KR20200003877A - 식물 처리 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
식물 처리 시스템, 장치 및 방법이 제시된다. 식물 처리를 위한 하나의 기술된 시스템은 식물 처리 장치 및 식물 처리 장치와의 데이터 통신을 위해 구성되고 동작 가능한 제어 시스템을 포함한다. 식물 처리 장치는 하나 이상의 처리 채널 및 하나 이상의 처리 채널과 관련된 적어도 하나의 식물 처리 디바이스 -적어도 하나의 식물 처리 디바이스는 식물의 적어도 일부분의 진동을 제어 가능하게 유도하도록 구성되고 동작 가능하고, 진동은 식물의 적어도 일부분에 처리를 적용하도록 구성됨- ; 및 식물의 적어도 일부분의 상태를 나타내는 감지 신호를 제공하도록 구성되고 동작 가능한 하나 이상의 센서를 포함하는 감지 시스템을 포함하고, 하나 이상의 센서는 식물의 적어도 일부분의 이미지 데이터를 나타내는 감지 신호를 제공하도록 구성되고 동작 가능한 광학 센서를 포함한다. 제어 시스템은 감지 시스템에 의해 생성된 감지 신호를 수신하고 프로세싱하며, 감지 신호의 프로세싱은 식물의 적어도 일부분의 상태를 결정하고 식물의 적어도 일부분의 처리에 대응하는 진동을 유도하도록 적어도 하나의 식물 처리 디바이스를 동작시키는 것을 포함한다.
Description
본 발명은 온실 재배 식물과 같은 산업식 농업에서의 식물의 자동화된 처리에 관한 것이다. 구체적으로, 식물의 처리는 예를 들어 표적화된 기계식 수분, 국소화된 질병의 예방 및/또는 치료, 및 수분 및/또는 식물 성장 정도의 억제/제어를 포함한다.
작물은 식물 수명 주기 내내 식물의 건강을 유지하는 것으로 시작해 이어서 꽃을 수분하고 건강한 작물을 보장하는 많은 주의를 기울여야 한다. 지속적인 인구 증가와 감소하는 비용으로의 건강한 삶에 대한 관심 증가로, 전통적인 농업 방식은 매일 도전받고 있다. 알려진 바와 같이, 우리가 먹거나 사용하는 작물의 대부분은 주로 바람이나 곤충에 의해 수분된다. 그러나 여러가지 이유로 이러한 자연적 프로세스가 존재하지 않거나 최적으로 기능하지 않는다. 예를 들어, 농업 지역에서 곤충의 양의 감소 또는 소멸, 또는 곤충의 이동 및 수분 능력을 제한하는 환경적 조건이 그러하다. 예를 들어, 온실에서는 바람과 곤충이 들어가서 수분할 수 없다. 또한, 식량 및 비용 절감에 대한 증가하는 요구는 더 효율성을 필요로 하며, 이는 결과적으로 농부가 착과(fruit set)를 향상시키고 자연 수분 이상의 수확량을 얻게 한다.
조건과 비용에 따라, 솔루션은 다양한 방법의 수동 수분에서부터 꿀벌 벌집과 같은 농업 영역으로의 곤충의 인공적인 도입 또는 산업적으로 재배된 곤충(예로서, 꿀벌)에 이르기까지 다양하다. 또한, 식물을 유지하는 진동 케이블과 같은 기계적 솔루션, 또는 자가 수분할 수 있는 개별 식물, 식물의 트러스 또는 꽃을 수동으로 진동시키는 것이 존재한다.
많은 지역에서, 노동력과 비용의 가용성으로 인해 수동 수분이 금지된다. 벌은 또한 몇몇 단점을 기진다: 이들은 소정의 환경 조건이 필요하거나 살충제에 민감하고,(온실로부터) 탈출할 수 있거나 근처에 더 수익성 있는 작물을 수분시킬 수 있다. 그들은 또한 바이러스와 곰팡이를 옮길 수 있다.
미국 특허 출원 20160353661은 프로세싱 회로로 꽃을 갖는 식물에 관한 식물 데이터를 수신하는 단계 및 프로세싱 회로에 의해 식물 데이터에 기초해 복수의 꽃의 일부분을 선택적으로 수분하도록 로봇 디바이스의 동작을 제어하는 단계를 포함하는 식물의 수분 방법을 기술한다. 로봇 디바이스는 식물 데이터를 획득하도록 구성된 센서, 식물의 꽃을 수분하도록 구성된 수분 디바이스, 꽃가루를 수집하도록 구성된 수집 디바이스 및 꽃이 수분되는 것을 방지하도록 구성된 수분 방지 디바이스를 포함한다.
US20180065749는 작물을 수분하는 방법 및 시스템을 기술하고, 이 시스템은 제 1 작물의 꽃으로부터 꽃가루를 수집하고 제 1 작물의 꽃으로부터 수집된 꽃가루를 제 2 작물의 꽃에 도포하도록 구성된 꽃가루 어플리케이터 및 꽃가루 어플리케이터에 의해 제 1 작물의 꽃으로부터 수집된 꽃가루가 꽃가루 어플리케이터에 의해 제 2 작물의 꽃에 성공적으로 적용되었는지를 입증하도록 꽃가루 어플리케이터에 의해 제 2 작물의 꽃에 적용된 꽃가루의 존재를 검출하도록 구성된 센서를 포함하는 하나 이상의 무인 차량을 포함한다.
본 발명은 모든 성장 및 결실 사이클 동안 식물을 처리하기 위한 신규한 기술을 제공하며, 이는 식물 건강, 수분 및 수분 후 준비를 모니터링하는 것, 그리고 수율에 대해 최대한 효율성 및 효과를 보장하도록 적절한 처리를 적용함으로써 전술된 조건 또는 단계의 각각에서 개입하는 것을 포함하지만, 이것으로 제한되지 않는다.
본 발명의 시스템 및 방법은 자율적이며 사람의 개입 없이 자율적으로 농업 지역의 모든 식물을 모니터링하고 처리하기 위해 특정 식물 또는 식물의 일부에 접근할 수 있는 로봇 처리 디바이스(들)에 기초한다.
또한, 본 발명의 매우 효과적인 시스템 및 방법은 적용되는 처리가 하위 식물 수준으로, 단일 꽃 또는 꽃의 특정 부분으로 표적화되고 국소적이라는 점에서 자원, 에너지 및 비용 효율적이다.
일부 양태에서, 본 발명은 예를 들어 산업 농업에 사용하기 위해 꽃을 수분, 특히 자동적으로 꽃을 수분함으로써 식물 처리를 위한 신규한 기술을 제공한다. 이 시스템은 식물의 하나 이상의 꽃을 선택적으로 수분시키기 위해 식물의 하나 이상의 영역에서 진동을 유도한다. 때때로 식물의 일부분으로 지칭되는 하나 이상의 영역은 예를 들어 식물 줄기, 가지, 잎 줄기, 잎, 꽃의 그룹, 꽃 또는 꽃의 일부일 수 있다. 이 시스템은 최적의 시간과 에너지에서 필요한만큼의 꽃에 효율적으로 신속하게 수분하도록, 꽃 표적을 검출하고 이들이 수분될 준비가 되었는지를 결정하고 아직 수분되지 않았는지 여부를 결정할 수 있으며, 이것에 의해 넓은 양의 식물을 다룰 수 있다.
다른 양태에서, 본 발명은 수율을 최적화하기 위해 꽃의 과잉 수분을 억제하는 것을 포함하는 식물 처리 시스템 및 방법을 제공한다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 질병의 국소 식별 및 선택적으로 질병을 치료하는 것을 포함하는 식물 처리를 위한 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 자율 시스템 및 방법은 특히 몇 가지 중요한 이점을 갖는다: 기술은 인간 노동의 이용가능성에 의해 제한되지 않고; 꿀벌의 효율적인 사용에 필요한 온도 및 기타 조건에 민감하지 않고; 꿀벌을 죽이거나 일정 시간 동안 제거를 요구할 수 있는 살충제에 민감하지 않고; 꿀벌을 사용할 수 있는 지역으로 제한되지 않고; 예를 들어 벌에 쏘이는 것과 같이 근로자에게 위협이 되지 않고; 후속 가지치기를 요구하는 과도한 수분을 방지하기 위해 벌이 선택적 수분을 수행할 수 없다는 사실에 의해 제한되지 않으며; 벌이 꽃을 너무 많이 방문하면 꽃을 손상시킬 수 있다는 사실의 영향을 받지 않는다.
따라서 본 발명의 제 1 광범위한 양태에 따르면, 식물 처리 시스템(plant treatment system)이 제공되고, 이것은:
식물 처리 장치로서,
하나 이상의 처리 채널 및 상기 하나 이상의 처리 채널과 관련된 적어도 하나의 식물 처리 디바이스 -상기 적어도 하나의 식물 처리 디바이스는 식물의 적어도 일부분의 진동을 제어가능하게 유도하도록 구성되고 동작 가능하고, 상기 진동은 식물의 상기 적어도 일부분에 처리를 적용하도록 구성됨- ; 및
식물의 상기 적어도 일부분의 상태를 나타내는 감지 신호를 제공하도록 구성되고 동작 가능한 하나 이상의 센서를 포함하는 감지 시스템 -하나 이상의 센서는 식물의 상기 적어도 일부분의 이미지 데이터를 나타내는 감지 신호를 제공하도록 구성되고 동작 가능한 광학 센서를 포함- 을 포함하는 식물 처리 장치; 및
감지 시스템에 의해 생성된 감지 신호를 수신 및 프로세싱하도록 상기 식물 처리 장치와의 데이터 통신을 위해 구성되고 동작 가능한 제어 시스템 -상기 감지 신호의 프로세싱은 식물의 상기 적어도 일부분의 상태를 결정하고, 식물의 상기 적어도 일부분의 처리에 대응하는 진동을 유도하도록 상기 적어도 하나의 식물 처리 디바이스를 동작시키는 것을 포함- 을 포함한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 처리 채널 중 적어도 하나는 유체 흐름 채널로서 구성될 수 있다. 적어도 하나의 처리 디바이스는 상기 유체 흐름 채널을 통해 식물의 상기 적어도 일부분을 향해서 사전결정된 흐름 프로파일을 갖는 기류를 발생시킴으로써 진동을 유도하도록 구성되고 동작 가능할 수 있다. 적어도 하나의 처리 디바이스는 식물의 상기 적어도 일부분 내의 특정한 하나 이상의 영역을 향하도록 지향될 수 있고 진동을 유도하는 방향성이고 표적화된 유체 스트림인 기류의 흐름 프로파일을 생성하도록 구성되고 동작 가능할 수 있다.
일부 실시예에서, 적어도 하나의 식물 처리 디바이스는 진동하면서 식물의 상기 적어도 일부분과 접촉하고 그에 따라 식물의 상기 적어도 일부분에도 진동을 유도하도록 구성되고 동작 가능한 진동 요소를 포함한다.
일부 실시예에서, 적어도 하나의 식물 처리 디바이스는 식물 수분(pollination) 디바이스로서 구성되고 동작 가능하여, 그에 따라 상기 유도된 진동이 식물의 상기 적어도 일부분 중의 적어도 하나의 꽃의 수분을 발생시키게 구성될 수 있다. 적어도 하나의 식물 처리 디바이스는 미생물, 바이러스 및/또는 기타 유해한 대상을 차단하고 기류 또는 유체 흐름으로 이들을 식물의 적어도 일부분에 전달하는 것을 방지하도록 구성되고 동작 가능한 필터를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 식물 처리 장치는 하나 이상의 처리 물질을 식물의 상기 적어도 일부분의 하나 이상의 영역 상에 국부적으로 전달 또는 분무하도록 구성되고 동작 가능한 물질 전달 디바이스를 포함하는 추가의 식물 처리 디바이스를 더 포함하고, 상기 처리 물질은: 식물 질병을 치료하기 위한 약제, 식물 성장을 유도하는 식물 호르몬, 해충을 죽이는 살충제, 또는 성장 및/또는 수분을 방지하는 식물 손상 물질 중 하나 이상을 포함한다. 물질 전달 디바이스는 상기 하나 이상의 처리 채널과 관련될 수 있다. 식물 처리 디바이스 및 상기 추가의 식물 처리 디바이스는 상기 적어도 하나의 유체 흐름 채널과 관련될 수 있다. 물질 전달 디바이스는 식물의 상기 적어도 일부분 중의 적어도 하나의 꽃을 향해 꽃가루를 분무하도록 구성되고 동작 가능할 수 있다.
일부 실시예에서, 적어도 하나의 식물 처리 디바이스는 진동 요소를 포함하고, 상기 제어 시스템은 진동의 주파수, 진폭 및 지속시간 중 적어도 하나를 제어함으로써 진동 요소의 진동의 사전결정된 프로파일을 제공하도록 구성되고 동작 가능하다.
일부 실시예에서, 적어도 하나의 처리 디바이스는 기류를 발생시킴으로써 진동을 유도하도록 구성되고 동작 가능하며, 상기 제어 시스템은 다음의 파라미터: 공기의 트레인 펄스(train pulse)의 수, 트레인 펄스 사이의 시간 간격, 각 트레인 펄스의 펄스 수, 각 트레인 펄스의 두 펄스 사이의 시간 간격, 각 펄스에서의 압력의 진폭, 각 펄스의 지속시간 중 적어도 하나를 제어함으로써 기류의 사전결정된 프로파일을 제공하도록 구성되고 동작 가능하다.
일부 실시예에서, 광학 센서 및 유체 흐름 처리 채널은 광학 센서의 시선축과 방향성 유체 스트림의 전파축 사이 사전결정된 고정된 상대 배향으로 구성된다. 사전결정된 고정된 상대 배향은 광학 센서의 시선 축과 방향성 유체 스트림의 전파 축 사이의 오프셋 및/또는 각도 차이를 포함할 수 있다. 처리되는 식물의 적어도 일부분은 광학 센서의 시야 내에 위치될 수 있다. 광학 센서의 집광면은 상기 방향성 유체 스트림의 유체 배출 조리개에 인접하게 위치될 수 있다. 광학 센서 및 유체 배출 조리개는 고정적으로 부착될 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 식물 처리 장치는 차량 또는 농장 지역의 컨테이너로부터 꽃가루를 수집하고 수집된 꽃가루를 식물의 상기 적어도 일부분 중 적어도 하나의 꽃의 암술로 전달하도록 구성되고 동작 가능한 꽃가루 운반 디바이스를 더 포함한다. 꽃가루 운반 디바이스는 수집된 꽃가루를 상기 표면에 부착시키도록 구성된 패턴화된 표면을 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 감지 시스템은 식물의 상기 적어도 일부분 부근의 하나 이상의 환경 조건을 나타내는 감지 신호를 제공하도록 구성되고 동작 가능한 하나 이상의 환경 센서를 더 포함한다. 식물 처리 장치는 식물의 상기 적어도 일부분 주변의 온도 및 습도 중 적어도 하나를 변경하도록 구성되고 동작 가능한 환경 조절 디바이스를 포함하는 추가의 식물 처리 장치를 더 포함할 수 있다. 제어 시스템은 상기 환경 조절 디바이스를 동작시키도록 구성되고 동작 가능할 수 있다. 환경 조절 디바이스는 상기 하나 이상의 처리 채널과 관련될 수 있다. 식물 처리 디바이스, 물질 전달 디바이스 및 환경 조절 디바이스는 상기 적어도 하나의 유체 흐름 채널과 관련될 수 있다.
일부 실시예에서, 제어 시스템은 감지 신호를 프로세싱하고, 식물의 상기 적어도 일부분 내의 꽃이 수분될 것으로 결정되면, 식물의 적어도 일부분에서 상기 진동을 유도하도록 상기 적어도 하나의 식물 처리 디바이스에 대한 상응하는 동작 데이터를 생성하도록 구성되고 동작 가능하다.
일부 실시예에서, 감지 시스템은 식물의 상기 적어도 일부분 부근의 하나 이상의 환경 조건을 나타내는 감지 신호를 제공하도록 구성되고 동작 가능한 하나 이상의 환경 센서를 포함하고, 감지 신호는 수분에 대한 불리한 조건을 나타낼 수 있으며, 제어 시스템은 단위 결실 과일 성장을 유도하는 호르몬을 전달 또는 분무하도록 상기 물질 전달 시스템에 대한 동작 데이터를 생성할 수 있다. 감지 신호는 식물의 상기 적어도 일부분의 질병 또는 식물의 상기 적어도 일부분 상에 또는 그 주변에 있는 해충을 나타낼 수 있으며, 제어 시스템은 약제 또는 살충제를 각각 전달 또는 분무하기 위해 상기 물질 전달 시스템에 대한 동작 데이터를 생성할 수 있다.
일부 실시예에서, 적어도 하나의 식물 처리 디바이스를 살균 및/또는 세척 및/또는 소독하도록 구성되고 동작 가능한 살균 및/또는 세척 및/또는 소독 조립체를 더 포함한다. 살균 및/또는 세척 및/또는 소독 조립체는: 열풍기, 세척 재료 도포기 및 세척 또는 소독 또는 살균 재료 분무기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 식물 처리 장치는 식물 처리 장치를 식물의 상기 적어도 일부분 부근으로 가져가서 상기 식물 처리 시스템에 의해 식물의 상기 적어도 일부분을 처리할 수 있게 하도록 구성되고 동작 가능한 내비게이션 및 추적 조립체를 포함한다. 내비게이션 및 추적 조립체는 상기 식물 처리 조립체를 운반하는 로봇 팔을 포함할 수 있고, 제어 시스템은 로봇 팔을 3차원으로 제어가능하게 이동시키도록 구성되고 동작 가능할 수 있다. 내비게이션 및 추적 조립체는 식물 처리 장치를 식물의 상기 적어도 일부분 부근으로 제어가능하게 운반하도록 구성되고 동작 가능한 지상 차량을 포함할 수 있다. 내비게이션 및 추적 조립체는: 하나 이상의 광학 센서 및 위치결정 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 내비게이션 및 추적 조립체는 로봇 팔의 공간 이동 경로를 결정하여 식물 처리 공정 시간 및 에너지를 최적화하도록 구성되고 동작 가능한 관성 모멘트 유닛을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 제어 시스템은 이미지(들) 내의 꽃의 존재를 식별하고 수분의 유무를 나타내는 꽃 파라미터를 식별하고/하거나 훈련된 인공 지능을 이용함으로써 수분을 위한 꽃(들)의 준비상태를 식별하도록, 상기 감지 신호에 기초하여 상기 감지 신호를 수분할 준비가 된 꽃의 이미지를 포함하는 기준 데이터와 비교하고/하거나 상기 이미지 데이터를 프로세싱함으로써 식물의 상기 일부분 상의 적어도 하나의 꽃이 수분할 준비가 되었는지를 결정하도록 구성되고 동작 가능하다.
일부 실시예에서, 제어 시스템은 적어도 광학 센서로부터의 감지 신호를 분석하고 처리 중에 또는 처리 후에 식물의 상기 적어도 일부분의 조건을 결정하며, 대응하는 피드백 데이터를 생성함으로써 식물의 적어도 일부분에서 유도된 진동에 영향을 미치는 처리의 적어도 하나의 파라미터의 변경에 관한 결정을 가능하게 하도록 구성되고 동작 가능하다.
일부 실시예에서, 식물 처리 장치는 하나 이상의 꽃에 수분이 발생하는 것을 방지하고/하거나 식물의 상기 적어도 일부분 내의 추가 꽃의 성장 및 개화를 방지하는 동시에 식물의 근처 부분에 대한 손상을 최소화하도록 구성되고 동작 가능한 수분 억제 디바이스를 더 포함한다. 수분 억제 디바이스는 식물의 상기 적어도 일부분에 사전결정된 레이저 파라미터를 조사함으로써 식물의 상기 적어도 일부분을 손상시키도록 구성되고 동작 가능한 레이저 디바이스를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 적어도 하나의 처리 디바이스는, 식물의 근처 부분에 대한 손상을 최소화하면서 식물의 상기 적어도 일부분의 하나 이상의 영역을 연소시키고 하나 이상의 꽃에 수분이 발생하는 것을 방지 및/또는 식물의 상기 적어도 일부분 내의 추가 꽃의 성장 및 개화를 방지하도록, 유체 스트림 배출구의 크기를 제어함으로써 유체 스트림 방향성을 유지시키면서 사전결정된 고온을 갖는 상기 유체 스트림을 발생시키도록 구성되고 동작 가능한 수분 억제 디바이스로서 구성되고 동작 가능하다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 식물 처리 장치가 제공되고, 이는,
하나 이상의 처리 채널 및 상기 하나 이상의 처리 채널과 관련된 적어도 하나의 식물 처리 디바이스 -상기 적어도 하나의 식물 처리 디바이스는 식물의 적어도 일부분의 진동을 제어가능하게 유도하도록 구성되고 동작 가능하며, 상기 진동은 식물의 상기 적어도 일부분에 처리를 적용하도록 구성됨- ;
상기 식물의 상기 적어도 일부분의 상태를 나타내는 감지 신호를 제공하도록 구성되고 동작 가능한 하나 이상의 센서를 포함하는 감지 시스템 -상기 하나 이상의 센서는 식물의 상기 적어도 일부분의 이미지 데이터를 나타내는 감지 신호를 제공하도록 구성되고 동작 가능한 광학 센서를 포함함- ; 및
감지 신호를 제어 시스템에 전송하고 상기 적어도 하나의 식물 처리 디바이스에 대한 동작 데이터를 제어 시스템으로부터 수신하여 식물의 상기 적어도 일부분에 대한 처리에 대응하는 진동을 유도하기 위한, 제어 시스템과의 데이터 통신을 위한 통신 유틸리티를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 식물 처리 장치가 제공되고, 이것은:
하나 이상의 유체 처리 채널 및 상기 하나 이상의 유체 처리 채널 및 하나 이상의 물질 저장소와 관련된 적어도 하나의 식물 처리 디바이스 -상기 적어도 하나의 식물 처리 디바이스는: 약제, 살충제, 호르몬 및/또는 열기로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질을 식물의 적어도 일부분에 전달 또는 분무하도록 구성되고 동작 가능함- ;
식물의 상기 적어도 일부분의 상태를 나타내는 감지 신호를 제공하도록 구성되고 동작 가능한 하나 이상의 센서를 포함하는 감지 시스템 -상기 하나 이상의 센서는 식물의 상기 적어도 일부분의 이미지 데이터를 나타내는 감지 신호를 제공하도록 구성되고 동작 가능한 광학 센서 및 식물의 상기 적어도 일부분 부근에서 하나 이상의 환경 조건을 나타내는 감지 신호를 제공하도록 구성되고 동작 가능한 하나 이상의 환경 센서를 포함함- ; 및
식물의 상기 적어도 일부분의 하나 이상의 조건: 질병, 식물 부근의 해충 존재, 식물 부근의 환경 조건에 각각 기초해 하나 이상의 상기 물질을 전달 또는 분무하도록, 제어 시스템에 감지 신호를 전송하고 제어 시스템으로부터 상기 적어도 하나의 식물 처리 디바이스에 대한 동작 데이터를 수신하기 위해 제어 시스템과의 데이터 통신을 위한 통신 유틸리티를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 식물 처리 장치가 제공되고, 이것은:
하나 이상의 처리 채널 및 상기 하나 이상의 처리 채널과 관련된 적어도 하나의 식물 처리 디바이스 -상기 적어도 하나의 식물 처리 디바이스는 식물의 적어도 일부분에 대해 표적화된 손상을 야기하도록 구성되고 동작 가능함- ;
식물의 상기 적어도 일부분의 상태를 나타내는 감지 신호를 제공하도록 구성되고 동작 가능한 하나 이상의 센서를 포함하는 감지 시스템 -상기 하나 이상의 센서는 식물의 상기 적어도 일부분의 이미지 데이터를 나타내는 감지 신호를 제공하도록 구성되고 동작 가능한 광학 센서를 포함함- ; 및
감지 신호를 제어 시스템에 전송하고 상기 적어도 하나의 식물 처리 디바이스에 대한 동작 데이터를 제어 시스템으로부터 수신하여 식물의 상기 적어도 일부분의 하나 이상의 조건: 회복 불가한 질병, 사전결정된 수의 꽃이 이미 수분되었는지에 기초해 식물의 상기 적어도 일부분에 손상을 야기하기 위한, 제어 시스템과의 데이터 통신을 위한 통신 유틸리티를 포함한다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 처리 채널은: 사전결정된 파라미터의 세기 및/또는 파장을 갖는 레이저, 사전결정된 고온 및 흐름 프로파일을 갖는 공기, 및 물질 전달 중 적어도 하나를 포함한다.
본 발명의 다른 광범위한 양태에 따르면, 식물 처리 방법이 제공되고, 이는:
- 식물의 적어도 일부분의 이미지 데이터를 포함하는 감지 데이터를 획득하는 단계;
- 식물의 상기 적어도 일부분 상의 하나 이상의 꽃이 수분할 준비가 되었는지 여부를 결정하도록 상기 감지 데이터를 분석하는 단계; 및
- 수분할 준비가 된 하나 이상의 꽃이 검출되면, 상기 수분할 준비가 된 하나 이상의 꽃에서 진동을 유도함으로써 상기 수분할 준비가 된 하나 이상의 꽃을 수분시키는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 감지 데이터의 획득 및 분석 단계는 식물의 상기 적어도 일부분의 주변에서 환경 조건을 나타내는 환경 데이터를 획득 및 분석하는 단계 및 상기 환경 조건이 수분을 허용하지 않는지를 결정하여 수분 전에 상기 환경 조건을 변경하는 것을 가능하게 하는 단계를 더 포함한다. 수분 전에 상기 환경 조건을 변경하는 상기 단계는 다음과 같을 수 있다:
- 상기 환경 데이터가 수분에 필요한 것보다 높은 습도를 나타내는 경우, 식물의 상기 주변 또는 상기 적어도 일부분에 열풍을 적용하는 단계; 및
- 상기 환경 데이터가 수분에 필요한 것보다 낮은 습도를 나타내는 경우, 식물의 상기 주변 또는 상기 적어도 일부분에 습한 공기를 적용하는 단계.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 식물 처리 방법이 제공되고, 이는:
- 식물의 적어도 일부분의 이미지 데이터를 포함하는 감지 데이터를 획득하는 단계;
- 식물의 상기 적어도 일부분 상의 사전결정된 수의 꽃이 수분되었는지 여부를 결정하도록 상기 감지 데이터를 분석하는 단계; 및
- 사전결정된 수의 꽃이 수분되었음을 결정함에 따라, 식물의 상기 적어도 일부분 상의 다른 꽃(들)의 수분을 억제하거나 다른 꽃(들)의 성장 및 개화를 방지하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 수분 억제는:
- 사전결정된 온도, 속도 및 공간 프로파일의 유체 스트림을 식물의 상기 적어도 일부분의 적어도 부분으로 보내는 단계;
- 식물의 상기 적어도 일부분의 적어도 부분에 특정 물질을 전달 또는 분무하는 단계;
- 식물의 상기 적어도 일부분의 적어도 부분을 식물 종류에 대응하는 사전결정된 파라미터를 갖는 레이저로 조사하는 단계 중 하나 이상에 의해서 획득된다. 일부 실시예에서, 식물의 상기 적어도 일부분의 상기 적어도 부분은 단일 꽃 또는 단일 꽃 내의 영역을 포함한다.
본 명세서에 개시된 주제를 더 잘 이해하고 그것이 실제로 어떻게 수행될 수 있는지를 예시하기 위해, 실시예는 이제 첨부된 도면을 참조하여 비제한적인 예시로서만 설명될 것이다:
도 1은 본 발명에 따른 식물 처리 시스템의 예시적인 실시예를 블록도로 도시한다;
도 2는 기류를 통해 식물의 적어도 일부분에서 진동을 유도하는 처리 장치의 비제한적인 예를 도시한다;
도 3은 접촉 방식으로 식물의 적어도 일부분에서 진동을 유도하는 처리 장치의 비제한적인 예를 도시한다;
도 4a 내지 도 4c는 방향성 국소 물질 또는 유체를 식물의 적어도 일부분에 전달하는 처리 장치의 3개의 비제한적인 예를 도시한다;
도 5는 기류 또는 유체 전달 처리 채널의 조리개를 제어하는 장치를 도시한다;
도 6은 접촉 방식으로 꽃가루를 꽃에 전달하기 위한 처리 시스템의 비제한적인 예를 도시한다;
도 7a 내지 도 7c는 식물의 일부에 대한 수분을 억제하는 처리 장치의 3개의 비제한적인 예를 도시한다;
도 8은 이미징 센서와 함께 처리 장치를 장착하는 비제한적인 예를 도시한다;
도 9는 세척/살균/소독 시스템과 함께, 접촉 방식으로 식물의 적어도 일부분에서 진동을 유도하는 처리 장치를 장착하는 비제한적인 예를 도시한다;
도 10은 수 개의 서로 다른 처리 장치와 함께 사용하기 위한 내비게이션 및 추적 조립체의 비제한적인 예를 도시한다;
도 11은 로봇 차량 상에 기류를 통해 진동을 유도하는 수 개의 처리 장치를 장착하는 비제한적인 예를 도시한다;
도 12는 식물의 적어도 일부분에서 진동을 유도하기 위한 기류 패턴의 비제한적인 예를 도시한다; 그리고
도 13은 로봇 차량에 장착된 수분 억제 디바이스의 비제한적인 예를 도시한다.
도 1은 본 발명에 따른 식물 처리 시스템의 예시적인 실시예를 블록도로 도시한다;
도 2는 기류를 통해 식물의 적어도 일부분에서 진동을 유도하는 처리 장치의 비제한적인 예를 도시한다;
도 3은 접촉 방식으로 식물의 적어도 일부분에서 진동을 유도하는 처리 장치의 비제한적인 예를 도시한다;
도 4a 내지 도 4c는 방향성 국소 물질 또는 유체를 식물의 적어도 일부분에 전달하는 처리 장치의 3개의 비제한적인 예를 도시한다;
도 5는 기류 또는 유체 전달 처리 채널의 조리개를 제어하는 장치를 도시한다;
도 6은 접촉 방식으로 꽃가루를 꽃에 전달하기 위한 처리 시스템의 비제한적인 예를 도시한다;
도 7a 내지 도 7c는 식물의 일부에 대한 수분을 억제하는 처리 장치의 3개의 비제한적인 예를 도시한다;
도 8은 이미징 센서와 함께 처리 장치를 장착하는 비제한적인 예를 도시한다;
도 9는 세척/살균/소독 시스템과 함께, 접촉 방식으로 식물의 적어도 일부분에서 진동을 유도하는 처리 장치를 장착하는 비제한적인 예를 도시한다;
도 10은 수 개의 서로 다른 처리 장치와 함께 사용하기 위한 내비게이션 및 추적 조립체의 비제한적인 예를 도시한다;
도 11은 로봇 차량 상에 기류를 통해 진동을 유도하는 수 개의 처리 장치를 장착하는 비제한적인 예를 도시한다;
도 12는 식물의 적어도 일부분에서 진동을 유도하기 위한 기류 패턴의 비제한적인 예를 도시한다; 그리고
도 13은 로봇 차량에 장착된 수분 억제 디바이스의 비제한적인 예를 도시한다.
본 발명에 따른, 식물의 적어도 일부분를 처리하기 위한 식물 처리 시스템(100)의 비제한적인 실시예의 특징의 일반적인 개략도를 도시한 도 1을 참조한다. 식물 처리 시스템(100)은 식물 처리 장치(102) 및 데이터 및/또는 제어 라인(107a 및 107b)을 통해 식물 처리 장치(102)와 연결되어 통신하는 제어 시스템(107)을 포함한다. 식물 처리 장치(102)는 하나 이상의 처리 채널(106) 및 하나 이상의 처리 채널과 관련된 하나 이상의 식물 처리 디바이스(103)를 포함한다. 식물 처리 장치(102)는 또한 제어 시스템(107)에 식물의 적어도 일부분의 상태를 나타내는 감지 신호(105b)를 제공하도록 구성되고 동작 가능한 하나 이상의 센서(105)를 포함하는 감지 시스템(104)을 포함한다.
따라서, 식물 처리 시스템(100)은 감지 시스템(104)에 의해 개화 단계, 수분 및 결실 단계를 포함하는 모든 성장 단계 동안 식물을 모니터링하도록 구성되고 동작 가능하며, 하나 이상의 식물 성장 단계와 관련된 식물의 사전결정된 조건이 식별되면, 식물 처리 시스템(100)은 하나 이상의 처리 채널(104)과 관련된 하나 이상의 식물 처리 디바이스(103)에 의해 대응하는 처리를 적용하도록 구성되고 동작 가능하다. 예를 들어, 식물 처리 시스템(100)은 감지 시스템(104)의 적합한 센서(들)를 통해 예를 들어 수분과 관련된 상태, 예를 들어 식물 상의 하나 이상의 꽃이 수분될 준비가 되었는지 여부를 식별하며 그 결과로 하나 이상의 꽃을 수분시키기 위해 적어도 하나의 식물 처리 디바이스(103)를 동작시킨다. 일부 실시예들에서, 그리고 아래에서 더 상세히 설명될 바와 같이, 식물 처리 시스템(100)은 감지 시스템(104)의 적절한 센서(들)에 의해 식물의 건강을 모니터링할 수 있고, 식물이 특정 질병을 앓고 있음을 식별하면, 식물 처리 시스템은 예를 들어 적합한 약물 또는 약제를 전달함으로써 병든 식물에 상응하는 처리를 적용하기 위해 적어도 하나의 처리 디바이스(103)를 동작시킨다.
설명된 바와 같이, 감지 시스템(104)은 하나 이상의 센서(105)에 의해 식물의 상태를 모니터링하고, 대응하는 감지 데이터를 생성하고 감지 데이터를 제어 시스템(107)으로 전송한다. 제어 시스템(107)은 처리 라인의 적어도 일부의 상태를 결정하기 위해 감지 신호를 프로세싱한 다음, 동작 데이터를 생성하고 이를 제어 라인(107b)을 통해 전송함으로써 식물의 적어도 일부분에 대응하는 처리를 적용하도록 적어도 하나의 처리 디바이스(103)를 동작시킨다.
이러한 특정 예에서, 도면은 제어 시스템(107)이 개별 요소인 것으로 나타내지만, 다른 방식으로도 구성될 수 있음에 유의해야 한다. 예를 들어, 제어 시스템(107)은 감지 시스템(104) 또는 적어도 하나의 처리 디바이스(103)의 일체형 부분일 수 있거나 그 사이에 분산될 수 있다. 이 경우, 데이터 및 제어 라인은 하나의 전송/통신 라인으로 병합된다. 또한, 제어 시스템(107)은 식물 처리 장치(102)의 내부 또는 외부에 위치될 수 있음에 유의한다. 예를 들어, 제어 시스템(107)은 유선 또는 무선 네트워크에 관계없이 네트워크를 통해 다른 시스템의 요소와 통신하는 외부 서버에서 실행될 수 있다.
적어도 하나의 처리 디바이스(103)는 식물의 적어도 하나의 부분에서 진동 패턴을 제어가능하게 유도함으로써 식물의 적어도 하나의 부분에 처리를 적용하도록 구성되고 동작 가능하다. 진동 패턴은 진동 패턴의 프로파일의 파라미터를 제어함으로써 적용되는 원하는 종류의 처리에 적용된다. 적어도 하나의 처리 디바이스(103)는 식물의 적어도 하나의 부분에서 하나 이상의 영역에 진동 패턴을 적용하여 최소 에너지 및/또는 시간에서 필요한 처리를 달성하도록 구성될 수 있다. 식물의 적어도 하나의 부분의 하나 이상의 영역에서 유도된 진동 패턴은 후술하는 바와 같이 접촉 식 또는 비접촉식 방식으로 식물 처리 디바이스(103)에 의해 적용될 수 있다.
전술된 바와 같이, 식물 처리 장치(102)는 적어도 하나의 처리 장치가 그들 중 하나 이상과 관련된 하나 이상의 처리 채널(106)을 포함한다. 하나 이상의 처리 채널은 식물 처리 디바이스(103)가 처리를 식물에 적용하기 위해 사용/요구하는 채널(들)을 포함한다. 처리 채널(들)(106)은 식물 처리 시스템의 내부 부분을 형성할 수 있거나 일부 경우에 외부에 있을 수 있다. 처리 채널(들)(106)은 하나 이상의 식물 처리 디바이스(103)와 관련하여 입구, 중간 또는 출구 부분일 수 있다. 일부 실시예에서, 하나보다 많은 식물 처리 장치가 단일의, 공통의 처리 채널과 관련될 수 있음에 유의해야 한다. 일부 실시예에서, 단일 식물 처리 디바이스는 하나 이상의 처리 채널과 관련될 수 있다. 예를 들어, 처리 채널은 식물 처리 디바이스가 처리를 적용하기 위해 이용하는 가스 또는 액체 또는 에어로졸 상으로 유체의 흐름을 제공하도록 구성되고 동작 가능한 유체 흐름 채널을 포함할 수 있다. 하나의 특정 예에서, 유체 흐름 채널은 기류를 발생시키고 식물의 적어도 일부분의 하나 이상의 영역을 향해 공기를 송풍하기 위해 식물 처리 디바이스에 의해 이용된다.
검사중인 식물의 일부의 상태를 나타내는 신호를 감지할 수 있는 감지 시스템(104)의 하나 이상의 센서(105)는 식물의 적어도 일부분의 이미지 데이터를 나타내는 감지 신호를 제공하도록 구성되고 동작 가능한 광학 센서(105a)를 포함한다. 광학 센서(105a)는 당업계에 공지된 임의의 광학 센서로서 구성될 수 있다. 구체적으로, 광학 센서(105a)는 검사 중인 식물의 일부분을 직접 향하는 카메라일 수 있거나, 또는 (예를 들어 센서 자체는 식물의 일부분과의 직접 시선을 갖지 않고 광섬유를 활용함으로써) 식물의 일부분을 향하는 조리개를 갖거나, 또는 식물의 일부분을 포함하는 시야를 가질 수 있는 등일 수 있다. 이미지 데이터는 그들의 식별이 적합한 처리 장치에 의한 각각의 처리를 초대하는 식물의 일부의 다양한 조건을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 이미지 데이터는 식물의 질병, 수분에 대한 하나 이상의 꽃의 준비상태, 이미 수분된 꽃의 존재 등에 대해 알릴 수 있다.
도 2는 본 발명에 따라, 식물의 적어도 일부분에서 사전결정된 프로파일의 진동을 유도하는 식물 처리 디바이스(103a)의 비제한적인 예를 도시한다. 이 예에서, 처리 장치는 식물의 적어도 일부분를 향해 제어된 방향성 기류를 제공함으로써 식물의 적어도 일부에서 비접촉식으로 진동 패턴을 유도한다. 식물 처리 디바이스(103a)의 원위 측을 빠져나가고 식물의 표적 부분, 예를 들어 하나의 꽃을 향해 전파하는 방향성 기류는, 실질적으로 사전결정된 속도 프로파일, (예를 들어 사이의 간격을 갖는 펄스로서 구성되는) 시간 프로파일 및 예를 들어 전파 축과 스트림 폭에 의해 정의될 수 있는 방향 및 부피를 포함하는 공간 프로파일을 갖는 정의된 공기/유체 스트림이다. 따라서, 도 2의 처리 디바이스는 유체 흐름 채널을 포함하는 처리 채널과 관련된다. 설명된 예에서, 처리 장치는 제어 라인(212)을 통해 처리 장치의 구성요소를 제어하는 제어기(211)를 포함한다. 제어기(211)는 제어 시스템의 일부일 수 있거나 전술된 바와 같이 처리 디바이스(103a)의 직접 부품일 수 있다. 일부 실시예에서, 제어기는 감지 시스템에 의해 제공되는 감지 데이터를 나타내는 동작 데이터를 수신하기 위해 제어 시스템과 데이터 통신하도록 구성된다. 압축기(201)는 데이터 라인(201b)을 통해 압력 게이지(201a)로부터 압력 판독 값을 수신하고 제어 라인(212)을 사용하여 압축기를 동작시키는 제어기(211)에 의해 결정된 값으로 공기를 압축한다. 압축기(201)는 튜브(201c)를 통해 탱크(202)를 채우는 공기를 압축한다. 탱크(202)는 튜브(205)를 통해 유체 흐름 어플리케이터(203)에 연결된다. 압축된 공기는 제어 라인(212)을 통해 제어기(211)에 의해 밸브(206)를 제어함으로써 유체 흐름 어플리케이터(203)로 전달된다. 공기는 각각의 밸브(206)를 개별적으로 제어함으로써 서로 독립적으로 유체 흐름 어플리케이터(203)로 전달될 수 있다. 공기 압력은 제어 라인(212)을 통해 제어기(211)에 의해 제어되는 압력 조절기(208)에 의해 추가로 제어된다.
공기 압축기(201)는 장치가 사용하도록 계획된 최대 값으로 공기를 압축할 수 있고, 조절기(208) 및 밸브(206)를 제어함으로써, 각각의 유체 흐름 어플리케이터(203)는 독립적으로 설정된 압력을 받을 수 있다. 공기 압축기(201)는 어플리케이터를 통해 식물/식물의 일부분에 미생물/바이러스 또는 다른 유해한 물체를 전달하는 것을 방지하기 위해 미생물 필터 또는 다른 필터(미도시)를 구비할 수 있다.
튜브(205)는 제어 라인(212)을 통해 제어기(211)에 의해 제어되는 이동 가능한 마운트(204) 상에 어플리케이터(203)를 장착함으로써 식물의 필요한 부분으로 공기를 전달하기 위해 어플리케이터(203)의 이동을 허용하도록 가요성일 수 있다.
유체 흐름 어플리케이터(203)는 식물의 적어도 일부분에 필요한 처리를 제공하도록 조정된 기류의 사전결정된 프로파일을 제공할 수 있다. 기류의 사전결정된 프로파일은 필요한 타이밍에서 밸브(206)를 간헐적으로 개폐하고 제어기(211)에 의해 제어되고, 조절기(208)에 의해 공기 압력을 변화시킴으로써, 공기 펄스의 시퀀스일 수 있다.
도 3은 식물의 적어도 일부분와 직접 물리적으로 접촉함으로써 식물의 적어도 일부분에서 사전결정된 프로파일의 진동을 유도하는 식물 처리 디바이스(103b)의 다른 비제한적인 예를 도시한다. 따라서, 처리 디바이스(103b)는 접촉력 적용을 포함하는 치료 채널과 관련된다. 처리 디바이스(103b)는 진동 요소(302)에 부착되고, 마운트(303)에 모두 접속된 접촉 어플리케이터(301)를 포함한다. 마운트(303)는 후술 할 바와 같이 처리 장치를 처리 장치(102)의 적절한 부분에 연결할 수 있다.
접촉 어플리케이터(301)의 길이는 처리된 식물에 따라 달라질 수 있다. 길이는 유지 요소 상의 접촉 어플리케이터를 연장 또는 수축시킴으로써 진동 요소(302)에 부착함으로써 수동으로 변경될 수 있다. 또한 전술된 바와 같이 제어기(211)와 유사하게 구성될 수 있는 제어기(305)로부터의 명령에 따라 길이를 변경할 수 있는 모터(304)에 의해 제어될 수 있다. 접촉 어플리케이터(301)의 강성/경도는 타겟 식물에 따라 달라질 수 있다. 접촉 어플리케이터(301)는 진동될 표적 식물 부분이 진동하기에 두꺼운/딱딱한/큰/단단한 경우에는 강성일 수 있고, 진동될 식물의 부분이 작거나 부드러우면 더 유연할 수 있다.
진동 요소(302)는 지속적으로 진동할 수 있거나, 또는 예를 들어 어플리케이터의 유지 요소 상에 배치된 근접 센서 또는 힘 게이지(도시되지 않음)로부터의 신호에 따라 제어기(305)에 의해 동작될 수 있다. 진동 진폭 및 주파수는 또한 제어기(305)를 통해 진동 요소를 제어함으로써 변경될 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 식물의 적어도 일부분에 처리를 적용하기 위한 식물 처리 디바이스(103c)의 또 다른 비제한적인 예를 도시한다. 구체적으로, 식물 처리 디바이스(103c)는 식물의 적어도 일부분로 향하고 국소화된 유체 및/또는 물질을 전달하도록 구성되고 동작 가능하다. 따라서, 처리 디바이스(103c)는 재료를 분배하기 위한 처리 채널과 관련되며, 일부 실시예에서 처리 채널은 유체 흐름 채널이다. 처리 디바이스(103c)는 그 특징 중 일부가 도 2에 기술된 처리 디바이스(103a)와 유사하다. 처리 디바이스(103c)는 추가 유체 저장소(401)와 함께 도 2의 처리 장치의 모든 요소를 포함한다. 저장소(401)는 제어 라인(212)을 통해 제어기(211)에 의해 제어되는 밸브(403)를 통해서 튜브(205)에 연결된다. 저장소(401)는 커넥터(401a)를 통해 충전될 수 있다.
유체를 식물의 일부로 전달하기 위해, 밸브(403)는 가압된 공기가 탱크(202)로부터의 흐름 및 저장소(401)로부터의 유체 모두로의 가압된 공기를 허용하도록 동작된다. 일부 실시예에서, 저장소(401)는 유체와 동일한 방식으로 식물의 일부로 전달되는 분말을 함유할 수 있다.
유체 전달 처리 디바이스(103c)의 다른 비제한적인 실시예가 도 4b에 설명되어있다. 여기서, 탱크(202)로부터의 가압된 공기는 튜브(404)를 통해 저장소(401) 내의 유체를 가압하기 위해 사용된다. 압력은 제어기(211)에 의해 동작되는 압축기(201)에 의해 제어된다. 저장소(401) 내의 가압된 유체는 다음에 의해 제어되는 밸브(403)를 통해 식물로 전달된다. 저장소(401)는 커넥터(401a)를 통해 가압된 공기를 연결함으로써 가압될 수 있다.
도 4a 및 도 4b에 기술된 비제한적인 실시예는 하나보다 많은 저장소를 포함하도록 확장될 수 있다. 이러한 실시예의 예는 3개의 저장소(401d-f)를 갖는 도 4c에 설명되어있다. 이 실시예는 제어 장치(212)를 통해 제어기(211)에 의해 밸브(403)의 타이밍을 제어함으로써 처리 장치가 예를 들어 3가지 유형의 유체를 개별적으로 또는 혼합물로서 식물에 전달할 수 있게 한다. 유사하게, 하나의 저장소(401f)는 세척 유체를 함유할 수 있으며 이는 상이한 유체/재료의 적용 사이에서 튜브(205), 밸브(403 및 206), 조절기(208) 및 유체 어플리케이터(203)를 플러싱할 것이다.
도 5는 자신의 원위 팁(distal tip)에 조정가능한 개구(501)을 가진 도 2 및 도 4에 도시된 어플리케이터/조리개(203)의 비제한적인 예를 도시한다. 도면은 밸브(206)를 통해 연결된 튜브(205)를 갖는 마운트(204) 상의 조리개(203)를 도시한다. 조정가능한 개구(501)은 제어 라인(502)을 통해 제어기(211)에 연결된다. 도 4a 내지 도 4c에 묘사된 바와 같이 유체 전달을 위한 시스템과 사용될 때, 조정가능한 개구 크기는 유체의 유형에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, 유체가 더 점성일 때 개구(501)이 확대될 수 있다. 에어로졸에 대한 직접 분사 사이의 유체 적용을 조정하기 위해 조리개부의 크기를 변경할 수 있다. 도 2에 묘사된 기류 장치와 함께 사용될 때, 조리개부의 크기가 크거나 발산할 때, 조리개부의 크기가 작을 때, 방향에서 기류 패턴에 영향을 주기 위해 조리개부의 크기가 변경될 수 있다. 크기는 진동할 식물의 부분 유형, 어플리케이터(203)로부터의 거리에 따라 또는 진동의 진폭을 제어하기 위해 유량을 변경도록 변경될 수 있다. 식물의 많은 부분에서 진동이 유발되거나 거리가 크거나 진동의 진폭이 큰 경우, 기류를 증가시키기 위해 조리개부 크기를 확대해야 한다. 진동될 식물의 일부분이 가까우거나 작을 때, 유도된 진동은 완만해야 하고 조리개부 크기는 감소될 수 있다. 일반적으로, 특히 배터리로 동작되는 처리 장치를 다루거나 가압된 공기가 처리 장치의 저장소로부터 전달될 때 기류를 최소화하고 에너지를 절약하기 위해 조리개부의 크기를 최소로 유지해야 한다.
도 6은 식물 상의 적어도 하나의 꽃에 꽃가루를 전달하기 위한 식물 처리 디바이스(103d)의 비제한적인 예를 설명한다. 처리 디바이스(103d)는 어플리케이터(301)의 원위 팁에 브러쉬 또는 패드(601)가 배치된, 도 3에 도시된 처리 장치와 유사하다. 브러쉬 또는 패드는 식물 상의 꽃과 접촉하게 된다. 예로서 브러시/패드를 꽃가루 저장소에 침지시킴으로써 브러시/패드(601)에 사전 장착된 꽃가루가 진동 요소(302)를 동작시킴으로써 기관에 대한 브러시를 진동시켜 꽃의 암술로 전달된다. 진동 개시, 지속시간, 주파수 및 진폭은 제어기(305)에 의해 제어된다.
도 7a 내지 도 7c는 식물의 일부분을 손상시키는 데 사용될 수 있는 수분 억제 식물 처리 디바이스(103e)의 비제한적인 예를 기술한다. 일 실시예에서, 도 7a에 도시된 바와 같이, 처리 디바이스는 레이저(702) 및 레이저 빔이 식물의 일부분을 향하여 레이저 빔(702)을 보낼 수 있는, 필요한 방향으로 빔을 포인팅할 수 있는 마운트(204)에 연결된 홀더(703) 상에 위치되는 어플리케이터(701)를 포함한다. 레이저 빔은 긴 펄스 또는 짧은 피코초 또는 펨토초 펄스를 가지고 펄스화될 수 있고, 예를 들어 IR, 가시 광선, 또는 UV 스펙트럼의 다양한 파장을 가질 수 있다.
도 7b에 도시된 다른 실시예에서, 고온 지향 기류는 식물의 일부를 향해 송풍되고, 송풍기(706)에 의해 생성되고 유체 흐름 어플리케이터/조리개(705)에 의해 식물을 향한다. 뜨거운 공기가 방향성을 갖도록 하기 위해 어플리케이터/조리개(705)의 조리개가 너무 작아서는 안되고(약 1-3mm) 이것에 의해 식물 주변의 손상을 최소화한다.
도 7c에 도시된 또 다른 실시예에서, 도 2에 도시된 식물 처리 장치의 원위 팁은 히터(707) 및 어플리케이터/조리개(708)로 구성된다. 공기는 튜브(205) 및 밸브(206)를 통해 공급되고 전에 히터(707)로 가열된다. 모든 구성요소는 마운트(204)에 배치된다.
도 8은 본 발명에 따른 식물 처리 장치 및 감지 시스템을 구비한 식물 처리 장치의 비제한적인 예를 도시한다. 도 2, 도 4 및 도 7에 기술된 식물 처리 장치의 근위 팁(proximal tips)이 마운트(204) 상에 배치된다. 이 마운트는 도 8에 도시된 바와 같이 고정 포스트(801)에 배치될 수 있다. 마운트(204)는 어플리케이터/조리개(203)가 처리될 식물의 일부분을 향하도록 2개의 자유도를 가질 수 있다. 감지 시스템(104)의 하나의 광학 센서를 형성하는 이미징 디바이스(803)는 조리개(203)에 인접한 마운트(204) 상에 배치될 수 있다. 이미징 디바이스(803)는 고정된 오프셋(816)을 갖는 조리개에 대해 위치된다. 이 오프셋은 병진만 가능하며, 즉 동일한 방향으로 포인팅되지만 시프트되거나, 각도 오프셋(814)도 가질 수 있다. 이미징 디바이스(803)의 가시선(812)이 조리개(203)의 지시 방향(811)에 평행하면, 오프셋은 오직 병진식이다. 감지 시스템의 다른 광학 센서를 형성하는 다른 고정 이미징 디바이스(804)는 포스트(801) 상에 위치될 수 있다. 이러한 이미징 디바이스(804)는 오프셋(817)을 갖는 조리개(203)에 대해 오프셋되고, 각도(815)는 조리개(203)의 포인팅 방향(811)과 이미징 디바이스(804)의 시선(813) 사이의 각도이다. 각도(815)는 마운트(204)의 위치에 의존한다. 이미징 디바이스 중 하나 또는 둘 모두는 처리될 식물의 일부를 향해 조리개(203)를 지시하기 위해 사용될 수 있다. 두 이미징 디바이스는 데이터 라인(806)을 통해 이미지 데이터를 제어기(211)로 전송할 수 있다. 제어기(211)는 제어 라인(802)을 통해 마운트(204) 위치를 제어함으로써 처리될 식물의 부분의 위치 및 거리를 결정하고 식물의 표적 부분으로의 조리개(203)를 결정할 수 있다. 마운트(204)의 위치는 하나의 이미징 디바이스 또는 둘 모두를 사용하여 결정될 수 있다. 조리개(203) 및 이미징 디바이스(803)의 오프셋에서와 같이 조리개 및 이미징 디바이스의 오프셋이 고정되고 이러한 오프셋이 제어기(211)에 알려지면, 조리개(203)의 포인팅은 표적화될 식물의 일부분에 대한 오프셋을 가지고 이미징 디바이스(803)를 포인팅함으로써 수행될 수 있다. 대상 식물의 조리개(203) 및 이미징 디바이스(804)의 경우에서와 같이 오프셋이 조정 가능한 경우, 표적까지의 거리는 이미징 디바이스(804)에 의해 제공되는 이미지 데이터의 이미지 분석에 의해 측정될 수 있고, 공지된 병진 오프셋(817)으로, 제어기(211)는 식물의 표적화된 부분으로 조리개를 정확하게 가리킬 수 있다. 이것은 거리의 추가 데이터를 필요로 하지만, 조리개로부터 큰 오프셋에 위치한 이미징 디바이스는 조리개에 인접한 이미징 디바이스에 보이지 않는 표적을 볼 수 있다는 이점이 있다. 둘 이상의 이미징 디바이스는 숨겨진 타겟의 문제를 극복하거나 적어도 타겟이 누락되지 않을 가능성을 높일 수 있다. 또한, 서로 오프셋을 두고 배치된 둘 이상의 이미징 디바이스로부터의 이미지 데이터는 입체적으로 분석되어 표적까지의 거리를 찾을 수 있다.
도 9는 도 3에 설명된 처리 디바이스(103b)를 장착하는 예를 도시한다. 전술 한 바와 같이, 처리 디바이스(103b)는 접촉을 통해 식물의 일부에 진동을 유도하도록 구성되고 동작 가능하다. 처리 디바이스(103b)는 접촉 어플리케이터(301), 진동 요소(302), 모터(304), 제어기(305) 및 마운트(303)를 포함한다. 마운트는 처리 디바이스를 조인트(902)에 연결되고 다른 조인트로서도 작용하는 마운트(303)를 갖는 조작기 암(901)에 연결하며, 이 특정 예에서는 2개의 암 섹션(901a 및 901b)을 포함한다. 암(901)은 다른 조인트로서 작용할 수 있는 베이스(903)에 배치된다.
팔 섹션의 길이, 관절 및 각각의 자유도에 의해 결정되는 팔의 길이와 자유도는 식물의 가장 높은 부분과 가장 낮은 부분을 포함하지만 그로 제한되지 않는 처리되도록 계획된 식물의 모든 필요한 부분에 접촉하여 도달할 수 있도록 해야 한다. 또한, 조작기 암의 전체 도달 거리는 예를 들어 아래에서 잎에 도달하거나 하나 이상의 측면으로부터 줄기에 도달하는 것과 같이 상이한 접근 각도로부터 식물의 일부분에 도달하는 것을 가능하게 할 수 있다. 목적은 상이한 접근 각도에서 식물의 일부분과 접촉할 수 있고 접근할 때 다른 식물 부분의 손상을 방지하거나, 또는 하나 이상의 이미징 디바이스로 원위 팁을 구성할 때 다양한 각도로부터의 식물의 일부분을 이미징할 수 있도록 하는 것이다.
또한 도 9에는 도 6에 묘사된 브러시/패드(601)와 같이 어플리케이터(301) 또는 식물과 접촉하는 처리 장치의 다른 부분을 세척/소독/살균하기 위한 세척 장치(911)가 도시되어있다. 세척 장치(911)는 액체, 에어로졸 또는 스프레이에 관계없이 어플리케이터(301) 상에 요구되는 임의의 다른 재료(912)를 전달하기 위해 뜨거운 공기(912)를 송풍하는 열풍 송풍기 또는 디스펜서/분무기로 구성된다. 세척 장치(911)는 조작기 암과 함께 동일한 베이스(904) 상에 배치될 수 있으며 그에 따라 암은 어플리케이터(301)를 세척 장치(911)에 의해 적용되는 세척 재료에 의해 도달되는 것으로 알려진 고정 위치에 배치할 수 있도록 한다. 다른 옵션은 세척/소독/살균 재료를 갖는 탱크(914)를 베이스(904) 상의 고정 위치에 배치하는 것으로, 그에 따라 조작기 암(901)은 이를 세척/소독/살균하기 위해 탱크(914) 내부에 어플리케이터(301) 또는 식물 처리 장치(들)의 임의의 다른 식물 접촉 부분을 담글 수 있다. 세척 시간은 식물 처리 장치/장치에 의해 또는 예를 들어 경과된 시간에 의해 또는 환경 조건에 의해, 또는 농업 지역에 있거나 동작 중에 감지 시스템에 의해 감지된 질병 및/또는 해충에 의해 수행된 조치의 완료에 따라, 사용자에 의해 또는 자동으로 제어 시스템에 의해 제어될 수 있다.
도 10은 본 발명에 따라 구성된 식물 처리 장치(102a)의 비제한적인 예를 도시한다. 식물 처리 장치는 복수의 식물 처리 장치 및 감지 시스템을 포함한다. 이 예에서, 접촉을 통한 진동을 유도하기 위한 하나의 식물 처리 디바이스(103b)와 기류를 통한 진동을 유도하기 위한 하나의 식물 처리 디바이스(103a)가 도시되고, 둘 다 동일한 포스트(801)에 장착된다. 포스트(801)는 도 9에 묘사되었으며 정적이거나 이동가능할 수 있는 베이스(903) 상에 배치된다. 이전의 도면들에서 설명된 처리 장치들의 임의의 조합이 포스트(801) 상에 함께 배치될 수 있음에 유의해야 한다. 감지 시스템은 광학 센서(이미징 디바이스(803)) 및 환경 센서 세트(1020): 온도 센서(1020a), 습도 센서(1020b) 및 광/주변 센서(1020c)를 포함한다. 이 센서는 처리할 식물 주변 지역의 환경 조건을 감지할 수 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 식물 처리 장치(102a)는 식물 처리 장치를 식물의 적어도 일부분 부근으로 가져오도록 구성되고 동작할 수 있는 내비게이션 및 추적 조립체(1000)를 포함하여 식물 처리 시스템에 의해 식물의 적어도 일부분를 처리할 수 있게 한다. 내비게이션 및 추적 조립체는 예를 들어 처리될 식물에 인접하여 처리 장치를 운반할 수 있는 지상 차량인 이동 플랫폼(1001)을 포함한다. 차량(1001)은 차량(1001) 본체 내의 모터에 의해 동작되는 휠(1002)을 갖는 로봇 차량일 수 있다. 로봇 차량은 내비게이션 및 추적 센서를 사용하여 식물에 자율적으로 접근할 수 있다. 예를 들어, 로봇 차량은 전면 및 측면에 이미징 센서(1014), 레이더(MW 기반 또는 레이저 기반)(1015) 및 필요에 따라 다른 주변 센서를 구비할 수 있다.
로봇 차량(1001)의 이동은 전용 처리 유닛(1016) 및/또는 제어 시스템(107)에 의해 제어될 수 있다. 처리 유닛(1016)은 각각의 안테나(1018)와의 무선 통신, 관성 모멘트 유닛 및 GPS를 포함할 수 있다. 카메라, 센서, 관성 모멘트 유닛 및 GPS로부터의 데이터는 농장 지역의 식물을 따라 차량(1001)을 안내한다. 프로세싱 유닛은 처리 장치뿐만 아니라 휠(1002)을 동작시키는 모터를 제어한다. 무선 통신은 다른 차량과 통신하여 농업 지역 또는 중앙 컴퓨터와의 통신 범위를 조정하는 데 사용될 수 있다. 처리 유닛(1016)은 처리 장치 구성요소, 즉 모터, 마운트, 밸브, 이미징 센서, 조작기 암, 압축기 및 조절기를 모두 제어하기 위해 제어기(211)를 대체할 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다(도 10에 부분적으로 도시됨).
언급된 구성요소 중 일부는 명확성을 위해 도 10에 표시되지 않지만, 이전 도면에 기술된 모든 구성요소는 처리 장치(들)를 지지하기 위해 차량(1001) 상에 배치될 수 있다.
도 11은 차량(1001)에 의해 운반되는 처리 장치의 다른 가능한 비제한적인 설정을 도시한다. 하나 이상의 처리 장치 및 선택적으로 감지 시스템의 센서를 운반하는 2개의 포스트(801a 및 801b)는 차량의 양측에서 동시에 또는 교대로 (차량을 돌릴 필요없이) 식물을 처리하도록 차량의 양측에 배치된다. 도시된 바와 같이, 상이한 처리 장치가 동일한 포스트에 배치되어, 예를 들어 식물의 둘 이상의 부분의 처리가 동시에 상이한 높이에 있을 수 있다. 조작기 암이 포스트(도시되지 않음)에 배치되면, 이는 요구되는 암 연장을 단축시켜 원위 팁 배치 정확도를 높이고 암 조인트를 회전시키는 데 필요한 모터 강도, 크기 및 비용을 감소시킨다. 비접촉식 진동 유도 처리 장치는 전형적으로 2 자유도로 이동하고, 접촉 기반 처리 장치는 전형적으로 (실질적으로 예를 들어 임의의 방향/위치를 가질 수 있는 줄기일 수 있는 식물의 일부분이라는 사실 및 식물의 일부분에 대한 특정한 각도에서 디바이스를 배치할 필요성뿐 아니라 식물의 다른 부분을 방지할 필요성, 식물의 일부분과 접촉하는 어플리케이터를 위치시키도록 필요할 수 있는) 적어도 3 자유도를 요구하며, 이는 시스템을 복잡하게 함을 인지해야 한다.
각각의 운반 차량 상에서 여러 식물을 동시에 처리하기 위해, 예를 들어 (열의 양 측의 식물을 처리하도록) 각 측면 상의 하나의 포스트 및/또는 동시에 둘 이상의 연속적인 식물을 처리하도록 차량의 모든 측면 상의 하나보다 많은 포스트가 배치될 수 있다.
이해되는 바와 같이, 식물 처리 장치/시스템은 농업 지역에서 이동하여 모든 식물에 인접한 처리 장치/장치를 운반할 수 있는 이동 시스템일 수 있다. 운송/탐색 시스템은 도 10에 도시된 바와 같이 바퀴 또는 농업 지역의 식물 열을 따라 배치된 레일 또는 트랙에 기초할 수 있다. 레일에는 시스템이 각 식물에서 정지하도록 신호를 보낼 수 있는 장소가 표시되어 있을 수 있다. 레일은 지상 또는 공중에 배치할 수 있다. 식물 처리 장치/시스템은 제어 시스템, GPS와 같은 위치 측정 장치 및 주변 장치 카메라와 함께 식물을 감지하고 위치를 등록하며 처리를 추적하여 동일한 부분/꽃으로 돌아가거나 이미 처리되었다면 처리를 피할 수 있다.
도 12는 식물의 처리된 부분에서 진동 패턴을 유도하도록 사용하기 위한 그러한 펄스 시퀀스의 비제한적인 예를 도시한다. 그래프는 기류 애플리케이터/조리개(203)를 빠져나가는 공기의 시간 함수(X축)로서 압력 출력(Y축)을 도시한다. 도시된 예는 각각 시간 간격(T3)을 갖는 2개의 펄스 트레인(S1 및 S2)을 포함하고, 각각의 펄스 트레인은 지속시간(T1) 및 간격(T2)의 3개의 펄스를 갖는다. 진동 패턴은 하나 이상의 펄스 트레인을 포함할 수 있으며, 펄스 트레인 사이에 서로 다른 시간 간격(T3)을 가지며, 각 펄스 트레인은 지속시간 범위(T1) 및 간격(T2)의 범위를 갖는 둘 이상의 펄스를 갖는다. 예를 들어 일 실시예에서, 3개의 트레인(S1, S2, S3)이 기차 사이에 시간 간격 T3 = 0.5초, 간격 T2 = 0.1초를 갖는 3개의 펄스 및 T1 = 0.1초 동안 지속되는 각각의 펄스를 갖는 트레인이 있을 수 있다.
꽃가루를 방출하기 위해 꽃의 진동은 기압 파열에 의해 유발될 수 있다. 이것은 수분을 유도하기 위해 일반적으로 꽃(들) 및/또는 꽃 트러스 또는 꽃차례의 비접촉식 진동 유도/생성이다. 비접촉식 수분은 질병 및 바이러스 전염의 가능성을 줄이고 부적절한 접촉으로 식물이 손상될 가능성을 줄일 수 있다. 송풍기와 같은 비방향성 기류과 대조적으로, 본 발명은 송풍기가 훨씬 더 에너지를 소비하고 비 펄스화되어 진동 주파수를 제어할 수 없고 압력을 정확하게 조절할 수 없다는 몇 가지 이점을 제공한다. 기류가 크고 방향이 지정되지 않은 지역화되지 않은 흐름으로 인해 송풍기는 질병, 바이러스 및 해충이 퍼질 가능성을 높일 수 있다.
공기량, 파열 수, 지속시간 및 꽃에 대한 각도는 사용자 정의 파라미터 또는 예로서 프로세싱 유닛에서 비전과 적용 알고리즘에 의해 꽃 유형 자동 감지 후 미리 정의된 파라미터에 관계없이 수분되는 작물과 일치해야 한다.
공기 펄스 시퀀스는 다음과 같은 특성을 가져야 한다: 1) 충분한 식물를 처리할 수 있도록 전체 시퀀스의 길이가 수 초를 넘지 않아야 한다; 2) 펄스 길이와 펄스 사이의 거리/간격은 필요한 주파수 및 진폭/크기 범위에서 꽃의 진동을 가능하게 해야한다; 3) 탱크 내 에너지 및/또는 압력을 보존하기 위해 맥박 압력 및 공기 유량을 최소로 유지해야 한다; 4) 조리개 지름/개구가 너무 작아서 공기가 발산되어 꽃에 닿지 않도록 하거나 너무 커서 공기를 너무 빨리 소모시키지 않아야 한다. 펄스 트레인의 모양을 보존하기 위해 구멍으로 밸브를 방출하는 공기가 구멍에서 너무 멀지 않아야 하며, 구멍을 나가기 전에 펄스가 넓어지지 않도록 해야 한다. 꽃 및/또는 식물 일부분을 손상시키지 않도록 흐름 파라미터 또한 최적화되어야 한다.
도 11에 도시된 식물 처리 시스템/장치는 식물을 수분시키기 위해 사용될 수 있다. 도시된 시스템을 사용하여 식물의 자가 수분 꽃차례를 수분시키는 하나의 가능한 비제한적 방법은 다음 단계를 포함할 수 있다:
1. 전술된 방법에 의해 차량(1001)을 식물에 인접하게 하는 단계;
2. 이미징 디바이스(803)으로 식물을 보는 단계;
3. 처리 유닛(1016) 또는 제어 시스템(107)에 의해 이미지를 분석하여 관찰된 식물의 일부 상의 적어도 하나의 꽃이 수분 준비가 되었는지 여부를 결정하는 단계. 이것은 a) 상기 이미지 데이터를 하나 이상의 꽃의 수분 상태를 나타내는 발달 단계 또는 성장 단계를 나타내는 기준 데이터, 예를 들어 수분 준비가 된 꽃의 이미지를 갖는 데이터세트와 비교함으로써, 또는 b) 이미지(들)에서 꽃의 존재 및 그리고 훈련된 인공 지능 기술(시스템 및/또는 방법)을 이용하여 꽃(들) 또는 c)의 하나 이상의 부분의 색상 및 형태와 같은 수분의 존재 또는 부재를 나타내는 꽃 파라미터를 식별함으로써 수분에 대한 준비상태를 식별하기 위해 이미지 데이터를 처리함으로써 수행될 수 있다;
4. 조리개(203)로부터의 각각의 오프셋을 고려해 이미징 디바이스(803 및/또는 804)에 의해 보여지는 이미지에 따라 유체/공기 스트림(811)의 축/라인을 조정함으로써, 도 8과 관련하여 전술된 바와 같이 마운트(204)를 제어함으로써 어플리케이터/조리개(203)의 위치가 식물의 필요한 부분을 가리키도록 조정하는 단계;
5. 이미징 디바이스에 의해 볼 때 진동될 식물의 일부분에 따라 및/또는 식물의 일부분 및/또는 식물의 일부분까지의 거리 및/또는 다른 파라미터마다 정의된 사전정의된 값에 따라 진동 파라미터(압력, 펄스 수 및 진폭, 각 펄스의 지속시간 및 펄스 간격)를 설정하는 단계;
6. 공기 펄스 시퀀스를 해제하여 식물의 일부분을 제어 가능하게 진동시키는 단계.
전술된 수분 방법에 추가하여, 일단 공기 펄스 시퀀스가 전달되면, 이미징 디바이스/카메라는 꽃 진동을 검출할 수 있고, 예상되는 진폭 및/또는 주파수를 충족시키지 않으면 진동의 양, 주파수 및 진폭을 변경하기 위해 압력 조절기를 제어함으로써 압력이 증가/감소될 수 있고, 펄스 지속시간 및 펄스 사이 시간 간격이 트레인 펄스에서 변경될 수 있거나, 또는 트레인 펄스 또는 트레인 펄스 수 내의 펄스 수 중 하나에서 진동 패턴을 조정할 수 있다. 펄스 방향도 변경될 수 있다. 여러 꽃차례를 함께 진동시키고 모든 꽃을 함께 진동시키기 위해 주요 꽃차례 축(rachis) 또는 식물의 더 큰 줄기를 가리키는 대신, 펄스는 개별 꽃을 향할 수 있다.
가지 치기의 필요성을 방지하기 위해, 식물 처리 시스템은 수분되는 정확한 식물을 사전정의하고 알고리즘에 포커싱하며 각 식물의 각각의 개화 또는 전체에서 수분되어야 하는 꽃의 양을 결정할 뿐 아니라 표적의 검출을 향상시키도록 작업자와의 통신(무선 통신 또는 시스템과의 직접 인터페이스)을 포함할 수 있다. 또한, 시스템은 자체적으로 식물을 탐지하고 수분할 꽃의 수에 대한 사전정의된 파라미터를 갖도록 프로그래밍할 수 있다.
식물 처리 시스템/장치는 GPS 또는 시각 신호를 사용하여 방문한 각 식물의 정확한 위치와 그 꽃 상태를 기록하여 나중에 참조하고 농부에게 보고할 수 있다. 장치는 또한 온실에 배치된 표시/마크(예를 들어, 식물 또는 행 바코드 표시)를 이용할 수 있다. 카메라는 초분광식 또는 예로서 IR와 같은 모든 유형의 카메라일 수 있으며, 가시성 및 검출 능력을 개선시키기 위해 다양한 파장에서 추가 조명을 가질 수 있다.
설명된 바와 같이, 식물 처리 시스템에는 온도, 습도 및 광센서가 장착되거나(도 10, 1020a-c), 농업 지역에 배치된 센서와 통신할 수 있고, (수분되는 작물의 자동 감지에 따라) 각 작물에 대해 사전 정의된 파라미터 또는 사용자 정의 설정에 따라 식물 처리(예로서 수분)를 시작할지 또는 중지할지를 자동으로 결정할 수 있다.
식물 처리 시스템/장치에 식물 주위에 대한 환경 데이터를 제공하는 환경 센서가 장착된 경우, 환경 데이터를 기반으로 꽃차례를 수분시키는 방법은 다음 단계를 포함할 수 있다:
1. 농업 지역에서 환경 데이터를 수집한다.
2. 조건이 진동으로 인한 수분에 적합하면 시스템은 공기 펄스를 이용하는 처리 장치를 사용할 수 있다.
3. 조건이 진동으로 인한 수분에 적합하지 않은 경우, 식물 미세 환경은 사전 조정될 수 있다:
3a. 조건이 너무 건조하면, 예를 들어 하나의 저장소가 물을 함유할 수 있는도 4a에 기술된 식물 처리 장치에 의해 공기가 가습될 수 있고;
3b. 조건이 너무 습한 경우, (도 7c에 기술된 바와 같이) 가열 요소를 사용하여 처리된 식물의 일부에 적용된 공기를 가열함으로써 상대 습도를 감소시킬 수 있다;
4. 조건이 진동에 의한 꽃가루 방출을 허용하지 않고 전처리 구성요소를 이용할 수 없지만 꽃가루가 암술에 부착될 수 있는 경우, 꽃가루는 도 4a 내지 도 4c에 설명된 처리 장치에 의해 국소적으로 그리고 방향성으로 적용될 수 있으며, 여기서 하나의 저장소는 꽃가루를 함유하고/하거나 꽃가루는 도 6에 기술된 바와 같이 접촉 기반 진동 처리 장치에 의해 투여될 수 있다.
5. 조건이 꽃가루가 암술에 부착되는 것을 허용하지 않는 경우, 도 4a 내지 도 4c에 묘사된 것과 같은 처리 디바이스가 꽃에 식물 호르몬을 뿌려 단위 결실 과일의 성장을 유도하도록 사용될 수 있다. 식물 호르몬의 국소적이고 방향성 있는 관리는 꽃에서 암술의 정확한 위치에 도달할 필요가 있기 때문에 중요하며, 절약을 위해 그리고 대량의 호르몬이 식물을 손상시킬 수 있기 때문에 양을 감소시킨다.
식물 처리 시스템은 꽃을 선택적으로 수분시킬 수 있다. 시스템은 일련의 이미징 디바이스 또는 카메라 또는 GPS 또는 기타 방법에 의한 위치 결정의 조합을 통해 각 식물의 꽃을 식별하고 각 꽃이 수분 준비가 되었는지 또는 수분이 있는지 확인하고 사전정의된 수의 꽃이 이미 특정 개화 상에 수분되었는지 여부를 결정한다. 그 다음 시스템은 특정 꽃을 수분시킬지 여부를 결정한다. 수분 방법에 따라, 시스템은 수분될 꽃만을 표적화할 것이다. 수분 디바이스가 도 3에서와 같이 진동을 이용하는 경우, 진동 장치를 꽃에 인접하게 배치하고 인접한 꽃이 수분되지 않도록 진동 진폭을 설정함으로써 선택적 수분이 수행될 수 있다. 꽃이 군집된 경우, 군집 내에 있는 모든 꽃의 상태를 시각적으로 결정하여 올바른 수의 꽃이 수분 준비가 되었을 때 진동 시간이 측정될 수 있다. 전술된 기압 방법(도 4) 및 꽃가루 또는 호르몬 스프레이 방법으로도 동일하게 수행될 수 있다. 이 방법은 예로서 서로 다른 수의 꽃이 수분되어야 하는 경우 역전되고, 디바이스는 식물로 돌아와 추가 꽃을 수분할 수 있다.
도 3에 설명된 식물 처리 장치의 일 실시예에서, 진동 요소는 암술으로 꽃가루를 방출하기 위해 진동을 필요로 하는 자가 수분 꽃의 수분을 위해 사용될 수 있다. 진동 진폭 및 주파수는 처리 유닛에서 시각 및 알고리즘에 의해 꽃 유형을 자동 검출한 후에 사용자 정의에 따라 또는 미리 정의된 파라미터에 의해 변할 수 있다. 진동 요소의 배치는 수분되는 작물과 일치해야 한다. 식물 처리 장치를 보유하고 있는 차량 및/또는 연장 암/포스트 및 장치의 팁에 있는 카메라 세트는 진동 요소가 각각의 꽃의 베이스, 개화의 꽃대, 또는 여러 개화를 유지하는 가지에서 정확한 배치 위치에 시스템을 배치하도록 안내할 것이다.
꽃을 수분시키기 위한 식물 처리 장치의 다른 실시예는 조작기 암(도 6)의 원위 팁 및 진동 팁(301)에 배치된 브러시에 기초할 수 있다. 암은 브러시를 차량의 꽃가루 저장소로 또는 솔에 꽃가루를 놓기 위해 필드의 장소에 안내할 수 있다. 브러시는 진동 팁과 같이 브러시를 꽃의 암술 옆에 놓고 브러시를 기관에 대해 부드럽게 문지르면 (진동에 의해) 꽃을 수분시키도록 가이드될 수 있다.
다시 도 7을 참조하면, 수분 억제 장치의 몇 가지 예가 설명된다. 이러한 장치를 도 10 및 11에 기술된 바와 같이 차량에 배치함으로써, 그 자체로 또는 전술된 다른 장치와 함께, 식물의 일부가 의도적으로 손상될 수 있다. 예를 들어, 레이저가 이미징 디바이스에 인접하여 배치되면, 필요한 수의 꽃이 수분되면, 나머지 수분은 나중에 수분을 방지하기 위해 의도적으로 손상될 수 있다. 식물에 따라 수분을 억제하기 위해 손상되는 부분이 다를 수 있다. 예를 들어, 자가 수분 꽃은 수술 또는 암술을 손상시킴으로써 억제될 수 있다.
도 13은 이러한 수분 억제 시스템의 비제한적인 예를 도시한다. 식물(1300)의 부분이 도시되어있다. 레이저(702)는 기류 애플리케이터/조리개(203)에 인접하게 배치되고 둘 다 마운트(204)에 의해 포인팅된다. 레이저는 개별 꽃(1302-1305) 또는 지점(1306)을 넘어 모든 꽃(즉, 꽃(1304 및 1305))을 손상시킬 수 있는 꽃대(1301)를 따르는 위치로 포인팅될 수 있으며 추가 꽃이 꽃대 상에서 발생하는 것을 방지한다. 이것은 바람과 곤충에 의해 자발적으로 또는 자연적으로 또는 농장 직원에 의한 식물의 이동에 의해 수분이 발생할 수 있기 때문에 가지치기의 필요성을 방지한다. 유사하게, 손상은 (시스템의 이미징 장치 및/또는 환경 센서에 의해 검출되고 처리 유닛(1016) 또는 제어 시스템(107)에 의해 분석되는 바와 같이, 식물의 유형, 꽃, 꽃 상태 및/또는 환경 조건에 따라 미리 정의될 수 있는 온도로 설정된 전술한 가열 메커니즘으로부터) 열풍에 의해, 또는 탱크 내의 재료를 대체하며 다른 꽃을 손상시키지 않고 근접한 범위로부터 정확하게 꽃에 분무함으로써 수행될 수 있다. 이는 도 4에 설명된 바와 같이 지정 지역화된 물질/유체 전달을 위한 장치를 필요로 한다. 직접 및 지역화된 물질 전달과 직접 및 지역화된 열풍 전달은 물질의 양 또는 열풍 흐름의 제어와 함께 주변 꽃과 식물 또는 주변 식물의 일부에 대한 손상을 최소화할 수 있다. 유사하게, 레이저 에너지는 표적화되는 꽃 장기와 개화의 꽃대가 약 수 밀리미터이기 때문에, 식물의 주변 부분에 대한 손상을 방지하도록 (표적화된 정확한 개화에 따라) 표적에 대한 레이저 스팟 크기를 수 밀리미터 또는 그보다 작은 표적으로 설정하는 것 뿐만 아니라 식물, 꽃, 꽃 상태 및/또는 환경 조건의 유형마다 사전 정의된 값으로 최소화될 수 있다.
다양한 마운트와 기둥에 여러 대의 카메라가 있어 각 식물을 여러 각도와 높이에서 가까이서 볼 수 있다. 이를 통해 해충이나 질병을 검출할 수 있다. 전술된 탱크(401)(도 4a 내지 도 4c에 도시됨)는 다른 처리 재료(예를 들어 살충제)를 함유할 수 있고, 기압 메커니즘을 사용하여 해충, 질병, 진균 등의 국소적이고 효율적인 처리를 위해 이를 분사할 수 있다. 시스템은 발견 및 치료에 관해 사용자에게 통지할 수 있고, 후속 방문에서, 시스템이 각 식물의 위치를 등록하기 때문에, 질병 또는 해충의 상태를 업데이트하여 문제가 치료되도록 할 수 있다. 시스템이 도 4c에 기술된 바와 같이, 즉 여러 탱크로 구성될 때, 여러 가지 재료가 동일한 차량에 배치될 수 있고, 감지된 여러 질병 또는 해충이 치료될 수 있다.
Claims (62)
- 식물 처리 시스템(plant treatment system)으로서,
식물 처리 장치로서,
하나 이상의 처리 채널 및 상기 하나 이상의 처리 채널과 관련된 적어도 하나의 식물 처리 디바이스 -상기 적어도 하나의 식물 처리 디바이스는 식물의 적어도 일부분의 진동을 제어가능하게 유도하도록 구성되고 동작 가능하고, 상기 진동은 식물의 상기 적어도 일부분에 처리를 적용하도록 구성됨- ; 및
식물의 상기 적어도 일부분의 상태를 나타내는 감지 신호를 제공하도록 구성되고 동작 가능한 하나 이상의 센서를 포함하는 감지 시스템 -상기 하나 이상의 센서는 식물의 상기 적어도 일부분의 이미지 데이터를 나타내는 감지 신호를 제공하도록 구성되고 동작 가능한 광학 센서를 포함- 을 포함하는 식물 처리 장치; 및
상기 감지 시스템에 의해 생성된 감지 신호를 수신 및 프로세싱하도록 상기 식물 처리 장치와의 데이터 통신을 위해 구성되고 동작 가능한 제어 시스템 -상기 감지 신호의 프로세싱은 식물의 상기 적어도 일부분의 상태를 결정하고, 식물의 상기 적어도 일부분의 처리에 대응하는 진동을 유도하도록 상기 적어도 하나의 식물 처리 디바이스를 동작시키는 것을 포함- 을 포함하는,
식물 처리 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 하나 이상의 처리 채널 중 적어도 하나는 유체 흐름 채널로서 구성되는, 식물 처리 시스템. - 제 2 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 처리 디바이스는 상기 유체 흐름 채널을 통해 식물의 상기 적어도 일부분을 향해서 사전결정된 흐름 프로파일을 갖는 기류를 발생시킴으로써 진동을 유도하도록 구성되고 동작 가능한, 식물 처리 시스템. - 제 3 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 처리 디바이스는 식물의 상기 적어도 일부분 내의 특정한 하나 이상의 영역을 향하도록 지향될 수 있고 진동을 유도하는 방향성이고 표적화된 유체 스트림인 기류의 흐름 프로파일을 생성하도록 구성되고 동작 가능한, 식물 처리 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 식물 처리 디바이스는 진동하면서 식물의 상기 적어도 일부분과 접촉하고 그에 따라 식물의 상기 적어도 일부분에도 진동을 유도하도록 구성되고 동작 가능한 진동 요소를 포함하는, 식물 처리 시스템. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 식물 처리 디바이스는 식물 수분(pollination) 디바이스로서 구성되고 동작 가능하여, 그에 따라 상기 유도된 진동이 식물의 상기 적어도 일부분 중의 적어도 하나의 꽃의 수분을 발생시키게 구성되는, 식물 처리 시스템. - 제 6 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 식물 처리 디바이스는 사전결정된 흐름 프로파일을 갖는 기류를 발생시킴으로써 진동을 유도하도록 구성되고 동작 가능하며, 상기 적어도 하나의 식물 처리 디바이스는 미생물, 바이러스 및/또는 기타 유해한 대상을 차단하고 기류 또는 유체 흐름으로 이들을 식물의 적어도 일부분에 전달하는 것을 방지하도록 구성되고 동작 가능한 필터를 포함하는, 식물 처리 시스템. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 식물 처리 장치는 하나 이상의 처리 물질을 식물의 상기 적어도 일부분의 하나 이상의 영역 상에 국부적으로 전달 또는 분무하도록 구성되고 동작 가능한 물질 전달 디바이스를 포함하는 추가의 식물 처리 디바이스를 더 포함하고, 상기 처리 물질은: 식물 질병을 치료하기 위한 약제, 식물 성장을 유도하는 식물 호르몬, 해충을 죽이는 살충제, 또는 성장 및/또는 수분을 방지하는 식물 손상 물질 중 하나 이상을 포함하는, 식물 처리 시스템. - 제 8 항에 있어서,
상기 물질 전달 디바이스는 상기 하나 이상의 처리 채널과 관련되는, 식물 처리 시스템. - 제 9 항에 있어서,
상기 식물 처리 디바이스 및 상기 추가의 식물 처리 디바이스는 상기 적어도 하나의 유체 흐름 채널과 관련되는, 식물 처리 시스템. - 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 물질 전달 디바이스는 식물의 상기 적어도 일부분 중의 적어도 하나의 꽃을 향해 꽃가루를 분무하도록 구성되고 동작 가능한, 식물 처리 시스템. - 제 5 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 식물 처리 디바이스는 진동 요소를 포함하고, 상기 제어 시스템은 진동의 주파수, 진폭 및 지속시간 중 적어도 하나를 제어함으로써 진동 요소의 진동의 사전결정된 프로파일을 제공하도록 구성되고 동작 가능한, 식물 처리 시스템. - 제 3 항, 제 4 항 또는 제 6 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 처리 디바이스는 기류를 발생시킴으로써 진동을 유도하도록 구성되고 동작 가능하며, 상기 제어 시스템은 다음의 파라미터: 공기의 트레인 펄스(train pulse)의 수, 트레인 펄스 사이의 시간 간격, 각 트레인 펄스의 펄스 수, 각 트레인 펄스의 두 펄스 사이의 시간 간격, 각 펄스에서의 압력의 진폭, 각 펄스의 지속시간 중 적어도 하나를 제어함으로써 기류의 사전결정된 프로파일을 제공하도록 구성되고 동작 가능한, 식물 처리 시스템 . - 제 4 항 또는 제 6 항 내지 제 11 항 또는 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
광학 센서 및 유체 흐름 처리 채널은 광학 센서의 시선 축과 방향성 유체 스트림의 전파 축 사이의 사전결정된 고정된 상대 배향으로 구성되는, 식물 처리 시스템. - 제 14 항에 있어서,
상기 사전결정된 고정된 상대 배향은 광학 센서의 시선 축과 방향성 유체 스트림의 전파 축 사이의 오프셋 및/또는 각도 차이를 포함하는, 식물 처리 시스템. - 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
처리되는 식물의 상기 적어도 일부분은 광학 센서의 시야 내에 위치되는, 식물 처리 시스템. - 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
상기 광학 센서의 집광면은 상기 방향성 유체 스트림의 유체 배출 조리개에 인접하게 위치되는, 식물 처리 시스템. - 제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광학 센서 및 상기 유체 배출 조리개는 고정적으로 부착되는, 식물 처리 시스템. - 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 식물 처리 장치는 차량 또는 농장 지역의 컨테이너로부터 꽃가루를 수집하고 수집된 꽃가루를 식물의 상기 적어도 일부분 중 적어도 하나의 꽃의 암술로 전달하도록 구성되고 동작 가능한 꽃가루 운반 디바이스를 더 포함하는, 식물 처리 시스템. - 제 19 항에 있어서,
상기 꽃가루 운반 디바이스는 수집된 꽃가루를 상기 표면에 부착시키도록 구성된 패턴화된 표면을 갖는, 식물 처리 시스템. - 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 감지 시스템은 식물의 상기 적어도 일부분 부근의 하나 이상의 환경 조건을 나타내는 감지 신호를 제공하도록 구성되고 동작 가능한 하나 이상의 환경 센서를 더 포함하는, 식물 처리 시스템. - 제 21 항에 있어서,
상기 식물 처리 장치는 식물의 상기 적어도 일부분 주변의 온도 및 습도 중 적어도 하나를 변경하도록 구성되고 동작 가능한 환경 조절 디바이스를 포함하는 추가의 식물 처리 장치를 더 포함하는, 식물 처리 시스템. - 제 22 항에 있어서,
상기 제어 시스템은 상기 환경 조절 디바이스를 동작시키도록 구성되고 동작 가능한, 식물 처리 시스템. - 제 23 항에 있어서,
상기 환경 조절 디바이스는 상기 하나 이상의 처리 채널과 관련되는, 식물 처리 시스템. - 제 24 항에 있어서,
상기 식물 처리 디바이스, 상기 물질 전달 디바이스 및 상기 환경 조절 디바이스는 상기 적어도 하나의 유체 흐름 채널과 관련되는, 식물 처리 시스템. - 제 1 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 시스템은 감지 신호를 프로세싱하고, 식물의 상기 적어도 일부분 내의 꽃이 수분될 것으로 결정되면, 식물의 적어도 일부분에서 상기 진동을 유도하도록 상기 적어도 하나의 식물 처리 디바이스에 대한 상응하는 동작 데이터를 생성하도록 구성되고 동작 가능한, 식물 처리 시스템. - 제 8 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 감지 시스템은 식물의 상기 적어도 일부분 부근의 하나 이상의 환경 조건을 나타내는 감지 신호를 제공하도록 구성되고 동작 가능한 하나 이상의 환경 센서를 포함하고, 상기 감지 신호는 수분에 대한 불리한 조건을 나타내며, 상기 제어 시스템은 단위 결실(parthenocarpic) 과일 성장을 유도하는 호르몬을 전달 또는 분무하도록 상기 물질 전달 시스템에 대한 동작 데이터를 생성하는, 식물 처리 시스템. - 제 8 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 감지 신호는 식물의 상기 적어도 일부분의 질병 또는 식물의 상기 적어도 일부분 상에 또는 그 주변에 있는 해충을 나타내며, 상기 제어 시스템은 약제 또는 살충제를 각각 전달 또는 분무하기 위해 상기 물질 전달 시스템에 대한 동작 데이터를 생성하는, 식물 처리 시스템. - 제 1 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 식물 처리 디바이스를 살균 및/또는 세척 및/또는 소독하도록 구성되고 동작 가능한 살균 및/또는 세척 및/또는 소독 조립체를 더 포함하는, 식물 처리 시스템. - 제 29 항에 있어서,
상기 살균 및/또는 세척 및/또는 소독 조립체는: 열풍기, 세척 재료 도포기 및 세척 또는 소독 또는 살균 재료 분무기 중 적어도 하나를 포함하는, 식물 처리 시스템 - 제 1 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 식물 처리 장치는 식물 처리 장치를 식물의 상기 적어도 일부분 부근으로 가져가서 상기 식물 처리 시스템에 의해 식물의 상기 적어도 일부분을 처리할 수 있게 하도록 구성되고 동작 가능한 내비게이션 및 추적 조립체를 포함하는, 식물 처리 시스템. - 제 31 항에 있어서,
상기 내비게이션 및 추적 조립체는 상기 식물 처리 조립체를 운반하는 로봇 팔을 포함하고, 상기 제어 시스템은 로봇 팔을 3차원으로 제어가능하게 이동시키도록 구성되고 동작 가능한, 식물 처리 시스템. - 제 31 항 또는 제 32 항에 있어서,
상기 내비게이션 및 추적 조립체는 식물 처리 장치를 식물의 상기 적어도 일부분 부근으로 제어가능하게 운반하도록 구성되고 동작 가능한 지상 차량을 포함하는, 식물 처리 시스템. - 제 31 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 내비게이션 및 추적 조립체는: 하나 이상의 광학 센서 및 위치결정 센서 중 적어도 하나를 포함하는, 식물 처리 시스템. - 제 32 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 내비게이션 및 추적 조립체는 로봇 팔의 공간 이동 경로를 결정하여 식물 처리 공정 시간 및 에너지를 최적화하도록 구성되고 동작 가능한 관성 모멘트 유닛을 포함하는, 식물 처리 시스템. - 제 7 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 시스템은 이미지(들) 내의 꽃의 존재를 식별하고 수분의 유무를 나타내는 꽃 파라미터를 식별하고/하거나 훈련된 인공 지능을 이용함으로써 수분을 위한 꽃(들)의 준비상태를 식별하도록, 상기 감지 신호에 기초하여 상기 감지 신호를 수분할 준비가 된 꽃의 이미지를 포함하는 기준 데이터와 비교하고/하거나 상기 이미지 데이터를 프로세싱함으로써 식물의 상기 일부분 상의 적어도 하나의 꽃이 수분할 준비가 되었는지를 결정하도록 구성되고 동작 가능한, 식물 처리 시스템. - 제 1 항 내지 제 36 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 시스템은 적어도 광학 센서로부터의 감지 신호를 분석하고 처리 중에 또는 처리 후에 식물의 상기 적어도 일부분의 조건을 결정하며, 대응하는 피드백 데이터를 생성함으로써 식물의 적어도 일부분에서 유도된 진동에 영향을 미치는 처리의 적어도 하나의 파라미터의 변경에 관한 결정을 가능하게 하도록 구성되고 동작 가능한, 식물 처리 시스템. - 제 1 항 내지 제 37 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 식물 처리 장치는 하나 이상의 꽃에 수분이 발생하는 것을 방지하고/하거나 식물의 상기 적어도 일부분 내의 추가 꽃의 성장 및 개화를 방지하는 동시에 식물의 근처 부분에 대한 손상을 최소화하도록 구성되고 동작 가능한 수분 억제 디바이스를 더 포함하는, 식물 처리 시스템. - 제 38 항에 있어서,
상기 수분 억제 디바이스는 식물의 상기 적어도 일부분에 사전결정된 레이저 파라미터를 조사함으로써 식물의 상기 적어도 일부분을 손상시키도록 구성되고 동작 가능한 레이저 디바이스를 포함하는, 식물 처리 시스템. - 제 4 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 처리 디바이스는, 식물의 근처 부분에 대한 손상을 최소화하면서 식물의 상기 적어도 일부분의 하나 이상의 영역을 연소시키고 하나 이상의 꽃에 수분이 발생하는 것을 방지 및/또는 식물의 상기 적어도 일부분 내의 추가 꽃의 성장 및 개화를 방지하도록, 유체 스트림 배출구의 크기를 제어함으로써 유체 스트림 방향성을 유지시키면서 사전결정된 고온을 갖는 상기 유체 스트림을 발생시키도록 구성되고 동작 가능한 수분 억제 디바이스로서 구성되고 동작 가능한, 식물 처리 시스템. - 식물 처리 장치로서,
하나 이상의 처리 채널 및 상기 하나 이상의 처리 채널과 관련된 적어도 하나의 식물 처리 디바이스 -상기 적어도 하나의 식물 처리 디바이스는 식물의 적어도 일부분의 진동을 제어가능하게 유도하도록 구성되고 동작 가능하며, 상기 진동은 식물의 상기 적어도 일부분에 처리를 적용하도록 구성됨- ;
상기 식물의 상기 적어도 일부분의 상태를 나타내는 감지 신호를 제공하도록 구성되고 동작 가능한 하나 이상의 센서를 포함하는 감지 시스템 -상기 하나 이상의 센서는 식물의 상기 적어도 일부분의 이미지 데이터를 나타내는 감지 신호를 제공하도록 구성되고 동작 가능한 광학 센서를 포함함- ; 및
감지 신호를 제어 시스템에 전송하고 상기 적어도 하나의 식물 처리 디바이스에 대한 동작 데이터를 제어 시스템으로부터 수신하여 식물의 상기 적어도 일부분에 대한 처리에 대응하는 진동을 유도하기 위한, 제어 시스템과의 데이터 통신을 위한 통신 유틸리티를 포함하는, 식물 처리 장치. - 식물 처리 장치로서,
하나 이상의 유체 처리 채널 및 상기 하나 이상의 유체 처리 채널 및 하나 이상의 물질 저장소와 관련된 적어도 하나의 식물 처리 디바이스 -상기 적어도 하나의 식물 처리 디바이스는: 약제, 살충제, 호르몬 및/또는 열기로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질을 식물의 적어도 일부분에 전달 또는 분무하도록 구성되고 동작 가능함- ;
식물의 상기 적어도 일부분의 상태를 나타내는 감지 신호를 제공하도록 구성되고 동작 가능한 하나 이상의 센서를 포함하는 감지 시스템 -상기 하나 이상의 센서는 식물의 상기 적어도 일부분의 이미지 데이터를 나타내는 감지 신호를 제공하도록 구성되고 동작 가능한 광학 센서 및 식물의 상기 적어도 일부분 부근에서 하나 이상의 환경 조건을 나타내는 감지 신호를 제공하도록 구성되고 동작 가능한 하나 이상의 환경 센서를 포함함- ; 및
식물의 상기 적어도 일부분의 하나 이상의 조건: 질병, 식물 부근의 해충 존재, 식물 부근의 환경 조건에 각각 기초해 하나 이상의 상기 물질을 전달 또는 분무하도록, 제어 시스템에 감지 신호를 전송하고 제어 시스템으로부터 상기 적어도 하나의 식물 처리 디바이스에 대한 동작 데이터를 수신하기 위해 제어 시스템과의 데이터 통신을 위한 통신 유틸리티를 포함하는, 식물 처리 장치. - 식물 처리 장치로서,
하나 이상의 처리 채널 및 상기 하나 이상의 처리 채널과 관련된 적어도 하나의 식물 처리 디바이스 -상기 적어도 하나의 식물 처리 디바이스는 식물의 적어도 일부분에 대해 표적화된 손상을 야기하도록 구성되고 동작 가능함- ;
식물의 상기 적어도 일부분의 상태를 나타내는 감지 신호를 제공하도록 구성되고 동작 가능한 하나 이상의 센서 -상기 하나 이상의 센서는 식물의 상기 적어도 일부분의 이미지 데이터를 나타내는 감지 신호를 제공하도록 구성되고 동작 가능한 광학 센서를 포함함- ; 및
감지 신호를 제어 시스템에 전송하고 상기 적어도 하나의 식물 처리 디바이스에 대한 동작 데이터를 제어 시스템으로부터 수신하여 식물의 상기 적어도 일부분의 하나 이상의 조건: 회복 불가한 질병, 사전결정된 수의 꽃이 이미 수분되었는지에 기초해 식물의 상기 적어도 일부분에 손상을 야기하기 위한, 제어 시스템과의 데이터 통신을 위한 통신 유틸리티를 포함하는, 식물 처리 장치. - 제 43 항에 있어서,
상기 하나 이상의 처리 채널은: 사전결정된 파라미터의 세기 및/또는 파장을 갖는 레이저, 사전결정된 고온 및 흐름 프로파일을 갖는 공기, 및 물질 전달 중 적어도 하나를 포함하는, 식물 처리 장치. - 제 41 항 내지 제 44 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 식물 처리 장치는 식물 처리 장치를 식물의 상기 적어도 일부분 부근으로 가져가서 상기 식물 처리 시스템에 의해 식물의 상기 적어도 일부분을 처리할 수 있게 하도록 구성되고 동작 가능한 내비게이션 및 추적 조립체를 더 포함하는, 식물 처리 장치. - 제 45 항에 있어서,
상기 내비게이션 및 추적 조립체는 상기 식물 처리 조립체를 운반하고 3차원으로 제어가능하게 이동시키도록 구성되고 동작 가능한 로봇 팔을 포함하는, 식물 처리 장치. - 제 45 항 또는 제 46 항에 있어서,
상기 내비게이션 및 추적 조립체는 식물 처리 장치를 식물의 상기 적어도 일부분 부근으로 제어가능하게 운반하도록 구성되고 동작 가능한 지상 차량을 포함하는, 식물 처리 장치. - 제 45 항 내지 제 47 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 내비게이션 및 추적 조립체는: 하나 이상의 광학 센서 및 위치결정 센서 중 적어도 하나를 포함하는, 식물 처리 장치. - 제 45 항 내지 제 48 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 내비게이션 및 추적 조립체는 로봇 팔의 공간 이동 경로를 결정하여 식물 처리 공정 시간 및 에너지를 최적화하도록 구성되고 동작 가능한 관성 모멘트 유닛을 포함하는, 식물 처리 시스템. - 식물 처리 방법으로서,
- 식물의 적어도 일부분의 이미지 데이터를 포함하는 감지 데이터를 획득하는 단계;
- 식물의 상기 적어도 일부분 상의 하나 이상의 꽃이 수분할 준비가 되었는지 여부를 결정하도록 상기 감지 데이터를 분석하는 단계; 및
- 수분할 준비가 된 하나 이상의 꽃이 검출되면, 상기 수분할 준비가 된 하나 이상의 꽃에서 진동을 유도함으로써 상기 수분할 준비가 된 하나 이상의 꽃을 수분시키는 단계를 포함하는, 방법. - 제 50 항에 있어서,
상기 감지 데이터의 상기 분석은, 이미지(들) 내의 꽃의 존재를 식별하고 수분의 유무를 나타내는 꽃 파라미터를 식별하고/하거나 훈련된 인공 지능을 이용함으로써 꽃(들)의 수분 준비상태를 식별하도록 상기 감지 데이터를 수분할 준비가 된 꽃의 이미지를 포함하는 기준 데이터와 비교함으로써, 또는 상기 이미지 데이터를 프로세싱함으로써 수행되는, 방법. - 제 50 항 또는 제 51 항에 있어서,
수분할 준비가 된 상기 하나 이상의 꽃에서의 상기 진동은 상기 하나 이상의 꽃 또는 식물의 상기 적어도 일부분의 적어도 부분을 진동 요소와 접촉시킴으로써 유도되는, 방법. - 제 50 항 또는 제 51 항에 있어서,
수분할 준비가 된 상기 하나 이상의 꽃에서의 상기 진동은 상기 하나 이상의 꽃을 향해 방향성이고 표적화된 유체 스트림을 적용함으로써 유도되는, 방법. - 제 53 항에 있어서,
상기 방향성이고 표적화된 유체 스트림은 유체의 사전결정된 하나 이상의 트레인 펄스 시퀀스에 의해 발생되는, 방법. - 제 54 항에 있어서,
상기 유체의 사전결정된 하나 이상의 트레인 펄스 시퀀스는: 트레인 펄스의 수, 트레인 펄스 사이의 시간 간격, 각 펄스 내의 압력 진폭, 각 펄스의 지속시간, 각 트레인 펄스에서의 두 펄스 사이의 시간 간격 중 하나 이상에 의해 특징지어지는, 방법. - 제 53 항 내지 제 55 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유체는 공기인, 방법. - 제 53 항 내지 제 56 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진동을 유도한 후 진동에 관한 피드백 데이터를 획득함으로써, 방향성이고 표적화된 유체 스트림의 적어도 하나의 파라미터의 수정에 관한 결정을 가능하게 하여 상기 진동에 영향을 미치는 단계를 포함하는, 방법. - 제 53 항 내지 제 57 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 감지 데이터의 획득 및 분석 단계는 식물의 상기 적어도 일부분의 주변에서 환경 조건을 나타내는 환경 데이터를 획득 및 분석하는 단계 및 상기 환경 조건이 수분을 허용하지 않는지를 결정하여 수분 전에 상기 환경 조건을 변경하는 것을 가능하게 하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제 58 항에 있어서,
수분 전에 상기 환경 조건을 변경하는 상기 단계는:
- 상기 환경 데이터가 수분에 필요한 것보다 높은 습도를 나타내는 경우, 식물의 상기 주변 또는 상기 적어도 일부분에 열풍을 적용하는 단계; 및
- 상기 환경 데이터가 수분에 필요한 것보다 낮은 습도를 나타내는 경우, 식물의 상기 주변 또는 상기 적어도 일부분에 습한 공기를 적용하는 단계를 포함하는, 방법. - 식물 처리 방법으로서,
- 식물의 적어도 일부분의 이미지 데이터를 포함하는 감지 데이터를 획득하는 단계;
- 식물의 상기 적어도 일부분 상의 사전결정된 수의 꽃이 수분되었는지 여부를 결정하도록 상기 감지 데이터를 분석하는 단계; 및
- 사전결정된 수의 꽃이 수분되었음을 결정함에 따라, 식물의 상기 적어도 일부분 상의 다른 꽃(들)의 수분을 억제하거나 다른 꽃(들)의 성장 및 개화를 방지하는 단계를 포함하는, 방법. - 제 60 항에 있어서,
상기 수분 억제는:
- 사전결정된 온도, 속도 및 공간 프로파일의 유체 스트림을 식물의 상기 적어도 일부분의 적어도 부분으로 보내는 단계;
- 식물의 상기 적어도 일부분의 적어도 부분에 특정 물질을 전달 또는 분무하는 단계;
- 식물의 상기 적어도 일부분의 적어도 부분을 식물 종류에 대응하는 사전결정된 파라미터를 갖는 레이저로 조사하는 단계
중 하나 이상에 의해서 획득되는, 방법. - 제 61 항에 있어서,
식물의 상기 적어도 일부분의 상기 적어도 부분은 단일 꽃 또는 단일 꽃 내의 영역을 포함하는, 방법.
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