JP7478317B2 - 移動ロボットを用いる自動垂直式農業システム - Google Patents

Description

植物という生命体は、食料に関する世界的需要の高まりに応じるとともに我々の現在の世界的環境を維持する上で不可欠である。植物の成長及び営農は、伝統的に、陸地を利用しており、世界中で何十億エーカーにも上る耕作地を占有している。しかしながら、陸地を利用した植物成長及び農業経営は、例えば環境条件の変化や干ばつのようなリスクを伴う。これらはまた、マイナス面、例えば土壌の消耗、大規模な労働需要及び収穫した植物や農作物が遠隔地から、これらを消費し又は違ったやり方で必要とする場所まで移動しているときに、食料が劣化する非効率的なサプライチェーンを有する。

前世紀において、垂直式農業（vertical farming）は、多種多様な植物を屋内の制御された環境中で成長させるための都市部における実現可能な技術として発展した。垂直式農業は、互いに異なる植物を容器内に貯蔵することができる貯蔵場所の垂直アレイを採用している。また、垂直アレイ中にもしくはこの傍らに、あるいは容器自体の中に組み込むことができる水、光及び栄養素の支援システムを提供することが知られている。現行の垂直式農業システムには、ある特定の欠点があり、かかる欠点としては、例えば、植物支持容器を貯蔵場所に搬送したりこれから搬送したりするためのシステムが非効率的であるということが挙げられる。大抵のシステムは、貯蔵場所で容器に接近するために固定状態のクレーン又はエレベータ装置を用いている。１つの既知のシステムは、植物の容器を互いに直接上に貯蔵する三次元立体構造体を採用している。ロボット式積荷ハンドラが立体構造体の上面の水平面内で走行する。このシステムは、照明器具類を容器内に配置することが必要であるという欠点を有する。

本発明は、植物支持容器を収容するための貯蔵棚のラックを備えた貯蔵構造体を含む垂直式農業システムに関する。対をなすラックが対をなすラック相互間に多くの通路を形成するよう互いに向かい合うよう配置されるのが良い。移動ロボットが通路内で走行して植物の容器を回収したり貯蔵したりする。移動ロボットは、通路内で垂直平面内において並びに互いに異なる通路を連結する１つ又は２つ以上の移行デッキ上の水平面内で動くことができる。これにより、移動ロボットは、垂直式農業システム内のあらゆる貯蔵場所に接近することができる。

制御システムの指令下のもと、１基又は２基以上のロボットは、容器を貯蔵場所からワークステーションに搬送することができる。いったん搬送すると、水及び／又は栄養素を含む植物のための世話を提供することができ、植物に関するデータを収集することができる。これは、既定のスケジュール通りに植物の所有者によって又はワークステーションに配置されている自動サービスロボットによって行われるのが良い。

この発明の概要の項は、詳細な説明中に以下にさらに説明する単純化された形態でひとまとまりの技術的思想を導入するために提供されている。この発明の概要は、クレーム請求されている本発明の重要な特徴又は必須の特徴を識別することを意図しておらず、クレーム請求されている本発明の範囲を決定する際の補助として使用されることが意図されている。クレーム請求されている本発明は、技術の背景の項において記載した任意の又は全ての欠点を解決する具体化例には限定されない。

本発明の実施形態に係る垂直式農業システムの部分斜視図である。 本発明の実施形態に係る垂直式農業システムの軌道システムの一部分の横から見た斜視図である。 本発明の実施形態に係る垂直式農業システムの正面図である。 本発明の実施形態に係る垂直式農業システムの側面図である。 本発明の実施形態に係る垂直式農業システムの平面図である。 本発明の本実施形態に係る垂直式農業システムの下から見た部分斜視図である。

大まかに説明する本発明は、植物支持容器を収容する貯蔵棚のラックを有する貯蔵構造体を含む垂直農業システムに関する。移動ロボットが植物の容器を貯蔵棚からワークステーションに移送するためにラックの周りを走行する。中央制御システム（Central Control System：ＣＣＳ）の指令の下で、１基又は２基以上の移動ロボットが容器を貯蔵場所からワークステーションに搬送することができる。いったん搬送すると、水及び／又は栄養素を含む植物のための世話を提供することができ、植物及び／又は土壌に関するデータを収集することができる。これは、オペレータとしての人間（以下「ヒューマンオペレータ」という場合がある）によって又はワークステーションに配置されている自動サービスロボットによって行われるのが良い。例えば写真を含む、植物に関して収集されたデータを電子メールで又は他の通信方式で植物の所有者又は他の関係者に送るのが良い。

本発明は、理解されるように、多くの互いに異なる形態で具体化できるので本明細書に記載した実施形態に限定されるものと解されてはならない。これとは異なり、これら実施形態は、本開示が徹底的でありかつ完全であり、そして本発明を当業者に十分に理解させるよう提供されている。確かに、本発明は、特許請求の範囲の記載によって定められる本発明の範囲及び精神に含まれるこれら実施形態の変形例、改造例及び均等例を含むものである。さらに、本発明の以下の詳細な説明において、多くの特定の細部が本発明の徹底的な理解を提供するために記載されている。しかしながら、当業者には明らかなように、本発明は、かかる特定の細部なしでも実施できる。

本明細書において用いられる「頂部」、「底部」、「上方」、「下方」、「垂直」、及び「水平」という用語は、例示としてであって説明の目的のためだけであり、したがって、参照したアイテムを位置及び向きに関して交換できるので、本発明の説明を限定することを意味していない。また、本明細書で用いられる「実質的に」及び／又は「約」という用語は、指定された寸法又はパラメータをこれらの用途に関して許容できる製造公差の範囲内でばらつきがある場合のあることを意味している。一実施形態では、許容製造公差は、所与の寸法の±０．２５％である。

図１は、植物を支持した容器を貯蔵するための貯蔵構造体１０２を含む垂直式農業システム１００の実施形態の部分斜視図である。理解されるように、多種多様な植物のうちの任意のものを本発明の垂直式農業システム内に貯蔵することができる。本明細書で用いられる「植物」及び「諸植物」という用語は、広義に解されるべきであり、一般に、植物の体系的な根を介して水を吸収するとともに／あるいは光合成によって栄養素を合成する任意の生物を意味することができる。かかる植物としては、農作物、農産物、草類、トウ、低木、ある特定のサイズの木、花類、ハーブ類、シダ類及び苔類が挙げられるが、これらには限定されない。以下に説明するように、他形式の生物を別の実施形態において貯蔵構造体１０２内に貯蔵することができる。

植物は、容器内に貯蔵でき、このことはこの場合もまた、トート、クレート、パレット及びトレー（これらには限定されない）を含む多種多様な支持構造体含むものと広義に解されるべきである。植物は、容器内のポット又はプランタ内に納まるのが良い。変形例として、植物は、容器（ポット又はプランタが設けられていない）内、土壌内かつ／あるいは水耕溶液内に直接入れられても良い。

図１の貯蔵構造体１０２は、植物１０８を貯蔵するための貯蔵場所１０６の多数のラック１０４を有するのが良い。特に、各ラック１０４は、垂直（ｙ‐ｚ）アレイをなす貯蔵場所１０６及びラックに沿う複数の位置に設けられた高さ位置（レベル）変更塔（実施形態では垂直塔であるのが良い）を有する。移動ロボット１５０が高さ位置変更塔内でｚ方向に貯蔵高さ位置相互間で走行することができる。対をなすラック１０４は、通路１１０によって互いに隔てられた状態で互いに向かい合うよう配置されているのが良い。通路１１０は、通路１１０内で走行している移動ロボット１５０が植物支持容器を通路１１０の各側でラック１０４に移送することができるような幅を有するのが良い。垂直式農業システム１００は、１つ又は２つ以上のデッキ１１２をさらに含むのが良い。多数のデッキが設けられる場合、デッキ１１２は、貯蔵構造体１０２の互いに異なる水平高さ位置で互いに間隔置いて配置されるのが良い。デッキ１１２は、ロボットが互いに異なる通路相互間で走行するよう各デッキのｘ‐ｙ平面内でかじ取りすることができるよう通路相互間に延びるのが良い。

図２は、通路１１０内の軌道システム１１６の一区分の斜視図である。軌道システム１１６は、水平レール１１８及び高さ位置変更塔１２０（破線で囲まれている）を含む。図２に示されている水平レール１１８及び高さ位置変更塔１２０の数は、例示であり、別の実施形態では、これよりも多い又は少ない水平レール１１８及び／又は高さ位置変更塔１２０が設けられても良い。例えば、軌道システムは、単一の高さ位置にある水平レールに沿って又は水平床上に位置決めされた連続高さ位置変更塔で構成されても良い。しかしながら、一実施形態では、ラック１０４内の貯蔵場所１０６の各水平高さ位置について１組の水平レール１１８が存在する。貯蔵場所１０６（図２には示されていない）は、ツール１１０の互いに反対側の側部で軌道システム１１６に隣接して位置決めされる。

垂直式農業システム１００は、容器をワークステーション１２２（図１）とラック１０４内の貯蔵場所１０６との間で移送するための１基又は２基以上の移動ロボット１５０とともに稼働することができる。移動ロボット１５０は、一般に、通路１１０内の軌道システム１１６に沿って水平に動いたり垂直に動いたりして容器を移動ロボット１５０と貯蔵場所１０６との間で移送するよう自己誘導式であるのが良い。移動ロボット１５０は、貯蔵場所１０６の複数の高さ位置相互間で高さ位置変更塔１２０内においてｚ方向に垂直に走行することができる。標的水平高さ位置にいったん達すると、移動ロボットは、レール１１８に沿って選択された貯蔵場所１０６まで水平に動いて在庫を当該貯蔵場所から回収し又は在庫を当該貯蔵場所に運搬することができる。移動ロボット１５０は、搭載型電源を有するのが良く、かかる電力供給源は、軌道システム１１６の電力が供給されるレールと接触することによって充電可能である。電力供給レールは、電源１２４に接続されるのが良い。

デッキ１１２は、貯蔵構造体１０２の互いに異なる高さ位置での通路１１０相互間及び通路１１０中への移動ロボット１５０の走行を可能にする。デッキ１１２は、高さ位置変更塔のところでデッキ床材に設けられた開口部１１２ａを備えるのが良い。開口部１１２ａにより、高さ位置変更塔１２０内の複数の高さ位置相互間で垂直に移動している移動ロボットが通路内の１つ又は２つ以上のデッキ１１２を通過することができる。

本発明と関連して使用できる貯蔵構造体、軌道システム及び移動ロボットのそれ以上の細部は、例えば、次の米国特許及び米国特許出願、すなわち、２０１５年９月２２日に発行されたジョン・ラート（John Lert）名義の米国特許第９，１３９，３６３号（発明の名称：Automated System For Transporting Payloads）、２０１６年６月２日にジョン・ラート及びウィリアム・フォスナイト（William Fosnight）名義で出願された米国特許出願公開第２０１６／０３５５３３７号（発明の名称：Storage and Retrieval System）、及び２０１７年５月１０日にジョン・ラート及びウィリアム・フォスナイト名義で出願された米国特許出願公開第２０１７／０３１３５１４号（発明の名称：Order Fulfillment System）に記載されている。これら米国特許及び米国特許出願の各々を参照により引用し、その記載内容全体を本明細書の一部とする。

１基又は２基以上の移動ロボット１５０を用いる本発明のシステムは、クレーン、エレベータ又は他の固定コンベヤシステムを用いる従来型システムと比較して顕著な利点を提供する。特に、かかる従来型システムは、ストレージ構造体のサイズに比例して十分に大きなコンベヤシステムを提供して垂直式農業システム内のあらゆる貯蔵場所への接近を可能にする必要がある。例えば、従来型システムが多数のラックを有する場合、各ラックについて、クレーン、エレベータ又は他のコンベヤが必要とされる。かくして、大型垂直式農業システムと関連したコストが相当高い。また、従来型垂直式農業システムをスケール変更（大型化）することが困難であり、と言うのは、貯蔵場所が多いと、それに比例して大きなコンベヤシステムが必要となるからである。

これとは対照的に、自由に動く移動ロボット１５０の使用により、貯蔵構造体のサイズがコンベヤシステムのサイズから分離される。特に、１基又は２基以上の移動ロボット１５０の各々は、貯蔵構造体１０２のサイズと無関係に貯蔵構造体１０２全体を通じて走行することができる。したがって、垂直式農業システム１００は、追加のラック又は貯蔵場所が追加された場合であっても単一の移動ロボットのみを用いて稼働することができる。システム中の移動ロボット１５０の基数を植物が１つ又は２つ以上のワークステーション１２２に運ばれる頻度によって定めることができる。ロボット１５０の基数は、貯蔵構造体のサイズによっては決まらない。これにより、所望に応じて容易にスケール変更（拡大又は縮小）することができる単純でより費用効果の良いシステムが提供される。

図３は、前側から貯蔵通路１１０の下方に見た垂直式農業システム１００の図である。図示のように、移動ロボット１５０が走行する水平レール１１８の互いに異なる高さ位置相互間及び貯蔵場所１０６の棚相互間の垂直間隔は、植物が成長するにつれて植物の高さに対応するよう設定可能である。若い苗は、垂直相互間隔が小さな棚（図３の底部領域に示されている）上に保管でき、成熟中の植物は、相互の垂直間隔が大きな棚上に貯蔵される。

図４は、横から見た垂直式農業システム１００の図である。図４は、移動ロボット１５０が、全ての貯蔵通路１１０並びにワークステーション１２２に接近するために使用する移行又はトランシットデッキ１１２を示している。図示の実施形態では、ワークステーション１２２は、植物容器を支持したロボット１５０が植物１０８をオペレータとしての人間、すなわちヒューマンオペレータ１４０に提供することができ、又は変形例として自動サービスロボットに提供することができる、まさしくデッキ１１２上の位置に存在している。制御システムは、ヒューマンオペレータについて所与のワークステーション１２２を指定し、次にヒューマンオペレータをそのワークステーション１２２に案内することができる。このことの前又は後に、制御システムはまた、移動ロボット１５０をヒューマンオペレータによって手入れされるべき植物を備えたそのワークステーション１２２に誘導する命令を出しても良い。実施形態では、規定されたワークステーション位置が存在する場合があり又はワークステーション１２２の位置がデッキ１１２上で様々であっても良い。

トランシットデッキ１１２は、容器をヒューマンオペレータ１４０のための人間工学的高さのところ又は自動サービスロボットのための都合の良い高さのところに提供することができるよう位置決めされるのが良い。以下に詳細に説明するように、ワークステーション１２２は、オプションとして、植物１０８の世話をして植物１０８に関するデータを収集するための装置及び電源を有するのが良い。かかる装置及び電源により、人間１４０及び／又は自動サービスロボットが植物１０８並びに新たな植物１０８のための植物の種子に水を供給し、刈り取って整え、収穫するとともに／あるいはこれらに関するデータを収集することができる。上述したように、ヒューマンオペレータ１４０に代わって、自動サービスロボットが植物１０８の手入れをすることができる。かかる自動サービスロボットの一例は、種を植えることができ、植物１０８を刈り取って整え、これらに水を供給し、データを収集するとともに／あるいは植物１０８を収穫することができるガントリ又は６軸ロボットである。

上述の実施形態は、ワークステーション１２２を有するデッキ１１２を含む。しかしながら、変形実施形態では、１つ又は２つ以上のワークステーションを貯蔵構造体１０２中に直接組み込んでも良い。すなわち、貯蔵場所１０６のうちの１つ又は２つ以上をワークステーション１２２、又は「貯蔵構造体型ワークステーション」に変換することができる。かかる実施形態では、移動ロボットは、貯蔵構造体１０２内を垂直に又は水平に走行して貯蔵構造体型ワークステーションに至ることができる。貯蔵構造体型ワークステーションは、本明細書において説明したワークステーション１２２の他の実施形態のうちの任意のものとして貯蔵構造体型ワークステーションのところで植物の世話をし、点検し、そしてこれらに関するデータを収集するための本明細書において説明した装置及び特徴部のうちの任意のものを装備することができる。貯蔵構造体型ワークステーションを上述したようにヒューマンオペレータ１４０又は自動サービスロボットによって使用可能である。ヒューマンオペレータによって使用される場合、安全特徴部を貯蔵構造体型ワークステーションに組み込んでヒューマンオペレータと動いている移動ロボットの接触を阻止するのが良い。この種の「貯蔵構造体型ワークステーション」の一例が先に参照により開示内容が本明細書の一部とした米国特許出願公開第２０１６／０３５５３３７号明細書（図１５～図１８）に開示されている。

図５は、垂直式農業システム１００の平面図である。移動ロボット１５０は、植物容器を貯蔵構造体１０２から開始し、これらを種々のワークステーション１２２に運搬することができ、かかるワークステーション１２２は、植物１０８に対して多様なサービスを提供するよう構成されている。実施形態では、各ワークステーション１２２は、全ての植物サービスを提供することができる。別の実施形態では、互いに異なるワークステーション１２２は、互いに異なる植物サービスに特化していても良い。図５では、移動ロボット１５０ａは、例えば種を植えるための土壌を備えたワークステーション１２２に容器を提供している。移動ロボット１５０ｂは、例えば、自動点検、水供給及び栄養素提供ワークステーション１２２に提供している。この（又は他の）ワークステーション１２２は、成長中の植物のサイズ、高さ、及び健康状態という属性を測定するためのデータ収集装置、例えばカメラ、分光計及び／又は他の装置をさらに有するのが良い。このフィードバックに基づいて、植物に送られるべき水及び栄養素の量を自動的に制御することができる。植物が弱っており又は枯れた状態にある場合、警告メッセージを人間による介入のために送るのが良い。

上述したように、１つ又は２つ以上のワークステーションは、植物１０８の健康状態及び見掛けに関するデータを収集するためのカメラ又は他の装置を有するのが良い。データ及び画像は、植物の成長を監視するのに関心のある人間に遠隔から提供するのが良い。例えば、子供たちは、教育目的で子供たちのトマトに関する植物成長の進捗状況を示す日々の電子メールを自動的に受け取ることができる。変形例として、他の者は、これらの人が受け取った画像に基づいてこれらの人の植物又は果物を収穫することができる（例えば、垂直式農業システムを収穫するよう指図することができる）。

一実施例では、店舗（自動フルフィルメントセンタ）のところに位置する顧客は、植物を購入することができこれを垂直式農業システム１００（これは、例えば、自動フルフィルメントセンタのところに位置するのが良い）の貯蔵構造体１０２内に貯蔵することができる。顧客は、変形例として、例えば自分の家からウェブサイトにアクセスすることによって植物を遠隔から購入しそしてこれを垂直式農業システム１００（これは、この場合もまた、例えば、自動フルフィルメントセンタのところに位置するのが良い）の貯蔵構造体１０２に貯蔵することができる。したがって、顧客は、画像及びこれらの植物に関する他のデータを受け取り、そしてこれらの植物から収穫を得るよう店舗に来る時期を決定することができる。また、顧客が自分の植物を垂直農業システム１００から家に持ち帰りたいと考えることが生じる場合がある。この場合、顧客は、例えば店舗内キオスク又は端末によりこの要望を満たすことができる。次に、顧客の植物を場合によっては顧客によって注文された代替可能なかつ／あるいは代替不能な商品と一緒に自動フルフィルメントシステムにより顧客に配送することができる。

上述のオーダーフルフィルメントシステム及び代替可能な及び代替不能な商品、例えば植物の店舗内又は遠隔購入の実施例が先に参照により引用してその記載内容を本明細書の一部とした上述の米国特許／米国特許出願公開に記載されており、これらの米国特許及び米国特許出願公開並びに２０１７年１１月１７日にジョン・ラート・ジュニア（John Lert, Jr.）名義で出願された米国特許出願第１５／８１６，８３２号（発明の名称：Automated-Service Retail System And Method）及び２０１８年１月３１日にジョン・ラート・ジュニア及びウィリアム・ジェイ・フォスナイト（William J. Fosnight）名義で出願された米国特許出願第１５／８８４，６７７号（発明の名称：Automated Proxy Picker System For Non-Fungible Goods）に記載されており、これら米国特許出願もまた、参照により引用し、これらの記載内容全体を本明細書の一部とする。

図６は、垂直式農業システム１００の下から見た斜視図である。図６で理解されるように、貯蔵場所１０６の下側（底面）は、植物の成長を可能にするためにその下に位置する容器の位置上に設けられたＬＥＤ灯１４２（又は他のグローライト）を有するのが良い。本発明のシステムは、幾つかの利点を奏する。第１に、貯蔵ラック又は植物容器中に配管又は他の植物手入れ特徴部を組み込む必要がない。グローライト１４２は、植物が連続又は定期的にラック１０４内で必要とする１つのエネルギー源を提供する。植物１０８の必要とする他の必要な世話をワークステーション１２２で管理することができる。かくして、貯蔵ラック及び容器を水及び他の栄養素を貯蔵場所及び／又は植物容器に提供する従来型垂直式農業システムよりも大幅に単純化しかつ費用効果を良くすることができる。

加うるに、水及び他の栄養素を植物に提供する従来型システムは、水を必要とするかどうか又は水をどれほど多く必要とするかについての実際の知識なしで、しかもどの栄養素（もしあれば）が必要とされるか及びどれほど多く提供されるべきであるかについての実際の知識なしでこれを行う。例えば上述した従来型システムは、既定の水供給及び栄養素供給スケジュールに基づいてのみ稼働する。本発明は、水供給、栄養素供給及び他の世話をワークステーションのところで植物に関して点検及び／又はデータ収集後にのみ管理するという点でかかる従来型システムよりも顕著な利点を奏する。上述したように、移動ロボット１５０は、容器を日々又は点検、データ収集などに関して任意の定められた頻度でワークステーション１２２まで運ぶことができる。いったん点検されると、植物の測定された健康状態が所与の場合、植物に必要とされる正確な量の水及び／又は栄養素並びに必要とされる任意特定の世話を提供することができる。スケジュールにのみ基づいて貯蔵状態にある間に水供給などを植物に提供する従来型システムは、植物の実際の健康状態の知見を得ることがなく、しかも本発明の場合のように水供給及び／又は世話を個別に調整するということができない。

上述したように、垂直式農業システム１００は、図４において符号１６０のところに概略的に示された中央制御システム（Central Control System：ＣＣＳ）をさらに採用するのが良い。各植物及び／また容器に一義的な識別子を割り当てることができ、この一義的な識別子は、ＣＣＳ１６０内に記憶されており、その結果、ＣＣＳ１６０は、貯蔵構造体１０２内の各植物１０８の位置を知るようになっている。ＣＣＳ１６０は、選択した植物を回収し、そしてこれらをワークステーション１２２に運んだりこれから運んだりするよう１基又は２基以上の移動ロボット１５０をモニタしてこれらにナビゲーション命令を与えることができる。ＣＣＳ１６０は、例えば、顧客が自分の植物をワークステーション１２２に運ぶことを要求したときに貯蔵場所１０６からの植物１０８の回収を指図するのが良い。変形例として、ＣＣＳ１６０は、例えば１日に１回貯蔵場所１０６からの植物１０８の定期的な回収を指図しても良く、その結果、この植物をヒューマンオペレータ１４０か自動サービスロボットかのいずれかによって点検するとともに／あるいは手入れすることができるようになっている。移動ロボットによって読み取り可能なＲＦＩＤタグを容器に取り付けるのが良い。これにより植物は、正確に追跡され、そして植物の存在場所を常時正確に追跡することができる。

上述したように、ワークステーション１２２のうちの１つ又は２つ以上は、データ収集機器を有するのが良い。このデータをＣＣＳ１６０によって記憶して分析するのが良い。データ収集機器によって収集されたデータに基づいて、ＣＣＳ１６０はさらに、ある特定の世話を植物に対して行うこと、植物を収穫すること、通知を植物の所有者に送ること及び／又は他の何らかの世話を植物に対して又は植物に関して実施することを指図するのが良い。植物の定期的な点検／手入れをいったん完了すると、ＣＣＳ１６０は、移動ロボット１５０に指図して植物を同一の又は異なる貯蔵場所１０６に戻すのが良い。ＣＣＳ１６０は、ワイヤレスネットワークを介して１基又は２基以上の移動ロボット１５０及びワークステーション１２２と通信するのが良い。

上述したように、ＣＣＳ１６０は、子供たち又は他のヒューマンオペレータに送られるメッセージを生じさせることができる。加うるに、かかる子供たち又は他のヒューマンオペレータは、メッセージを垂直式農業システム１００のＣＣＳ１６０に送って自分の植物１０８に関するリクエストを行うことができる。例えば、ヒューマンオペレータの訪問に先立って、オペレータは、自分の植物をワークステーション１２２に運んでおくリクエストをＣＣＳ１６０に送ることができる。これに応答して、ＣＣＳ１６０は、移動ロボット１５０に指図して植物を回収し、そしてこれを又はこれらをオペレータの訪問のためにワークステーションに運ぶことができる。別の実施例として、オペレータが垂直式農業システム１００と関連した（例えば、隣接して位置する）店舗で買い物を行っている場合、オペレータは、メッセージをＣＣＳ１６０に送って自分の植物をワークステーションに運ぶようにすることができ、したがって、オペレータは、店舗での自分の買い物の一部として農産物をワークステーションから収穫することができる。すると、ワークステーションは、そのリクエストを果たすことになる。ヒューマンオペレータは、メッセージをＣＣＳ１６０に送って、例えば光の量を増大させ又は植物が自動サービスロボットによって点検のためにワークステーションに運ばれる頻度を増加させ又は減少させる他のリクエストを行うことができる。

上述したように、植物１０８は、個人個人によって所有可能である。個人個人又は法人は、１つ又は２つ以上の植物１０８を所有することができる。多数の植物を所有する場合、これら植物を貯蔵構造体１０２内で一緒に維持することができ又は貯蔵構造体全体にわたって分散させることができる。諸実施例では、植物が収穫可能な農作物である場合、垂直式農業システム１００内の植物１０８の一部分又は全てを単一の個人又は法人によって所有することができる。

上述したように、システム１００で用いられる移動ロボット１５０の基数は、植物１０８をワークステーション１２２に運んでここで手入れする必要のある頻度に基づくのが良い（しかしながら、そのようにしなければならないということはない）。一実施例では、この頻度をＣＣＳ１６０によって貯蔵構造体１０２内に貯蔵されている各植物１０８について定めることができる。特に、ＣＣＳ１６０は、貯蔵構造体１０２内に貯蔵されている各植物の典型的な手入れの必要性に関するベースラインデータを備えるのが良く、かかるベースラインデータとしては、例えば、植物がどれほど頻繁に及びどれほど多量に水を必要としているか、植物がどれほど多量に光を必要としているか、土壌に関する最適な栄養素などが挙げられる。次に、このベースラインを点検及び各植物が定期的にワークステーション１２２に運ばれるときに集まるデータに基づいて各植物についてカスタマイズするとともに最適化するのが良い。特に、ワークステーションで行われる測定値に基づいて、容器がワークステーションに運ばれる頻度を測定された諸属性に基づいて各植物について最適化することができる。このように、垂直式農業システムは、水又は他の手入れが特定の植物について必要である頻度に関して「自己学習」している。特定の植物がワークステーション１２２に運ばれる頻度を植物の健康状態及び他の属性に基づいてＣＣＳ１６０によって経時的に変化させることができる。グローライト１４２によって提供される光の量もまた、同じ仕方でＣＣＳ１６０によって制御するとともに変化させることができる。

上述した実施例では、貯蔵場所は、植物１０８を貯蔵する。しかしながら、別の実施形態では、植物以外の生物を貯蔵場所１０６に貯蔵することができる。かかる生物は、動物、例えば食料のために飼育される動物を含むことができる。かかる実施形態では、容器は、おり（ケージ）の形態をしているのが良い。上述の実施形態のうちの任意のものに従って移動ロボットによる手入れ、点検、清掃及び／又はデータ収集のために、要求時に又は定期的なスケジュールでおりを回収することができる。

本発明に関する上記詳細な説明は、例示及び説明の目的のために提供された。かかる詳細な説明は、網羅的であることを意図しておらず又は本発明を開示した形態そのものに限定することを意図していない。上記教示に照らして多くの改造及び変形が可能である。説明した実施形態は、本発明の原理及びその実用的用途を最も良く説明しそれにより当業者が本発明の種々の実施形態でしかも想定される特定の用途に合う種々の改造を加えた状態で最適利用することができるようにするために選択された。本発明の範囲は、本明細書に添付された特許請求の範囲の記載に基づいて定められる。

Claims (24)

1. 垂直式農業システムであって、
   生物を収容した容器を貯蔵するための複数のラックを備えた貯蔵構造体を含み、前記複数のラックは、複数の通路によって互いに隔てられた複数の対をなすラックからなり、
   前記生物のための世話のうちの少なくとも１つ及び前記生物に関して集まっているデータを提供するよう構成されたワークステーションを含み、
   前記複数の通路の前記複数のラック全体を通じて動くとともに、前記貯蔵構造体と前記ワークステーションとの間を移動するよう構成された単一の移動ロボットを含み、
   前記移動ロボットはさらに、生物を収容している選択された容器を前記貯蔵構造体から回収して前記生物のための世話のうちの少なくとも１つのためにかつ前記生物に関するデータを集めるために前記生物を前記ワークステーションに運ぶよう構成されている、垂直式農業システム。
2. 前記移動ロボットは、前記選択された容器を回収し、該選択容器をオペレータである人間からの要求に応答して前記ワークステーションに運んで前記生物のための世話のうちの１つを提供するとともに前記生物を点検する、請求項１記載の垂直式農業システム。
3. 前記移動ロボットは、前記選択容器を回収し、そしてスケジュール設定された定期的な前記生物の回収及び前記ワークステーションへの運搬に従って出された命令に応答して前記選択容器を前記ワークステーションに運ぶ、請求項１記載の垂直式農業システム。
4. 前記複数のラックは、前記生物を貯蔵するための、間隔を置いて配置された棚を備えている、請求項１記載の垂直式農業システム。
5. 前記互いに間隔を置いて配置された棚の間隔は、互いに異なる高さの生物を収容するよう互いに異なる棚高さ位置のところで様々である、請求項４記載の垂直式農業システム。
6. 前記貯蔵構造体内に設けられていて光を前記生物に当てるグローライトをさらに含む、請求項１記載の垂直式農業システム。
7. 前記ワークステーションのところに設けられていて、前記生物のための世話を提供するための自動サービスロボットをさらに含む、請求項１記載の垂直式農業システム。
8. 前記移動ロボットはさらに、前記植物を前記ワークステーションから前記貯蔵構造体内の貯蔵棚に戻すよう構成されている、請求項１記載の垂直式農業システム。
9. 前記生物は、植物である、請求項１記載の垂直式農業システム。
10. 前記ワークステーションは、前記生物を貯蔵する貯蔵場所を備えている、請求項１記載の垂直式農業システム。
11. デッキをさらに含み、前記移動ロボットは、前記デッキ上で自由に動き回ることができかつ前記貯蔵構造体を前記デッキから投入することができる、請求項１記載の垂直式農業システム。
12. 前記ワークステーションは、前記貯蔵構造体から間隔を置いた状態で前記デッキ上に位置決めされている、請求項１１記載の垂直式農業システム。
13. 垂直式農業システムであって、
    生物を収容している容器を貯蔵するための複数のラックを備えた貯蔵構造体を含み、前記複数のラックは、複数の通路によって互いに隔てられた複数の対をなすラックからなり、
    複数のワークステーションを含み、前記ワークステーションは、前記生物のための世話のうちの少なくとも１つ及び前記生物に関して集まっているデータを提供するよう構成され、
    三次元に移動するように構成された単一の移動ロボットを含み、前記移動ロボットは、
    前記複数のラック全体にわたって水平に動いたり垂直に動いたりし、
    前記複数の通路間を水平に移動し、かつ、
    前記複数のラックと前記複数のワークステーションとの間を移動するよう構成され、
    前記移動ロボットに指図して生物を収容している選択された容器を前記貯蔵構造体から回収させ、前記生物のための世話のうちの少なくとも１つのためにかつ前記生物に関するデータを集めるために前記生物を前記複数のワークステーションのうちの選択されたワークステーションに運ばせるよう構成された中央制御システムを含む、垂直式農業システム。
14. 前記中央制御システムはさらに、前記生物に関して集められたデータを記憶するよう構成されている、請求項１３記載の垂直式農業システム。
15. 前記中央制御システムは、前記生物に関して集められた前記データに基づいて前記生物に提供されるべき世話を決定する、請求項１４記載の垂直式農業システム。
16. 前記中央制御システムは、前記移動ロボットに指令を出し、それによりオペレータとしての人間からの要求に基づいて前記生物を収容している前記容器を回収させて前記生物を前記複数のワークステーションのうちの１つに運ばせる、請求項１３記載の垂直式農業システム。
17. 前記中央制御システムは、前記生物が前記複数のワークステーションのうちの前記選択されたワークステーションに運ばれる定期的スケジュールに基づいて前記生物を収容している前記容器を回収するための指令を前記移動ロボットに出す、請求項１３記載の垂直式農業システム。
18. 前記複数のワークステーションは、前記世話及び前記生物のために集まっているデータに関して互いに異なる機能を発揮する、請求項１３記載の垂直式農業システム。
19. 前記中央制御システムはさらに、前記生物と関連したオペレータとしての人間に送られる電子メッセージを生じさせるよう構成されている、請求項１３記載の垂直式農業システム。
20. 前記中央制御システムは、前記生物が前記複数のワークステーションのうちの１つに運ばれる頻度を前記生物の健康状態及び属性のうちの少なくとも１つに基づいて制御する、請求項１３記載の垂直式農業システム。
21. 前記生物は、植物である、請求項１３記載の垂直式農業システム。
22. 垂直式農業システムであって、
    植物を収容している容器を貯蔵するための複数のラックを備えた貯蔵構造体を含み、これら複数のラックは、複数の通路によって互いに隔てられた複数の対をなすラックからなり、
    前記貯蔵構造体から間隔を置いた複数のワークステーションを含み、前記複数のワークステーションは、前記植物のための世話のうちの少なくとも１つ及び前記植物に関して集まっているデータを提供するよう構成され、前記複数のワークステーションは、前記植物の画像を捕捉するためのカメラを有し、
    単一の移動ロボットを含み、前記移動ロボットは、
    前記複数のラック全体にわたって水平に動いたり垂直に動いたりし、
    前記複数の通路間を水平に移動し、かつ、
    前記貯蔵構造体と前記複数のワークステーションのそれぞれとの間を移動するよう構成され、
    前記移動ロボットに指図して植物を収容している選択された容器を前記貯蔵構造体から回収させ、前記植物に関するデータを集めるとともに前記植物の画像を捕捉するために前記植物を前記複数のワークステーションうちの１つに運ばせるよう構成された中央制御システムを含み、前記中央制御システムは、電子メッセージを前記植物と関連したオペレータとしての人間に送るよう構成され、前記メッセージは、前記植物の前記捕捉画像及び前記植物に関して集められた前記データのうちの少なくとも一方を含む、垂直式農業システム。
23. 前記オペレータとしての人間は、前記垂直式農業システムから離れた場所にいる前記植物の所有者であり、前記メッセージは、前記所有者が前記植物を見に来て前記植物の世話をするためのリクエストを含む、請求項２２記載の垂直式農業システム。
24. 前記オペレータとしての人間は、前記垂直式農業システムから離れた場所にいる前記植物の所有者であり、前記メッセージは、前記所有者が前記植物を見に来て前記植物を収穫するためのリクエストをさらに含む、請求項２２記載の垂直式農業システム。

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