント内に種子および／または栄養液を提供する。
いくつかの実施形態では、ロボットアーム１２０は、種子を保持して種子を複数の立方体コンパートメント１１２の中に投入するフィンガ（図示せず）を含んでもよい。ロボットアーム１２０は、水および／または栄養物を立方体コンパートメント１１２の各々に供給するノズル１２２を含んでもよい。ロボットアーム１２０は、水を含有してロボットアーム１２０の水パイプに水を提供する水タンク１３０に接続されてもよい。水パイプは、ノズル１２２に接続されてもよい。ロボットアーム１２０はまた、栄養物を含有して栄養物を水パイプに提供する栄養物タンク１４０を含んでもよい。栄養物投与器１４２が、ロボットアーム１２０に接続されてもよい。栄養物投与器１４２は、水タンク１３０からの水および栄養物タンク１４０からの栄養物を混合し、ある濃度の水／栄養物混合物を出力するように構成されてもよい。
また、ロボットアーム１２０が、単一の付属物とともに構成されるが、これもまた、単に、一実施形態であることを理解されたい。いくつかの実施形態は、播種、給水等が、複数の立方体コンパートメント１１２に実質的に同時に実施され得るように、複数の付属物とともに構成されてもよい。
ロボットアーム１２０は、マスタコントローラ１５０を含んでもよい。マスタコントローラ１５０は、コンピューティングデバイス１５２を含んでもよい。コンピューティングデバイス１５２は、システム論理８４４ａおよび植物論理８４４ｂを記憶するメモリコンポーネント８４０を含んでもよい。下記により詳細に説明されるように、システム論理８４４ａは、ロボットアーム１２０の動作を監視および制御してもよい。例えば、システム論理８４４ａは、ロボットアーム１２０、ノズル１２２、栄養物投与器１４２、蓋１１４の照明デバイス、および電気モータ４１４（図４）の動作を監視および制御してもよい。植物論理８４４ｂは、植物成長に関するレシピを判定および／または受信するように構成されてもよく、システム論理８４４ａを介してレシピの実装を促進してもよい。例えば、植物論理８４４ｂによって判定される植物に関するレシピは、所定の栄養物投与量を含み、システム論理８４４ａは、栄養物投与量に基づいて、水を栄養物と混合するように栄養物投与器１４２に命令してもよい。別の実施例として、植物論理８４４ｂによって判定される植物に関するレシピは、照明レシピを含み、システム論理８４４ａは、ある光特性の光を対応する立方体コンパートメントに出力するように照明デバイスに命令してもよい。
加えて、マスタコントローラ１５０は、ネットワーク１７０に結合される。ネットワーク１７０は、インターネットまたは他の広域ネットワーク、ローカルネットワーク（例えば、ローカルエリアネットワーク）、近距離ネットワーク（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）または近距離無線通信（ＮＦＣ）ネットワーク）を含んでもよい。ネットワーク１７０はまた、ユーザコンピューティングデバイス１７２、遠隔コンピューティングデバイス１７４、照明デバイス１１６（図１Ｂ）、および／または電気モータ４１４（図４）に結合される。ユーザコンピューティングデバイス１７２は、パーソナルコンピュータ、ラップトップ、モバイルデバイス、タブレット、サーバ等を含んでもよく、ユーザとのインターフェースとして利用されてもよい。実施例として、ユーザは、ユーザコンピューティングデバイス１７２上で、立方体コンパートメント内の植物に関する栄養物投与量を入力してもよく、これは、次に、栄養物投与量をマスタコントローラ１５０に伝送する。
同様に、遠隔コンピューティングデバイス１７４は、サーバ、パーソナルコンピュータ、タブレット、モバイルデバイス等を含んでもよく、機械間通信のために利用されてもよい。実施例として、マスタコントローラ１５０が、使用されている種子のタイプ（および／または周囲条件等の他の情報）を判定する場合、マスタコントローラ１５０は、それらの条件に関する以前に記憶されたレシピを読み出すために、遠隔コンピューティングデバイス１７４と通信してもよい。したがって、いくつかの実施形態は、このまたは他のコンピュータ間通信を促進するために、アプリケーションプログラムインターフェース（ＡＰＩ）を利用してもよい。
マスタコントローラ１５０は、成長ポッドキット１１０の複数の立方体コンパートメント１１２内の植物を（例えば、下記の表１に示されるような植物体のタイプＡ〜Ｄのうちの１つとして）識別してもよい。
Figure 2021530997
例えば、マスタコントローラ１５０は、ユーザコンピューティングデバイス１７２を通して、ユーザから植物体についての情報を受信してもよい。別の実施例として、立方体コンパートメント１１２の各々の中の植物体についての情報は、播種器（図示せず）が立方体コンパートメント１１２の各々の中に植物体を播種するとき、マスタコントローラ１５０内に事前記憶されてもよい。別の実施例として、立方体コンパートメント１１２の上部の撮像センサが、立方体コンパートメントの各々の中の植物の画像を捕捉し、捕捉された画像をマスタコントローラ１５０に伝送する。マスタコントローラ１５０は、画像を処理し、立方体コンパートメントの各々の中の植物を識別する。
マスタコントローラ１５０は、立方体コンパートメント１１２の各々の場所を記憶してもよく、選択された立方体コンパートメントのうちの１つに対応するようにロボットアーム１２０を制御する。例えば、行３、列２の立方体コンパートメントが、水／栄養物混合物を必要としていると判定される場合、マスタコントローラ１５０は、行３、列２の立方体コンパートメントと一致してノズル１２２を設置するようにロボットアーム１２０を制御してもよい。
立方体コンパートメントの各々の中の植物体の識別が判定されると、マスタコントローラ１５０は、栄養物投与量に基づいて、水を栄養物と混合するように栄養物投与器１４２に命令する。
Figure 2021530997
一実施例として、マスタコントローラ１５０は、表１において上記に識別されるように、行１、列１〜６、行２、列１、および行４、列３〜６の立方体コンパートメントが、植物体Ａを含有していると判定してもよい。次いで、マスタコントローラ１５０は、上記の表２に示されるように、植物Ａに関する栄養物投与量に基づいて、１００ｐｐｍの窒素、６ｐｐｍのリン、および７０ｐｐｍのカリウムを有する水を作製するために水を栄養物と混合するように栄養物投与器１４２に命令する。次いで、マスタコントローラ１５０は、植物体Ａを含有する立方体コンパートメントに栄養液を提供するようにロボットアーム１２０を制御する。別の実施例として、マスタコントローラ１５０が、立方体コンパートメントが植物体Ｂを含有していると判定する場合、マスタコントローラ１５０は、上記の表２に示されるように、植物体Ｂに関する栄養物投与量に基づいて、２００ｐｐｍの窒素、１１ｐｐｍのリン、１３０ｐｐｍのカリウムを有する水を作製するために水を栄養物と混合するように栄養物投与器１４２に命令する。栄養物投与器１４２は、立方体コンパートメント内に含有されている植物の識別に従って、リアルタイムでロボットアームに提供される水の栄養物濃度を変化させてもよい。
実施形態では、植物に関する栄養物投与量は、収穫される植物に関する情報に基づいて、更新されてもよい。例えば、収穫される植物体Ａが、概して、理想的な植物体Ａよりもサイズが小さい場合、植物体Ａに関する栄養物投与量は、（例えば、ユーザコンピューティングデバイス１７２へのユーザ入力を介して）窒素の濃度を上昇させるように調節されてもよい。別の実施例に関して、収穫される植物体Ｂの果実または他の産出物が、植物体Ｂに関する理想的な産出物ほど大きくない場合、植物体Ｂに関する栄養物投与量は、リンの濃度を上昇させるように調節されてもよい。
図２Ａおよび図２Ｂは、本明細書に説明される実施形態による、照明デバイス２１２を有する蓋１１４を伴う立方体コンパートメント１１２を描写する。複数の立方体コンパートメント１１２の各々に関して、複数の立方体コンパートメント１１２の各々に対応する蓋１１４の一部は、照明デバイス２１２を含んでもよい。照明デバイス２１２は、マスタコントローラ１５０に通信可能に結合されてもよい。例えば、照明デバイス２１２は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ、または任意の他の短距離無線通信プロトコルを介して、マスタコントローラ１５０に通信可能に結合されてもよい。照明デバイス２１２は、任意の形状（例えば、丸形照明デバイス、正方形照明デバイス等）であってもよい。実施形態では、照明デバイス２１２は、発光デバイス（ＬＥＤ）であってもよい。いくつかの実施形態では、照明デバイス２１２は、任意の他のタイプの照明デバイス（例えば、白熱照明デバイス、蛍光照明デバイス等）であってもよい。
マスタコントローラ１５０は、種々の植物に関する照明レシピを記憶し、照明レシピに基づいて照明するように照明デバイス２１２に命令する。具体的には、照明デバイス２１２は、立方体コンパートメント１１２内の植物に関する照明レシピに基づいて照明する。レシピは、光の色、光の強度、および植物と関連付けられる時間周期を含んでもよい。例えば、植物体Ａに関するＬＥＤ ＲＧＢレシピおよび植物体Ｂに関するＬＥＤ ＲＧＢレシピが、下記の表３および４に示される。時間周期は、ある植物に関して判定および／または事前設定されてもよい。例えば、植物Ａに関する時間周期１は、２４時間であり、植物Ａに関する時間周期２は、３６時間である。
Figure 2021530997
Figure 2021530997
いくつかの実施形態では、成長の時間周期は、種々のタイプの成長（例えば、高さ、葉緑素生産、根成長、果実産出、葉等）に基づいて設定されてもよい。例えば、植物の高さに基づいて、植物に関する成長の時間周期は、時間周期１〜時間周期１０に設定されてもよい。時間周期１〜１０の各々に関して、照明レシピが、表３および４と同様に割り当てられてもよい。別の実施例として、葉緑素生産のレベルに基づいて、植物に関する成長の時間周期は、例えば、時間周期１〜２０に設定されてもよい。時間周期１〜２０日目の各々に関して、照明レシピが、表３および４と同様に割り当てられてもよい。
同様に、レシピはまた、温または冷白色光のレベルを含んでもよい。温白色のレベルおよび冷白色のレベルは、０〜１００に設定されてもよい。温白色のレベルおよび冷白色のレベルは、表３および４に類似する成長の時間周期に応じて設定されてもよい。いくつかの実施形態では、レシピは、成長の時間周期の代わりに、成長サイクルの段階（例えば、初期化、発芽、成長、生殖等）に基づいて提供されてもよい。
蓋１１４はまた、撮像センサ２１４（例えば、カメラ）を含んでもよい。複数の立方体コンパートメント１１２の各々に関して、複数の立方体コンパートメント１１２の各々に対応する蓋１１４の一部は、撮像センサ２１４を含む。撮像センサ２１４は、マスタコントローラ１５０に通信可能に結合されてもよい。例えば、撮像センサ２１４は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ、または任意の他の短距離無線通信プロトコルを介して、マスタコントローラ１５０に通信可能に結合されてもよい。撮像センサ２１４は、立方体コンパートメント１１２内の種子および／または植物の画像を捕捉し、捕捉された画像をマスタコントローラ１５０に伝送してもよい。
レシピはまた、給水レシピ、温度レシピ、空気流レシピ、湿度レシピ、圧力レシピ、および同等物を含んでもよい。例えば、給水レシピは、成長時間周期による、植物のために必要とされる水の量を含んでもよい。温度レシピは、成長時間周期による、植物のための好ましい温度を含んでもよい。空気流レシピは、成長時間周期による、空気流率（例えば、１秒あたり１０ミリメートル）と、Ｏ２、Ｎ２、およびＣＯ２濃度レベルを含む分子レシピとを含んでもよい。湿度レシピは、成長時間周期による、植物のための好ましい湿度を含んでもよい。圧力レシピは、成長時間周期による、植物のための好ましい圧力レベルを含んでもよい。
図３Ａおよび図３Ｂは、本明細書に説明される実施形態による、立方体コンパートメントの中に水／栄養物混合物を提供することを描写する。実施形態では、蓋１１４は、蓋１１４の厚さを通過する開口部３１０を含む。図３Ｂに示されるように、開口部３１０は、ロボットアーム１２０のノズル１２２を受け取るように構成される。ノズル１２２が開口部３１０の中へ嵌合されると、マスタコントローラ１５０は、立方体コンパートメント１１２の内側に栄養液を供給するようにロボットアーム１２０に命令する。立方体コンパートメント１１２は、立方体コンパートメントの底部に流体センサ３２０を含んでもよい。
流体センサ３２０は、立方体コンパートメント１１２の内側の流体のレベルを検出する。例えば、流体センサ３２０は、立方体コンパートメント１１２内の流体の存在の１つ以上のインジケータを試験するための種々のコンポーネント、トレース、および／または同等物を含有する回路基板もしくは同等物であってもよい。流体センサ３２０は、マスタコントローラ１５０に通信可能に結合され、立方体コンパートメントの内側の水位についての情報を伝送してもよい。マスタコントローラ１５０は、立方体コンパートメントの内側の水位を立方体コンパートメント内の植物に関する第１の閾値レベルと比較してもよい。立方体コンパートメントの内側の水位が第１の閾値レベルを下回ると判定される場合、マスタコントローラ１５０は、立方体コンパートメントの中に水を提供するようにロボットアーム１２０に命令してもよい。立方体コンパートメントの内側の水位が、第１の閾値レベルを上回る第２の閾値レベルを上回ると判定される場合、マスタコントローラ１５０は、水位が第２の閾値を下回る状態になるまで、立方体コンパートメントから水を除去するようにロボットアーム１２０に命令してもよい。
いくつかの実施形態では、蓋１１４は、成長ポッドキット１１０に枢動可能に結合されてもよく、ロボットアーム１２０は、蓋１１４を持ち上げるまたは下に置くことによって、蓋１１４を開放または閉鎖してもよい。蓋が開放されると、ロボットアーム１２０は、水／栄養物混合物を立方体コンパートメントの中に提供し得る。
また、蓋１１４は、立方体コンパートメント１１２の異なる面積への水および栄養物の堆積を可能にする様式で、成長ポッドキット１１０に枢動可能に結合され得ることを理解されたい。同様に、いくつかの実施形態は、ノズル１２２が、植物による吸収、立方体コンパートメント１１２内の湿度、および／または立方体コンパートメント１１２の環境の他の因子に影響を及ぼし得る水の滴下、水の噴霧、水の霧化等のために構成され得ることを可能にする。いくつかの実施形態は、温度変化を提供する、風をシミュレートする等のために、空気流を立方体コンパートメント１１２に提供するように構成されてもよい。
図４は、本明細書に説明される実施形態による、台板が垂直に移動するように構成される立方体コンパートメントを描写する。実施形態では、立方体コンパートメント１１２は、ガイド４１２に沿って垂直に移動するように構成される台板４１０を含む。例えば、台板４１０は、ガイド４１２に対応するレールに沿って移動してもよい。電気モータ４１４が、台板４１０を垂直に移動させるために使用されてもよい。電気モータ４１４は、台板４１０の位置を調節するために、マスタコントローラ１５０に通信可能に結合されてもよい。例えば、電気モータ４１４は、ワイヤを介してマスタコントローラ１５０と接続され、マスタコントローラ１５０から制御信号を受信してもよい。別の実施例として、電気モータ４１４は、例えば、Ｗｉ−Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等を介して、マスタコントローラ１５０と無線で通信してもよい。電気モータ４１４は、台板４１０の位置を調節するために、マスタコントローラ１５０によって制御されてもよい。他の電子的または機械的機構が、台板４１０を垂直に移動させるために使用されてもよい。いくつかの実施形態では、ユーザは、例えば、台板４１０から延在されるバーを降下または上昇させることによって、台板４１０を手動で移動させてもよい。
実施形態では、台板４１０の位置は、立方体コンパートメント１１２内の植物に関するレシピ、植物の成長の時間周期、および立方体コンパートメント１１２内の植物の高さのうちの少なくとも１つに基づいて判定されてもよい。例えば、立方体コンパートメント１１２内の植物に関するレシピは、下記の表５に示されるように、照明デバイス２１２と台板４１０との間の距離を含んでもよい。
Figure 2021530997
電気モータ４１４は、立方体コンパートメント１１２内の植物に関するレシピおよび植物の成長の時間周期に基づいて、マスタコントローラ１５０によって制御されてもよい。例えば、図４に示されるように、時間周期１の間、立方体コンパートメント１１２内の植物に関するレシピは、照明デバイス２１２と台板４１０との間の１０センチメートルを示す。電気モータ４１４は、照明デバイス２１２と台板４１０との間の距離が１０センチメートルになるように、台板４１０を移動させるように動作する。その時点で、台板４１０は、図４に示されるように、立方体コンパートメントの底部からＨ１の高さにある。照明デバイス２１２と台板４１０との間の短い距離のため、照明デバイス２１２からの熱は、台板４１０上の植物または種子に効率的に伝達され得、これは、植物の発芽および成長に役立つ。
時間周期２の間、立方体コンパートメント１１２内の植物に関するレシピは、照明デバイス２１２と台板４１０との間の２０センチメートルを示す。電気モータ４１４は、照明デバイス２１２と台板４１０との間の距離が２０センチメートルになるように、台板４１０を移動させるように動作する。その時点で、台板４１０は、立方体コンパートメントの底部からＨ２の高さにある。時間周期３の間、立方体コンパートメント１１２内の植物に関するレシピは、照明デバイス２１２と台板４１０との間の３５センチメートルを示す。電気モータ４１４は、照明デバイス２１２と台板４１０との間の距離が３５センチメートルになるように、台板４１０を移動させるように動作する。その時点で、台板４１０は、立方体コンパートメントの底部からＨ３の高さにある。時間周期４の間、立方体コンパートメント１１２内の植物に関するレシピは、照明デバイス２１２と台板４１０との間の４０センチメートルを示す。電気モータ４１４は、照明デバイス２１２と台板４１０との間の距離が４０センチメートルになるように、台板４１０を移動させるように動作する。その時点で、台板４１０は、立方体コンパートメントの底部からＨ４の高さにある。時間周期５の間、立方体コンパートメント１１２内の植物に関するレシピは、照明デバイス２１２と台板４１０との間の４５センチメートルを示す。電気モータ４１４は、照明デバイス２１２と台板４１０との間の距離が４５センチメートルになるように、台板４１０を移動させるように動作する。その時点で、台板４１０は、立方体コンパートメントの底部からＨ５の高さにある。時間周期６の間、立方体コンパートメント１１２内の植物に関するレシピは、照明デバイス２１２と台板４１０との間の５０センチメートルを示す。電気モータ４１４は、照明デバイス２１２と台板４１０との間の距離が５０センチメートルになるように、台板４１０を移動させるように動作する。その時点で、台板４１０は、立方体コンパートメントの底部からＨ６の高さにある。
いくつかの実施形態では、電気モータ４１４は、植物の上部と照明デバイス２１２との間の距離または植物の高さに基づいて、マスタコントローラ１５０によって制御されてもよい。植物の上部と照明デバイス２１２との間の距離は、撮像センサ２１４、または、蓋１１４に取り付けられる近接センサ等の他のセンサによって、測定されてもよい。マスタコントローラ１５０は、植物の上部と照明デバイス２１２との間の距離を閾値と比較してもよい。植物の上部と照明デバイス２１２との間の距離が閾値を下回ると判定される場合、マスタコントローラ１５０は、台板４１０を降下させるように電気モータ４１４に命令してもよい。例えば、植物の上部と照明デバイス２１２との間の距離が時間周期１における５センチメートルの閾値を下回ると判定される場合、マスタコントローラ１５０は、台板４１０が図４に示されるようなＨ２の高さに来るように、台板４１０を降下させるように電気モータ４１４に命令してもよい。
いくつかの実施形態では、植物の上部と照明デバイス２１２との間の距離が閾値を下回ると判定される場合、マスタコントローラ１５０は、台板４１０の高さが調節される必要があるという通知をユーザのデバイスに伝送してもよい。
図４は、台板４１０の高さを調節することを描写するが、いくつかの実施形態では、蓋１１４の高さが、立方体コンパートメント１１２内の植物に関するレシピ、植物の成長の時間周期、および立方体コンパートメント１１２内の植物の高さのうちの少なくとも１つに基づいて、台板４１０の代わりに調節されてもよい。
また、いくつかの実施形態は、立方体コンパートメント１１２の内面の反射率および／または色を改変するように構成され得ることを理解されたい。具体的には、レシピに応じて、非反射性表面が、成長サイクルの少なくとも一部のために所望され得る。
図５は、本明細書に説明される実施形態による、個人用成長ポッドを提供するためのフローチャートを描写する。ブロック５１０において、マスタコントローラ１５０は、複数の立方体コンパートメント１１２内の植物を識別する。例えば、マスタコントローラ１５０は、ユーザコンピューティングデバイス１７２を通してユーザから植物体についての情報を受信してもよい。別の実施例として、立方体コンパートメント１１２の各々の中の植物体についての情報は、播種器（図示せず）が立方体コンパートメント１１２の各々の中に植物体を播種するとき、マスタコントローラ１５０内に事前記憶されてもよい。別の実施例として、立方体コンパートメント１１２の上部の撮像センサが、立方体コンパートメントの各々の中の植物の画像を捕捉し、捕捉された画像をマスタコントローラ１５０に伝送する。マスタコントローラ１５０は、画像を処理し、立方体コンパートメントの各々の中の植物を識別する。マスタコントローラ１５０は、例えば、上記の表１に示されるように、立方体コンパートメントの各々の中の植物／種子を識別してもよい。
ブロック５２０において、マスタコントローラ１５０は、識別された植物に基づいて、立方体コンパートメントの各々に関するレシピを読み出す。レシピは、照明レシピ、栄養物レシピ等を含んでもよい。レシピは、植物論理８４４ｂ（図１）内に記憶されてもよい。例えば、行１、列１〜６の立方体コンパートメントに関して、マスタコントローラ１５０は、植物Ａに関するレシピを読み出す。
ブロック５３０において、マスタコントローラ１５０は、読み出されたレシピに基づいて、光を立方体コンパートメントに提供するように照明デバイス２１２に命令する。例えば、マスタコントローラ１５０は、植物Ａに関するレシピに基づいて判定された特性の光を提供するように行１、列１〜６の立方体コンパートメントの上方の照明デバイス２１２に命令する。いくつかの実施形態では、マスタコントローラ１５０は、読み出されたレシピに基づいて、台板４１０の位置を調節するように電気モータ４１４に命令する。
ブロック５４０において、マスタコントローラ１５０は、レシピに基づいて栄養液を調製するために、水タンク１３０からの水および栄養物タンク１４０からの栄養物を混合する。例えば、マスタコントローラ１５０は、水タンク１３０からの水および栄養物タンク１４０からの栄養物を混合し、ある濃度の水／栄養物混合物を出力するように、栄養物投与器１４２に命令してもよい。
ブロック５５０において、マスタコントローラ１５０は、複数のコンパートメントのうちの１つ以上のものに栄養液を提供する。例えば、マスタコントローラ１５０は、行１、列１〜６の立方体コンパートメントに関する植物Ａに関するレシピに基づいて判定される水／栄養物混合物を提供するようにロボットアーム１２０に命令する。
図６は、本明細書に説明される実施形態による、個人用成長ポッドシステム１００のためのマスタコントローラ１５０を描写する。図示されるように、マスタコントローラ１５０は、プロセッサ９３０と、入力／出力ハードウェア９３２と、ネットワークインターフェースハードウェア９３４と、（システムデータ９３８ａ、植物データ９３８ｂ、および／または他のデータを記憶する）データ記憶コンポーネント９３６と、メモリコンポーネント８４０とを含む。メモリコンポーネント８４０は、揮発性および／または不揮発性メモリとして構成されてもよく、したがって、（ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、および／または他のタイプのＲＡＭを含む）ランダムアクセスメモリ、フラッシュメモリ、セキュアデジタル（ＳＤ）メモリ、レジスタ、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、および／または他のタイプの非一過性コンピュータ可読媒体を含んでもよい。特定の実施形態に応じて、これらの非一過性コンピュータ可読媒体は、マスタコントローラ１５０内および／またはマスタコントローラ１５０の外部に常駐してもよい。
メモリコンポーネント８４０は、動作論理９４２、システム論理８４４ａ、および植物論理８４４ｂを記憶してもよい。システム論理８４４ａおよび植物論理８４４ｂは、各々、複数の異なる論理を含んでもよく、その各々は、実施例として、コンピュータプログラム、ファームウェア、および／またはハードウェアとして具現化されてもよい。ローカル通信インターフェース９４６もまた、図６に含まれ、マスタコントローラ１５０のコンポーネント間の通信を促進するために、バスまたは他の通信インターフェースとして実装されてもよい。
プロセッサ９３０は、（例えば、データ記憶コンポーネント９３６および／またはメモリコンポーネント８４０から）命令を受信および実行するように動作可能な任意の処理コンポーネントを含んでもよい。入力／出力ハードウェア９３２は、ロボットアーム１２０（図１）、栄養物投与器１４２（図１）および／または他のハードウェアを含み得る、ならびに／あるいは、ロボットアーム１２０（図１）、栄養物投与器１４２（図１）および／または他のハードウェアとインターフェースをとるように構成され得る。
ネットワークインターフェースハードウェア９３４は、任意の有線または無線ネットワーキングハードウェアを含み得る、ならびに／あるいは、任意の有線または無線ネットワーキングハードウェアと通信するために構成され得、任意の有線または無線ネットワーキングハードウェアは、アンテナ、モデム、ＬＡＮポート、ワイヤレスフィデリティ（Ｗｉ−Ｆｉ）カード、ＷｉＭａｘカード、ＺｉｇＢｅｅカード、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）チップ、ＵＳＢカード、モバイル通信ハードウェア、および／または、他のネットワークならびに／あるいはデバイスと通信するための他のハードウェアを含む。この接続から、通信が、マスタコントローラ１５０と他のコンピューティングデバイス（例えば、ユーザコンピューティングデバイス１７２および／または遠隔コンピューティングデバイス１７４）との間で促進されてもよい。
動作論理９４２は、マスタコントローラ１５０のコンポーネントを管理するためのオペレーティングシステムおよび／または他のソフトウェアを含んでもよい。また、上記に議論されるように、システム論理８４４ａおよび植物論理８４４ｂは、メモリコンポーネント８４０内に常駐してもよく、本明細書に説明されるように、機能性を実施するように構成されてもよい。
図６のコンポーネントは、マスタコントローラ１５０内に常駐するものとして図示されるが、これは単に実施例であることを理解されたい。いくつかの実施形態では、コンポーネントのうちの１つ以上のものは、マスタコントローラ１５０の外部に常駐してもよい。また、マスタコントローラ１５０は、単一のデバイスとして図示されるが、これもまた単に実施例であることを理解されたい。いくつかの実施形態では、システム論理８４４ａおよび植物論理８４４ｂは、異なるコンピューティングデバイス上に常駐してもよい。実施例として、本明細書に説明される機能性および／またはコンポーネントのうちの１つ以上のものは、ユーザコンピューティングデバイス１７２および／または遠隔コンピューティングデバイス１７４によって提供されてもよい。
加えて、マスタコントローラ１５０は、別個の論理コンポーネントとしてのシステム論理８４４ａおよび植物論理８４４ｂとともに図示されるが、これもまた実施例である。いくつかの実施形態では、単一の論理（および／またはいくつかのリンクされたモジュール）が、マスタコントローラ１５０に、説明される機能性を提供させてもよい。
上記に例証されるように、個人用成長ポッドを提供するための種々の実施形態が、開示される。これらの実施形態は、収穫するためのマイクログリーンおよび他の植物を成長させることに対する迅速な成長、小さい占有面積、化学物質不使用、低労働力の解決策をもたらす。これらの実施形態は、光のタイミングおよび波長、圧力、温度、給水、栄養物、分子雰囲気、ならびに／あるいは、植物成長および産出を最適化する他の変数を指示するレシピを作成する、ならびに／あるいはレシピを受信してもよい。レシピは、厳密に実装され得る、かつ／または、特定の植物、トレイ、または作物の結果に基づいて修正され得る。
故に、いくつかの実施形態は、個人用成長ポッドシステムは、複数のコンパートメントと、複数のコンパートメントに対応する複数の照明デバイスと、コントローラとを含む個人用成長ポッドシステムを含み得、コントローラは、１つ以上のプロセッサと、１つ以上のメモリモジュールと、１つ以上のメモリモジュール内に記憶される機械可読命令とを含み、機械可読命令は、１つ以上のプロセッサによって実行されると、コントローラに、複数のコンパートメント内の植物を識別させ、識別された植物に基づいて、コンパートメントの各々に関するレシピを読み出させ、コンパートメントの各々に関するレシピに基づいて、それぞれ、複数の照明デバイスを動作させる。本開示によると、個人用成長ポッドシステムは、異なる種類の作物に関するレシピに基づいて、光、栄養物、および他の因子を自動的に制御するコントローラの助けによって、一般人が、同時に種々の種類の作物を成長させることに役立つ。本システムは、ユーザが、種々の作物を独立してかつ効率的に成長させることが可能であるように、それぞれ、個人用成長ポッドの各コンパートメント内の植物の各々を識別し、カスタマイズされた資源を各コンパートメントに提供する。
本開示の特定の実施形態および側面が、本明細書に例証ならびに説明されたが、種々の他の変更および修正が、本開示の精神および範囲から逸脱することなく行われることができる。さらに、種々の側面が、本明細書に説明されたが、そのような側面は、組み合わせて利用される必要はない。故に、したがって、添付される請求項は、本明細書に示されて説明される実施形態の範囲内である全てのそのような変更および修正を網羅するように意図される。

Claims (20)

  1. 個人用成長ポッドシステムであって、
    複数のコンパートメントと、
    前記複数のコンパートメントに対応する複数の照明デバイスと、
    コントローラであって、
    １つ以上のプロセッサと、
    １つ以上のメモリモジュールと、
    前記１つ以上のメモリモジュール内に記憶される機械可読命令であって、前記機械可読命令は、前記１つ以上のプロセッサによって実行されると、
    前記複数のコンパートメント内の植物物質を識別することと、
    前記識別された植物物質に基づいて、前記コンパートメントの各々に関する成長レシピを読み出すことと、
    前記コンパートメントの各々に関する前記成長レシピに基づいて、それぞれ、前記複数の照明デバイスを動作させることと
    を前記コントローラに行わせる、機械可読命令と
    を備える、コントローラと
    を備える、個人用成長ポッドシステム。
  2. 栄養物タンクと、水タンクとをさらに備え、
    前記１つ以上のメモリモジュール内に記憶される前記機械可読命令は、前記１つ以上のプロセッサによって実行されると、
    前記成長レシピに基づく栄養液を調製するために、前記水タンクからの水および前記栄養物タンクからの栄養物を混合することと、
    前記複数のコンパートメントのうちの１つ以上のものに前記栄養液を提供することと
    を前記コントローラに行わせる、請求項１に記載の個人用成長ポッドシステム。
  3. 前記複数のコンパートメントの各々に前記栄養液を供給するように構成されるロボットアームをさらに備える、請求項２に記載の個人用成長ポッドシステム。
  4. 前記ロボットアームは、前記複数のコンパートメントのうちの１つ以上のものに前記植物物質、水、または栄養物のうちの少なくとも１つを供給するように構成されるノズルを含む、請求項３に記載の個人用成長ポッドシステム。
  5. 前記ノズルは、前記複数のコンパートメントのうちの１つ以上のものに空気流を提供するように構成される、請求項４に記載の個人用成長ポッドシステム。
  6. 前記複数の照明デバイスを備える蓋をさらに備え、
    前記蓋は、前記複数のコンパートメントに対応する複数の開口部を備え、
    前記ノズルは、前記複数の開口部のうちの１つの中に嵌合するように構成される、請求項４に記載の個人用成長ポッドシステム。
  7. 前記１つ以上のメモリモジュール内に記憶される前記機械可読命令は、前記１つ以上のプロセッサによって実行されると、
    前記コンパートメントのうちの１つの内側の水位を前記コンパートメント内の前記植物に関する第１の閾値レベルと比較することと、
    前記コンパートメントの内側の前記水位が第１の閾値レベルを下回るという判定に応答して、前記コンパートメントの中に水を提供するように前記ロボットアームに命令することと、
    前記コンパートメントの内側の前記水位が前記第１の閾値レベルを上回る第２の閾値レベルを上回るという判定に応答して、前記コンパートメントから水を除去するように前記ロボットアームに命令することと
    を前記コントローラに行わせる、請求項３に記載の個人用成長ポッドシステム。
  8. 複数のロボットアームをさらに備え、
    前記複数のロボットアームは、前記植物物質、水、または栄養物のうちの少なくとも１つを前記複数のコンパートメントのうちの１つ以上のものに同時に提供する、請求項１に記載の個人用成長ポッドシステム。
  9. 蓋と、
    前記複数のコンパートメントを含む成長ポッドキットと
    をさらに備え、
    前記蓋は、水および栄養物が前記複数のコンパートメントの異なる面積に提供されるように、前記成長ポッドキットに枢動可能に結合される、請求項１に記載の個人用成長ポッドシステム。
  10. 前記１つ以上のメモリモジュール内に記憶される前記機械可読命令は、前記１つ以上のプロセッサによって実行されると、前記成長レシピに基づいて、前記複数のコンパートメントのうちの１つ以上のものの内面の反射率または色を改変することを前記コントローラに行わせる、請求項１に記載の個人用成長ポッドシステム。
  11. 前記複数のコンパートメントは、垂直に移動するように構成される複数の台板を含む、請求項１に記載の個人用成長ポッドシステム。
  12. それぞれ前記複数の台板を移動させるように構成される複数のアクチュエータをさらに備える、請求項１１に記載の個人用成長ポッドシステム。
  13. 前記１つ以上のメモリモジュール内に記憶される前記機械可読命令は、前記１つ以上のプロセッサによって実行されると、
    前記複数のコンパートメント内の前記識別された植物物質についての情報に基づいて、前記複数のアクチュエータを動作させること
    を前記コントローラに行わせる、請求項１２に記載の個人用成長ポッドシステム。
  14. 前記１つ以上のメモリモジュール内に記憶される前記機械可読命令は、前記１つ以上のプロセッサによって実行されると、
    前記複数の照明デバイスの各々と、前記複数のコンパートメントの各々の中の前記植物物質の各々の上部との間の距離にさらに基づいて、前記複数の台板を調節するように前記複数のアクチュエータに命令すること
    を前記コントローラに行わせる、請求項１２に記載の個人用成長ポッドシステム。
  15. 前記複数のコンパートメント内の前記植物物質の画像を捕捉するように構成される１つ以上の撮像センサをさらに備える、請求項１に記載の個人用成長ポッドシステム。
  16. 前記成長レシピは、赤色照明、緑色照明、および青色照明の強度を含む照明レシピ、給水レシピ、温度レシピ、空気流レシピ、湿度レシピ、または圧力レシピのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の個人用成長ポッドシステム。
  17. 個人用成長ポッドを提供するための方法であって、前記方法は、
    複数のコンパートメント内の植物物質を識別することと、
    前記識別された植物物質に基づいて、前記複数のコンパートメントの各々に関する成長レシピを読み出すことと、
    前記コンパートメントの各々に関する前記成長レシピに基づいて、複数のデバイスを動作させることと
    を含み、
    前記複数のデバイスは、それぞれ、前記複数のコンパートメントに対応する、方法。
  18. 前記成長レシピに基づく栄養液を調製するために、水タンクからの水および栄養物タンクからの栄養物を混合することと、
    前記複数のコンパートメントのうちの１つ以上のものに前記栄養液を提供することと
    をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
  19. 前記成長レシピに基づいて、複数の台板の各々の高さを調節することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
  20. 個人用成長ポッドのためのコントローラであって、前記コントローラは、
    １つ以上のプロセッサと、
    １つ以上のメモリモジュールと、
    前記１つ以上のメモリモジュール内に記憶される機械可読命令と
    を備え、
    前記機械可読命令は、前記１つ以上のプロセッサによって実行されると、
    前記個人用成長ポッドの複数のコンパートメント内の植物物質を識別することと、
    前記識別された植物物質に基づいて、前記コンパートメントの各々に関する成長レシピを読み出することと、
    前記コンパートメントの各々に関する前記成長レシピに基づいて、それぞれ、前記個人用成長ポッドの複数のデバイスを動作させることと
    を前記コントローラに行わせる、コントローラ。
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