JP2022532197A - 高密度屋内農業のための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

本開示は、屋内農業用モジュールとシステムに関する。いくつかの実施形態において、屋内農業モジュールは、生育ゾーンと制御ゾーンに分けられるコンテナコンパートメントを含み、生育ゾーンは、各々が複数の植物を有するトレイを乗せた複数のカートを支持するように構成された複数の水平と垂直のフレーム部材を有するシャーシを備え、制御ゾーンは、屋内農業モジュールのドロップシーリングと構造型シーリングとの間に空気を導くように一体化された送風ユニットと、ドロップシーリングと構造型シーリングとの間に位置するプレナム空間に吹き込まれる冷たく乾燥した空気を生成することによって、生育ゾーン内の空気を調節するように構成された空調ユニットと、を含む。

Description

本出願は、米国特許出願第６２／８４５，８２２号（２０１９年５月９日に出願）の利益を主張する。なおこの文献の全体は参照により本明細書に組み込まれている。

本開示は、一般的に屋内農業システムに関し、より詳しくは、高密度屋内農業モジュールを使用した屋内農業のための方法及び装置に関する。

世界の食糧生産システムは、今後数十年で非常に重要な課題に対処する必要がある。農業活動の環境への影響を減らしながら、世界の増加する人口に食糧を提供する方法を見出すことは非常に重要である。温室及び屋内農業を含む環境制御型農業（ＣＥＡ）は、いくつかの作物について従来の生産に対して現実的な代替案を提供する。屋内垂直農業により、季節を問わずより早く、より制御された生産が可能になる。さらに、屋内垂直農業は、害虫、汚染、重金属及び病原菌などのその他の環境変動の影響を受けることがない。また、屋内垂直農業は、栄養素の損失をゼロにする、必要な土地を減らす、廃棄物をより良く制御する、生産損失を減らす、輸送コストを削減する、清浄な水の使用量を減らすことによって、環境への影響を軽減することができる。したがって、屋内垂直農業は非常に重要な課題への対処の一助となることができる。

しかしながら、現在の屋内垂直農業の方法及びシステムは、実現するには比較的費用がかかり、作物育成に部屋またはコンテナ内の利用可能な空間を効率的に使用していない。例えば、屋内農業システムを実現するために、制御可能な環境下で作物または植物を育成するために、密閉された部屋またはコンテナを提供した後、構成する必要がある。照明、温度、湿度及び気流などの環境パラメータが、部屋またはコンテナ内で制御可能になることによって、上述の屋内農業の利点が達成される。しかしながら、このような環境制御は、比較的高額なセンサ及び制御システムを必要とする。また、植物を収納するための棚及び／またはラックを部屋またはコンテナ内に配置しなければならず、また比較的大きなサイズの部屋またはコンテナについて、人間の作業者が密閉された部屋またはコンテナ内を歩き、棚及び／またはラックのそれぞれにアクセスできるように、部屋またはコンテナ内に空間が確保される。よって、部屋またはコンテナ内の空間の多くは、植物を生育するために確保されず、部屋またはコンテナ内で人間がアクセス及び移動できるように確保される。これは、植物／作物の生育のために密閉された部屋またはコンテナ内で価値ある限られた空間が非効率的に利用されるということである。したがって、屋内農業のための現在の方法及びシステムは満足のいくものではない。

発明の態様は、添付の図面とともに読むと、以下の詳細な説明からもっともよく理解される。なお、様々な特徴は必ずしも原寸に比例するとは限らない。実際、様々な要素の寸法及び幾何学的形状を、説明を明確にするために任意に大きくする、または小さくする場合がある。

本発明のいくつかの実施形態による、屋内農業コンテナまたはモジュール１００を設けるために使用することができる標準的な輸送用コンテナの斜視図を示す。 本発明のいくつかの実施形態による、各垂直層が植物トレイの複数の段を有し、モジュール１００の内部幅全体にわたり延出する植物トレイの複数の垂直層を明らかにするために、一端が開放された屋内農業モジュール１００の斜視説明図を示す。 本発明のいくつかの実施形態による、空気循環システムを備えた屋内農業モジュール１００の例示的な側面図を示す。 本発明のいくつかの実施形態による、屋内農業モジュール１００内の空気循環システムによって提供される空気循環のパターンを示す。 本発明のいくつかの実施形態による、屋内農業モジュール１００内の空気循環システムによって提供される空気循環のパターンを示す。 本発明のいくつかの実施形態による、屋内農業モジュール１００内の空気循環システムによって提供される空気循環のパターンを示す。 本発明のいくつかの実施形態による、水循環システム及び照明システムを備えた屋内農業モジュール１００の例示的な側面図を示す。 本発明のいくつかの実施形態による、水循環システム及び照明システムを備えた屋内農業モジュール１００の例示的な側面図を示す。 本発明のいくつかの実施形態による、水循環システム及び照明システムを備えた屋内農業モジュール１００の例示的な側面図を示す。 本発明のいくつかの実施形態による、水循環システム及び照明システムを備えた屋内農業モジュール１００の例示的な上面図を示す。 本発明のいくつかの実施形態による、屋内農業モジュール１００のシャーシ１０４の例示的な水平フレームアセンブリ５００の拡大正面図を示す。 本発明のいくつかの実施形態による、屋内農業モジュール１００のシャーシ１０４の例示的な水平フレームアセンブリ５００の拡大斜視図を示す。 本発明のいくつかの実施形態による、ステッピングモータアセンブリ６００を示す。 本発明のいくつかの実施形態による、ステッピングモータアセンブリ６００を示す。 本発明のいくつかの実施形態による、トレイ排水インサートを示す。 本発明のいくつかの実施形態による、トレイ排水インサートを示す。 本発明のいくつかの実施形態による、屋内農業モジュール１００内の例示的なカート設計を示す。 本発明のいくつかの実施形態による、屋内農業モジュール１００内の例示的なカート設計を示す。 本発明のいくつかの実施形態による、屋内農業モジュール１００内の例示的なカート設計を示す。 本発明のいくつかの実施形態による、屋内農業モジュール１００内の例示的なカート設計を示す。 本発明のいくつかの実施形態による、屋内農業モジュール１００内の例示的なカート設計を示す。 本発明のいくつかの実施形態による、屋内農業モジュール１００用トレイ処理システム９００の例示的な図を示す。 本発明のいくつかの実施形態による、屋内農業モジュール用コントローラの例示的なブロック図を示す。 本発明のいくつかの実施形態による、トレイ処理システム９００内の多関節ロボットのアタッチメント１０００の例示的な斜視図を示す。 本発明のいくつかの実施形態による、トレイ処理システム９００内の多関節ロボットのアタッチメント１０００の例示的な斜視図を示す。 本発明のいくつかの実施形態による、トレイ処理システム９００内の多関節ロボットのアタッチメント１０００の例示的な斜視図を示す。 本発明のいくつかの実施形態による、トレイ処理システム９００内の多関節ロボットのアタッチメント１０００の例示的な斜視図を示す。 本発明のいくつかの実施形態による、トレイ処理システム９００内の多関節ロボットのアタッチメント１０００の例示的な斜視図を示す。 本発明のいくつかの実施形態による、トレイ処理システム９００内の多関節ロボットのアタッチメント１０００の例示的な斜視図を示す。 は、本発明のいくつかの実施形態による、屋内農業モジュール１００内の制御システム１１００の例示的なブロック図を示す。 本発明のいくつかの実施形態による、屋内農業モジュール１２００の斜視図を示す。 本発明のいくつかの実施形態による、屋内農業モジュール１２００の斜視図を示す。

当業者が本発明を製作、使用できるように、本発明の様々な例示的な実施形態を、添付の図面を参照しながら以下で説明する。当業者には明らかなように、本開示を読んだ後、本明細書に記載の実施例は、発明の要旨から逸脱しない範囲で様々な変更または修正を行うことができる。よって、本発明は本明細書に記載するまたは示す例示的な実施形態及び応用に限定されるものではない。また、本明細書に開示される方法のステップの特定の順序または階層は、例示的な手法にすぎない。設計の選好に基づき、開示の方法または処理のステップの特定の順序または階層を、本発明の範囲内で再配置することができる。よって、本明細書で開示する方法及び技術は、サンプル的な順序で様々なステップまたは行動を提示するものであり、明示的に別段の記載がない限り、本発明は提示された特定の順序または階層に限定されるものではないことは当業者には理解される。

本発明の実施形態を添付の図面を参照しながら詳細に説明する。同一または類似の構成要素は、異なる図面に示されているとしても、同一または類似の参照番号で示されることがある。本開示を簡略化するために、構成要素及び配置の具体例を以下で説明する。言うまでもなく、これらは一例にすぎず、限定を意図するものではない。例えば、ある要素が別の要素「に接続される」または「連結される」と称されるとき、その要素がその他の要素に直接接続される場合であっても、１つまたは複数の仲介要素が存在する場合であってもよいことが理解される。

図１Ａは、本発明のいくつかの実施形態による、屋内農業コンテナまたはモジュール１００を設けるために使用し得るコンテナまたは筐体１００の斜視図を示す。いくつかの実施形態において、コンテナ１００は、大洋または海を横断する商品輸送で使用される標準の輸送用コンテナであり、通常は貨物タンカーに搭載され、その後「１８輪」トラックによって陸上に積載可能に輸送される。このような標準的な輸送用コンテナは、今日ではどこにでもあり、使用済み輸送用コンテナは比較的安価に購入することができる。よって、以下でさらに詳細に説明するように、本発明のいくつかの実施形態によれば、比較的安価な「既成」コンテナを、屋内農業モジュール１００に後付けすることができる。標準的な輸送用コンテナ１００は、通常、鋼鉄製で、完全に密閉されている。図１Ａに示されるように、通常の輸送用コンテナ１００は、細長い矩形の箱型で、屋根１２０、床１３０、２つの側壁１４０，前壁１５０、及び後壁１６０を有する。いくつかの実施形態において、前壁１５０に（図示しない）二重扉が設けられ、コンテナ１００内の作物または植物（以後、まとめて「作物」と称する）に（例えば、積み込み、積み下ろし、検査、処理などのために）アクセスすることができるようになっている。所望なように様々なタイプの扉（例えば、一重扉、二重扉、回転式扉など）を前壁１５０に後付けすることができる、または、標準的な輸送用コンテナ１５０の既存の扉を使用することができる。同様に、後壁１６０に様々なタイプの扉を後付けすることができ、以下でさらに詳細に説明するように、人員がコンテナ１００の後部領域に位置する環境制御システム及び機器にアクセスできるようになっている。

標準的な輸送用コンテナは、通常、長さ（Ｌ）が４０フィート、高さ（Ｈ）が９フィート６インチ、幅（Ｗ）が８フィートである。本発明者らは、標準的な輸送用コンテナの寸法は、特に、作物が最大容積まで占め、通年農業のための環境制御が設けられるとき、屋内農業へのコスト効率のよい手法を提供することになることを発見した。しかしながら、代替の実施形態において、本発明は、屋内農業モジュール１００を提供するための標準的な輸送用コンテナに後付けすることに限定されないことが理解される。本発明の様々な代替実施形態によれば、本明細書に開示される発明の原理に基づき、類似のまたは異なる寸法で、同一または異なる材料から作られる、その他のタイプの筐体、コンテナ、または構造物を使用することも可能である。

図１Ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、コンテナ１００の内部コンパートメント１０２を示すために、前壁１５０が開放または取り外された状態の屋内農業モジュール１００の例示的な斜視図を示す。図示の実施形態において、以下で別個に詳細に説明される空気循環システム、液体循環システム、及び照明システムは、図示の明確化のために、屋内農業モジュール１００では省略されている。図１Ｂに示されるように、屋内農業モジュール１００は、内部コンパートメント１０２を備える。いくつかの実施形態において、モジュール１００は、以下でさらに詳細に説明するように、屋内農業用に後付けされる標準的な輸送用保冷コンテナである。図示の実施形態において、屋内農業モジュール１００は、シャーシ１０４を備える。いくつかの実施形態において、シャーシ１０４は、複数の垂直フレーム部材及び複数の水平フレーム部材を備える。図示の実施形態において、シャーシ１０４は、４つの段、すなわち、第１の段１０６－１、第２の段１０６－２、第３の段１０６－３、及び第４の段１０６－４を備える。シャーシ１０４の４つの段１０６はそれぞれ、コンテナコンパートメント１０２の第１の壁１０８－１から第２の壁１０８－２まで第１の方向（すなわちｘ方向）に延出する。いくつかの実施形態において、第１の壁１０８－１及び第２の壁１０８－２は、コンテナコンパートメント１０２の長辺に沿った側壁である。

シャーシ１０４の４つの段１０６はそれぞれ、第１の方向に垂直な第２の方向（すなわち、ｙ方向）に沿って延出する３対のガイドレール１１０を備える。いくつかの実施形態において、３対のガイドレール１１０は、１つの段１０６における３対のガイドレールがコンテナコンパートメント１０２の全幅（すなわち、第１の壁１０８－１と第２の壁１０８－２間のスペース）を占めるように互いに並列し、横ならびに構成される。

図示の実施形態において、１対のガイドレール１１０上で回転するようなサイズで互いに離間した車輪を備えた複数のカート１１２が、シャーシ１０４内に移動可能に配置される。以下でさらに詳細に記載するように、複数のカート１１２はそれぞれ、（図示しない）カートカップラを介して同じ１対のガイドレール１１０上で隣接するカート１１２に着脱可能に繋げられている。いくつかの実施形態において、以下でさらに詳細に説明するように、カートカップラは、また、移送時に多関節ロボットに連結され、固定されるように構成される。屋内農業モジュール１００内の複数のカート１１２のそれぞれは、１つのトレイを乗せるように構成され、トレイは複数の、植物が植えられた（図示しない）種ポッドを収容する。いくつかの実施形態において、種ポッドは、複数の穴を備え、穴の配列は、複数の植物の生育条件に応じて決定される。いくつかの実施形態において、３対のガイドレールのそれぞれは、８台のカートを乗せることができ、屋内農業モジュール１００は、最大９６台のカートを乗せることができる。

いくつかの実施形態によれば、及び以下でさらに詳細に説明するように、対応するカート内の各トレイに光照射及び液体供給を行うために、照明アセンブリ及び水循環アセンブリは、シャーシ１０４の複数の水平フレーム部材に搭載される。いくつかの実施形態において、コンテナコンパートメント１０２は、完全密閉環境下で生育条件（例えば、湿度、温度、ＣＯ２レベルなど）を維持するために、第１端で（図示しない）巻上げ扉を使用して完全に閉鎖される。巻上げ扉は、例えば、１台のカートのコンパートメント１０２内外への移送中に開放される。なお、図１Ａ及び１Ｂに示される屋内農業モジュール１００は、一例にすぎず、本発明を限定することを意図するものではない。したがって、本発明のいくつかの実施形態によれば、図１の屋内農業モジュール１００内のシャーシは、任意の数の段１０６、任意の数のガイドレール１１０を備え、任意の数のカート１１２を乗せることができることが理解される。

図２は、本発明のいくつかの実施形態による、空気循環システムを備えた屋内農業モジュール１００の例示的な側面図を示す。図示の実施形態において、以下で詳細に説明される液体循環システム及び照明システムは、図示の明確化のために、省略されている。図示の実施形態において、屋内農業モジュール１００は、コンテナコンパートメント１０２を備え、コンテナコンパートメント１０２は、Ｙ方向に沿って２つのゾーン、すなわち、第１のゾーン２０２と第２のゾーン２０４に分けられる。いくつかの実施形態において、第１のゾーン２０２は生育ゾーンであり、第２のゾーン２０４は制御ゾーンである。いくつかの実施形態において、第１のゾーン２０２は、複数のカート１１２を支持するための複数の水平及び垂直フレーム部材を備えたシャーシ１０４を備え、複数のカート１１２はそれぞれ、上述の通り、（図示しない）複数の植物を備えた１つのトレイを乗せる。いくつかの実施形態において、コンテナコンパートメント１０２は、巻上げ扉２１８をコンテナコンパートメント１０２の第１端に備える。さらに、コンテナコンパートメント１０２は、構造型床２２２を備える。

いくつかの実施形態において、第２のゾーン２０４は、送風ユニット２０６、空調ユニット２０８、及び少なくとも１つの除湿器２１０を備える。図示の実施形態において、第１のゾーン２０２は、ドロップシーリング２１２をさらに備え、ドロップシーリング２１２は送風ユニット２０６に連結される。いくつかの実施形態において、送風ユニット２０６、空調ユニット２０８、少なくとも１つの除湿器２１０、及びドロップシーリング２１２は、コンテナコンパートメント１０２の第１のゾーン２０２におけるシャーシ１０４の異なる段１０６で複数のカート１１２のそれぞれに乗せられた複数の植物のために、制御された温度で効果的な空気循環システムを提供するように構成される。空気循環システムのこれらの構成要素によって形成される気流パターンについて、以下で詳細に説明する。いくつかの実施形態において、制御ゾーン２０４は、制御パネル２１４をさらに備え、制御パネル２１４は、屋内農業モジュール１００内で環境パラメータを監視、維持、及び制御するように構成されるが、制御パネル２１４については以下で詳細に説明する。いくつかの実施形態において、制御ゾーン２０４内の少なくとも１つの除湿器２１０は、第２端で屋内農業モジュール１００の後壁１６０を介して取り付けられ、ラック２１６によって支持される。

図３Ａ～３Ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、屋内農業モジュール１００内の空気循環システムによって提供される空気循環のパターンを示す。図３Ａは、断面側面図であり、図３Ｂは、屋内農業モジュール１００の断面上面図であり、図３Ｃは、屋内農業モジュール１００の３次元（３Ｄ）図である。図示の実施形態において、空気循環システムは、送風ユニット２０６、空調ユニット２０８、ドロップシーリング２１２，及び除湿ユニット２１０を備える。いくつかの実施形態において、送風ユニット２０６は、植物の質量及びコンテナの容積に基づいたサイズを有する。いくつかの実施形態において、空調ユニット２０８は、屋内農業モジュールの生育ゾーン内の空気を調節するために用いられ、照明アセンブリから生成される熱に基づいたサイズを有する。一般的に、生育ゾーン２０２内では、植物の近くに空気の層流を形成するのが望ましい。

いくつかの実施形態において、空調ユニット２０８は、冷たく乾燥した空気を生成し、空気はその後再循環ファンに引き込まれ、生育ゾーン２０２の上部に位置するドロップシーリング２１２の上方の空間（すなわち、プレナム空間）に送り込まれる。いくつかの実施形態において、ドロップシーリング２１２は、以下で詳細に説明するように、空気の移動を容易にするように左右の側部に沿って間隙を有する。冷たい空気がドロップシーリング２１２に入るとき、加圧され、正の変位を発生させる。変位によって、空気の一部が側壁を下りながら分散される。いくつかの実施形態において、電動ダンパが、プレナムから出る残りの空気量を制御する。いくつかの実施形態において、制御プログラムの所定の設定点は、植物の質量が生育サイクルの異なる段階中に増加するにつれ、気流を調整する。この設計において、空気循環システムは、再調整されるために戻るとき、熱と湿度を拾い上げるプッシュプル式空気交換として機能する。

図示の実施形態において、送風ユニット２０６及び空調ユニット２０８は、屋内農業モジュール１００のドロップシーリング２１２と構造型シーリング２２０との間のプレナム空間３０２に空気を送り込むように、ドロップシーリング２１２の第２端と一体化している。いくつかの実施形態において、プレナム空間の高さ３０４は所定または固定の高さである。例えば、１つの実施形態において、プレナム空間３０２の高さ３０４は６インチである。いくつかの実施形態において、プレナム空間３０２の高さ３０４は、ドロップシーリング２１２及び構造型シーリング２２０によって画定され、屋内農業モジュール１００内の生育条件の要件に応じて調整、傾斜、及びカスタマイズすることができる。いくつかの実施形態において、プレナム空間３０２の高さ３０４は、５～８インチの範囲である。なお、プレナム空間３０２内の最適な気流は、プレナム空間３０２のサイズ及び送風ユニット２０６の出力を修正することによって達成することができる。いくつかの実施形態において、気流は、前壁１５０近くの先端で、１２６０フィート／分から１４００フィート／分の速度でプレナム空間３０２から出る。プレナム空間での気流の速度は、生育ゾーンのサイズに比例してもよい。いくつかの実施形態において、空気循環システムは、プレナムの出口において、生育ゾーン容積の１立法フィート当たり０．５８１～０．６５１フィート／分の範囲の気流を生成する。

いくつかの実施形態において、ドロップシーリング２１２の厚さ３０８は約１／８インチである。いくつかの実施形態において、ドロップシーリング２１２は、複数のパネルを備え、複数のパネルのそれぞれは、繊維ガラス強化プラスチック（ＦＲＰ）基板を備える。いくつかの実施形態において、ＦＲＰ基板は、幅２１９．５センチメートル、長さ１０６６．８０センチメートルで設置される。いくつかの実施形態において、送風ユニット２０６は、少なくとも１つのファンを備える。いくつかの実施形態において、送風ユニットは、毎分８５２０立方センチメートルの範囲の気流を提供する。

図示の実施形態において、強制給気３１０が、送風ユニット２０６で生成され、空調ユニット２０８で調節された後に第２端からプレナム空間３０２に入る。送風ユニット２０６は、植物の質量及びコンテナ１０２の容積に応じて決定される容量を有する。強制給気３１０は、プレナム空間３０２でより高い空気圧を生成し、その結果、屋内農業モジュール内で空気循環が活発になる。いくつかの実施形態において、送風ユニット２０６からの強制給気３１０は冷たく乾燥している。いくつかの実施形態において、強制給気３１０の一部は、プレナム空間３０２によって導かれ、第２端から第１端にプレナム空間３０２を通って水平方向に排出される。いくつかの実施形態において、電動ダンパは、第１端から出る強制給気３１０の一部の容量を制御する。その後強制給気３１０は、コンテナ１０２のドロップシーリング２１２と前壁１５０（または巻上げ扉２１８）の間を、前部間隙３０７を通って下方に導かれる。いくつかの実施形態において、前部間隙３０７は、１２～１７インチの間である。また、強制給気３１０は、コンテナコンパートメント１０２のドロップシーリング２１２と構造型側壁１０８－１、１０８－２との間で側部ディヒューザスロット３１２を通って垂直方向下方３１１にも流れる。いくつかの実施形態において、ディヒューザスロット３１２の幅３０６は、約１と１０／１６インチ（４．１３センチメートル）である。いくつかの実施形態において、ディヒューザスロット３１２の幅３０６は１．５インチ～４インチに変化させることができる。いくつかの実施形態において、空気循環システムは、垂直気流３１１の速度を９８フィート／分～１７７．１７フィート／分（０．５メートル／秒～０．９メートル／秒）の間に維持する。垂直気流３１１の速度を９８フィート／分に落とすことができるが、垂直気流の速度は２９５フィート／分（１．５メートル／秒）を超えないことが望ましいことを理解されたい。

下方垂直気流３１１は、トレイ内の複数の植物に効率よく空気を循環させるために、複数の段１０６の間の空間に入る。気流は、生育ゾーン２０２内のシャーシ１０４の複数の段１０６の間で水平方向３１１に続く。屋内農業モジュール１００の空気循環システムは、内部で生育されている植物に隣接した複数の段１０６の間で水平気流３１３の実質的な層流を維持する。いくつかの実施形態において、空気循環システムは、水平気流３１３の速度を１９５フィート／分～２９５フィート／分（１メートル／秒～１．５メートル／秒）の間に維持する。いくつかの実施形態において、空気循環システムは、水平気流３１３の速度を１９フィート／分～６０フィート／分（０．１メートル／秒～０．３メートル／秒）の間に維持する。水平気流３１３の速度を１０フィート／分（０．０５メートル／秒）に落とすことができるが、垂直気流の速度は３９０フィート／分（２メートル／秒）を超えないことが望ましいことを理解されたい。水平気流３１３の速度は、以下の変数、すなわち、生育ゾーンの容積、送風ユニット２０６の出力、プレナム空間３０２のサイズ、間隙３０７、側部ディヒューザスロット３１２のサイズ、及び段１０６の間の距離、の任意の組み合わせを変化させることによって制御してもよい。

気流が植物を通過すると、送風ユニット２０６の下のコンテナコンパートメント１０２の第２端に位置する除湿ユニット２１０に導かれる。いくつかの実施形態において、隣接段のトレイ及びドロップシーリングは、この望ましい方向の空気の流れを支援するように取り付けられ、構成される。いくつかの実施形態において、送風ユニット２０６及び除湿ユニット２１０を、屋内農業モジュール１００内で分配された複数の湿度センサによって収集された湿度データに従って構成、制御することができ、トレイの植物に最適な生育条件となるようにモジュール内で所望な気流速度を決定する助けとなる。いくつかの実施形態において、気流は、少なくとも１つの風速計センサによって直接測定される。制御ユニットでプログラムされた気流パラメータの上限、下限に基づき、制御ユニットは、電動ダンパを用いて開口のサイズを制御する。

いくつかの実施形態において、気流はコントローラ２１４によって制御され、コントローラ２１４は、生育サイクルの異なる段階で増加する植物の質量に従って、気流を動的に調整することができる。乾燥した冷たい空気が段の間の空間に入ると、気流の湿度と温度が上昇する。いくつかの実施形態において、空気除湿ユニット２１０は、生育ゾーン２０２から湿った空気の戻り３１４を受け、乾燥した空気を送風ユニット２０６に供給する。除湿処理により凝結した水は、フィルタリング及びリサイクルのために（図示しない）収集リザーバに排出される。よって、本発明の様々な実施形態によれば、上で説明し、図３Ａ～３Ｃに図示された空気制御システムは、温度、湿度、空気量などの環境パラメータの制御を容易にし、生育する作物のタイプ及び生育サイクル状態に応じて、生育ゾーン２０２内で最適または所定の生育条件を正確に制御し、維持する。

図４Ａ～４Ｄは、本発明のいくつかの実施形態による、例示的な屋内農業モジュール１００の水循環システム及び照明システムを示す。なお、図４Ａ及び４Ｄに示される屋内農業モジュール１００は、一例にすぎず、本発明を限定することを意図するものではない。したがって、追加の構造物及び構成要素を図４Ａ及び４Ｄの屋内農業モジュール１００に設けるか、連結させてもよく、及び／またはいくつかの他の構成要素を省略してもよいことが理解される。

図示の実施形態において、シャーシ１０４の４つの段１０６はそれぞれ、屋内農業モジュール１００の第１の壁１０８－１から第２の壁１０８－２まで第１の方向（すなわちｘ方向）に延出する。４つの段１０６はそれぞれ、３対のガイドレール１１０を備える。複数のカート１１２は、各対のガイドレール１１０に沿って移動する。各カート１１２は、複数の植物４０４が置かれる１つのトレイ４０２を備える。屋内農業モジュール１００内のカート１１２のそれぞれには、植物４０４上方の照明アセンブリ４０６及び液体循環アセンブリ４０８が設けられている。図示の実施形態において、照明アセンブリ４０６及び液体循環アセンブリ４０８は、複数のカート１１２それぞれの上方で対応する水平フレーム部材上に構造的に支持されている。図示の実施形態において、液体循環アセンブリ４０８は、複数の液体供給導管、複数の液体戻り導管、複数の液体分散管アセンブリ、複数の排水導管、及び複数のステッピングモータアセンブリを備える。これらの構成要素は以下でさらに詳細に説明する。いくつかの実施形態において、照明アセンブリ４０６は、少なくとも１つの照明モジュールを備え、これについては以下でさらに詳細に説明する。いくつかの実施形態において、複数の排水導管は、排水収集導管４１２にともに連結され、さらに外部の排水コンテナに接続される。

図５Ａ及び５Ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、屋内農業モジュール１００のシャーシ１０４の例示的な水平フレームアセンブリ５００の詳細を示す。水平フレームアセンブリ５００は、水平フレーム部材５０２を備え、水平フレーム部材５０２は、液体循環アセンブリ４０８、照明アセンブリ４０６、１対のガイドトラック１１０、及びリーフガード５０４を構造的に支持する。図示の実施形態において、液体循環アセンブリ４０８は、液体供給導管５０６、液体戻り導管５０８、液体分散管アセンブリ５１０、及び排水導管５１２を備える。いくつかの実施形態において、液体供給導管５０６、液体戻り導管５０８、及び排水導管５１２は、１対のガイドレール１１０上に位置する複数の結合したカート１１２内の複数のトレイ４０２によって共有される。いくつかの実施形態において、液体供給導管５０６及び液体戻り導管５０８は、水管ブラケット５１４を介して水平フレーム部材５０２に連結される。いくつかの実施形態において、液体供給導管５０６は、スケジュール８０ＰＶＣを備え、液体戻り導管５０８は、ステンレス鋼を備える。いくつかの実施形態において、液体供給導管５０６及び液体戻り導管５０８はそれぞれ、直径が１．２７センチメートルである。いくつかの実施形態において、リーフガード５０４は、支持ブラケット５４２に支持され、支持ブラケット５４２はさらに、液体供給導管５０６及び対応するガイドレール１１０上に支持される。いくつかの実施形態において、リーフガード５０４は、植物から落ちる葉をトレイまたはカートに誘導するように構成され、屋内農業モジュール１００内の腐食した植物による汚染を減少させるために、トレイまたはカートが一旦屋内農業モジュール１００から取り外されると、葉を取り除くことができる。

いくつかの実施形態において、液体分散管アセンブリ５１０は、液体戻り導管５０８から複数のトレイ４０２のそれぞれに灌液を送出して、水、栄養素、及び酸素を含有する灌液を提供して、複数のトレイ４０２のそれぞれの植物の生育を支援するように構成される。いくつかの実施形態において、液体分散管アセンブリ５１０は、液体分散管５１６、通気ユニット５１８、及び液体分散ノズル５２０をさらに備える。いくつかの実施形態において、通気ユニット５１８は、トレイ４０２に入る灌液中の酸素濃度をさらに高める。いくつかの実施形態において、通気レベルを、屋内農業モジュール１００について必要な生育条件に従って通気ユニット５１８上の弁５２２によって個々に調節することができる。

いくつかの実施形態において、液体戻り導管５０８の第１端には、液体戻り導管５０８の回転運動を容易にするために旋回装置５２４も設けられる。いくつかの実施形態において、液体分散管アセンブリ５１０を、液体戻り導管５０８の第２端に位置するステッピングモータアセンブリ５２６によって、液体戻り導管５０８の軸に沿って回転させることができ、これについては以下で詳細に説明する。

いくつかの実施形態において、ステッピングモータアセンブリ５２６は、回転運動を液体戻り導管５０８に与えるように液体戻り導管５０８に連結され、複数の液体分散管アセンブリ５１０を対応するトレイ４０２に係合させる、またはトレイ４０２から離脱させるようにする。いくつかの実施形態において、複数の液体分散管アセンブリ５１０を、対応するトレイから離間するように回転させることで、複数のトレイ４０２を乗せるカート１１２が１対のガイドレール１１０に沿って移動することができる。これによって、カート１１２をコンテナ１０２内に移動させる、コンテナ１０２から出て移動させることが容易になる。いくつかの実施形態において、ステッピングモータアセンブリ５２６は、（図示しない）ステッピングモータブラケットを介してシャーシ１０４の第２端で、水平フレーム部材５０２に連結される。

図示の実施形態において、排水導管５１２は、複数の排水スロット５２８を備える。いくつかの実施形態において、複数の排水スロット５２８のそれぞれは、（図示しない）トレイ排水用インサートを介して排水導管５１２の上方に位置する対応するトレイ４０２からの排液を受け取るように構成される。いくつかの実施形態において、排水導管５１２は、複数の排水スロット５２８からの排液の収集を助けるために高い方の端と低い方の端を備える。いくつかの実施形態において、排水導管５１２は、スケジュール８０ＰＶＣを備え、直径は５．０８センチメートルである。

図示の実施形態において、水平フレーム部材５０２に支持される照明アセンブリ４０６は、少なくとも１つの照明モジュール５４０を備える。いくつかの実施形態において、少なくとも１つの照明モジュール５４０はそれぞれ、光子照明源である、以下の、白熱灯、蛍光灯、ハロゲン灯、高圧ナトリウム灯、プラズマ灯、及び発光ダイオード（ＬＥＤ）灯、のうち少なくとも１つを備え、照明範囲内で対応するトレイ４０２内の植物４０４での光合成反応に光子を提供する。いくつかの実施形態において、少なくとも１つの照明モジュール５４０は、電力を受け取るために、少なくとも１つの（図示しない）電源にさらに連結される。いくつかの実施形態において、少なくとも１つの照明モジュール５４０のそれぞれの電源を、対応するトレイ４０２内の植物４０４について照明強度を管理するために、監視及び制御することができる。

図６Ａは、本発明のいくつかの実施形態による、ステッピングモータアセンブリ６００を示す。図６Ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、液体戻り導管５０８に連結されたステッピングモータアセンブリ６００を示す。図示の実施形態において、ステッピングモータアセンブリ６００は、ステッピングモータ６０２、カップラ６０４、フラグ６０８、近接センサブラケット６０６、及び近接センサ６１０を備える。いくつかの実施形態において、ステッピングモータ６０２は、液体戻り導管５０８に回転運動を与え、次に、液体戻り導管５０８が複数の液体分散管アセンブリ５１０のうち対応する液体分散管アセンブリ５１０を回転させる。いくつかの実施形態において、ステッピングモータ６０２は、カップラ６０４を介して液体戻り導管５０８に連結される。いくつかの実施形態において、カップラ６０４は、液体戻り導管５０８内の灌液が漏れるのを防止するように構成されたキャップでもある。図示の実施形態において、フラグ６０８は、カップラ６０４に取り付けられ、液体戻り導管５０８に取り付けられた複数の液体分散管アセンブリ５１０の角度位置を示すように構成される。いくつかの実施形態において、近接センサ６１０は、近接センサブラケット６０６上に支持され、近接センサブラケット６０６はステッピングモータ６０２に連結される。

いくつかの実施形態において、近接センサ６１０は、フラグ６０８の位置を読み出して、複数の液体分散管アセンブリ５１０角度位置を決定する。いくつかの実施形態において、近接センサブラケット６０６は、湾曲スロット６１２を備え、湾曲スロット６１２内に近接センサ６１０が配置される。近接センサブラケット６０６上の近接センサ６１０の位置は、湾曲スロット６１２によって制限される液体分散管アセンブリ５１０の角度位置の制限に従って決定される。いくつかの実施形態において、ステッピングモータ６０２は、ヒューマン－マシンインターフェース（ＨＭＩ）タッチスクリーンからの入力によって制御される。

図７Ａ及び７Ｂは、それぞれ、本発明のいくつかの実施形態による、トレイ排水インサート７００の断面側面図と断面上面図を示す。図示の実施形態において、トレイ排水インサート７００は、外面７０２及び内面７０４を有する管を備える。トレイ排水インサート７００は、第１端に第１の開口７０６及び第２端に第２の開口７０８を有する。いくつかの実施形態において、トレイ排水インサート７００は、ナット７１４を用いて、トレイ７１２の底部に位置する穴７１０を介して組み立てられる。いくつかの実施形態において、トレイ排水インサート７００は、外面７０２から内面７０４まで、及び第１端と第２端の間に延出する少なくとも１つの穴７１６を備える。いくつかの実施形態において、定常状態の液面７２０は、トレイ７１２の底面に対する少なくとも１つの穴７１６の位置に応じて決定される。いくつかの実施形態において、トレイ排水インサート７００の第１端とトレイ７１２の底面との距離は、トレイ７１２の深さ７２２以下である。いくつかの実施形態において、深さ７２２は１１センチメートルの範囲内である。

いくつかの実施形態において、液面７１０がトレイ７１２内で上昇し、少なくとも１つの穴７１６より高くなるとき、灌液が少なくとも１つの穴７１６を介して、トレイ排水インサート７００の第２端上の第２の開口７０８に排出され、第２の開口７０８の下方に位置する排水スロット５２８を介して排水導管５１２に排出される。いくつかの実施形態において、少なくとも１つの穴７１６が封鎖されて液面７２０がさらに上昇してトレイ排水インサート７００の第１の開口７０６より高くなるとき、トレイ７１２内の灌液が同様に、第１の開口７０６を介して第２の開口７０８に排出され、さらに排水導管５１２の排水穴５２８に排出される。図７Ａに示されるように、いくつかの実施形態において、第２の開口７０８は、排水穴５２８の真上に位置する。いくつかの実施形態において、トレイ７１２の幅７２４は６０．９６センチメートルで、長さ７２６は１２１．９２センチメートルである。いくつかの実施形態において、排水導管５１２は、取り外し可能なキャップ７２８を一端に備え、キャップ７２８は、排水導管５１２からデブリ及び廃棄物を簡単に洗い流せるように構成されている。

図８Ａ～８Ｅは、本発明のいくつかの実施形態による、屋内農業モジュール１００内のカート８００の例示的な斜視図を示す。図示の実施形態において、カート８００は、屋内農業モジュール１００内でシャーシ１０４上の１対のガイドレール１１０に沿ってトレイ４０２を保持し、運搬するように構成される。いくつかの実施形態において、カート８００は、略水平で矩形のベースプレート８０２を有する。いくつかの実施形態において、ベースプレート８０２は、図８Ｅに示される、開口８０４を有するベースフレームを備える。ベースプレート８０２はさらに、互いに対向し、ベースプレート８０２に対して垂直に延出する２対の側縁８０６を備える。ベースのその他の形状は可能であり、本発明の範囲内であることが理解される。図示の実施形態において、カート８０２のベースは、長さが１２０．５センチメートルで、側縁の高さが５センチメートルである。いくつかの実施形態において、カート８００は、屋内農業モジュール１００内での耐湿性及び耐水性要求を満たすためにステンレス鋼を備える。

図示の実施形態において、カート８００は、複数のカートカップラをさらに備える。いくつかの実施形態において、複数のカートカップラは、カート８００の第１端に連結される少なくとも２つのフック８０８－１、８０８－２と、カート８００の第２端に連結される少なくとも２つのステープル８１０－１、８１０－２を備える。カートカップラ（すなわち、フック８０８及び対応するステープル８１０）によって、共通の１対のレール／トラック１１０上で２つの隣接するカート８００を容易に係合することができる。いくつかの実施形態において、２つの隣接するカート８００がカートカップラ８０８／８１０によって連結されるとき、２つのカート８００を一対のガイドレール１１０に沿ってまとめて移動させることができる。いくつかの実施形態において、以下でさらに詳細に説明するように、第１のカート８００－１がガイドレール１１０から上に持ち上げられると、第１のカートの少なくとも２つのフック８０８が、隣接する第２のカート８００－２の少なくとも２つのステープル８１０から分離され、第１のカート８００－１を隣接するカート８００－２から切り離して、屋内農業モジュール１００から取り外すことができる。図示の実施形態において、４つの車輪８１２が、溶接または（図示しない）ボルト、ワッシャ及びナットなどの取り付け装置によってカート８００の側縁に取り付けられる。図示の実施形態において、図８Ａ～８Ｅに示されるように、カートカップラ８０８／８１０は、側縁の下端で溶接され、車輪８１２及び対応する車軸は、公知の技術を使用して各カートカップラ８０８及び８１０に連結される。

図９Ａは、本発明のいくつかの実施形態による、屋内農業モジュール１００用トレイ処理システム９００の一例を示す。図示の実施形態において、トレイ処理システム９００は、屋内農業モジュール１００の第１端を介してカート１１２を自動的に積み込み、積み下ろしをするように設計されている。図示の実施形態において、トレイ処理システム９００は、多関節ロボット９０２及びロボットコントローラ９１２を備える。いくつかの実施形態において、トレイ処理システム９００は、屋内農業モジュール１００内の所定のカートをシャーシ１０４から所定の位置（例えば、収納ラック９０６）に移送するように構成される。いくつかの実施形態において、トレイ処理システム９００は、所定のカートを、（図示しない）収納ラックから屋内農業モジュール１００内のシャーシ１０４に移送するように構成される。

いくつかの実施形態において、多関節ロボット９０２は、屋内農業モジュール１００の外部に構成される。いくつかの実施形態において、多関節ロボット９０２は、複数の関節９０４を備え、対応する関節９０４に連結された複数のアームセグメント９０６を制御する。いくつかの実施形態において、複数の関節９０４のそれぞれは、複数の関節９０４のそれぞれに回転運動させるための（図示しない）電気モータに連結される。いくつかの実施形態において、多関節ロボット９０２は、複数の軸９１０を有し、多関節ロボット９０２が、屋内農業モジュール１００内のカート１１２にアクセスし、正確に積み込み、積み下ろしをできるようにする。いくつかの実施形態において、多関節ロボット９０２は、移送中にカート１１２を着脱可能に連結するフォーク型アタッチメント９０８を備える。フォーク型アタッチメント９０８については、以下でさらに詳細に説明する。図示の実施形態において、多関節ロボット９０２は、３本のアームセグメント９０６及び６本の回転軸９１０を備える。

いくつかの実施形態において、ロボットコントローラ９１２は、トレイ処理システム９００を所定の規則または事前に予定したタスクに従って管理、操作するように構成されている。いくつかの実施形態において、所定の規則または事前に予定したタスクは、カート１１２上のトレイの植物の生育条件及び生育段階に従って決定される。いくつかの実施形態において、（図示しない）第２のロボットは、多関節ロボット９０２または（図示しない）収納ラックに隣接して、トレイ内の植物を収穫して、カートを再利用できるように、カート１１２からトレイを移動させるように構成される。いくつかの実施形態において、ロボットコントローラ９１２は、動作計画ユニットを備え、動作計画ユニットは、所定のトレイを所定の位置に移動させるために、ロボットの軌跡を決定して、所定のトレイの移送処理中にその他のトレイの位置に何らかの変化があったことを登録するのに使用される。いくつかの実施形態において、ロボットコントローラ９１２は、クラウドコンピュータ９１４に連結され、クラウドコンピュータ９１４は、屋内農業モジュール１００内のコントローラ２１４及び／または遠隔制御ステーション９１６からの命令をさらに受信する。例えば、カート１１２を屋内農業モジュール１００から積み下ろすことが決定されると、屋内農業モジュール１００のコントローラ２１４は、灌漑の予定を一時停止し、複数の液体分散管アセンブリ５１０を回転させ、巻上げ扉２１８を開いてから、多関節ロボット９０２を起動させる。

図９Ｂに示されるように、いくつかの実施形態によれば、ロボットコントローラ９１２は、プロセッサ９２２、メモリ９２４、入出力インターフェース９２６、通信インターフェース９２８、及びシステムバス９３０を備える。プロセッサ９２２は、トレイ処理システム９００の多関節ロボット９０２の動作及び性能を制御するように動作する任意の処理回路を備えていてもよい。様々な態様において、プロセッサ９２２は、汎用プロセッサ、チップマルチプロセッサ（ＣＭＰ）、専用プロセッサ、組み込みプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ネットワークプロセッサ、入出力（Ｉ／Ｏ）プロセッサ、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）プロセッサ、無線ベースバンドプロセッサ、コプロセッサ、複数命令セットコンピュータ（ＣＩＳＣ）マイクロプロセッサ、縮小セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）マイクロプロセッサ、及び／または超長命令語（ＶＬＩＷ）マイクロプロセッサなどのマイクロプロセッサ、またはその他の処理デバイスとして実装され得る。また、プロセッサ９２２は、コントローラ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラム可能論理デバイス（ＰＬＤ）などによって実装され得る。

様々な態様において、プロセッサ９２２は、オペレーティングシステム（ＯＳ）及び様々なアプリケーションを実行するように配置されてもよい。ＯＳの例としては、例えば、Ａｐｐｌｅ ＯＳ、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標） ＯＳ、Ａｎｄｒｏｉｄ ＯＳなどの商品名で一般的に知られているオペレーティングシステム、及びその他の独自のまたはオープンソースのＯＳなどを備える。アプリケーションの例としては、例えば、電話アプリケーション、カメラ（例えば、デジタルカメラ、ビデオカメラなど）アプリケーション、ブラウザアプリケーション、マルチメディアプレーヤーアプリケーション、ゲームアプリケーション、メッセージングアプリケーション（例えば、電子メール、ショートメッセージ、マルチメディアなど）、ビューワアプリケーションなどを備える。

いくつかの実施形態において、コンピュータで実行可能な命令を具現化した、少なくとも１つの非一時的なコンピュータ可読記憶媒体が設けられ、少なくとも１つのプロセッサによって実行されるとき、コンピュータで実行可能な命令によって、少なくとも１つのプロセッサが、本明細書に記載の方法の実施形態を実行する。このコンピュータ可読記憶媒体は、メモリ９２４において具現化することができる。

いくつかの実施形態において、メモリ９２４は、揮発性／不揮発性メモリ及び取り外し可能／不可能なメモリの両方を含む、データを記憶することができる機械可読またはコンピュータ可読媒体を備えていてもよい。メモリ９２４は、少なくとも１つの不揮発性メモリユニットを備えていてもよい。不揮発性メモリユニットは、１つまたは複数のソフトウェアプログラムを記憶することができる。ソフトウェアプログラムは、例えば、いくつかの例を挙げると、アプリケーション、ユーザデータ、デバイスデータ、及び／または構成データ、またはその組み合わせなどを含んでいてもよい。ソフトウェアプログラムは、トレイ処理システム９００のロボットコントローラ９１２の様々な構成要素によって実行可能な命令を含んでいてもよい。

例えば、メモリは、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、ダブルデータレートＤＲＡＭ（ＤＤＲ－ＲＡＭ）、シンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ（例えば、ＮＯＲまたはＮＡＮＤフラッシュメモリ）、コンテンツアドレッサブルメモリ（ＣＡＭ）、ポリマーメモリ（例えば、強誘電体ポリマーメモリ）、相変化メモリ（例えば、オボニックメモリ）、強誘電体メモリ、シリコン酸化物窒化物酸化物シリコン（ＳＯＮＯＳ）メモリ、ディスクメモリ（例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードドライブ、光ディスク、磁気ディスク）、カード（例えば、磁気カード、光カード）、または情報を記憶するのに好適なその他の任意のタイプの媒体を備えていてもよい。

１つの実施形態において、メモリ９２４は、本明細書に記載の１つまたは複数のタイミングライブラリを生成する方法を実行するためのファイル形式の命令セットを含んでいてもよい。命令セットは、ソースコードまたは様々な好適なプログラミング言語を含む、機械可読命令の任意の受け入れ可能な形式で記憶されてもよい。命令セットを記憶するために使用し得るプログラミング言語のいくつかの例は、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、Ｐｙｔｈｏｎ、Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ－Ｃ、Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ、または．ＮＥＴプログラミングを備えるが、これらに限定されるものではない。いくつかの実施形態において、コンパイラまたはインタープリタは、命令セットを、プロセッサが実行するための機械実行可能コードに変換するように構成される。

いくつかの実施形態において、Ｉ／Ｏインターフェース９２６は、ユーザがトレイ処理システム９００のロボットコントローラ９１２に入力し、ロボットコントローラ９１２がユーザに出力できるような、任意の好適な機構または構成要素を備えていてもよい。例えば、Ｉ／Ｏインターフェース９２６は、ボタン、キーパッド、キーボード、クリックホイール、タッチスクリーン、または動きセンサを含むが、これに限定されるものではない、任意の好適な入力機構を備えていてもよい。いくつかの実施形態において、Ｉ／Ｏインターフェース９２６は、静電容量式検知機構、またはマルチタッチ静電容量式検知機構（例えば、タッチスクリーン）を備えていてもよい。

いくつかの実施形態において、Ｉ／Ｏインターフェース９２６は、ユーザに可視のディスプレイを提供するための視覚的周辺出力デバイスを備えていてもよい。例えば、視覚的周辺出力デバイスは、トレイ処理システム９００のロボットコントローラ９１２に組み込まれる、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）画面などの画面を備えていてもよい。別の例として、視覚的周辺出力デバイスは、トレイ処理システム９００のロボットコントローラ９１２から離れた表面にコンテンツを表示する可動ディスプレイまたは投影システムを備えていてもよい。いくつかの実施形態において、視覚的周辺出力デバイスは、デジタルメディアデータをアナログ信号に変換する、コーデックとしても知られるコーダ／デコーダを備えることもできる。例えば、視覚的周辺出力デバイスは、ビデオコーデック、オーディオコーデック、またはその他の任意の好適なタイプのコーデックを備えていてもよい。

視覚的周辺出力デバイスは、ディスプレイドライバ、ディスプレイドライバを駆動する回路、またはその両方を備えていてもよい。視覚的周辺出力デバイスは、プロセッサの指示のもと、コンテンツを表示するよう動作してもよい。例えば、視覚的周辺出力デバイスは、いくつか例を挙げると、メディア再生情報、トレイ処理システム９００のロボットコントローラ９１２に実装されるアプリケーションのアプリケーション画面、進行中の通信操作に関する情報、着信した通信要求に関する情報、またはデバイス操作画面などを再生できるようにしてもよい。

いくつかの実施形態において、通信インターフェース９２８は、トレイ処理システム９００のロボットコントローラ９１２を１つまたは複数のネットワーク及び／または追加のデバイスに連結できる、任意の好適なハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアの組み合わせを備えていてもよい。通信インターフェース９２８は、所望の通信プロトコル、サービス、または動作手順のセットを用いて、情報信号を制御するための任意の好適な技術で動作するように配置されてもよい。通信インターフェース９２８は、有線、無線に関わらず、対応する通信媒体と接続するための好適な物理的コネクタを備えていてもよい。

いくつかの実施形態によれば、通信のシステム及び方法は、ネットワークを備える。様々な態様において、ネットワークは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）とともにワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を備えてもよく、限定するものではなく、データを通信することができる／データを通信することに関連するその他のデバイス及び／または構成要素を含めて、インターネット、有線チャネル、無線チャネル、電話、コンピュータ、有線、無線、光学、またはその他の電磁チャネルを含む通信デバイス、及びそれらの組み合わせを含む。例えば、通信環境は、体内通信、様々なデバイス、ならびに無線通信、有線通信、及びその組み合わせなどの様々な通信モードを備えていてもよい。

無線通信モードは、様々なプロトコル及び無線送信、データ、ならびにデバイスに関連するプロトコルの組み合わせを含む無線テクノロジーを少なくとも一部利用するポイント（例えばノード）間通信の任意のモードを備えていてもよい。ポイントは、例えば、無線ヘッドセットなどの無線デバイス、オーディオプレーヤー及びマルチメディアプレーヤーなどのオーディオ及びマルチメディアデバイス、携帯電話及びコードレス電話を含む電話、ならびにコンピュータ及び、プリンタ、回路生成システムなどのネットワーク接続機器、及び／またはその他任意の好適なデバイスまたはサードパーティデバイスなどのコンピュータ関連デバイスと構成要素を備える。

有線通信モードは、様々なプロトコル及び有線送信、データ、ならびにデバイスに関連するプロトコルの組み合わせを含む有線テクノロジーを少なくとも一部利用するポイント間通信の任意のモードを備えていてもよい。ポイントは、例えば、オーディオプレーヤーならびにマルチメディアプレーヤーなどのオーディオ及びマルチメディアデバイスと機器などのデバイスと機器、携帯電話、ならびにコードレス電話を含む電話、及びコンピュータならびにプリンタ、ネットワーク接続機器、及び／またはその他任意の好適なデバイスまたはサードパーティデバイスなどのコンピュータ関連デバイスと構成要素を備える。様々な実施態様において、有線通信モジュールは、多数の有線プロトコルに従って通信を行ってもよい。有線プロトコルの例としては、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）通信、ＲＳ－２３２、ＲＳ－４２２、ＲＳ－４２３、ＲＳ－４８５シリアルプロトコル、ファイアワイヤ、イーサネット（登録商標）、ファイバチャネル、ＭＩＤＩ、ＡＴＡ、シリアルＡＴＡ、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ、Ｔ－１（及びその変種）、業界標準アーキテクチャ（ＩＳＡ）パラレル通信、小型コンピュータ用周辺機器インターフェース（ＳＣＳＩ）通信、または周辺構成要素相互接続（ＰＣＩ）通信などを備えていてもよい。

したがって、様々な態様において、通信インターフェース９２８は、例えば、無線通信インターフェース、有線通信インターフェース、ネットワークインターフェース、送信インターフェース、受信インターフェース、メディアインターフェース、システムインターフェース、コンポーネントインターフェース、スイッチングインターフェース、チップインターフェース、コントローラなどの１つまたは複数のインターフェースを備えていてもよい。無線デバイスによって、または無線システム内に実装されるとき、例えば通信インターフェースは、１つまたは複数のアンテナ、送信機、受信機、送受信機、アンプ、フィルタ、制御ロジックなどを備える無線インターフェースを備えていてもよい。

様々な実施形態において、通信インターフェース９２８は、多数の無線プロトコルに従って音声及び／またはデータ通信機能を提供してもよい。無線プロトコルの例としては、電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）のＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ、ＩＥＥＥ ８０２．１６、ＩＥＥＥ ８０２．２０などのＩＥＥＥ８０２．ｘｘシリーズを含む、様々な無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）プロトコルを備えていてもよい。無線プロトコルの他の例としては、ＧＰＲＳによるＧＳＭ（登録商標）セルラー無線電話システムプロトコル、１ｘＲＴＴによるＣＤＭＡセルラー無線電話通信システム、ＥＤＧＥシステム、ＥＶ－ＤＯシステム、ＥＶ－ＤＶシステム、ＨＳＤＰＡシステムなど、様々な無線ワイドエリアネットワーク（ＷＷＡＮ）プロトコルを備えていてもよい。無線プロトコルのさらなる例としては、赤外線プロトコル、エンハンスドデータレート（ＥＤＲ）を備えたＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）仕様バージョンｖ１．０、ｖ１．１、ｖ１．２、ｖ２．０、ｖ２．０、及び１つまたは複数のＢｌｕｅｔｏｏｔｈプロファイルを含むＢｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ Ｇｒｏｕｐ（ＳＩＧ）シリーズのプロトコルなどの無線パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）プロトコルを備えていてもよい。さらに無線プロトコルの例としては、電磁誘導（ＥＭＩ）技術などの近距離通信技術及びプロトコルを備えていてもよい。ＥＭＩ技術の例としては、パッシブまたはアクティブ無線自動識別（ＲＦＩＤ）プロトコル及びデバイスを備えていてもよい。その他の好適なプロトコルは、ウルトラワイドバンド（ＵＷＢ）、デジタルオフィス（ＤＯ）、デジタルホーム、トラステッドプラットフォームモジュール（ＴＰＭ）、ＺｉｇＢｅｅなどを備えていてもよい。

システムバス９３０は、必要に応じて、プロセッサ９２２、メモリ９２４、Ｉ／Ｏインターフェース９２６、及び通信インターフェース９２８を相互連結する。システムバス９３０は、メモリバスまたはメモリコントローラ、周辺バスまたは外部バス、及び／または、９ビットバス、インダストリスタンダードアーキテクチャ（ＩＳＡ）、マイクロチャネルーキテクチャ（ＭＣＡ）、拡張ＩＳＡ（ＥＩＳＡ）、インテリジェントドライブエレクトロニクス（ＩＤＥ）、ＶＥＳＡローカルバス（ＶＬＢ）、ＰＣメモリカード国際協会（ＰＣＭＣＩＡ）バス、小型コンピュータ用周辺機器インターフェース（ＳＣＳＩ）、もしくはその他の独自のバス、またはコンピュータデバイスアプリケーションに好適な任意のカスタムバスを含む、がこれに限定されない、様々な利用可能なバスアーキテクチャのいずれかを使用したローカルバスを含む、いくつかのタイプのバス構造（複数可）のいずれかとすることができる。

図１０Ａ～１０Ｆは、本発明のいくつかの実施形態による、トレイ処理システム９００内の多関節ロボット９０２用のフォーク型アタッチメント１０００の例示的な斜視図を示す。いくつかの実施形態において、アタッチメント１０００は、移送処理中にカート１１２を固定するように構成されている。図示の実施形態において、アタッチメント１０００は、支持フレーム１００２、支持フレーム１００２上に取り付けられ、支持フレーム１００２から外方に延出する１対のロードフォーク１００４を備える。いくつかの実施形態において、支持フレーム１００２は、ベース１００６に取り付けられ、ベース１００６によって、アタッチメント１０００を、多関節ロボット９０２の１つのセグメントに取り付けることができる。いくつかの実施形態において、支持フレーム１００２は、支持フレーム１００２の２つの対向端に２つの延長部１００８を備える。いくつかの実施形態において、２つの延長部１００８はそれぞれ、リニアモータ１０１０及びボールねじ１０１６を支持する。いくつかの実施形態において、シャフト１０１４は、ボールねじ１０１６に誘導されて、シャフト１０１４の回転運動を、各シャフト１０１４の下端に取り付けられたヘッド１０１２の線形運動に伝達する。

いくつかの実施形態において、２つのヘッド１０１２の間の第１の距離１０１８は、カート１１２上での２つのステープル８１０の間の第２の距離に従って決定され、２つのヘッド１０１２がカート１１２上の２つのステープル８１０に連結することができる。いくつかの実施形態において、２つのヘッド１０１２はそれぞれ、第３の距離１０３６だけ離間した２つのノッチ１０３０を備え、第３の距離１０３６は、カート１１２上のステープル８１０の幅８１２によって決定される。図１０Ｆに示されるように、いくつかの実施形態において、２つのヘッド１０１２はそれぞれ、ステープル８１０の幅よりせまい幅１０３４のラッチ１０３２を備える。いくつかの実施形態において、ラッチ１０３２は、支持フレーム１００２から第４の距離１０３６だけ離間し、第４の距離１０３６は、ステープル８１０の厚さ８１４よりも大きい。

いくつかの実施形態において、アタッチメント１０００は、液体収集アセンブリをさらに備える。いくつかの実施形態において、液体収集アセンブリは、トレンチ１０２４を有するベースプレート１０２２を備え、ベースプレート１０２２は、第１の側で支持フレーム１００２に連結される。いくつかの実施形態において、ベースプレート１０２２上でのトレンチ１０２４の位置は、上述の通り、カート１１２上のトレイ内のトレイ排水インサート７００の位置に従って決定され、トレイから排出される灌液を収集することができる。いくつかの実施形態において、液体収集アセンブリは、リザーバ１０２６をさらに備える。いくつかの実施形態において、リザーバ１０２６は、第２の側で支持フレーム１００２に取り付けられる。いくつかの実施形態において、リザーバ１０２６は、支持フレーム１００２上の開口１０２０を介して、トレンチ１０２４から収集した灌液を一時的に収容するように構成されている。いくつかの実施形態において、液体収集アセンブリは、ステンレス鋼を備える。

図１１は、本発明のいくつかの実施形態による、屋内農業モジュール１００内の制御システム１１００の例示的なブロック図である。なお、制御システム１１００は一例にすぎず、本発明を限定するよう意図されていない。したがって、図１１の制御システム１１００に追加の機能ブロックを設けてもよい、または制御システム１１００に連結してもよく、その他の機能ブロックを省略してもよい、または本明細書で簡単に説明するだけでもよいことが理解される。また、制御システム１１００の構成要素及びモジュールそれぞれに設けられる機能性を、組み合わせるか、１つまたは複数のモジュールに分離することもできることにも留意されたい。

いくつかの実施形態において、制御システム１１００は、コントローラ１１０２を備える。いくつかの実施形態において、コントローラ１１０２は、屋内農業モジュール１００の環境パラメータを調節して、トレイの積み込み／積み下ろし処理を調整するように構成される。いくつかの実施形態において、制御システム１１００は、トレイ処理システム１１０４、空気循環システム１１０６、液体循環システム１１０８、照明管理システム１１１０、及び視覚システム１１１２を含む５つのサブシステムをさらに備える。

図示の実施形態において、トレイ処理システム１１０４は、屋内農業モジュール１００の第１端を介してカート１１２を自動的に積み込み、積み下ろすように設計されている。図示の実施形態において、上述の通り、トレイ処理システム１１０４は、多関節ロボット９０２及びロボットコントローラ９０４を備える。いくつかの実施形態において、トレイ処理システム１１０４は、所定のカートを、屋内農業モジュール１００内のシャーシ１０４から所定の位置（例えば、収納ラック９０６）に移送するように構成される。いくつかの実施形態において、屋内農業モジュール１００内に新しい作物を入れるとき、トレイ処理システム１１０４は、所定のカートを、収納ラック９０６から屋内農業モジュール１００内のシャーシ１０４に移送するように構成される。

図示の実施形態において、上述の通り、空気循環システム１１０６は、送風ユニット２０６、空調ユニット２０８、空気除湿ユニット２１０、及びドロップシーリング２１２を備える。いくつかの実施形態において、送風ユニット２０６、空調ユニット２０８、少なくとも１つの除湿ユニット２１０、及びドロップシーリング２１２は、コンテナコンパートメント１０２の生育ゾーン２０２におけるシャーシ１０４の異なる段１０６で複数のカート１１２のそれぞれに乗せられた複数の植物について、湿度、ＣＯ２レベル、気流、及び温度を効果的に制御するように構成される。

図示の実施形態において、液体循環システム１１０８は、上述の通り、複数の液体供給導管５０６、複数の液体戻り導管５０８、複数の排水導管５１２、及び複数の液体分散管アセンブリ５１０を備える。さらなる実施形態において、液体循環システム１１０８は、廃液リザーバ、少なくとも１つのフィルタ、液体供給リザーバ、複数の栄養素リザーバ、温度制御ユニット、ｐＨ制御ユニット、及び（図示しない）酸素レベル制御ユニットを含み、各々は、液体循環システム１１０８を通って流れる液体の含有量及び特性（例えば温度、ｐＨなど）を制御するために、複数の液体供給導管５０６及び／または複数の液体戻り導管５０８に動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、液体循環システム１１０８は、灌液内の栄養素レベル、酸素レベル、ｐＨレベル、温度、及び粒子レベルを調節して、屋内農業モジュール１００のトレイ内の植物の生育を支援する。

いくつかの実施形態において、照明管理システム１１１０は、複数の照明モジュールを備え、複数の照明モジュールのそれぞれは、光子源である以下の、白熱灯、蛍光灯、ハロゲン灯、高圧ナトリウム灯、プラズマ灯、及び発光ダイオード（ＬＥＤ）灯、のうち少なくとも１つを備え、植物での光合成反応の光子を提供する。いくつかの実施形態において、光子源は、植物の所望の光スペクトルに従って選択される。いくつかの実施形態において、照明管理システム１１１０は、複数の照明モジュールに電力を供給するための少なくとも１つの電源をさらに備える。いくつかの実施形態において、光強度、均一性、光スペクトルを調節して、所望の照明を屋内農業モジュール１００内の植物に与えるように少なくとも１つの電源を制御することができる。

いくつかの実施形態において、制御システム１１００は、視覚システム１１１２をさらに備える。いくつかの実施形態において、視覚システム１１１２は、少なくとも１つのカメラ及び少なくとも１つの光源を備える。いくつかの実施形態において、視覚システム１１１２は、セキュリティ目的で、屋内農業モジュール１００の外部に構成される。いくつかの実施形態において、視覚システム１１１２を、植物の生育を監視するために、屋内農業モジュール１００内に構成することもできる。

コントローラ１１０２は、プロセッサ、メモリ、入力／出力インターフェース、通信インターフェース、及びシステムバスを備えていてもよい。プロセッサは、コントローラ１１０２の動作及び性能を制御するように動作する任意の処理回路を備えていてもよい。様々な態様において、プロセッサは、汎用プロセッサ、チップマルチプロセッサ（ＣＭＰ）、専用プロセッサ、組み込みプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ネットワークプロセッサ、入力／出力（Ｉ／Ｏ）プロセッサ、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）プロセッサ、無線ベースバンドプロセッサ、コプロセッサ、複数命令セットコンピュータ（ＣＩＳＣ）マイクロプロセッサ、縮小セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）マイクロプロセッサ、及び／または超長命令語（ＶＬＩＷ）マイクロプロセッサなどのマイクロプロセッサ、またはその他の処理デバイスとして実装されてもよい。また、プロセッサは、コントローラ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラム可能論理デバイス（ＰＬＤ）などによって実装されてもよい。

様々な態様において、プロセッサは、オペレーティングシステム（ＯＳ）及び様々なアプリケーションを実行するように配置されてもよい。ＯＳの例としては、Ａｐｐｌｅ ＯＳ、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｗｉｎｄｏｗｓ ＯＳ、Ａｎｄｒｏｉｄ ＯＳなどの商品名で一般的に知られているオペレーティングシステム、及びその他の独自のまたはオープンソースのＯＳを備える。アプリケーションの例としては、例えば、電話アプリケーション、カメラ（例えば、デジタルカメラ、ビデオカメラなど）アプリケーション、ブラウザアプリケーション、マルチメディアプレーヤーアプリケーション、ゲームアプリケーション、メッセージングアプリケーション（例えば、電子メール、ショートメッセージ、マルチメディアなど）、ビューワアプリケーションを備える。

いくつかの実施形態において、コンピュータで実行可能な命令を具現化した、少なくとも１つの非一時的なコンピュータ可読記憶媒体が設けられ、少なくとも１つのプロセッサによって実行されるとき、コンピュータで実行可能な命令によって、少なくとも１つのプロセッサが、本明細書に記載の方法の実施形態を実行する。このコンピュータ可読記憶媒体は、メモリにおいて具現化することができる。

いくつかの実施形態において、メモリは、揮発性／不揮発性メモリ及び取り外し可能／不可能なメモリの両方を含む、データを記憶することができる機械可読またはコンピュータ可読媒体を備えていてもよい。メモリは、少なくとも１つの不揮発性メモリユニットを備えていてもよい。不揮発性メモリユニットは、１つまたは複数のソフトウェアプログラムを記憶することができる。ソフトウェアプログラムは、例えば、いくつか例を挙げると、アプリケーション、ユーザデータ、デバイスデータ、及び／または構成データ、またはそれらの組み合わせなどを含んでいてもよい。ソフトウェアプログラムは、コントローラ１１０２の様々な構成要素が実行可能な命令を含んでいてもよい。

例えば、メモリは、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、ダブルデータレートＤＲＡＭ（ＤＤＲ－ＲＡＭ）、シンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ（例えば、ＮＯＲまたはＮＡＮＤフラッシュメモリ）、コンテンツアドレッサブルメモリ（ＣＡＭ）、ポリマーメモリ（例えば、強誘電体ポリマーメモリ）、相変化メモリ（例えば、オボニックメモリ）、強誘電体メモリ、シリコン酸化物窒化物酸化物シリコン（ＳＯＮＯＳ）メモリ、ディスクメモリ（例えば、フロッピーディスク、ハードドライブ、光ディスク、磁気ディスク）、カード（例えば、磁気カード、光カード）、または情報を記憶するのに好適なその他の任意のタイプの媒体を備えていてもよい。

１つの実施形態において、メモリは、本明細書に記載の１つまたは複数のタイミングライブラリを生成する方法を実行するためのファイル形式で命令セットを含んでいてもよい。命令セットは、ソースコードまたは様々な好適なプログラミング言語を含む、機械可読命令の任意の受け入れ可能な形式で記憶されてもよい。命令セットを記憶するために使用され得るプログラミング言語のいくつかの例は、これらに限定されないが、Ｊａｖａ、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、Ｐｙｔｈｏｎ、Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ－Ｃ、Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ、または．ＮＥＴプログラミングを備える。いくつかの実施形態において、コンパイラまたはインタープリタは、命令セットを、プロセッサが実行するための機械実行可能コードに変換するように構成される。

いくつかの実施形態において、Ｉ／Ｏインターフェースは、ユーザがコントローラ１１０２に入力し、コントローラ１１０２がユーザに出力できるように、任意の好適な機構または構成要素を備えていてもよい。例えば、Ｉ／Ｏインターフェースは、ボタン、キーパッド、キーボード、クリックホイール、タッチスクリーン、または動きセンサを含むが、これに限定されるものではない、任意の好適な入力機構を備えていてもよい。いくつかの実施形態において、Ｉ／Ｏインターフェースは、静電容量式検知機構、またはマルチタッチ静電容量式検知機構（例えば、タッチスクリーン）を備えていてもよい。

いくつかの実施形態において、Ｉ／Ｏインターフェースは、ユーザに可視のディスプレイを提供するための視覚的周辺出力デバイスを備えていてもよい。例えば、視覚的周辺出力デバイスは、コントローラ１１０２に組み込まれる、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）画面などの画面を備えていてもよい。別の例として、視覚的周辺出力デバイスは、コントローラ１１０２から離れた表面にコンテンツを表示する可動ディスプレイまたは投影システムを備えていてもよい。いくつかの実施形態において、視覚的周辺出力デバイスは、デジタルメディアデータをアナログ信号に変換する、コーデックとしても知られるコーダ／デコーダを備えることもできる。例えば、視覚的周辺出力デバイスは、ビデオコーデック、オーディオコーデック、またはその他の任意の好適なタイプのコーデックを備えていてもよい。

視覚的周辺出力デバイスは、ディスプレイドライバ、ディスプレイドライバを駆動する回路、またはその両方を備えていてもよい。視覚的周辺出力デバイスは、プロセッサの指示のもと、コンテンツを表示するよう動作してもよい。例えば、いくつか例を挙げると、視覚的周辺出力デバイスは、メディア再生情報、コントローラ１１０２に実装されるアプリケーションのアプリケーション画面、進行中の通信操作に関する情報、着信した通信要求に関する情報、またはデバイス操作画面などを再生できるようにしてもよい。

いくつかの実施形態において、通信インターフェースは、コントローラ１１０２を１つまたは複数のネットワーク及び／または追加のデバイスに連結できる、任意の好適なハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアの組み合わせを備えていてもよい。通信インターフェースは、所望の通信プロトコル、サービス、または動作手順のセットを用いて、情報信号を制御するための任意の好適な技術で動作するように配置されてもよい。通信インターフェースは、有線、無線に関わらず、対応する通信媒体と接続するための好適な物理的コネクタを備えていてもよい。

いくつかの実施形態によれば、通信のシステム及び方法は、ネットワークを備える。様々な態様において、ネットワークは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）とともにワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を備えてもよく、限定するものではなく、データを通信することができる／データを通信することに関連するその他のデバイス及び／または構成要素を含めて、インターネット、有線チャネル、無線チャネル、電話、コンピュータ、有線、無線、光学、またはその他の電磁チャネルを含む通信デバイス、及びそれらの組み合わせを含む。例えば、通信環境は、体内通信、様々なデバイス、ならびに、無線通信、有線通信、及びその組み合わせなどの様々な通信モードを備えていてもよい。

無線通信モードは、様々なプロトコル及び無線送信、データ、ならびにデバイスに関連するプロトコルの組み合わせを含む無線テクノロジーを少なくとも一部利用するポイント（例えばノード）間通信の任意のモードを備えていてもよい。ポイントは、例えば、無線ヘッドセットなどの無線デバイス、オーディオプレーヤー及びマルチメディアプレーヤーなどのオーディオ及びマルチメディアデバイスと機器、携帯電話及びコードレス電話を含む電話、ならびにコンピュータ及び、プリンタ、回路生成システム４０４などのネットワーク接続機器、及び／またはその他任意の好適なデバイスまたはサードパーティデバイスなどのコンピュータ関連デバイスと構成要素を備える。

有線通信モードは、様々なプロトコル及び有線送信、データ、ならびにデバイスに関連するプロトコルの組み合わせを含む有線テクノロジーを少なくとも一部利用するポイント間通信の任意のモードを備えていてもよい。ポイントは、例えば、オーディオプレーヤーならびにマルチメディアプレーヤーなどのオーディオ及びマルチメディアデバイスなどのデバイスと機器、携帯電話、ならびにコードレス電話を含む電話、及びコンピュータならびにプリンタ、ネットワーク接続機器、及び／またはその他任意の好適なデバイスまたはサードパーティデバイスなどのコンピュータ関連デバイスと構成要素を備える。様々な実施態様において、有線通信モジュールは、多数の有線プロトコルに従って通信を行ってもよい。有線プロトコルの例としては、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）通信、ＲＳ－２３２、ＲＳ－４２２、ＲＳ－４２３、ＲＳ－４８５シリアルプロトコル、ファイアワイヤ、イーサネット、ファイバチャネル、ＭＩＤＩ、ＡＴＡ、シリアルＡＴＡ、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ、Ｔ－１（及びその変種）、業界標準アーキテクチャ（ＩＳＡ）パラレル通信、小型コンピュータ用周辺機器インターフェース（ＳＣＳＩ）通信、または周辺構成要素相互接続（ＰＣＩ）通信などを備えていてもよい。

したがって、様々な態様において、通信インターフェースは、例えば、無線通信インターフェース、有線通信インターフェース、ネットワークインターフェース、送信インターフェース、受信インターフェース、メディアインターフェース、システムインターフェース、コンポーネントインターフェース、スイッチングインターフェース、チップインターフェース、コントローラなどの１つまたは複数のインターフェースを備えていてもよい。無線デバイスによって、または無線システム内に実装されるとき、例えば通信インターフェースは、１つまたは複数のアンテナ、送信機、受信機、送受信機、アンプ、フィルタ、制御ロジックなどを備える無線インターフェースを備えていてもよい。

様々な実施形態において、通信インターフェースは、多数の無線プロトコルに従って音声及び／またはデータ通信機能を提供してもよい。無線プロトコルの例としては、電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）のＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ、ＩＥＥＥ ８０２．１６、ＩＥＥＥ ８０２．２０などのＩＥＥＥ８０２．ｘｘシリーズを含む、様々な無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）プロトコルを備えていてもよい。無線プロトコルの他の例としては、ＧＰＲＳによるＧＳＭセルラー無線電話システムプロトコル、１ｘＲＴＴによるＣＤＭＡセルラー無線電話通信システム、ＥＤＧＥシステム、ＥＶ－ＤＯシステム、ＥＶ－ＤＶシステム、ＨＳＤＰＡシステムなど、様々な無線ワイドエリアネットワーク（ＷＷＡＮ）プロトコルを備えていてもよい。無線プロトコルのさらなる例としては、赤外線プロトコル、エンハンスドデータレート（ＥＤＲ）を備えたＢｌｕｅｔｏｏｔｈ仕様バージョンｖ１．０、ｖ１．１、ｖ１．２、ｖ２．０、ｖ２．０、及び１つまたは複数のＢｌｕｅｔｏｏｔｈプロファイルを含むＢｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ Ｇｒｏｕｐ（ＳＩＧ）シリーズのプロトコルなどの無線パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）プロトコルを備えていてもよい。さらに無線プロトコルの例としては、電磁誘導（ＥＭＩ）技術などの近距離通信技術及びプロトコルを備えていてもよい。ＥＭＩ技術の例としては、パッシブまたはアクティブ無線自動識別（ＲＦＩＤ）プロトコル及びデバイスを備えていてもよい。その他の好適なプロトコルは、ウルトラワイドバンド（ＵＷＢ）、デジタルオフィス（ＤＯ）、デジタルホーム、トラステッドプラットフォームモジュール（ＴＰＭ）、ＺｉｇＢｅｅなどを備えていてもよい。

いくつかの実施形態において、コントローラ１１０２は、プロセッサ、メモリ、及びＩ／Ｏインターフェースを含む様々なシステム構成要素を結合させるシステムバスを備えていてもよい。システムバスは、メモリバスまたはメモリコントローラ、周辺バスまたは外部バス、及び／または、９ビットバス、インダストリスタンダードアーキテクチャ（ＩＳＡ）、マイクロチャネルーキテクチャ（ＭＣＡ）、拡張ＩＳＡ（ＥＩＳＡ）、インテリジェントドライブエレクトロニクス（ＩＤＥ）、ＶＥＳＡ ローカルバス（ＶＬＢ）、ＰＣメモリカード国際協会（ＰＣＭＣＩＡ）バス、小型コンピュータ用周辺機器インターフェース（ＳＣＳＩ）、もしくはその他の独自のバス、またはコンピュータデバイスアプリケーションに好適な任意のカスタムバスを含む、がこれに限定されない、などの様々な利用可能なバスアーキテクチャのいずれかを使用したローカルバスを含む、いくつかのタイプのバス構造（複数可）のいずれかとすることができる。

いくつかの実施形態において、コントローラ１１０２は、ローカルコンピュータ１１１６にさらに連結され、通信ネットワーク１１１４（例えばインターネット）を介してリモートコンピュータ１１１８にさらに連結される。いくつかの実施形態において、リモートコンピュータ１１１８は、モバイルデバイスである。代替の実施形態において、リモートコンピュータ１１１８は、環境パラメータ及びその他のデータと命令を記憶するデータベースに連結され、サブシステム１１０４、１１０６、１１０８、１１１０、及び１１１２のそれぞれが提供するデータ情報を解析し、その後別の命令をコントローラ１１０２及び／またはローカルコンピュータ１１１６に提供して、上述の屋内農業モジュール１００の動作を自動的に監視し制御する少なくとも１つのサーバコンピュータを備える。

図１２Ａ及び１２Ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、屋内農業モジュール１２００の斜視図を示す。いくつかの実施形態において、屋内農業モジュール１２００は、コンテナ１２０２及びシャーシ１２０４を備える。図示の実施形態において、シャーシ１２０４は、コンテナ１２０２とは別個に製造される。いくつかの実施形態において、シャーシ１２０４は、複数の垂直及び水平フレーム部材、ならびに複数の車輪を備え、シャーシ１２０４がコンテナコンパートメント１２０２内に移送される、またはコンテナコンパートメント１２０２から移送されるようにする。図示の実施形態において、シャーシ１２０４は、上述の通り、複数の液体供給導管、複数の液体戻り導管、複数の液体分散管アセンブリ、複数の排水導管、複数の照明装置を備える。

いくつかの実施形態において、コンテナ１２０２は、送風ユニット１２２０、空気除湿ユニット１２２２、及び制御ユニット１２２４を備える。いくつかの実施形態において、図２～３で言及した通り、送風ユニット１２２０は、（図示しない）ドロップシーリングに連結される。いくつかの実施形態において、ラック１２１０は、コンテナコンパートメント１２０２の２つの長辺の壁に取り付けられる。いくつかの実施形態において、ラック１２１０は、シャーシ１２０４上の複数の対応する液体戻り導管を受けるための複数のステッピングモータアセンブリ６００、シャーシ１２０４上の複数の対応する液体供給導管を受けるための複数の液体供給スロット１２２６、シャーシ１２０４上の複数の対応する排水導管を受けるための複数の排水スロット１２２８を備える。いくつかの実施形態において、コンテナコンパートメント１２０２は、コンテナコンパートメント１２０２内に積み込みされるときにシャーシ１２０４を固定するために、壁及び床に設けられたアンカーポイントをさらに備える。

本発明の様々な実施形態を以上説明してきたが、一例として提示したにすぎず、限定するものではないことを理解されたい。同様に、様々な図は、アーキテクチャまたは構成の一例を示したものであり得、当業者が本発明の例示的な特徴及び機能を理解するために提示されたものである。しかしながら、かかる同業者は、本発明が図示されたアーキテクチャまたは構成例に限定されず、様々な代替のアーキテクチャ及び構成を用いて実現することができることを理解されるであろう。また、当業者に理解されるように、１つの実施形態の１つまたは複数の特徴を、本明細書に記載の他の実施形態の１つまたは複数の特徴と組み合わせることができる。よって、本発明の広さ及び範囲は、上述のいずれの例示的な実施形態によっても制限されるべきではない。

「第１」、「第２」などの呼称を用いた本明細書の要素への言及は、それらの要素の量または順序を一般的に制限するものではないことが理解される。むしろ、これらの呼称を、２つ以上の要素または１つの要素の２つ以上のインスタンスを区別するための便利な手段として、本明細書で使用することができる。よって、第１と第２の要素への言及は、２つの要素のみ用いることができる、または、何らかの方法で第１の要素は第２の要素に先行しなければならないということを意味するものではない。

さらに、当業者であれば、情報及び信号を、様々な異なるテクノロジー及び技術を用いて表現できることを理解されるであろう。例えば、上記の説明で参照され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、及びシンボルを、電圧、電流、電磁波、磁界や粒子、光学場や粒子、またはそれらの任意の組み合わせによって表現することができる。

当業者であれば、本明細書で開示した態様に関連して説明される様々な例示としての論理ブロック、モジュール、プロセッサ、手段、回路、方法、及び機能を、電子ハードウェア（例えば、デジタル実施態様、アナログ実施態様、またはその２つの組み合わせであり、情報源符号化またはその他の技術を用いて設計することができる実施態様）、命令を組み込んだ様々な形式のプログラムまたは設計コード（本明細書では、便宜上、「ソフトウェア」または「ソフトウェアモジュール」と称することができる）、またはその両方の組み合わせによって実装可能であることをさらに理解されるであろう。このようなハードウェアとソフトウェアの互換性を明確に示すため、様々な例示としての構成要素、ブロック、モジュール、回路、及びステップを、機能性に関して一般的にこれまで説明してきた。かかる機能性を、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはこれらの技術の組み合わせとして実装するかどうかは、システム全体に課せられた特定の用途及び設計上の制約によって決定される。熟練の技術者は、特定の用途ごとに様々な方法で記載の機能性を実装することができるが、そのような実装の決定を、本発明の範囲からの逸脱を生じさせるものと解釈されるべきではない。

さらに、同業者であれば、本明細書に記載の様々な例示としての論理ブロック、モジュール、デバイス、構成要素、及び回路を、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、その他のプログラマブルロジックデバイス、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る集積回路（ＩＣ）内に実装し、または集積回路（ＩＣ）によって実行可能であることを理解されよう。論理ブロック、モジュール、及び回路は、ネットワーク内またはデバイス内で様々な構成要素と通信するために、アンテナ及び／または送受信機をさらに含むことができる。汎用プロセッサ、は、マイクロプロセッサであり得るが、代替として、プロセッサは、従来のプロセッサ、コントローラ、またはステートマシンでもあり得る。また、プロセッサを、コンピューティングデバイスの組み合わせ、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと組み合わせた１つまたは複数のマイクロプロセッサ、または本明細書に記載の機能を実行するためのその他の好適な構成として実装することができる。

ソフトウェアに実装される場合、機能を、コンピュータ可読媒体に１つまたは複数の命令またはコードとして記憶することができる。よって、本明細書で開示する方法またはアルゴリズムのステップを、コンピュータ可読媒体に記憶されたソフトウェアとして実装することができる。コンピュータ可読媒体としては、ある場所から別の場所にコンピュータプログラムまたはコードを転送するために有効化することができる任意の媒体を含む、コンピュータ記録媒体と通信媒体の両方が含まれる。記録媒体は、コンピュータがアクセス可能な任意の利用可能な媒体であり得る。一例として、ただしこれに限定されるものではないが、かかるコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ、もしくは、その他の光学ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置もしくはその他の磁気ディスク記憶装置、または、命令またはデータ構造の形式で所望のプログラムコードを記憶するために使用でき、コンピュータによってアクセス可能なその他の媒体を含み得る。

本書類において、本書類で使用されている「モジュール」という用語は、本書類に記載の関連する機能を実行するための、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、及びこれらの要素の任意の組み合わせを意味する。さらに、論考のために、様々なモジュールを個別のモジュールとして説明してきたが、当業者には明らかなように、２つ以上のモジュールを組み合わせ、本発明の実施形態による関連の機能を実行するための単一のモジュールを形成してもよい。

さらに、メモリまたはその他の記憶装置、及び通信構成要素を、本発明の実施形態で利用し得る。明確さのために、上記の説明では、異なる機能ユニットまたはプロセッサを参照した、本発明の実施形態を説明したものであることが理解されよう。しかしながら、異なる機能ユニット、処理ロジック要素、またはドメイン間での機能性の任意の好適な配分を、本発明から逸脱することなく利用し得ることは明らかであろう。例えば、別個の処理ロジック要素またはコントローラによって実行されると示された機能性を、同一の処理ロジック要素またはコントローラによって実行してもよい。したがって、特定の機能ユニットへの言及は、記載された機能性を提供するための好適な手段への言及にすぎず、厳密に論理的または物理的な構造または組織を示すものではない。

本開示で記載した実施態様に対する様々な変更は、当業者には容易に明らかであり、本明細書で定義される一般原則は、本開示の範囲を逸脱することなくその他の実施態様に適用可能である。よって、開示は、本明細書に示された実施態様に限定されることを意図しておらず、本明細書で開示された新規の特徴及び原理に整合する最も広い範囲が与えられるべきものである。

Claims (22)

1. 屋内農業モジュールであって、
   生育ゾーンと制御ゾーンに分けられるコンテナコンパートメント
   を備え、
   前記生育ゾーンは、各々が複数の植物を有するトレイを乗せた複数のカートを支持するように構成された複数の水平と垂直のフレーム部材を有するシャーシを備え、
   前記制御ゾーンは、
   前記屋内農業モジュールのドロップシーリングと構造型シーリングとの間に空気を導くように一体化された送風ユニットと、
   前記ドロップシーリングと前記構造型シーリングとの間に位置するプレナム空間に吹き込まれる冷たく乾燥した空気を生成することによって、前記生育ゾーン内の空気を調節するように構成された空調ユニットとを備える、
   前記屋内農業モジュール。
2. 前記屋内農業モジュールの前記制御ゾーン内に位置する少なくとも１つの除湿器をさらに備える、請求項１に記載の屋内農業モジュール。
3. 前記生育ゾーン内の前記シャーシは、前記複数のカートを乗せた１つまたは複数の段を備える、請求項１に記載の屋内農業モジュール。
4. 前記制御ゾーンは、前記屋内農業モジュール内で環境パラメータを制御するように構成された制御パネルをさらに備える、請求項１に記載の屋内農業モジュール。
5. 水平気流は、前記生育ゾーン内で前記複数のカートを乗せた前記１つまたは複数の段の間に維持される、請求項１に記載の屋内農業モジュール。
6. 前記シャーシは複数の車輪をさらに備える、請求項１に記載の屋内農業モジュール。
7. 前記シャーシは前記コンテナコンパートメントに取り外し可能に連結される、請求項１に記載の屋内農業モジュール。
8. 前記複数の段は、前記コンテナコンパートメントの第１の側壁から第２の側壁まで延出する、請求項３に記載の屋内農業モジュール。
9. 前記プレナム空間の高さは、前記生育ゾーン内で隣接する植物を水平方向に通過する気流を制御するように調節される、請求項１に記載の屋内農業モジュール。
10. 前記水平気流は、実質的に層流である、請求項５に記載の屋内農業モジュール。
11. 前記ドロップシーリングは、複数のパネルを備え、前記複数のパネルのそれぞれは、繊維ガラス強化プラスチック（ＦＲＰ）基板を備える、請求項１に記載の屋内農業モジュール。
12. 前記生育ゾーン内の前記植物に隣接する前記水平気流の速度は、約１９５フィート毎分より大きく、約２９５フィート毎分よりも小さい、請求項５に記載の屋内農業モジュール。
13. 前記送風ユニットと前記空気除湿ユニットは、前記屋内農業モジュール内に分散された複数の湿度センサによって収集された湿度データに基づき、前記複数の植物の所定の生育条件を提供するように制御される、請求項１に記載の屋内農業モジュール。
14. 前記プレナム空間内の気流は、前記コンテナコンパートメントの前記ドロップシーリングと構造型側壁との間に位置するディヒューザスロットを通って下方に移動し、さらに、前記複数の植物への空気循環を提供するために、前記シャーシの前記段の間の空間に入る、請求項１に記載の屋内農業モジュール。
15. 前記側部ディヒューザスロットの幅は、約１．５インチより大きく、約４インチより小さい、請求項１４に記載の屋内農業モジュール。
16. 屋内農業システムであって、
    生育ゾーンと制御ゾーンとを備えるコンテナコンパートメント内に位置する屋内農業モジュールと、
    前記屋内農業モジュールを自動的に積み込み、積み下ろすように構成されたトレイ処理モジュールであって、
    光子源の照明システムを制御するように構成された照明管理モジュールであって、前記光子源は、光スペクトルを前記生育ゾーン内に位置する複数の植物に提供するために、前記生育ゾーン内に配置される、前記照明管理モジュールと、
    前記屋内農業モジュールの前記生育ゾーン内で前記複数の植物の湿度、二酸化炭素（ＣＯ_２）レベル、気流、及び温度を制御するように構成された空気循環モジュールと、
    前記複数の植物の生育を支援する灌液の栄養素レベル、酸素レベル、ｐＨレベル、及び粒子レベルを制御するように構成された液体循環モジュールと、
    を備える、前記トレイ処理モジュールと、
    を備える、前記屋内農業システム。
17. 前記トレイ処理モジュールは、
    移送中に前記複数の植物を有するトレイを乗せたカートを着脱可能に連結するように構成された、フォーク型アタッチメントを備える多関節ロボットと、
    前記生育ゾーンでの前記カートの取り外しまたは搭載を容易にするように、前記トレイ処理システムを制御するように構成されたロボットコントローラと、をさらに備える、
    請求項１６に記載の屋内農業システム。
18. 前記ロボットコントローラは、動作計画ユニットを備え、前記動作計画ユニットは、前記複数の植物を有する前記トレイを収容する前記カートの前記移送中に、前記多関節ロボットの軌跡を決定する、請求項１７に記載の屋内農業システム。
19. 前記ロボットコントローラは、前記複数の植物の生育条件と生育段階に基づき、前記トレイ処理システムを制御するようにさらに構成された、請求項１７に記載の屋内農業システム。
20. 前記ロボットコントローラは、前記屋内農業モジュール内のコントローラとリモート制御ステーションのうち少なくとも１つから、命令を受信するようにさらに構成された、請求項１７に記載の屋内農業システム。
21. 前記トレイ処理モジュールは、前記屋内農業モジュールの第１端を介して前記カートを自動的に積み込み、積み降ろすようにさらに構成された、請求項１６に記載の屋内農業システム。
22. 前記トレイ処理モジュールは、前記複数の植物の生育を監視するように構成された視覚モジュールをさらに備える、請求項１６に記載の屋内農業システム。

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