KR20220105907A - 작물 재배 장치, 이의 작물 재배 방법, 및 이를 포함하는 시스템 - Google Patents

작물 재배 장치, 이의 작물 재배 방법, 및 이를 포함하는 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 작물 재배 장치는 작물이 식재되는 인공 토양이 구비되는 인공 토양부, 상기 작물의 생장 상태에 따라 상기 인공 토양 내에 위치한 상기 작물의 뿌리의 위치를 센싱할 수 있는 뿌리 위치 센서부 및 센싱된 상기 작물의 뿌리의 위치에 기초하여, 상기 인공 토양부의 서로 다른 영역에 구비된 경도 제어 패턴들을 통하여 상기 인공 토양의 일부의 경도를 선택적으로 제어할 수 있는 경도 제어부를 포함한다.

Description

작물 재배 장치, 이의 작물 재배 방법, 및 이를 포함하는 시스템{DEVICE FOR CROPS CULTIVATION, METHOD AND SYSTEM USING THE SAME}
본 발명은 작물 재배 장치, 이의 작물 재배 방법, 및 이를 포함하는 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 작물의 뿌리의 위치를 센싱하고 센싱된 작물의 뿌리의 위치에 기초하여, 인공 토양부의 서로 다른 영역에 구비된 경도 제어 패턴들을 통하여 인공 토양의 일부의 경도를 선택적으로 제어할 수 있는 작물 재배 장치, 및 이의 작물 재배 방법, 및 이를 포함하는 시스템에 관한 것이다.
기존에 작물을 재배하는 데에는 자연상태에서 얻어지는 일반 토양에 다양한 비료를 더하여 구성되는 토양이 활용되고 있다. 하지만, 자연상태에서 얻어지는 일반 토양의 경우 성분의 편차가 존재하며, 작물의 재배 상황에 따라 유동적으로 생장 환경을 조성하는 데에는 한계를 가진다.
(특허문헌 1) 한국 공개특허공보 제10-1999-0046263호(1999.07.05)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 작물의 뿌리의 위치를 센싱하고 센싱된 작물의 뿌리의 위치에 기초하여, 인공 토양부의 서로 다른 영역에 구비된 경도 제어 패턴들을 통하여 인공 토양의 일부의 경도를 선택적으로 제어할 수 있는 작물 재배 장치, 및 이의 작물 재배 방법, 및 이를 포함하는 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 작물 재배 장치는 작물이 식재되는 인공 토양이 구비되는 인공 토양부, 상기 작물의 생장 상태에 따라 상기 인공 토양 내에 위치한 상기 작물의 뿌리의 위치를 센싱할 수 있는 뿌리 위치 센서부 및 센싱된 상기 작물의 뿌리의 위치에 기초하여, 상기 인공 토양부의 서로 다른 영역에 구비된 경도 제어 패턴들을 통하여 상기 인공 토양의 일부의 경도를 선택적으로 제어할 수 있는 경도 제어부를 포함할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 인공 토양은, 투명한 하이드로 겔로 구성될 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 하이드로 겔은 영양성분이 포함된 볼 형태로 구성될 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 뿌리 위치 센서부는, 상기 작물의 뿌리의 끝단의 위치를 센싱할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 뿌리 위치 센서부는, 상기 작물의 뿌리들 중에서 샘플링된 적어도 일부의 뿌리의 끝단의 위치를 센싱할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 뿌리 위치 센서부는, 샘플링된 상기 적어도 일부의 뿌리의 끝단의 위치를 광학 방식으로 센싱할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 뿌리 위치 센서부는, 샘플링된 상기 적어도 일부의 뿌리에 부착되는 변형 센서를 통하여, 상기 적어도 일부의 뿌리의 끝단의 위치를 간접적으로 센싱할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 경도 제어부는, 상기 변형 센서를 통하여 센싱된 상기 적어도 일부의 뿌리의 생장 정도를 통하여 상기 적어도 일부의 뿌리의 끝단의 위치를 연산할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 경도 제어 패턴들은, 상기 작물의 줄기가 상기 인공 토양에 맞닿는 기준 지점으로부터 방사형 형태로 배치될 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 경도 제어 패턴들은, 상기 인공 토양부의 서로 다른 영역에 층(layer) 형 구조로 구현될 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 경도 제어 패턴들은, 층 별로 매쉬(mesh) 구조를 가질 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 경도 제어 패턴들은, 상기 경도 제어 패턴들을 통하여 광 제어 신호, 열 제어 신호, 또는 전기 제어 신호가 전달될 수 있도록 구성될 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 경도 제어부는, 상기 작물의 뿌리의 끝단의 위치에 따라, 상기 인공 토양 중에서 상기 끝단이 위치한 상기 일부의 인공 토양의 경도가 상대적으로 낮아지도록 제어할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 작물 재배 방법은 인공 토양에 식재된 작물의 생장 상태에 따라 상기 인공 토양 내에 위치한 상기 작물의 뿌리의 위치를 센싱하는 단계 및 센싱된 상기 작물의 뿌리의 위치에 기초하여, 상기 인공 토양의 서로 다른 영역에 구비된 경도 제어 패턴들을 통하여 상기 인공 토양의 일부의 경도를 선택적으로 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 작물 재배 시스템은 작물 재배 장치 및 상기 작물 재배 장치를 모니터링하는 모니터링 장치를 포함하며, 상기 작물 재배 장치는, 작물이 식재되는 인공 토양이 구비되는 인공 토양부, 상기 작물의 생장 상태에 따라 상기 인공 토양 내에 위치한 상기 작물의 뿌리의 위치를 센싱할 수 있는 뿌리 위치 센서부 및 센싱된 상기 작물의 뿌리의 위치에 기초하여, 상기 인공 토양부의 서로 다른 영역에 구비된 경도 제어 패턴들을 통하여 상기 인공 토양의 일부의 경도를 선택적으로 제어할 수 있는 경도 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법과 장치들은 작물의 뿌리의 위치를 센싱하고 센싱된 작물의 뿌리의 위치에 기초하여, 인공 토양부의 서로 다른 영역에 구비된 경도 제어 패턴들을 통하여 인공 토양의 일부의 경도를 선택적으로 제어함으로써, 작물의 생장 상태에 최적화된 생장 환경을 제공할 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 작물 재배 시스템의 개념도이다.
도 2는 도 1의 작물 재배 시스템에서 인공 토양의 경도가 제어되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1의 작물 재배 시스템에 포함된 경도 제어 패턴의 일 실시 예이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 작물 재배 방법의 플로우차트이다.
본 발명의 기술적 사상은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 기술적 사상을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 기술적 사상을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에 기재된 "~부", "~기", "~자", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 프로세서(Processor), 마이크로 프로세서(Micro Processer), 마이크로 컨트롤러(Micro Controller), CPU(Central Processing Unit), GPU(Graphics Processing Unit), APU(Accelerate Processor Unit), DSP(Drive Signal Processor), ASIC(Application Specific Integrated Circuit), FPGA(Field Programmable Gate Array) 등과 같은 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있으며, 적어도 하나의 기능이나 동작의 처리에 필요한 데이터를 저장하는 메모리(memory)와 결합되는 형태로 구현될 수도 있다.
그리고 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 작물 재배 시스템의 개념도이다. 도 2는 도 1의 작물 재배 시스템에서 인공 토양의 경도가 제어되는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 도 1의 작물 재배 시스템에 포함된 경도 제어 패턴의 일 실시 예이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 작물 재배 시스템(10)은 인공 토양부(100), 뿌리 위치 센서부(200-1, 200-2), 및 경도 제어부(300)로 구성되는 작물 재배 장치(350) 및 모니터링 장치(400)를 포함할 수 있다.
인공 토양부(100)는 인공 토양(110)으로 구성될 수 있으며, 인공 토양(110)은 토양 보관부(50)에 담겨서 보관될 수 있다.
인공 토양(110)은 작물(CR)에 수분, 양분을 공급하기 위해 인공적으로 제조된 토양을 의미할 수 있다.
실시 예에 따라, 인공 토양(110)은 투명한 하이드로 겔로 구성될 수 있다.
실시 예에 따라, 인공 토양(110)은 작물(CR)의 생장에 필요한 수분 등의 성분이 포함된 볼 형태의 하이드로 겔로 구성될 수 있다.
실시 예에 따라, 인공 토양(110)은 경도 제어 패턴들(310-1~310-3)을 통하여 전류, 열, 또는 광 등의 형태의 경도 제어 신호가 전달되었을 때 경도가 제어될 수 있는 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 인공 토양(110)은 전류 경화 소재, 열 경화 소재, 또는 광 경화 소재를 포함하여 구성될 수 있다.
작물(CR)은 인공 토양(110)에 식재될 수 있다.
작물(CR)은 여러 개의 뿌리들(RT-1~RT-3)을 가질 수 있으며, 뿌리(RT-1~RT-3)는 인공 토양(110) 내에서 방사형으로 퍼져나가면서 자라날 수 있다.
실시 예에 따라, 작물(CR)의 여러 개의 뿌리들(RT-1~RT-3) 중에서 적어도 일부의 뿌리(예컨대, RT-2)는 샘플링될 수 있으며, 샘플링된 뿌리(예컨대, RT-2)는 미리 정해진 경로를 통해서 자라도록 뿌리(예컨대, RT-2)의 외부에 가이드(150)가 배치될 수 있다.
실시 예에 따라, 가이드(150)는 관 형태로 형성될 수 있다.
뿌리 위치 센서부(200-1, 200-2)는 작물(CR)의 생장 상태에 따라 인공 토양(110) 내에 위치한 작물(CR)의 뿌리(RT-1~RT-3)의 위치를 센싱할 수 있다.
실시 예에 따라, 뿌리 위치 센서부(200-1, 200-2)는 작물(CR)의 뿌리들(RT-1~RT-3) 중에서 샘플링된 뿌리(예컨대, RT-2)의 위치만을 센싱할 수도 있다.
실시 예에 따라, 뿌리 위치 센서부(200-1, 200-2)는 뿌리(RT-1~RT-3)의 끝단의 위치를 센싱할 수 있다.
실시 예에 따라, 뿌리 위치 센서부(200-1, 200-2)는 작물(CR)의 뿌리들(RT-1~RT-3) 중에서 샘플링된 뿌리(예컨대, RT-2)의 끝단의 위치를 센싱할 수도 있다.
제1뿌리 위치 센서부(200-1)는 뿌리(RT-1~RT-3)의 끝단의 위치를 광학 방식으로 센싱할 수 있다. 인공 토양(110)이 투명한 경우, 제1뿌리 위치 센서부(200-1)는 뿌리(RT-1~RT-3) 측으로 광 신호를 전송하고, 반사되어 돌아온 광 신호를 통하여 뿌리(RT-1~RT-3)의 끝단의 위치를 센싱할 수 있다.
실시 예에 따라, 제1뿌리 위치 센서부(200-1)는 작물(CR)의 측부, 즉 토양 보관부(50)의 측벽에 배치될 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 토양 보관부(50)가 투명한 재질로 구성되는 경우, 제1뿌리 위치 센서부(200-1)는 토양 보관부(50)의 바닥면에 배치될 수도 있다.
제2뿌리 위치 센서부(200-2)는 뿌리(예컨대, RT-1)에 부착되는 변형 센서를 통하여 뿌리(예컨대, RT-1)의 끝단의 위치를 간접적으로 센싱할 수 있다.
실시 예에 따라, 제2뿌리 위치 센서부(200-2)는 뿌리(예컨대, RT-1)에 부착되는 변형 센서를 통하여 센싱된 뿌리의 생장 정도를 통하여, 뿌리(예컨대, RT-1)의 끝단의 위치를 연산할 수 있다. 이 경우, 제2뿌리 위치 센서부(200-2)는 기존의 뿌리(예컨대, RT-1)의 끝단의 위치에 뿌리(예컨대, RT-1)가 길어진 정도를 더하여, 현재 뿌리(예컨대, RT-1)의 끝단의 위치를 연산할 수 있다.
실시 예에 따라, 제2뿌리 위치 센서부(200-2)는 작물(CR)의 뿌리들(RT-1~RT-3) 중에서 샘플링된 뿌리(예컨대, RT-1)의 끝단의 위치를 센싱할 수도 있다.
경도 제어부(300)는 뿌리 위치 센서부(200-1 또는 200-2)를 통하여 센싱된 작물(CR)의 뿌리의 위치에 기초하여, 인공 토양부(100)의 서로 다른 영역에 구비된 경도 제어 패턴들(310-1~310-3)을 통하여 인공 토양(110)의 일부의 경도를 선택적으로 제어할 수 있다.
도 1에서는 도시가 생략되었으나, 경도 제어부(300)는 뿌리 위치 센서부(200-1, 200-2)와 유선 또는 무선으로 통신을 수행할 수 있다.
실시 예에 따라, 경도 제어부(300)는 센싱된 작물(CR)의 뿌리(RT-1~RT-3)의 끝단의 위치에 따라, 인공 토양(110) 중에서 작물(CR)의 뿌리(RT-1~RT-3)의 끝단이 위치한 곳에 인접한 일부의 인공 토양의 경도가 다른 인공 토양의 경도보다 상대적으로 낮아지도록 제어할 수 있다.
도 2를 함께 참조하면, 경도 제어부(300)는 센싱된 작물(CR)의 뿌리(RT-1~RT-3)의 끝단의 위치에 따라, 인공 토양(110) 중에서 작물(CR)의 뿌리(RT-1~RT-3)의 끝단이 위치한 곳에 인접한 영역(RG-1~RG-3)의 인공 토양의 경도가 다른 인공 토양의 경도보다 상대적으로 낮아지도록 제어할 수 있다.
도 1로 돌아와서, 경도 제어 패턴들(310-1~310-3)은 작물(CR)의 줄기가 인공 토양(100)에 맞닿는 기준 지점(REF)으로부터 방사형 형태로 배치될 수 있다.
실시 예에 따라, 경도 제어 패턴들(310-1~310-3)은 인공 토양부(100)의 서로 다른 영역에 층(layer) 형 구조로 구현될 수 있다.
도 3을 함께 참조하면, 경도 제어 패턴(예컨대, 310-1)은 층 별로 메쉬(mesh) 구조를 가질 수 있다.
도 3에서는 설명의 편의를 위하여 경도 제어 패턴(예컨대, 310-1)이 평면 형태로 도시되어 있으나, 실시 예에 따라 경도 제어 패턴(예컨대, 310-1)는 방사형 형태로 배치될 수 있도록 곡면의 층형 구조로 구현될 수 있다.
도 1로 돌아와서, 경도 제어 패턴들(310-1~310-3)은 광 제어 신호, 열 제어 신호, 또는 전기 제어 신호를 전달시킬 수 있다.
실시 예에 따라, 경도 제어부(300)는 작물(CR)의 뿌리들(RT-1~RT-3)의 끝단의 평균적인 위치 또는 깊이에 기초하여, 경도 제어 패턴들(310-1~310-3) 중에서 어느 하나의 경도 제어 패턴(예컨대, 310-3)의 전체에 광 제어 신호, 열 제어 신호, 또는 전기 제어 신호를 전달함으로써, 해당 경도 제어 패턴(예컨대, 310-3) 전체에 인접한 인공 토양의 경도를 한번에 제어할 수도 있다.
실시 예에 따라, 경도 제어 패턴들(310-1~310-3)이 메쉬 구조로 형성되는 경우, 경도 제어부(300)는 경도 제어 패턴들(310-1~310-3) 각각을 통하여, 작물(CR)의 뿌리(RT-1~RT-3)의 끝단의 위치에 인접한 영역의 인공 토양 측으로 광 제어 신호, 열 제어 신호, 또는 전기 제어 신호를 전달할 수 있다.
실시 예에 따라, 경도 제어부(300)는 작물(CR)의 뿌리들(RT-1~RT-3)의 끝단의 위치에 인접한 인공 토양 이외에 나머지 인공 토양의 경도가 상대적으로 높아지도록 제어할 수도 있다.
모니터링 장치(400)는 작물 재배 장치(350)를 모니터링할 수 있다.
실시 예에 따라, 모니터링 장치(400)는 작물 재배 장치(350)의 뿌리 위치 센서부(200-1, 200-2)에 의해 센싱되는 작물(CR)의 뿌리들(RT-1~RT-3)의 위치에 기초하여 생장 상태를 지속적으로 모니터링할 수 있다.
실시 예에 따라, 경도 제어부(300)는 모니터링 장치(400)의 모니터링 결과를 이용하여 인공 토양(110)의 일부의 경도를 선택적으로 제어할 수 있다.
예컨대, 경도 제어부(300)는 센싱 결과에 따라 인공 토양(110)의 일부의 경도를 선택적으로 제어한 이후에 작물(CR)의 뿌리들(RT-1~RT-3)의 성장 속도에 따라, 인공 토양(110)의 일부의 경도를 다시 제어할 수 있다. 이 경우, 경도 제어부(300)는 작물(CR)의 뿌리들(RT-1~RT-3)의 성장 속도가 기준값 이하로 떨어진 경우에, 인공 토양(110)의 일부의 경도를 다시 제어할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 작물 재배 방법의 플로우차트이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 작물 재배 장치(350)는 인공 토양(110)에 식재된 작물(CR)의 생장 상태에 따라, 작물(CR)의 뿌리(RT-1~RT-3)의 위치를 센싱할 수 있다(S410).
실시 예에 따라, 작물 재배 장치(350)는 인공 토양(110)에 식재된 작물(CR)의 생장 상태에 따라, 작물(CR)의 뿌리(RT-1~RT-3)의 끝단의 위치를 센싱할 수 있다
작물 재배 장치(350)는 S410 단계를 통하여 센싱된 작물(CR)의 뿌리(RT-1~RT-3)의 위치에 기초하여, 인공 토양(110)의 서로 다른 영역에 구비된 경도 제어 패턴들(310-1~310-3)을 통하여 인공 토양의 일부의 경도를 선택적으로 제어할 수 있다(S420).
실시 예에 따라, 작물 재배 장치(350)는 센싱된 작물(CR)의 뿌리(RT-1~RT-3)의 끝단의 위치에 따라, 인공 토양(110) 중에서 작물(CR)의 뿌리(RT-1~RT-3)의 끝단이 위치한 곳에 인접한 일부의 인공 토양의 경도가 다른 인공 토양의 경도보다 상대적으로 낮아지도록 제어할 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.
10 : 작물 재배 시스템
100 : 인공 토양부
200-1, 200-2 : 뿌리 위치 센서부
300 : 경도 제어부
400 : 모니터링 장치

Claims (15)

  1. 작물이 식재되는 인공 토양이 구비되는 인공 토양부;
    상기 작물의 생장 상태에 따라 상기 인공 토양 내에 위치한 상기 작물의 뿌리의 위치를 센싱할 수 있는 뿌리 위치 센서부; 및
    센싱된 상기 작물의 뿌리의 위치에 기초하여, 상기 인공 토양부의 서로 다른 영역에 구비된 경도 제어 패턴들을 통하여 상기 인공 토양의 일부의 경도를 선택적으로 제어할 수 있는 경도 제어부를 포함하는, 작물 재배 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인공 토양은,
    투명한 하이드로 겔로 구성되는, 작물 재배 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하이드로 겔은 영양성분이 포함된 볼 형태로 구성되는, 작물 재배 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 뿌리 위치 센서부는,
    상기 작물의 뿌리의 끝단의 위치를 센싱하는, 작물 재배 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 뿌리 위치 센서부는,
    상기 작물의 뿌리들 중에서 샘플링된 적어도 일부의 뿌리의 끝단의 위치를 센싱하는, 작물 재배 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 뿌리 위치 센서부는,
    샘플링된 상기 적어도 일부의 뿌리의 끝단의 위치를 광학 방식으로 센싱하는, 작물 재배 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 뿌리 위치 센서부는,
    샘플링된 상기 적어도 일부의 뿌리에 부착되는 변형 센서를 통하여, 상기 적어도 일부의 뿌리의 끝단의 위치를 간접적으로 센싱하는, 작물 재배 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 경도 제어부는,
    상기 변형 센서를 통하여 센싱된 상기 적어도 일부의 뿌리의 생장 정도를 통하여 상기 적어도 일부의 뿌리의 끝단의 위치를 연산하는, 작물 재배 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 경도 제어 패턴들은,
    상기 작물의 줄기가 상기 인공 토양에 맞닿는 기준 지점으로부터 방사형 형태로 배치되는, 작물 재배 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 경도 제어 패턴들은,
    상기 인공 토양부의 서로 다른 영역에 층(layer) 형 구조로 구현되는, 작물 재배 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 경도 제어 패턴들은,
    층 별로 매쉬(mesh) 구조를 가지는, 작물 재배 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 경도 제어 패턴들은,
    상기 경도 제어 패턴들을 통하여 광 제어 신호, 열 제어 신호, 또는 전기 제어 신호가 전달될 수 있도록 구성되는, 작물 재배 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 경도 제어부는,
    상기 작물의 뿌리의 끝단의 위치에 따라, 상기 인공 토양 중에서 상기 끝단이 위치한 상기 일부의 인공 토양의 경도가 상대적으로 낮아지도록 제어하는, 작물 재배 장치.
  14. 인공 토양에 식재된 작물의 생장 상태에 따라 상기 인공 토양 내에 위치한 상기 작물의 뿌리의 위치를 센싱하는 단계; 및
    센싱된 상기 작물의 뿌리의 위치에 기초하여, 상기 인공 토양의 서로 다른 영역에 구비된 경도 제어 패턴들을 통하여 상기 인공 토양의 일부의 경도를 선택적으로 제어하는 단계를 포함하는, 작물 재배 방법.
  15. 작물 재배 장치; 및
    상기 작물 재배 장치를 모니터링하는 모니터링 장치를 포함하며,
    상기 작물 재배 장치는,
    작물이 식재되는 인공 토양이 구비되는 인공 토양부;
    상기 작물의 생장 상태에 따라 상기 인공 토양 내에 위치한 상기 작물의 뿌리의 위치를 센싱할 수 있는 뿌리 위치 센서부; 및
    센싱된 상기 작물의 뿌리의 위치에 기초하여, 상기 인공 토양부의 서로 다른 영역에 구비된 경도 제어 패턴들을 통하여 상기 인공 토양의 일부의 경도를 선택적으로 제어할 수 있는 경도 제어부를 포함하는, 작물 재배 시스템.
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