KR20120093143A - 식물 성장을 개선시키는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

2 개의 동심원 입체 프레임 구조물들을 포함한 기계적인 장치는 식물 성장을 증가시키기 위해 사용된다. 기본적으로 형상은 동일하지만, 4 : 5 관계로 외부 입체 프레임 구조물보다 작은 내부 입체 프레임 구조물, 외부 입체 프레임 구조물은 공통 축 라인 주위에서 독립적으로 회전한다. 각각의 입체 프레임은 상부 정점을 가진 로드를 가지고 정사각형 베이스를 가진 피라미드형 부분 및 피라미드를 포함한 각각의 로드의 길이의 약 2.5 배 떨어진 거리에서 그의 하부에 직접 위치한 제 2 유사 피라미드형 부분으로 구성된다. 그러나, 제 2 하부 피라미드형 부분은 그의 하부 정점을 가지고, 2 개의 정점을 연결시키는 라인 중심에서 45 도로 회전된다. 8 개의 추가적인 로드들은 각각의 입체 프레임을 완성시킨다. 이들 각각은, 대칭적인 방식으로 하부 피라미드형 부분 베이스의 코너와 상부 피라미드형 부분 베이스의 코너를 각각 연결시킨다.

Description

식물 성장을 개선시키는 방법 및 장치{METHODS AND APPARATUS FOR IMPROVING PLANT GROWTH}

본 발명은 원예 및 농업 생산성 증가에 대한 장비 및 방법을 포함한다.

식물 재배 분야는 쟁기로부터 인공 관개로, 잡종 형성으로, 그리고 이제는 DNA 연구 적용의 진보로 기술적인 발전에 박차를 가해왔다. 식물 환경을 변화시키는 미묘한 영향 영역에서, 일부는 "식물과의 대화"로 실험되었고, 식물에 대해 모자르트를 재생하였다. 이러한 기술 중 어느 것도 널리 사용되지 않은 반면, 식물 성장에 대한 사운드 및 진동의 효과에 관한 성장 몸체의 중요한 연구가 있어왔다. 모든 생물체와 같이, 식물들은 이들의 환경을 모니터링하는데 매우 복잡한 감각망(sensory networks)을 가지고, 이들의 환경에 적응하도록 이들의 성장 및 개발을 변화시킬 줄 안다. 예를 들면, 바람 또는 접촉 등의 다양한 기계적인 작은 변화(mechanical perturbations)에 노출된 식물은 차후 기계적인 스트레스에 대해 저항성을 증가시키도록 생리적으로 변화되었고, 발달과 관련되어 변화되었다. 물리적인 자극(mechano-stimulation)에 응답하여, 발달과 관련된 변화는 접촉형태 형성(thigmomorphogenesis)으로 집합적으로 알려졌다.

Elsevier's Ultrasonics journal(41 (2003) 407-41)에 발행된 Yu-Chuan Qin, Won-Chu Lee, Young-Cheol Choi 및 Tae-Wan Kim의 짧은 논문의 "Biochemical and physiological changes in plants as a result of different sonic exposures"은 이러한 일부 현상에 포함될 수 있는 생화학 메커니즘들을 연구하였다. 2 개의 성장 단계에서 배추 및 오이는 연구원의 주제였다. 각각의 식물 유형에 대해 3 개의 그룹들은 구성된다. 인공 음향 처리(artificial acoustic treatment)를 받지 않는 제어 그룹 외에, 하나의 그룹은 20 kHz의 안정된 초음파(US)에 노출되는 반면, 다른 그룹은 클래식 음악 및 새의 노래를 포함한 자연 사운드의 조합으로 구성된 소위 "그린 음악(green music)(GM)"에 노출되었다. O₂ 섭취량 및 폴리아민 함량(polyamines content) 모두가 측정되었다. 요약하면, 발견된 바와 같이, 배추는 GM에 보다 긍정적으로 반응하고, 오이는 US에 보다 긍정적으로 반응했다. 그러나, 각각의 측정된 양에 대해, 소리에 노출된 하나의 식물 또는 다른 하나의 식물 또는 모든 식물은 통제 식물들(control plants)보다 더 컸다. 폴리아민 함량 측정의 논문 차트는 도 1a 및 1b에 나타내었다. 그 논문에서 배추 성장 그래프의 캡션(caption)은 다음과 같다:

"배추 묘목의 폴리아민 함량(nmol/gFW): 서로 다른 음향 노출의 결과로서, (A) 15d 및 (B) 성장한 식물(70 d). 에러 바들(error bars)은 폴리아민 함량에 의한 표준 편차를 나타낸다". 그리고 오이 데이터의 논문의 캡션은 다음과 같다: "오이 묘목의 폴리아민 함량(nmol/gFW): 서로 다른 음향 처리의 결과로서, (A) 15d 및 (B) 성장한 식물(70 d). 에러 바들은 폴리아민 함량에 의한 표준 편차를 나타낸다".

연구는 또한 특정 주파수의 효과에 대해 초점을 맞추는데, 예를 들면, Springer's Molecular Breeding journal에 발행된 Mi-Jeong Jeong, Chang-Ki Shim, Jin-Ohk Lee, Hawk-Bin Kwon, Yang-Han Kim, Seong-Kon Lee, Myeong-Ok Byun 및 Soo-Chul Park의 "Plant gene responses to frequency-specific sound signals"에 대해 초점을 맞추고 있다(Mol Breeding (2008) 21:217-226). 이들은 mRNA 표현 분석(expression analyses)을 통하여 식물 성장에 영향을 미치는 사운드를 증명하였다.

다른 것들은 식물 성장의 진동 효과의 사항에 대해 고찰되었다. 하나의 관련 기사는 Hideyuki Takahashi, Hiroshi Suge 및 Tadashi Kato의 "Growth Promotion by Vibration at 50 Hz in Rice and Cucumber Seedlings"이다(Plant CellPhysiol. 32(5): 729-732 (1991)). 이들은 50 Hz 진동 및 언급(그린 하우스에서 모터들 및 다른 기계 장치가 식물에 기대치못한 사운드 및 예상치못한 사운드를 생성한다는 문제가 이들 연구의 동기 부여가 된 언급) 효과에 대해 고찰되었다.

도 3은 상기 논문의 "도 1"을 나타낸 것이다.

이 캡션은 다음과 같다:

"50 Hz의 진동에 영향을 미친 볍씨 및 오이씨의 발아 데이터는 시간 경과에 따른 연구(time-course study)에 대한 싹튼 씨의 백분율로 나타낸다. 상부(A)는 물에 잠김 상태에서의 볍씨를 나타내고; 중간부(B)는 필터 페이퍼(filter paper) 상의 볍씨를 나타내고; 하부(C)는 필터 페이퍼 상의 오이씨를 나타낸다. 개방된 원(O) 및 폐쇄된 원(

)은 통제 씨 및 진동 씨를 각각 나타낸다. 백 개의 씨들은 각 처리를 위해 사용되었다".

Reiner Schultheiss 등의 2009년 10월 13일에 출원된 미국 특허 제7,600,343호는 식물 성장에 관한 충격파의 효과를 기술했다.

그러나, 상기의 연구 라인들을 따라 식물 성장을 향상시키기 위한 이전 시도는, 일반적이고 대량적인 상업용도로 사용되지 않았다. 사용 및 유지시키기에 저렴하고 현재 환경에서 필요한 요건과 호환되는 방식으로, 식물 성장을 개선시킬 수 있는 시스템 및 방법이 필요하다. 바람직하게, 해결책들은 화학 비료 및 화학 살충제를 방지할 수 있고, 선진국 및 개발도상국 어디에서 간단하게 사용될 수 있다.

이러한 교시와 일치하는 시스템 및 방법은 동심원으로 고려될 수 있는 2 개의 카운터-회전 기하학적인 입체 프레임 구조물(counter-rotating geometric space frame structures)을 포함한다. 성장 식물에 근접하여 에너지가 제공되고 동작될 시에, 이러한 식물의 성장률은 증가될 수 있다. 실험적인 결과는 식물 성장의 효과적인 증가와 관련된 작용으로 나타났다.

도 1a 및 1b는 Yu-Chuan Qin 등의 논문의 도 1을 재도시한 도면으로 구성된 도면;
도 2a 및 2b는 Yu-Chuan Qin 등의 논문의 도 2를 재도시한 도면으로 구성된 도면;
도 3은 Hideyuki Takahashi 등의 논문의 도 1을 재도시한 도면;
도 4는 제 1 실시예의 사시도;
도 5는 도 4의 유닛의 내부 보강재(inner armature)의 상부 피라미드형 부분 및 하부 피라미드형 부분을 분리하여 도시한 사시도;
도 6은 도 5의 보강재 구성요소들의 평면도;
도 7은 도 5에서와 같은 사시도로부터 나온 내부 보강재의 사시도;
도 8은 도 7의 장치를 도시하고, 동일하지만 큰 외부 보강재를 도시한 도면;
도 9는 도 7의 내부 보강재를 도시한 것으로, 외부 보강재의 큰 피라미드 부분들이 상기 내부 보강재의 상하부에 배치되는 것을 나타낸 도면;
도 10은 제 2 실시예의 유닛 도면;
도 11은 실험이 테스트 영역의 주요 장소에서 실행된 토마토 밭의 개략도;
도 12는 테스트 식물의 물리적인 장소 및 테스트 영역의 장비를 도시하기 위해 확대된 도 11의 테스트 영역의 도면;
도 13은 유닛과의 떨어지는 거리를 함수로 나타낸 것으로 토마토의 수를 나타낸 도면;
도 14는 도 13에 도시된 바와 같은 동일한 데이터로서, 밭의 위치에 대해 3 차원으로 표시한 도면;
도 15는 실내기(indoor unit)를 사용한 토마토 성장 도면이다.

배경

세계 인구는 2050년이 되면, 90억에 이를 것이라 추정된다. 불모화로 인하여 경지의 손실은 증가되며, 140 개의 녹는 빙하 및 불규칙한 강수 패턴에 의해 야기되어 물 공급은 감소될 수 있다. 미래에는 세계 인구에 식량을 공급하기 어려울 수 있다. 그러므로, 식물 성장을 증가시키는 장비 및 방법은 세계적으로 매우 중요해졌다.

구조

도 4에 도시된 제 1 실시예에서, 기계장치는 수직 축(101)을 지지하는 플랫폼(100)을 포함한다. 내부 보강재(102) 및 외부 보강재(103)는 상기 축에 회전가능하게 연결된다. 이러한 보강재들 각각은 각 베어링들(bearings)(104, 105)에 지지되고, 별도로, 자유롭게 축 주위를 회전하도록 배치된다. 이 예에서, 동력원(source of motive force)은 2 개의 DC 모터들(105)이고, 상기 DC 모터들은 벨트 드라이브들(106)에 의해 각각의 보강재에 기계적으로 연결되어, 이들 각각의 회전을 반대 반향으로 제공한다. 이러한 제 1 실시예의 장치에서, 외부 보강재(103)는 시계 방향으로 회전하고, 내부 보강재(102)는 반시계 방향으로 회전한다. 보강재들의 상대 회전은 예를 들면, 서로 기어가 맞물림으로써 고정된 관계로 설정되지 않는다. 모터들은 보강재 각각이 400 내지 500 rpm의 회전 범위로 회전하도록 조정될 수 있다. 이 예에서, 최상부의 상부면은 태양 전지 패널(402)을 지지하고, 상기 태양 전지 패널은 모터들이 동작하도록 에너지를 제공한다. 통상의 기술자라면, 사용될 수 있는 다양한 모터들 및 필요할 수 있는 에너지 저장부의 현재 특정 요건에 정통할 것이다. 이 예에서, 태양 패널들로부터의 전기는 배터리들을 충전하도록 사용된다. 그 후, 타이머 및 속도 제어기들의 제어로 모터들은 배터리에 의해 구동된다.

보강재들

이 실시예의 내부 보강재 및 외부 보강재는 스테인리스 강 로드들(stainless steel rods)로부터 구성된 각각의 기하학적인 형상을 한 프레임(geometric frame)이다. 알루미늄 로드들도 사용될 수 있다. 보강재들은 동일한 기하학적인 구성을 가지며, 차이점으로는 예를 들면 외부 보강재(103)가 내부 보강재(102)의 구성보다 크다(scaled up)는 점이다. 그러므로, 내부 보강재는 처음에 분리되어 기술될 것이다. 이는 또한 전체 기계 장치를 도시한 것보다 보다 명확하게 나타날 수 있다.

내부 보강재

내부 보강재의 높이는 사용 구성에 있어 플랫폼 상의 축 상에 구성될 시에 내부 보강재의 상부에서 하부까지의 치수이다. 이러한 제 1 실시예에서, 내부 보강재(102)의 전체 높이는 약 28.5 인치이다. 최상부 부재 및 최하부 부재는 약 3/8"의 치수의 로드들이고, 축 상에서 맞춰지는 보강재 몸체 내의 중심에 위치한다. 보강재는 입체 프레임으로 생각할 수 있는데, 보강재의 상부 및 하부는 대칭적으로 직각으로 배치되고, 직각 피라미드형 입체 프레임들(right pyramid space frames)이다. 이러한 설명이 보다 중요한 바와 같이, 입체 프레임 로드들의 길이는 상부 피라미드형 부분 및 하부 피라미드형 부분으로 이루어진 로드들의 길이(L)와 관련하여 나타날 것이다. 이에 대해 내부 피라미드형 부분의 길이(L)는 9"이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상부 내부 피라미드형 부분(121)은 정사각형의 측면들을 나타내도록 배치되고, 길이(L)를 가진 4 개의 로드들(128)에 의해 형성되는 베이스(122)를 가진다. 피라미드형 부분의 꼭지점을 나타내는 로드(129)는 베이스의 각 코너(223, 224, 225, 226)로부터 나온 것이다. 로드들의 다른 말단부들은 정점(126) 근방에서 모두 만난다. 이 경우에서, 꼭지점들의 로드는 길이(L)를 가질 수 있다. 베이스의 이러한 동일 길이 및 꼭지점 세그먼트들(vertex segments)은 베이스의 평면에 대해 약 52 도로 각이진 면들을 가진 형상을 만들어낸다.

언급된 바와 같이 상부 피라미드형 부분(121)은 동일한 입체 프레임 구성을 가진 동일한 하부 피라미드형 부분(130)에 의해 보완된다. 그러나, 보강재가 구성됨에 있어, 하부 피라미드형 부분은 하부 방향으로 내려간 그의 정점(136)을 가진다. 하부 피라미드형 부분의 위치가 2 개의 정점들(126, 136)을 연결시키는 라인 주위에서 45 도만큼 회전된다는 점을 제외하고는, 상부 피라미드형 부분과 대칭을 이룬다. 이 회전 오프셋(rotational offset)은 도 5의 피라미드 부분들의 상부 평면도를 도시한 도 6에서 보다 명확하게 도시되어 있다.

다른 도면들뿐만 아니라 도 7에 도시된 바와 같이, 2 개의 피라미드형 부분들은 연결 로드들(131)에 의해 이격되어 있고, 상기 연결 로드들은 상부 피라미드형 부분의 베이스(122)의 코너들과 하부 피라미드형 부분의 베이스(133)의 코너들을 서로 연결시킨다. 각각의 코너는 대향하는 피라미드형 부분의 베이스의 가장 가까운 2 개의 코너들에 연결된다. 예를 들면, 상부 피라미드형 부분의 특정 코너(224)는 연결 로드(131)의 일측면에 부착되고, 상기 연결 로드의 타측 말단부는 하부 피라미드형 부분(130)의 코너(235)에 부착된다. 제 2 연결 로드는 동일한 상부 피라미드형 부분 코너(224)에 부착되고, 제 2 연결 로드의 타측 말단부는 제 2 코너(234)에서 하부 피라미드형 부분에 부착된다. 6 개의 남아있는 연결 로드들은 이와 유사하게, 내부 보강재의 기하학적인 대칭 형상을 생성하는 피라미드형 부분들에 부착된다. 피라미드형 부분들이 회전하도록 오프셋되어 있기 때문에, 동일한 길이를 가진 이러한 8 개의 로드들은 문자 "V"의 형태를 가진다. 이 예에서, 이러한 로드들의 길이 모두는 1.8*L 길이이다. 이러한 상대적인 로드 치수에 따라, 피라미드형 부분들의 높이는 0.707*L이면서, 베이스 간의 간격은 0.95*L이다. 그러므로, 정점 간의 총 길이는 (2*1.8+.95)*L 또는 3.1*L이다. 언급된 바와 같이, 피라미드형 부분의 각각의 꼭지점들은 정점 근방에서 만난다. 사실, 이들은 상부 지지 튜브 및 하부 지지 튜브(127, 137) 각각에서 마무리된다. 이러한 지지 튜브들은 보강재의 정점 간의 중심 라인 상의 중심에 위치하게 된다.

도 8은 외부 보강재에 의해 둘러싸인 내부 보강재를 도시하고, 상기 외부 보강재 및 내부 보강재 모두는 이들의 지지 튜브들을 통해 공통 축 상에 위치한다. 이 실시예에서, 외부 보강재는 길이가 11 인치인 그의 피라미드형 부분들로 구성된 로드들을 가진다. 베어링들은 축 상에서 회전하는 보강재들을 지지한다. 베어링들은 이들의 각각의 회전 방향으로 보강재 각각을 독립적으로 구동시킬 수 있다. 2 중 보강재 어셈블리의 총 높이는 정점 간의 길이인 약 36 인치이다.

조립 방법

보강재들을 거의 이루는 부품들인 다양한 로드들 및 파이프들은 이러한 제 1 실시예에서 함께 용접된다. 일측의 것이 타측의 것의 내부에 완전하게 위치하기 때문에, 외부 보강재는 내부 보강재 주위에서 조립된 후에 서로 용접된다.

도 9는 부분적으로 조립된 유닛을 도시한다. 외부 상부 피라미드형 부분 및 하부 피라미드형 부분은 내부 보강재를 그 자리에서 둘러싼다. 다음 단계는 외부 보강재의 연결 로드를, 2 개의 큰 피라미드형 부분들 상의 적합한 코너 위치에 용접시키는 것이다.

변형

태양 전원 유닛이 사용 분야에 있어 이상적이긴 하지만, 주요 AC 전원으로 구동되는 모터들은 그린 하우스 또는 실내의 수경 재배 적용(indoor hydroponic application)에서 사용되기에 보다 적합할 수 있다. 각각의 보강재용 모터를 가지기보다는 오히려, 통상의 기술자라면 반대 방향으로 보강재들을 회전시키는 하나의 동력원을 가지도록, 기어 및 또는 다른 기계적인 결합부를 이용하여 단일 모터를 사용할 수 있다는 것을 알 것이다. 전체 유닛은 크기가 클 수 있거나 작을 수 있고, 크기가 일정하도록 할 수 있다.

제 2 실시예

제 1 실시예의 유닛과 유사한 기하학적 형상물은 제 2 실시예에서 나타난다. 그러나, 제 2 실시예는 실내에서 사용된다. 보강재 로드들의 길이 각각은 제 1 실시예의 해당 구조물의 총 길이 절반이다. 이러한 실시예는 도 10에서 도시된다. 플랫폼 및 상기 플랫폼을 지지하는 파이프들보다는 오히려, 이러한 유닛은 독립형 캐비닛(self-contained cabinet)에 위치한다.

동작

실외 동작에 대해 일 예의 실시예는 약 원 풋(one foot)의 2-인치 아연 도금 파이프들(galvanized pipes)에 의한 지면으로부터, 플랫폼의 4 개의 코너들 근방에서 플랫폼을 지지하는 지면으로 지지될 수 있다. 유닛은 영향을 받는 작물 가까이에 있는 밭에 위치한다. 태양 패널은 배터리에 연결되고, 배터리는 타이머에 연결되고 2 개의 모터들용 속도 제어기들에 연결된다. 타이머들은 장치가 동일한 기간 동안 동일한 간격으로 주간 시간(daylight hours) 동안 3 내지 5 번 동작되도록 설정되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 주간 시간을 4 개의 세그먼트들로 나누는 간격으로 하루에 3 번 5 분 동안 동작된다. 이용가능한 일광이 변화되기 때문에, 통상의 기술자라면 미리 결정된 구간 동안 미리 결정된 속도로 보강재들을 회전시키도록, 안정된 에너지원을 제공하는 배터리의 기능을 인식할 것이다. 각각의 보강재는 400 내지 500 rpm의 속도로 회전할 수 있다.

대안적인 동작 모드

보다 작은 실내기는 식물들이 위치한 바닥에 볼트로 죄어진다. 대안적으로, 이는 벽에 볼트로 죄어지고, 벽은 그 바닥에 인접하거나 고정된다. 실내기는 언급한 바와 같이, AC로부터 가동될 가능성이 크다.

AC는 또한 실외기를 가동시킬 수 있다. 가동시키는 다른 모드들은 태양 패널들 대신에 풍력 터빈일 수 있다. 또 다른 모드는 관개 시스템(irrigation system)의 물의 흐름으로부터 전원을 얻을 수 있는 것을 포함할 수 있다.

실험 일자(experiments to-date)

실외 실험

2 개의 주요 실험들이 실행된다. 큰 규모의 실외 시험은 CA, Oxnard의 도시에 위치한 Eclipse Farms에서 실행된다. 거기에서 성장된 작물은 로마 토마토들(Roma tomatoes)이다. 제 1 실시예에서 구성된 유닛은 35-에이커 직사각형 밭(acre rectangular field)(500)에서 상기의 동작부에서 논의된 바와 같이 설치 및 동작된다. 10 에이커의 정사각형 밭(700)(측면당 660 피트) 내에서는 그의 중심에 위치된 유닛을 가진다. 식물 장소는 정사각형 밭의 주변의 중심 장소로부터 북동남서 방향의 라인을 따라 마킹된다. 유닛은 2009년 7월 20일에 작동되고, 테스트 동안 발명자에 의해 통제되었다.

도 12에서, 라인당 5 개의 식물들의 장소로 마킹된 것은 실험에서 측정된 식물들을 나타낸다. 유닛으로부터 시작하여(각각의 나침반 지점 방향), 중심으로 떨어지는 거리는 50 피트, 100 피트, 175 피트, 225 피트 및 330 피트이다. 게다가, 테스트를 위한 4 개의 다른 식물들이 마킹되어 있다. 이러한 4 개의 식물들은 4 개의 지점들에서 4 개의 동일한 선들을 따라 위치하고, 상기 4 개의 지점들에서 각각의 라인은 35 에이커 영역의 둘레(acre plot perimeter)와 교차한다. 도 11에서, 이러한 지점들은 A, B, C 및 D로 지정된다. 정사각형 내의 20 개의 식물들 장소는 도 12에서 지정된다. 5 개의 "서쪽" 식물 장소는 W1, W2, W3, W4 및 W5로 지정된다. "동쪽" 식물 장소는 E1, E2, E3, E4 및 E5 지정되고, 북쪽 및 남쪽도 동일한 방식으로 지정된다.

24 개의 마킹된 테스트 식물들은 14 주에 걸쳐 측정되었다. 이러한 측정은 토마토들을 주마다 세는 것을 포함한다. 게다가, 초기에 몇 주 동안은 꽃의 수와 토마토의 수를 한 주에 2 번 세었다.

결과

10 에이커 내의 E-W 및 N-S 라인들 상의 20 개의 장소에 위치한 토마토의 수는 선 그래프로 도 13에 도시되었다. 상기 도면은 유닛으로부터 피트 거리로 떨어진 함수로서, N 301, S 302, E 303 및 W 304 토마토 수치를 나타낸 것이다. 평균(3O5)을 나타낸 곡선도 도시되었다. 이 그래프는 많은 물리적인 현상과 일치되는 거리에 따라 유닛의 효과가 떨어지는 것을 나타낸다. 동일한 데이터는 도 14에서 3 차원 포맷으로 표시된다. X 및 Y 위치는 유닛에 대한 식물 장소를 나타낸다. Z 높이는 실험 종료시 그 위치에서 센 식물 토마토의 수를 나타낸다.

유닛으로부터의 거리가 멀어질수록 모든 방향으로 토마토의 수치가 일반적으로 떨어지는 것을 볼 수 있다.

다른 4 개의 토마토는 전체 밭이 직사각형으로 되어있기 때문에, 유닛으로부터의 거리는 일정하지가 않다. A 및 C는 460 피트, B는 270 피트, D는 20 피트 떨어져 있다. 이러한 데이터 점들은 또한 도 13 그래프에 포함된다.

실내 실험

실험의 제 2 세트는 실내에서 실행되었다. 사실, CA, Marina Del Rey의 아파트의 발코니에서 실행되었다. 이러한 실험들은 2008년 동안 실행되었다. 서로 다른 식물들을 사용한 테스트는 셀로시아(Celosia), 토마토, 및 페퍼(Pepper) 식물을 포함한다. 2 개의 식물을 인근의 홈 데포(Home Depot)에서 얻어왔다. 유사한 높이 및 치수를 가진 식물들이 선택되었다. 일측의 식물이 타측의 식물보다 다소 크다고 한 경우, 일측의 식물은 통제 식물(control plant)로 볼 수 있다.

화분에 심어진 식물이 발코니에 있는 테이블 상에 몇 인치 떨어진 채로 진행되었다. 랩 조정 브레이커들(lab calibrated beakers)은 양쪽 식물에 동일하게 제공된 물 및 영양분을 계측하기 위해 제공되고 사용된다. 매주 마다, 일광차를 고려하여 식물 위치를 변화시켰다.

매일, 테스트 식물은 Biowave 유닛이 벽에 볼트로 죄어진 또 다른 내부 공간에서 진행되었다. 이 기계장치의 모터들은 기계장치 그 자체로부터 1 야드 떨어져서(식물로부터는 더 멀리) 설정되었고, 그 결과 모터들에서 비롯된 자기장은 식물에 영향을 주지 않았다. 또한, 모터들은 강망(expanded metal)으로 차단되었고, EM 방사를 더 감소시키기 위해 접지되었다. 이는 자기계(magnetometer)로 계측되었다.

테스트 식물은 하루 15 분 동안 기계장치 옆에 위치하고, 그 후, 발코니에 다시 위치하게 된다. 테스트에서, 테스트 식물은 15 개의 꽃을 피우면서, 통제 식물은 7 개의 꽃을 피웠다. 이 실험은 다른 식물들과 함께 2008 년 동안 적어도 18번 반복되었다. 모든 테스트를 통하여, 테스트 식물은 통제 식물보다 성장이 빨랐다.

18 개의 테스트들 중 4 개의 테스트는 유기농 토마토로 진행되었다. 이러한 모든 경우에서, 테스트 식물 대 통제 식물 토마토의 수치비는 2 내지 4 배의 범위에 속했다. 특정 테스트 결과는 도 15에 도시된다. 음영이 보다 짙은 세로 줄은 테스트 식물의 토마토 수를 나타낸다. 다른 세로 줄은 통제 식물을 나타낸다. 양 식물들은 7 주 동안 일주일 간격으로 표시되었다. 추가로, 적어도 하나의 기록된 테스트를 보면, 또한 테스트 식물은 통제 식물보다 충해가 현저하게 적다.

실험의 테스트 식물들 중 토마토 식물은 Cypress CA의 Silliker Labs에서 토마토의 당도 함량(Brix content)에 대해 분석되었다. 유기농 토마토에 대한 USDA 평균 당도 등급(Brix rating)은 4.9 %이다. 테스트는 이러한 독립적인 랩에서 테스트 토마토가 10.5 %의 당도 등급을 가지도록 실행되었다.

동작 이론(Theory of Operation)

특별한 동작 이론은 제시되거나 알려지지 않았다. 다양하게 알려진 메커니즘들은 공기를 통해 전달된 음파 또는 지면을 통해 전달된 진동을 포함하여 수반될 수 있다. 중력은 가능한 또 다른 통신 매체이다. Yu-Chuan Qin, Won-Chu Lee, Young-Cheol Choi 및 Tae-Wan Kim의 "Biochemical and physiological changes in plants as a result of different sonic exposures", 및 Hideyuki Takahashi, Hiroshi Suge 및 Tadashi Kato의 "Growth of Promotion by Vibration at 50 Hz in Rice and Cucumber Seedlings"의 논문은 배경 기술에서 언급되었다(Plant CellPhysiol. 32(5): 729-732 (1991)). 이러한 간행물 및 다른 간행물은, 식물 건강 및 성장에 영향을 미칠 수 있는 요인(여전히 이해하지 못한 요인)을 연구할 수 있는 중요한 연구원의 증거가 된다.

미묘하게 식물 성장에 끼치는 영향을 교시한 간행물들은 Mi-Jeong Jeong, Chang-Ki Shim, Jin-Ohk Lee, Hawk-Bin Kwon, Yang-Han Kim, Seong-Kon Lee, Myeong-Ok Byun 및 Soo-Chul Park의 "Plant gene responses to frequency-specific sound signals", "Growth of the Cellular Slime Mold, Dictyostelium discoideum, Is Gravity Dependent" Yukishige Kawasaki*, Takeshi Kiryul, Kenji Usui1 및 Hiroshi Mizutani, Mitsubishi-Kasei Institute of Life Sciences, 11 Minamiooya, Machida, Tokyo 194, Japan을 포함한다. 음악 효과 및 심지어 식물 성장차를 유발시키는 적은 유형의 입력(less tangible inputs) 효과를 기술한 또 다른 논문은 Alternative and Complementary medicine Volume 10, number 1, 2004, pp. 113-122 Katherine Creath, Ph.D.(Optical Science), Ph.D.(Music), 1-3 And Gary E. Schwartz, Ph.D.1,3의 저널의 "Measuring Effects of Music, Noise, and Healing Energy Using a Seed Germination Bioassay"이다.

관련될 수 있는 다른 학술 논문은 Plant and Cell Physiology, 2002, Vol. 43, No. 6 647-651. "Effects of Mechanical Vibration on Seed Germination of Arabidopsis thaliana" (L.) Heynh. Ayuho Uchida1, 3 및 Kotaro T. Yamamoto 1, 2, 4. 및 1. J Gravit Physiol. 1996 Apr;3(1):69-74이다. 또한, "Gravity related features of plant growth behavior studied with rotating machines". Brown AH. Collaborators: Brown AH. University of Pennsylvania (Philadelphia), USA이 있다.

기술 분야의 통상의 기술자가 인식할 수 있는 바와 같이, 이러한 교시 및 다른 교시는 메커니즘이 이해되지 않을지라도, 식물 근방의 발생물(occurrences)이 식물의 성장에 영향을 미칠 수 있다는 것을 보여준다. 이들은 미묘한 것이 식물 발아(germination) 및 성장에 영향을 끼친다는 것을 이해시키기 위해, 진심 어린 연구원 노력을 나타낸다.

상기에서 언급한 이러한 7 개의 논문들은 이들 전체 내용의 참조로서 본원에 병합된다.

특별 사용에 적합하게 고려된 바와 같이, 다양한 변형을 가진 다양한 실시예가 기대된다. 다음 청구항에서, 단어 하나("a" 및 "an")는 모든 경우에서 "적어도 하나(at least one)"를 의미하는 것으로 취급되어야 하고, 심지어 단어 "적어도 하나"가 하나 이상의 청구항에서 명확하게 나타날지라도 그러하다. 본 발명의 권리 범위는 이하의 청구항에서 정의된다.

Claims (18)

1. a. 기저부;
   b. 내부 입체 프레임 보강재;
   c. 상기 내부 입체 프레임 보강재와 기하학적으로 유사한 형상을 가지고, 상기 내부 입체 프레임 보강재보다 크기가 큰 외부 입체 프레임 보강재;
   d. 축;
   e. 상기 내부 입체 프레임 보강재에 연결되어 동작하는 동력원; 및
   f. 상기 외부 입체 프레임 보강재에 연결되어 동작하는 동력원을 포함하고,
   상기 내부 입체 프레임 보강재는 상기 외부 입체 프레임 보강재 내에 실질적으로 포함되고,
   상기 축은 수직 방향으로 상기 기저부로부터 지지되고, 상기 외부 입체 프레임 보강재는 상기 축 주위에 회전가능하도록 배치되고,
   상기 동력원들이 에너지를 받고 작동되는 경우, 상기 동력원들은, 상기 보강재들이 상기 축의 라인 주위에 서로 반대 방향으로 회전하도록 구성 및 형성되고, 상기 보강재들 각각에 연결되고,
   상기 보강재들 각각은 한 세트의 기하학적인 형상의 형태를 한 입체 프레임을 형성하는 로드들을 포함하고, 상기 기하학적인 형상의 형태는 정사각형 베이스를 가진 상부 피라미드형 부분 및 정사각형 베이스를 가진 하부 피라미드형 부분을 포함하고, 상기 상부 피라미드형 부분 및 상기 하부 피라미드형 부분은 상기 피라미드형 부분들 각각의 평행한 평면들을 이루는 베이스들 및 상기 피라미드형 부분들의 정점들로 구성되고, 상기 정점들을 지나는 라인은 상기 베이스들의 평면들에 대해 수직하고,
   상기 피라미드형 부분들은 상기 상부 피라미드형 부분의 베이스의 측면이 상기 하부 피라미드형 부분의 베이스의 측면에 대해 45 도의 각도를 이루도록 서로 정렬되고,
   상기 피라미드형 부분들은, 서로 이격되고, 상기 상부 피라미드형 부분의 각각의 코너로부터 상기 하부 피라미드형 부분의 베이스의 가장 가까운 2 개의 코너들로 각각 연장되는 2 개의 로드들에 의해 서로 단단하게 연결되는 것을 특징으로 하는 기계 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 동력원은 전기 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 기계 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 동력원은 DC 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 기계 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 동력원은 풍력 작동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 기계 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 동력원은 AC 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 기계 장치.
6. 제 3 항에 있어서,
   상기 기계 장치는, 상기 모터에 에너지를 제공하도록 상기 모터에 연결되어 가동하는 태양 패널을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기계 장치.
7. 제 3 항에 있어서,
   상기 동력원의 에너지는 수력을 포함하는 것을 특징으로 하는 기계 장치.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 내부 입체 프레임 보강재에 연결되어 동작하는 동력원은 상기 외부 입체 프레임 보강재에 연결되어 동작하는 동력원으로부터 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 기계 장치.
9. 제 1 항에 있어서,
   250 내지 1000 rpm의 회전 속도로 회전하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 기계 장치.
10. 제 1 항에 있어서,
    하나 이상의 로드들은 실질적으로 스테인리스 강 및 알루미늄으로부터 선택된 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 기계 장치.
11. a. 특정 대칭형 기하학적 형상물로 구성된 제 1 수직 입체 프레임을 상기 제 1 수직 입체 프레임의 수직 중심 라인 주위에서 회전시키는 단계; 및
    b. 상기 제 1 수직 입체 프레임과 실질적으로 동일한 형상을 가지고, 상기 제 1 수직 입체 프레임과 공통된 중심 라인을 갖는 제 2 수직 입체 프레임을 회전시키는 단계를 포함하고,
    상기 제 2 수직 입체 프레임은 약 5 : 4의 비율로 상기 제 1 수직 입체 프레임에 축소 비례하고,
    상기 제 1 수직 입체 프레임과 상기 제 2 수직 입체 프레임은 서로 반대 방향으로 회전하고,
    상기 특정 대칭형 기하학적 형상물은:
    i. 4 접 대칭물(4-fold symmetry)이 상기 수직 중심 라인을 중심으로 회전 대칭을 이루도록 구성되고,
    ii. 상기 특정 대칭형 기하학적 형상물의 상부 말단부 및 하부 말단부에, 합동이고 서로 마주보며 정사각형 베이스를 가진 피라미드형 부분들을 포함하는 것을 특징으로 하는 식물 처리 방법.
12. 제 11 항에 있어서,
    수직 입체 프레임을 포함하는 특정 대칭형 기하학적 형상물은 정사각형 베이스를 가진 상부 피라미드형 부분 및 정사각형 베이스를 가진 하부 피라미드형 부분을 포함하는 한 세트의 기하학적 형상물이고, 상기 상부 피라미드형 부분 및 상기 하부 피라미드형 부분은 상기 피라미드형 부분들 각각의 평행한 평면들을 이루는 베이스들 및 상기 피라미드형 부분들의 정점들로 구성되고, 상기 정점들을 지나는 라인은 상기 베이스들의 평면들에 대해 수직하고,
    상기 피라미드형 부분들은 상기 상부 피라미드형 부분의 베이스의 측면이 상기 하부 피라미드형 부분의 베이스의 측면에 대해 45 도의 각도를 이루도록 서로 정렬되고,
    상기 피라미드형 부분들은, 서로 이격되고, 상기 상부 피라미드형 부분의 각각의 코너로부터 상기 하부 피라미드형 부분의 베이스의 가장 가까운 2 개의 코너들로 각각 연장되는 2 개의 로드들에 의해 서로 단단하게 연결되는 것을 특징으로 하는 식물 처리 방법.
13. 제 11 항에 있어서,
    각각의 회전 속도는 약 400 내지 500 rpm인 것을 특징으로 하는 식물 처리 방법.
14. 제 11 항에 있어서,
    상기 피라미드형 부분들을 구성하는 로드 대 상기 피라미드형 부분들을 서로 연결시키는 로드의 비는 약 1 : 1.8 내지 약 1 : 2인 것을 특징으로 하는 식물 처리 방법.
15. 제 11 항에 있어서,
    상기 특정 대칭형 기하학적 형상물은 제 1 항에 기재된 보강재로 구성된 것을 특징으로 하는 식물 처리 방법.
16. 제 11 항에 있어서,
    회전 속도들 중 적어도 하나의 회전 속도는 약 400 내지 500 rpm인 것을 특징으로 하는 식물 처리 방법.
17. 제 11 항에 있어서,
    회전 속도들 중 적어도 하나의 회전 속도는 약 100 내지 2000 rpm인 것을 특징으로 하는 식물 처리 방법.
18. 제 1 항에 따른 기계 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 오락 장치.

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