KR20200029459A - 식물 성장을 측정하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

식물 성장을 측정하기 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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개리 브렛 밀러
마이클 스티븐 허스트
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그로우 솔루션즈 테크, 엘엘씨
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Abstract

본 발명은 식물의 성장에 관한 측정 시스템을 가진 조립 라인 재배 포드(assembly line grow pod)(100)에 관한 것으로, 레일 시스템, 및 상기 레일 시스템을 따라서 이동하며 식물들, 종자들, 또는 둘 다를 운반하는 카트들(carts)(104)을 포함한다. 상기 시스템은, 무게 센서들(310), 근접 센서(330), 카메라(340) 및 마스터 제어기(master controller)(106)를 포함한다. 상기 마스터 제어기(106)는 상기 카트들(104), 무게 센서들(310), 근접 센서(330), 및 카메라(340)에 통신하도록 결합된다. 상기 마스터 제어기(106)는, 상기 무게 센서들, 근접 센서, 및 카메라로부터 정보를 수신하고, 무게, 색상, 높이, 또는 이들의 조합을 나타내는 정보에 근거하여 선택된 식물의 성장 상태를 판단하며, 성장 상태에 근거하여 투여량 공급 요소(dosage supply component)가 수정된 투여량을 제공하도록 제어한다.

Description

식물 성장을 측정하기 위한 시스템 및 방법
관련 출원의 상호 참조
이 출원은 2017년 6월 14일자로 출원된 미국 임시 출원번호 62/519,660호와 2018년 5월 21일자로 출원된 미국 출원번호 15/985,503호의 이익을 주장하며, 이들의 전체 내용은 여기에 참조로 통합된다.
여기에 서술된 실시예들은 일반적으로 재배 포드(grow pod) 내의 식물의 성장을 측정하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 식물의 무게, 색상, 엽록소 수준, 및/또는 높이에 근거한 재배 포드 내의 식물의 성장의 측정에 관한 것이다.
작물 성장 기술은 수년에 걸쳐 발전되어 왔지만, 오늘날 농업과 작물 산업에는 아직 많은 문제점들이 있다. 예로서, 기술적인 발전은 상승된 효율과 다양한 작물의 생산을 가지지만, 날씨, 질병, 기생충 등과 같은 많은 요인들이 수확에 영향을 미친다. 추가적으로, 미국은 현재 미국 인구를 위해 식량을 충분히 공급하기에 적절한 농지를 가지는 반면에, 다른 나라들과 미래의 인구들은 적절한 양의 식량을 공급하기에 충분한 농지를 가지지 않을 수 있다. 따라서, 수확을 위한 마이크로그린과 다른 식물들을 재배하기 위해 신속한 재배, 작은 점유면적, 화학성분이 없는, 적은 노동력의 해법을 용이하게 하는 체계적인 식물 재배 포드 시스템을 제공할 필요가 있다.
동시에, 식물 성장과 산출을 최대화하기 위해 제어되고 최적화된 환경 조건들(예컨대, 타이밍, 광의 파장, 압력, 온도, 급수, 영양소, 분자 대기(molecular atmosphere), 및/또는 다른 변수들)을 제공할 수 있는 체계적인 식물 재배 포드 시스템을 제공할 필요가 있다. 특히, 각각의 식물 또는 종자를 위해 개별적이고 커스터마이징된 관리(care)를 제공하고 성장 문제점을 겪는 식물 또는 종자를 위한 적절한 측정을 위해, 식물들 또는 종자들의 성장 패턴과 성장 상태를 모니터링하고 확인하는 것이 중요하다.
조립 라인 재배 포드(assembly line grow pod) 내의 식물의 성장을 측정하기 위한 시스템과 방법이 개시된다. 식물의 성장을 측정하기 위한 시스템의 일 실시예는, 다수의 카트들(carts), 센서들의 그룹 및 마스터 제어기(master controller)를 포함한다. 상기 다수의 카트들은 레일을 따라서 이동하며 식물들과 종자들을 운반한다. 상기 센서들의 그룹은 조립 라인 재배 포드(assembly line grow pod) 내에 또는 둘레에 배치되며 적어도 무게 센서, 근접 센서 및 카메라를 포함한다. 상기 마스터 제어기는, 상기 센서들의 그룹에 통신하도록 결합되며, 프로세서와 메모리를 포함하고, 상기 메모리는 마스터 레시피(master recipe)와, 식물들과 관련된 다수의 임계 성장 지표 값들(threshold growth index values)과, 미리 결정된 프로그램을 저장한다. 상기 마스터 레시피는 식물들, 종자들, 또는 둘 다의 성장에 관련된 투여량 공급(dosage supply)을 지시하는 커스터마이징된 명령들의 세트(set)를 포함한다. 상기 프로그램은, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, (ⅰ) 선택된 식물의 성장 상태를 나타내는 정보를 상기 센서들의 그룹으로부터 수신하는 것; (ⅱ) 선택된 식물을 확인하는 것; (ⅲ) 선택된 식물과 관련된 임계 성장 지표 값을 검색하는 것; (ⅳ) 선택된 식물의 성장 상태를 나타내는 정보를 임계 성장 지표 값과 비교하는 것; (ⅴ) 선택된 식물의 성장 상태가 정상, 과성장(overgrowth), 또는 저성장(undergrowth)인지를 판단하는 것; 및 (ⅵ) 선택된 식물의 성장 상태가 과성장, 또는 저성장인 것으로 판단된 때, 상기 마스터 레시피를 그에 따라 수정하는 것;을 포함하는 작업들을 수행한다.
선택된 식물의 성장 상태를 나타내는 정보는 선택된 식물의 무게, 선택된 식물의 높이, 선택된 식물의 엽록소 수준, 또는 이들의 조합을 포함한다. 상기 미리 결정된 프로그램은, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, (ⅰ) 상기 무게 센서로부터 선택된 식물의 무게를 수신하는 것; (ⅱ) 선택된 식물과 관련된 임계 무게 지표 값을 검색하는 것; (ⅲ) 상기 무게를 상기 임계 무게 지표 값과 비교하는 것; 및 (ⅳ) 선택된 식물의 성장 상태가 정상, 과성장, 또는 저성장인지를 판단하는 것;을 더 포함하는 작업들을 수행한다.
다른 실시예에서, 상기 미리 결정된 프로그램은, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, (ⅰ) 상기 근접 센서로부터 상기 근접 센서와 선택된 식물 사이의 거리를 수신하는 것; (ⅱ) 상기 거리에 근거하여 선택된 식물의 높이를 결정하는 것; (ⅲ) 선택된 식물과 관련된 임계 높이 지표 값을 검색하는 것; (ⅳ) 상기 높이를 상기 임계 높이 지표 값과 비교하는 것; 및 (ⅴ) 선택된 식물의 성장 상태가 정상, 과성장, 또는 저성장인지를 판단하는 것;을 더 포함하는 작업들을 수행한다.
또 다른 실시예에서, 상기 미리 결정된 프로그램은, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, (ⅰ) 상기 카메라로부터 선택된 식물의 캡처된 이미지를 수신하는 것; (ⅱ) 상기 캡처된 이미지에 근거하여 선택된 식물의 엽록소 수준을 결정하는 것; (ⅲ) 선택된 식물과 관련된 임계 엽록소 수준 지표 값을 검색하는 것; (ⅳ) 상기 결정된 엽록소 수준을 상기 임계 엽록소 수준 지표 값과 비교하는 것; 및 (ⅴ) 선택된 식물의 성장 상태가 정상, 과성장, 또는 저성장인지를 판단하는 것;을 더 포함하는 작업들을 수행한다.
또 다른 실시예에서, 상기 미리 결정된 프로그램은, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 선택된 식물의 성장 상태가 정상인 것으로 판단된 때, 선택된 식물이 수확할 준비가 된 것으로 판단하는 것을 더 포함하는 작업들을 수행한다. 상기 미리 결정된 프로그램은, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, (ⅰ) 선택된 식물의 성장 상태가 과성장인 것으로 판단된 때, 투여량 공급을 감소시키기 위해 선택된 식물과 관련된 마스터 레시피를 수정하는 것; 및 (ⅱ) 투여량 제어 요소가 선택된 식물에게 감소된 투여량 공급을 제공하도록 하는 것;을 더 포함하는 작업들을 수행한다. 상기 미리 결정된 프로그램은, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, (ⅰ) 선택된 식물의 성장 상태가 저성장인 것으로 판단된 때, 투여량 공급을 증가시키기 위해 선택된 식물과 관련된 마스터 레시피를 수정하는 것; 및 (ⅱ) 투여량 제어 요소가 선택된 식물에게 증가된 투여량 공급을 제공하도록 하는 것;을 더 포함하는 작업들을 수행한다.
또 다른 실시예에서, 식물의 성장을 측정하기 위한 조립 라인 재배 시스템(assembly line grow system)은, 레일 시스템, 상기 레일 시스템을 따라서 이동하며 식물들, 종자들, 또는 둘 다를 운반하는 카트들(carts), 무게 센서들, 근접 센서, 카메라 및 마스터 제어기를 포함한다. 상기 무게 센서들은 카트들 상에 배치되며 각각의 카트의 페이로드(payload)의 무게를 측정하기 위해 작동 가능하다. 상기 근접 센서는 상기 카트들 위에 배치되며 미리 결정된 거리 내의 물체를 검출하기 위해 작동 가능하다. 상기 카메라는 상기 카트들 위에 배치되며 상기 카트들 내의 식물들의 이미지를 캡처하기 위해 작동 가능하다. 상기 마스터 제어기는 상기 카트들, 상기 무게 센서들, 근접 센서, 및 카메라에 통신하도록 결합된다. 상기 마스터 제어기는, 상기 무게 센서들, 근접 센서, 및 카메라로부터 정보를 수신하고, 무게, 색상, 높이, 또는 이들의 조합을 나타내는 정보에 근거하여 선택된 식물의 성장 상태를 판단하기 위해 작동 가능하다.
또 다른 실시예에서, 상기 마스터 제어기는, 상기 무게 센서들, 근접 센서, 및 카메라로부터 출력된, 선택된 식물에 관한 데이터를 수신하고, 선택된 식물에 관한 데이터를 처리하여 선택된 식물의 페이로드의 무게, 색상, 및 높이를 결정하기 위해 더 작동 가능하다. 상기 마스터 제어기는, 선택된 식물의 성장 상태에 근거하여, 선택된 식물이 수확 요소로 이송될 것인지를 판단하기 위해 더 작동 가능하다. 상기 마스터 제어기는, 선택된 식물의 성장 상태에 근거하여, 선택된 식물에 관한 투여량 공급을 수정하고, 수정된 투여량 공급에 근거하여 투여량 공급 요소를 제거하기 위해 더 작동 가능하다.
또 다른 실시예에서, 상기 마스터 제어기는 프로세서, 및 투여량 공급 명령들의 세트를 포함하는 마스터 레시피를 저장하기 위한 메모리를 포함하며, 선택된 식물이 과성장 상태라고 판단한 때, 상기 마스터 제어기는 투여량을 감소시키기 위해 선택된 식물들에 관한 투여량 공급 명령들을 수정한다. 또 다른 실시예에서, 상기 마스터 제어기는 프로세서, 및 투여량 공급 명령들의 세트를 포함하는 마스터 레시피를 저장하기 위한 메모리를 포함하며, 선택된 식물이 저성장 상태라고 판단한 때, 상기 마스터 제어기는 투여량을 증가시키기 위해 선택된 식물들에 관한 투여량 공급 명령들을 수정한다.
또 다른 실시예에서, 조립 라인 재배 포드(assembly line grow pod) 내의 식물의 성장을 측정하기 위한 방법은, (ⅰ) 조립 라인 재배 포드(assembly line grow pod) 내에 또는 둘레에 적어도 무게 센서, 근접 센서 및 카메라를 포함하는 센서들의 그룹을 배치하는 단계, (ⅱ) 상기 센서들의 그룹으로부터 선택된 식물의 성장 상태를 나타내는 정보를 수신하는 단계, (ⅲ) 선택된 식물을 확인하는 단계, (ⅳ) 선택된 식물과 관련된 임계 성장 지표 값(threshold growth index value)을 검색하는 단계, (ⅴ) 선택된 식물의 성장 상태를 나타내는 정보를 임계 성장 지표 값과 비교하는 단계, (ⅵ) 선택된 식물의 성장 상태가 정상, 과성장(overgrowth), 또는 저성장(undergrowth)인지를 판단하는 단계, 및 (ⅶ) 선택된 식물의 성장 상태가 과성장, 또는 저성장인 것으로 판단된 때, 마스터 레시피를 그에 따라 수정하는 단계를 포함한다.
여기서 서술되는 실시예들에 의해 제공되는 이러한 그리고 추가적인 특징들은 도면들과 관련된 아래의 상세한 설명에 의해 더욱 완전하게 이해될 것이다.
도면들에 제시된 실시예들은 사실상 보여주기 위한 것이고 예시적인 것이며, 본 발명을 제한하고자 의도된 것은 아니다. 도시된 실시예들의 아래의 상세한 설명은 아래의 도면들과 함께 읽었을 때 이해될 수 있을 것이며, 유사한 구조는 유사한 참조번호들로 표시된다.
도 1은 여기에 서술된 실시예들에 따른, 조립 라인 재배 포드를 도시하며;
도 2는 여기에 서술된 실시예들에 따른, 조립 라인 재배 포드를 위한 다수의 요소들을 도시하며;
도 3은 여기에 서술된 실시예들에 따른, 카트들 내의 식물들이 성장을 판단하기 위한 다양한 센서들과 관련된 시스템들을 도시하며;
도 4는 여기에 서술된 실시예들에 따른, 무게 센서들을 사용하여 재배 포드 내의 식물들의 성장을 측정하기 위한 흐름도를 도시하며;
도 5는 여기에 서술된 실시예들에 따른, 근접 센서들을 사용하여 재배 포드 내의 식물들의 성장을 측정하기 위한 흐름도를 도시하며;
도 6은 여기에 서술된 실시예들에 따른, 카메라를 사용하여 재배 포드 내의 식물들의 성장을 측정하기 위한 흐름도를 도시하며;
도 7은 여기에 서술된 실시예들에 따른, 조립 라인 재배 포드를 위한 컴퓨팅 장치를 도시한다.
여기에 개시된 실시예들은 재배 포드(grow pod) 내의 식물의 성장을 측정하기 위한 시스템과 방법을 포함한다. 몇몇 실시예들은, 레일 시스템, 상기 레일 시스템을 따라서 이동하는 카트(cart), 상기 카트 내의 식물들의 무게, 색상, 및 높이 중 적어도 하나를 측정하도록 구성된 센서, 및 마스터 제어기(master controller)를 포함하는 재배 포드를 가지도록 구성된다. 상기 마스터 제어기는 상기 카트 내의 식물들을 확인하고, 무게, 색상, 및 높이 중 적어도 하나에 근거하여 식물들의 성장을 판단하며, 식물들의 성장에 근거하여 식물들이 수확할 준비가 되어 있다는 통지를 출력한다. 동일한 것을 포함하는 재배 포드 내의 식물의 성장을 측정하기 위한 시스템과 방법이 아래에서 더 상세하게 설명될 것이다.
이제 도면들을 참조하면, 도 1은 여기에 서술된 실시예들에 따른, 조립 라인 재배 포드(assembly line grow pod)(100)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 상기 조립 라인 재배 포드(100)는 하나 이상의 카트들(104)을 홀딩하는 트랙(102)을 포함할 수 있다. 상기 트랙(102)은 상행 부분(ascending portion)(102a), 하행 부분(descending portion)(102b), 및 연결 부분(102c)을 포함할 수 있다. 상기 트랙(102)은 카트들(104)이 수직 방향으로 위쪽으로 올라가도록, 제1축 둘레를 (도 1에서 반시계 방향으로) 둘러쌀 수 있다. 상기 연결 부분(102c)은 비교적 수평일 수 있으며(이는 요구 사항은 아님) 카트들(104)을 하행 부분(102b)으로 이송시키는데 이용된다. 상기 하행 부분(102b)은, 카트들(104)이 지면 레벨에 더 가까이 복귀할 수 있도록, 상기 제1축과 실질적으로 평행한 제2축 둘레를 (도 1에서 반시계 방향으로) 둘러쌀 수 있다.
도 1에 명시적으로 도시되어 있지 않지만, 상기 조립 라인 재배 포드(100)는 발광 다이오드(LEDs)와 같은 다수의 조명 장치들을 포함할 수 있다. 상기 조명 장치들은 카트들(104) 반대쪽의 트랙(102)에 배치될 수 있어서, 조명 장치들은 트랙(102) 바로 아래 부분에서 광파를 카트들(104)로 향하게 한다. 몇몇 실시예들에서, 상기 조명 장치들은 애플리케이션, 재배될 식물의 유형, 및/또는 다른 요인들에 따라 다수의 상이한 칼라 및/또는 파장의 광을 발생시키도록 구성된다. 몇몇 실시예들에서, LEDs가 이 목적을 위해 이용될지라도, 이는 요구 사항은 아니다. 낮은 열을 발생시키고 원하는 기능을 제공하는 임의의 조명 장치가 이용될 수 있다.
도 1에는 마스터 제어기(master controller)(106)가 도시되어 있다. 상기 마스터 제어기(106)는 컴퓨팅 장치(130) 및/또는 상기 조립 라인 재배 포드(100)의 다양한 요소들을 제어하기 위한 다른 하드웨어를 포함할 수 있다. 예로서, 물 분배 요소, 영양소 분배 요소, 공기 분배 요소, 등이 마스터 제어기(106)의 부분으로서 포함될 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 상기 마스터 제어기(106)는, 광의 타이밍과 파장, 압력, 급수(watering), 영양소, 분자 대기(molecular atmosphere), 및/또는 식물 성장과 산출을 최적화하기 위한 다른 변수들을 지시할 수 있는 식물들을 위한 마스터 레시피(master recipe)를 저장할 수 있다. 예를 들어, 마스터 레시피는 조립 라인 재배 포드(100)에 있는 특정 식물의 3일째에 조명 요구를 지시할 수 있으며, 식물의 4일째에 상이한 조명 요구를 지시할 수 있다. 다른 예로서, 상기 마스터 레시피는, 식물들이 조립 라인 재배 포드(100) 내부로 도입된 날짜로부터 계산된 특정한 날에 대해 특정한 위치들에 있는 카트들에 실려 있는 식물들로 향하는 급수 요구, 영양소 공급, 등을 지시한다. 상기 마스터 레시피는 조립 라인 재배 포드(100)에 의해 지지되는 식물들을 커버하기 위해 구체적이고, 광범위하며, 커스터마이징된다. 오직 예로서, 상기 레시피는 조립 라인 재배 포드(100) 내에서 동시에 작동하며 다양한 개체수의 식물들을 적재한 1500개의 카트들을 보조하기 위한 명령들을 가질 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 상기 마스터 제어기(106)는 급수 레시피(watering recipe), 영양소 레시피, 투여량(dosage) 레시피, 웨이브(wave) 레시피, 온도 레시피, 압력 레시피, 등과 같은 구체적인 레시피들을 저장할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 상기 마스터 레시피는 데이터가 행, 열, 및 테이블로 구조화되도록 구조화된 데이터 세트, 데이터베이스, 등의 임의의 형태를 취할 수 있다. 추가적으로, 또는 대안으로서, 상기 마스터 레시피는 데이터 처리 작업을 통해 데이터의 저장, 검색, 수정, 추가, 및 삭제를 용이하게 하도록 구조화될 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 마스터 제어기(106)는 마스터 레시피로부터 정보를 읽고, ,조립 라인 재배 포드(100)에 있는 식물들의 알려진 위치에 근거하여 그 정보를 조절한다. 예를 들어, 마스터 제어기(100)는 조립 라인 재배 포드(100) 내의 식물의 성장 단계를 나타내는 카트 식별자(identifier)에 근거하여 식물 위치를 확인할 수 있다. 식물이 조립 라인 재배 포드(100) 내부에 들어온 때, 식물들은 나선형 트랙들을 따라서 수확 단계에 도착할 때까지 상행 측으로부터 하행 측으로 이동한다. 따라서, 식물들을 적재한 카트들의 위치는 조립 라인 재배 포드(100)에 있는 식물들의 성장 단계를 나타낼 수 있다. 그러면, 마스터 제어기(106)는 식물들의 단계에 관련된 마스터 레시피, 예컨대, 조립 라인 재배 포드(100)에서 4일째 성장하는 식물들에 특유한, 조명, 급수, 압력, 및/또는 웨이브 요구들을 적용할 수 있다.
상기 마스터 제어기(106)는 마스터 레시피를 처리하고 조립 라인 재배 포드(100)의 다양한 요소들을 제어한다. 처리 부하, 예를 들어, 마스터 레시피의 처리 및 다양한 개체수의 식물들을 적재한 많은 수의 동시 작동 카트들을 위한 모든 관련된 이벤트들을 줄이기 위해, 마스터 제어기(106)는 상이하고 구체적인 기능들을 몇몇의 제어 모듈들, 예컨대 밸브 제어기, 투여량 제어기, 펌프 제어기, 등으로 분배할 수 있다. 이러한 제어 모듈들은 자율적으로 동작하며, 과업(들)을 완료하고 마스터 제어기(106)에게 보고한다. 몇몇 실시예들에서, 상기 제어 모듈들은 안정성을 향상시키고 밀린 업데이트와 수정을 피하기 위해, 그 자체의 명령들의 세트를 가진 하드웨어 모듈들로서 구성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 제어 모듈들의 다른 구성이 이용될 수 있다.
도 1과 2에 도시된 바와 같이, 마스터 제어기(106)에는 파종 요소(seeder component)(108)가 결합된다. 상기 파종 요소(108)는 카트들(104)이 조립 라인 내의 파종기(seeder)를 지나갈 때 하나 이상의 카트들(104)에 파종하도록 구성될 수 있다. 특정 실시예에 따르면, 각각의 카트(104)는 다수의 종자들을 수용하기 위한 단일 섹션 트레이를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들은 각각의 섹션(또는 셀) 내에 개별의 종자들을 수용하기 위한 다중 섹션 트레이를 포함할 수 있다. 단일 섹션 트레이를 가진 실시예에서, 상기 파종 요소(108)는 각개의 카트(104)의 존재를 검출할 수 있으며 단일 섹션 트레이의 영역 전체에 걸쳐 파종을 시작할 수 있다. 종자는 원하는 종자들의 깊이, 원하는 종자들의 수, 원하는 종자들의 표면적, 및/또는 다른 기준에 따라 놓일 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 이 실시예들은 종자들을 성장시키기 위해 토양을 사용하지 않을 수 있으며 이에 따라 물에 잠길 필요가 있을 때, 종자들은 영양소들 및/또는 부화방지(anti-buoyancy) 시약(예컨대, 물)으로 전처리될 수 있다.
상기 카트들(104) 중 하나 이상에서 다중 섹션 트레이가 사용되는 실시예들에서, 상기 파종 요소(108)는 상기 트레이의 섹션들 중 하나 이상의 내부로 종자들을 개별적으로 삽입하도록 구성될 수 있다. 다시 말하면, 원하는 종자들의 수, 종자들이 덮게 되는 원하는 영역, 원하는 종자들의 깊이, 등에 따라 종자들은 트레이에(또는 개별의 셀들 내부로) 분배될 수 있다.
급수 요소(watering component)는 하나 이상의 급수 라인들(110)에 연결될 수 있으며, 급수 라인들(110)은 물 및/또는 영양소들을 상기 조립 라인 재배 포드(100)의 미리 결정된 영역에 있는 하나 이상의 트레이들로 분배한다. 몇몇 실시예들에서, 종자들은 부력을 감소시키기 위해 분무되고 그 다음에 물에 잠길 수 있다. 추가적으로, 물의 사용과 소비는 모니터링될 수 있으며, 이에 의해 그 다음의 급수 스테이션들에서, 이 데이터는 그때 종자에 적용될 물의 양을 결정하는데 이용될 수 있다.
도 1에는 공기흐름 라인들(112)이 도시된다. 구체적으로, 상기 마스터 제어기(106)는 온도 제어, 압력 제어, 이산화탄소 제어, 산소 제어, 질소 제어, 등을 위한 하나 이상의 요소들을 포함 및/또는 하나 이상의 요소들에 결합될 수 있다. 따라서, 상기 공기흐름 라인들(112)은 상기 조립 라인 재배 포드(100) 내의 미리 결정된 영역들에 공기흐름을 분배할 수 있다.
도 1의 실시예는 다수의 축들의 둘레를 둘러싸는 조립 라인 재배 포드(100)를 도시하고 있으나, 이는 단지 하나의 예라는 것을 이해하여야 한다. 임의의 구성의 조립 라인 또는 고정된 재배 포드가 여기서 서술되는 기능을 수행하기 위해 이용될 수 있다.
도 2는 여기에 서술된 실시예들에 따른, 조립 라인 재배 포드를 위한 다수의 요소들을 도시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 파종 요소(seeder component)(108), 조명 장치(206), 수확 요소(208), 및 살균 요소(sanitizer component)(210)가 도시된다. 위에서 설명된 바와 같이, 상기 파종 요소(108)는 카트들(104)의 트레이들에 파종하도록 구성된다. 상기 조명 장치들(206)은 식물 성장을 용이하게 할 수 있는 하나 이상의 미리 결정된 파장들로 광파를 제공할 수 있다. 상기 조명 장치들(206)은 마스터 제어기(106)에 통신하도록 결합된다. 상기 조명 장치들(206)은 트랙(102)을 횡단하는 카트들 내의 작물을 비출 수 있도록 트랙(102)의 아래에 배치된다. 추가적으로, 식물들이 조명되고, 급수되며, 영양소를 공급받는 동안, 카트들(104)은 조립 라인 재배 포드(100)의 트랙(102)을 횡단할 것이다. 추가적으로, 조립 라인 재배 포드(100)는 식물의 성장 및/또는 과실의 산출을 검출할 수 있으며, 수확이 정당한 것으로 인정될 때를 판단할 수 있다. 카트(104)가 수확장치(harvester)에 도달하기 전에 수확이 정당한 것으로 인정되는 경우, 카트(104)가 수확장치에 도달할 때까지 그 특정 카트(104)를 위한 마스터 레시피가 수정될 수 있다. 반대로, 카트(104)가 수확장치에 도달하고 그 카트(104) 내의 식물들이 수확 준비가 되지 않은 경우에, 조립 라인 재배 포드(100)는 그 카트(104)를 또 한 번의 랩(lap)을 위해 의뢰할 수 있다. 이러한 추가적인 랩은 카트의 식물들의 성장에 근거하여 조명, 급수, 영양소, 등의 상이한 투여량을 포함할 수 있으며, 카트의 속도도 변경될 수 있다. 카트(104)의 식물들이 수확 준비가 된 경우에, 상기 수확 요소(208)는 그 공정을 용이하게 할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 상기 수확 요소(208)는 식물들을 수확을 위해 미리 결정된 높이로 간단하게 절단할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 식물들을 트레이로부터 세절(chopping), 담금(mashing), 착즙(juicing), 등을 위한 처리 용기 내부로 제거하기 위해 상기 트레이는 뒤집힐 수 있다. 조립 라인 재배 포드(100)의 많은 실시예들이 토양을 사용하지 않기 때문에, 처리 전에 식물들의 최소의 세척이 필요하거나 세척이 필요 없다.
유사하게, 몇몇 실시예들은, 예컨대, 흔들기(shaking), 빗질(combing), 등을 통해, 식물로부터 과실을 자동으로 분리하도록 구성될 수 있다. 남은 식물 재료가 추가적인 과실을 재배하기 위해 재사용될 수 있는 경우에, 상기 카트(104)는 남은 식물을 유지하고 조립 라인의 재배 부분으로 돌려보낼 수 있다. 식물 재료가 추가적인 과실을 재배하기 위해 재사용되지 않는 경우에, 적절하게 폐기되거나 처리될 수 있다.
상기 카트(104)와 트레이에 식물 재료가 없을 때, 카트(104)에 남아 있을 수 있는 임의의 입자, 식물 재료, 등을 제거하기 위해 상기 살균 요소(210)가 실행될 수 있다. 이와 같이, 상기 살균 요소(210)는 카트(104) 및/또는 트레이를 세척하기 위한 고압의 물, 고온의 물, 및/또는 다른 용액들과 같은 다수의 상이한 세척 메커니즘 중 어느 것을 실행할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 상기 트레이는 처리를 위한 식물을 출력하기 위해 뒤집힐 수 있으며, 트레이는 이 자세를 유지될 수 있다. 이처럼, 상기 살균 요소(210)는 이 자세의 트레이를 수용할 수 있으며, 카트(104) 및/또는 트레이를 세척할 수 있고, 트레이를 재배 위치로 되돌릴 수 있다. 상기 카트(104) 및/또는 트레이가 세척된 때, 트레이는 다시 파종기를 지나갈 수 있으며, 파종기는 트레이가 파종을 요구하는지를 결정할 것이고 파종의 과정을 시작할 것이다.
도 3은 여기에 서술된 실시예들에 따른, 카트들 내의 식물들이 성장을 판단하기 위한 시스템을 도시한다. 카트들(104a, 104b, 104c)은 트랙(102)을 따라서 +x 방향으로 이동한다. 상기 트랙(102)은 도 3에 직선형 트랙으로 도시되어 있지만, 상기 트랙(102)는 곡선형 트랙일 수 있다. 상기 카트들(104a, 104b, 104c)은 무게 센서들(310a, 310b, 310c)을 각각 포함한다. 상기 무게 센서들(310a, 310b, 310c)은 카트들 상의 페이로드(payload), 예컨대 식물들의 무게를 측정하도록 구성된다. 상기 카트들(104a, 104b, 104c)은 카트 컴퓨팅 장치들(312a, 312b, 312c)을 각각 포함한다. 상기 카트 컴퓨팅 장치들(312a, 312b, 312c)은 무게 센서들(310a, 310b, 310c)에 통신하도록 결합될 수 있으며, 무게 센서들(310a, 310b, 310c)로부터 무게 정보를 수신한다. 상기 카트 컴퓨팅 장치들(312a, 312b, 312c)은 네트워크(850)를 통해 마스터 제어기(106)와 통신하기 위한 무선 네트워크 인터페이스를 가질 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 카트들(104a, 104b, 104c) 각각은 다수의 무게 센서들을 포함할 수 있다. 상기 다수의 무게 센서들은 카트들의 개별의 셀들 또는 식물들의 무게들을 측정할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 다수의 무게 센서들은 트랙(102)에 배치될 수 있다. 상기 무게 센서들은 트랙(102) 상의 카트들의 무게들을 측정하도록 구성되며 그 무게들을 마스터 제어기(106)으로 전송한다. 상기 마스터 제어기(106)는 트랙(102) 상의 무게 센서들로부터 수신된 무게로부터 카트의 무게를 차감함으로써 카트 상의 식물들의 무게를 결정할 수 있다.
상기 카트들(104a, 104b, 104c) 위에 근접 센서(330)가 배치될 수 있다. 실시예들에서, 상기 근접 센서(330)는 트랙(102) 아래에 부착될 수 있다. 상기 근접 센서(330)는 근접 센서(330)와 식물들 사이의 거리를 검출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 근접 센서(330)는 파동(wave)을 전파하고 식물들로부터 반사된 파동을 수신할 수 있다. 상기 근접 센서(330)는, 파동의 이동 시간에 근거하여, 근접 센서와 식물들 사이의 거리를 측정할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 근접 센서(330)는 특정 거리 내의 물체를 검출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 근접 센서(330)는 식물들이 근접 센서(330)로부터 특정 거리(예컨대, 5인치) 내에 있는 경우에 카트(104b) 내의 식물들을 검출할 수 있다. 상기 근접 센서(330)는 네트워크(850)를 통해 마스터 제어기(106)와 통신하기 위한 무선 네트워크 인터페이스를 가질 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 다수의 근접 센서들이 이용될 수 있다.
상기 카트들(104a, 104b, 104c) 위에 카메라(340)가 배치될 수 있다. 실시예들에서, 상기 카메라(340)는 트랙(102) 아래에 부착될 수 있다. 상기 카메라(340)는 카트(104b) 내의 식물들의 이미지를 캡처하도록 구성될 수 있다. 상기 카메라(340)는 하나보다 많은 카트의 식물들을 캡처하기 위해 광각 렌즈를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 카메라(340)는 카트들(104a, 104b, 104c) 내의 식물들의 이미지들을 캡처할 수 있다. 상기 카메라(340)는 식물들의 자연 색상을 캡처할 수 있도록 조립 라인 재배 포드(100) 내의 조명 장치들로부터의 인공 LED 광을 걸러 내는 특수한 필터를 포함할 수 있다. 상기 카메라(340)는 네트워크(850)를 통해 마스터 제어기(106)와 통신하기 위한 무선 네트워크 인터페이스를 가질 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 다수의 카메라들이 이용될 수 있다.
상기 마스터 제어기(106)는 컴퓨팅 장치(130)를 포함할 수 있다. 상기 컴퓨팅 장치(130)는 시스템 로직(system logic)(844a)과 식물 로직(plant logic)(844b)을 저장한 메모리 요소(840)를 포함할 수 있다. 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 상기 시스템 로직(844a)은 조립 라인 재배 포드(100)의 요소들 중 하나 이상의 작동을 모니터링 및 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 시스템 로직(844a)은 조명 장치들, 물 분배 요소, 영양소 분배 요소, 공기 분배 요소의 작동을 모니터링하고 제어할 수 있다. 상기 식물 로직(844b)은 식물 성장을 위한 레시피를 결정 및/또는 수신하도록 구성될 수 있으며 시스템 로직(844a)을 통해 레시피의 실행을 용이하게 할 수 있다.
추가적으로, 상기 마스터 제어기(106)는 네트워크(850)에 결합된다. 상기 네트워크(850)는 인터넷 또는 다른 광역 네트워크, 근거리 네트워크(LAN)와 같은 로컬 네트워크, 블루투스 또는 근거리 무선 통신(NFC) 네트워크와 같은 근접장 네트워크(near field network)를 포함할 수 있다. 상기 네트워크(850)는 사용자 컴퓨팅 장치(852) 및/또는 원격 컴퓨팅 장치(854)를 포함할 수 있다. 상기 사용자 컴퓨팅 장치(852)는 개인용 컴퓨터, 랩탑, 모바일 장치, 태블릿, 서버, 등을 포함할 수 있으며, 사용자와의 인터페이스로 이용될 수 있다.
유사하게, 상기 원격 컴퓨팅 장치(854)는 서버, 개인용 컴퓨터, 태블릿, 모바일 장치, 등을 포함할 수 있으며, 엠투엠(machine to machine) 통신을 위해 이용될 수 있다. 예로서, 마스터 제어기(106)가 사용될 종자의 유형(및/또는 주변 조건과 같은 다른 정보)을 결정한 경우에, 상기 마스터 제어기(106)는 이러한 조건들을 위해 미리 저장된 레시피를 검색하기 위해 원격 컴퓨팅 장치(854)와 통신할 수 있다. 이와 같이, 몇몇 실시예들은 이러한 컴퓨터간 통신 또는 다른 컴퓨터간 통신을 용이하게 하기 위해 애플리케이션 프로그램 인터페이스(API)를 이용할 수 있다.
도 4는 여기에 서술된 실시예들에 따른, 무게 센서들을 사용하여 재배 포드 내의 식물들의 성장을 측정하기 위한 흐름도를 도시한다. 블록(410)에서, 마스터 제어기(106)는 카트 상의 식물들을 확인한다. 몇몇 실시예들에서, 조작자는 사용자 컴퓨팅 장치(852)를 통해 카트들 내에서 재배될 필요가 있는 식물들을 위한 종자들의 유형을 입력하고, 마스터 제어기(106)는 사용자 컴퓨팅 장치(852)로부터 식물들의 종자들의 유형을 수신한다. 따라서, 마스터 제어기(106)는 사용자로부터의 입력을 통해 종자들, 식물들 또는 둘 다의 유형을 확인할 수 있다. 다른 실시예들에서, 마스터 제어기(106)는 카트들에 식물들을 파종하는 파종 요소(108)로부터 식물들의 확인을 획득할 수 있다. 추가적으로, 또는 대안으로서, 마스터 제어기(106)는 카트들(104a, 104b, 104c)이 식물 A를 적재하고 있다는 것을 판단할 수 있다. 보다 구체적으로, 마스터 제어기(106)는 카트들(104a, 104b, 104c)에 의해 운반되는 식물들을 나타내는 카트들(104a, 104b, 104c)의 식별자(identifier)와, 식물들 또는 종자들이 조립 라인 재배 포드(100)에 얼마나 머물렀는지와 같은 추가적인 정보를 인식할 수 있다. 식물들 또는 종자들이 확인된 때, 마스터 제어기(106)는 확인된 식물들 또는 종자들에 상관되고 연관된 수령증(receipt)을 확인할 수 있다.
블록(420)에서, 마스터 제어기(106)는 카트 내의 식물들의 무게를 수신한다. 예를 들어, 무게 센서(310a)는 도 3에 도시된 카트(104a) 내의 식물들의 무게를 측정하고, 무게 값을 네트워크(850)(도 3)를 통해 마스터 제어기(106)로 전송한다. 다른 실시예들에서, 무게 센서들은 트랙(102) 상에 배치될 수 있다. 따라서, 무게 센서들은 트랙(102) 상의 카트들의 무게를 측정하고 그 무게를 마스터 제어기(106)로 전송하도록 구성된다. 마스터 제어기(106)는 트랙(102)의 무게 센서들로부터 수신된 무게로부터 카트의 무게를 차감함으로써 카트 상의 식물들의 무게를 결정할 수 있다.
블록(430)에서, 마스터 제어기(106)는 카트 내의 식물들의 무게가 임계값(threshold value)보다 무거운 지 여부를 판단한다. 몇몇 실시예들에서, 상기 임계값은 식물들, 종자들, 또는 둘 다의 성장을 나타내는 지표 값(index value)일 수 있다. 상기 임계값은 미리 저장될 수 있으며 식물들, 종자들, 또는 둘 다의 유형과 연관될 수 있다. 상기 임계값은 수확하기에 충분히 성장된 카트 내의 특정 식물들의 무게일 수 있다. 예를 들어, 식물 A를 위한 임계값은 카트당 50파운드일 수 있다. 상기 임계값은 식물 로직(844b) 내에 저장될 수 있으며, 마스터 제어기(106)는 식물 로직(844b)으로부터 임계값을 검색할 수 있다.
블록(440)에서, 마스터 제어기(106)는 카트 내의 식물들의 무게가 임계값보다 큰 경우에 식물들이 수확할 준비가 되어 있다는 통지를 전송한다. 예를 들어, 카트(104a) 내의 식물 A의 무게가 50파운드 이상인 경우에, 마스터 제어기는 카트(104a) 내의 식물 A가 수확할 준비가 되어 있거나, 또는 완전히 성장되었다고 판단할 수 있다. 그러면, 마스터 제어기(106)는 카트(104a) 내의 식물 A가 수확할 준비가 되어 있다는 통지를 사용자 컴퓨팅 장치(852)로 전송할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 마스터 제어기(106)는 카트(104a) 내의 식물 A가 수확할 준비가 되었다는 통지를 수확 요소(208)로 전송할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 마스터 제어기(106)는 식물 A가 과성장(overgrowth)하는 것을 방지하기 위해 조명 장치들이 카트(104a)를 비추지 않도록 제어할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 카트(104b) 내의 식물 A의 무게가 50파운드보다 작은 경우에, 마스터 제어기는 카트(104b) 내의 식물 A는 완전히 성장하지 않은 것으로 판단할 수 있다. 상기 마스터 제어기(106)는 카트(104b) 내의 식물 A의 추가적인 성장을 용이하게 하기 위해 조명 장치들이 카트(104b)에 대한 조명의 레벨을 증가시키도록 제어하거나 또는 영양소 분배 요소가 더 많은 영양소를 카트(104b)에 제공하도록 제어할 수 있다.
위에서 논의된 바와 같이, 상기 마스터 제어기(106)는 마스터 레시피를 저장하며, 식물 A가 확인된 때, 마스터 제어기(106)는 식물 A에 연관된 성장 환경 및/또는 조건들을 결정할 수 있다. 무게에 근거하여 식물 A의 성장 상태의 검출 시, 마스터 제어기(106)는 성장 상태를 반영하기 위해 식물 A에 연관된 레시피를 수정할 수 있다.
도 5는 여기에 서술된 실시예들에 따른, 근접 센서들을 사용하여 재배 포드 내의 식물들의 성장을 측정하기 위한 흐름도를 도시한다. 블록(510)에서, 마스터 제어기(106)는 카트 상의 식물들을 확인한다. 몇몇 실시예들에서, 조작자는 사용자 컴퓨팅 장치(852)를 통해 카트들 내에서 재배될 필요가 있는 식물들을 위한 종자들의 유형을 입력하고, 마스터 제어기(106)는 사용자 컴퓨팅 장치(852)로부터 식물들의 종자들의 유형을 수신한다. 다른 예로서, 마스터 제어기(106)는 카트들에 식물들을 파종하는 파종 요소(108)로부터 식물들의 확인을 획득할 수 있다. 실시예들에서, 마스터 제어기(106)는 카트들(104a, 104b, 104c)이 식물 A를 적재하고 있다는 것을 판단할 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 마스터 제어기(106)는 카트들(104a, 104b, 104c)에 의해 운반되는 식물들을 나타내는 카트들(104a, 104b, 104c)의 식별자(identifier)와, 식물들 또는 종자들이 조립 라인 재배 포드(100)에 얼마나 머물렀는지와 같은 추가적인 정보를 인식할 수 있다. 식물들 또는 종자들이 확인된 때, 마스터 제어기(106)는 확인된 식물들 또는 종자들에 상관되고 연관된 수령증(receipt)을 확인할 수 있다.
블록(520)에서, 마스터 제어기(106)는 근접 센서들로부터 데이터를 수신한다. 예를 들어, 근접 센서(330)는 근접 센서(330)와 카트(104b) 내의 식물들 사이의 y-축 방향의 거리를 측정하며, 거리 데이터를 네트워크(850)를 통해 마스터 제어기(106)로 전송한다.
블록(530)에서, 마스터 제어기(106)는 근접 센서들로부터의 데이터에 근거하여 식물들의 평균 높이를 결정한다. 예를 들어, 마스터 제어기(106)는 카트(104b)에 관하여 근접 센서(330)로부터 다수의 거리 값들을 수신할 수 있으며, 다수의 거리 값들을 평균낼 수 있다. 상기 마스터 제어기(106)는 근접 센서(330)와 카트(104b) 사이의 거리로부터 다수의 거리 값들의 평균을 차감함으로써 식물들의 평균 높이를 결정할 수 있다. 근접 센서(330)와 카트(104) 사이의 거리는 메모리 요소(840) 내에 미리 저장될 수 있다. 예를 들어, 카트(104b)에서 다수의 거리 값들의 평균이 5인치이고, 근접 센서(330)와 카트(104b) 사이의 거리가 20인치인 경우에, 식물들의 평균 높이는 15인치로 결정될 것이다.
블록(540)에서, 마스터 제어기(106)는 평균 높이가 임계값보다 큰 경우에 식물들이 수확할 준비가 되어 있다는 통지를 전송한다. 예를 들어, 카트(104b) 내의 식물 A의 평균 높이가 15인치이고, 임계값이 14인치인 경우에, 마스터 제어기는 카트(104b) 내의 식물 A가 수확할 준비가 되어 있거나, 또는 완전히 성장되었다고 판단할 수 있다. 그러면, 마스터 제어기(106)는 카트(104b) 내의 식물 A가 수확할 준비가 되어 있다는 통지를 사용자 컴퓨팅 장치(852)로 전송할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 마스터 제어기(106)는 카트(104b) 내의 식물 A가 수확할 준비가 되었다는 통지를 수확 요소(208)로 전송할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 마스터 제어기(106)는 식물 A가 과성장 하는 것을 방지하기 위해 조명 장치들이 카트(104a)를 비추지 않도록 제어할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 카트(104b) 내의 식물 A의 평균 높이가 13인치인 경우, 마스터 제어기는 카트(104b) 내의 식물 A는 완전히 성장하지 않은 것으로 판단할 수 있다. 상기 마스터 제어기(106)는 카트(104b) 내의 식물 A의 추가적인 성장을 용이하게 하기 위해 조명 장치들이 카트(104b)에 대한 조명의 레벨을 증가시키도록 제어하거나 또는 영양소 분배 요소가 더 많은 영양소를 카트(104b)에 제공하도록 제어할 수 있다.
도 6은 여기에 서술된 실시예들에 따른, 카메라를 사용하여 재배 포드 내의 식물들의 성장을 측정하기 위한 흐름도를 도시한다. 블록(610)에서, 마스터 제어기(106)는 카트 상의 식물들을 확인한다. 예를 들어, 조작자는 사용자 컴퓨팅 장치(852)를 통해 카트들 내에서 재배될 필요가 있는 종자들의 유형을 입력하고, 마스터 제어기(106)는 사용자 컴퓨팅 장치(852)로부터 종자들의 유형을 수신한다. 다른 예로서, 마스터 제어기(106)는 카트들에 식물들을 파종하는 파종 요소(108)로부터 식물들의 확인을 획득할 수 있다. 실시예들에서, 마스터 제어기(106)는 카트들(104a, 104b, 104c)이 식물 A를 적재하고 있다는 것을 판단할 수 있다. 마스터 제어기(106)는 카트들(104a, 104b, 104c)에 의해 운반되는 식물들을 나타내는 카트들(104a, 104b, 104c)의 식별자(identifier)와, 식물들 또는 종자들이 조립 라인 재배 포드(100)에 얼마나 머물렀는지와 같은 추가적인 정보를 인식할 수 있다. 식물들 또는 종자들이 확인된 때, 마스터 제어기(106)는 확인된 식물들 또는 종자들에 상관되고 연관된 수령증(receipt)을 확인할 수 있다.
블록(620)에서, 마스터 제어기(106)는 카메라(340)로부터 카트 상의 식물들의 캡처된 이미지를 수신한다. 상기 카메라(340)는 광각 렌즈를 사용하여 하나보다 많은 카트 내의 식물들을 캡처할 수 있다. 예를 들어, 상기 카메라(340)는 카트들(104a, 104b, 104c) 내의 식물들의 이미지들을 캡처할 수 있다. 상기 카메라(340)는 캡처된 이미지가 식물들의 자연 색상을 보여주도록 조립 라인 재배 포드(100) 내의 조명 장치들로부터의 인공 LED 광을 걸러 내는 특수한 필터를 포함할 수 있다.
블록(630)에서, 마스터 제어기(106)는 캡처된 이미지에 근거하여 식물들의 엽록소의 수준을 추정한다. 예를 들어, 마스터 제어기(106)는 식물들의 엽록소의 수준을 추정하기 위해 캡처된 이미지에 대한 이미지 처리를 실행할 수 있다. 다른 실시예들에서, 마스터 제어기(106)는 식물들의 색상을 평가하기 위해 캡처된 이미지를 처리할 수 있다. 예를 들어, 식물들의 유형에 따라, 색상은 수확을 위한 식물들의 성숙도를 나타낼 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 마스터 제어기(106)는 식물들의 형상을 평가하기 위해 캡처된 이미지를 처리할 수 있다. 식물들의 유형에 따라, 식물들의 전체 형상은 수확을 위한 식물들의 성숙도를 나타낼 수 있다. 특정 패턴과 같은, 식물들의 캡처된 이미지로부터 유래한 다른 정보도 식물들의 성장 상태를 검출하는데 이용될 수 있다. 패턴 인식 이미지 처리는 성장 패턴, 성장 형상, 등을 파악하는데 이용될 수 있다.
블록(640)에서, 마스터 제어기(106)는 엽록소의 수준에 근거하여 식물들이 수확할 준비가 되어 있다는 통지를 전송한다. 엽록소는 식물들이 성숙해짐에 따라 분해된다. 따라서, 마스터 제어기(106)는 식물들에 대한 엽록소의 변경 수준, 식물들의 유형, 및/또는 다른 인자들에 근거하여 식물들이 수확할 준비가 되어 있는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 카트(104c) 내의 식물 A를 위한 엽록소의 수준이 미리 결정된 값보다 낮아지게 된 경우, 마스터 제어기(106)는 식물들이 수확할 준비가 되어 있다고 판단할 수 있으며, 카트(104c) 내의 식물 A가 수확할 준비가 되어 있다는 통지를 사용자 컴퓨팅 장치(852)로 전송할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 마스터 제어기(106)는 카트(104c) 내의 식물 A가 수확할 준비가 되었다는 통지를 수확 요소(208)로 전송할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 마스터 제어기(106)는 식물 A가 과성장 하는 것을 방지하기 위해 조명 장치들이 카트(104c)를 비추지 않도록 제어할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 카트(104c) 내의 식물 A를 위한 엽록소의 수준이 미리 결정도니 값보다 큰 경우, 마스터 제어기는 카트(104c) 내의 식물 A는 완전히 성장하거나 성숙하지 않은 것으로 판단할 수 있다. 상기 마스터 제어기(106)는 카트(104c) 내의 식물 A의 추가적인 성장을 용이하게 하기 위해 조명 장치들이 카트(104c)에 대한 조명의 레벨을 증가시키도록 제어하거나 또는 영양소 분배 요소가 더 많은 영양소를 카트(104c)에 제공하도록 제어할 수 있다.
본 발명은 엽록소의 수준을 사용하는 것에 한정되지 않는다. 위에서 논의된 바와 같이, 색상, 형상, 특정 패턴, 등과 같은 캡처된 이미지로부터 유래된 정보는 식물들의 성장 상태를 파악하는데 사용될 수 있다.
도 7은 여기에 서술된 실시예들에 따른, 조립 라인 재배 포드(100)를 위한 컴퓨팅 장치(130)를 도시한다. 위에서 논의된 바와 같이, 도 7은 마스터 제어기(106)가 컴퓨터 장치(130)로 이행될 수 있는 실시예를 도시한다. 몇몇 실시예들에서, 마스터 제어기(106)로부터 처리 부하를 분배하기 위해 식물들 및/또는 종자들의 성장 상태 측정 기능을 수행하기 위해, 제어 모듈(130)은 별개로 구성될 수 있으며 마스터 제어기(106)의 모듈식 제어 인터페이스 내부에 삽입될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 제어 모듈(130)은 마스터 제어기(106)의 모듈식 제어 인터페이스 내부에 제거 가능하게 삽입될 수 있다. 도시된 바와 같이, 상기 컴퓨팅 장치(130)는 프로세서(930), 입력/출력 하드웨어(932), 네트워크 인터페이스 하드웨어(934), 데이터 저장 요소(936)(이는 시스템 데이터(938a), 식물 데이터(938b), 및/또는 다른 데이터를 저장한다), 및 메모리 요소(840)를 포함한다. 상기 메모리 요소(840)는 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리로서 구성될 수 있으며, 랜덤 액세스 메모리(SRAM, DRAM, 및/또는 다른 유형의 RAM을 포함), 플래시 메모리, 시큐어 디지털(SD) 메모리, 레지스터(register), 콤팩트 디스크(CD), 디지털 다기능 디스크(DVD), 및/또는 다른 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능 매체들을 포함할 수 있다. 특정 실시예에 따르면, 이러한 비-일시적 컴퓨터 판독가능 매체들은 컴퓨팅 장치(130) 내부 및/또는 컴퓨팅 장치(130) 외부에 존재할 수 있다.
상기 메모리 요소(840)는 작동 로직(operating logic)(942), 시스템 로직(844a), 및 식물 로직(844b)을 저장할 수 있다. 상기 시스템 로직(844a)과 식물 로직(844b)은 각각 다수의 상이한 로직 조각들을 포함할 수 있으며, 이들 각각은, 예로서, 컴퓨터 프로그램, 펌웨어, 및/또는 하드웨어로서 구현될 수 있다. 도 7에는 근거리 인터페이스(local interface)(946)도 포함되어 있으며, 이는 컴퓨팅 장치(130)의 요소들 사이의 통신을 용이하게 하기 위해 버스(bus) 또는 다른 통신 인터페이스로서 실행될 수 있다.
상기 프로세서(630)는 (예컨대, 데이터 저장 요소(936) 및/또는 메모리 요소(840)로부터) 명령들을 수신하고 실행하기 위해 작동되는 임의의 처리 요소를 포함할 수 있다. 상기 입력/출력 하드웨어(932)는 마이크로폰, 스피커, 디스플레이, 및/또는 다른 하드웨어와의 인터페이스를 포함하거나 및/또는 이들과 접속하도록 구성될 수 있다.
상기 네트워크 인터페이스 하드웨어(934)는, 안테나, 모뎀, LAN 포트, 무선 충실도(Wi-Fi) 카드, WiMax 카드, ZigBee 카드, 블루투스 칩, USB 카드, 모바일 통신 하드웨어, 및/또는 다른 네트워크들 및/또는 장치들과 통신하기 위한 다른 하드웨어를 포함하는 임의의 유선 또는 무선 네트워킹 하드웨어를 포함하거나 및/또는 이 네트워킹 하드웨어와 통신하도록 구성될 수 있다. 이러한 연결로부터, 컴퓨팅 장치(130)와 다른 컴퓨팅 장치들, 예컨대 사용자 컴퓨팅 장치(852) 및/또는 원격 컴퓨팅 장치(854) 사이에서의 통신이 용이하게 될 수 있다.
상기 작동 로직(942)은 작동 시스템 및/또는 컴퓨팅 장치(130)의 요소들을 관리하기 위한 다른 소프트웨어를 포함할 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 시스템 로직(844a)과 식물 로직(844b)은 메모리 요소(840) 내에 상주할 수 있으며, 여기서 설명된 바와 같이 기능을 수행하도록 구성될 수 있다.
도 7의 요소들은 컴퓨팅 장치(130) 내부에 있는 것으로 도시되어 있지만, 이는 단지 예라는 것을 이해하여야 한다. 몇몇의 실시예들에서, 요소들 중 아나 이상은 컴퓨팅 장치(130) 외부에 존재할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 장치(130)는 단일의 장치로서 도시되어 있지만, 이는 단지 예라는 것을 이해하여야 한다. 몇몇 실시예들에서, 시스템 로직(844a)과 식물 로직(844b)은 상이한 컴퓨팅 장치에 존재할 수 있다. 예로서, 여기서 설명된 기능들 및/또는 요소들 중 하나 이상은 사용자 컴퓨팅 장치8552) 및/또는 원격 컴퓨팅 장치(854)에 의해 제공될 수 있다.
추가적으로, 컴퓨팅 장치(130)는 별도의 로직 요소들로서 시스템 로직(844a)과 식물 로직(844b)을 가진 것으로 도시되어 있지만, 이는 예이다. 몇몇 실시예들에서, 일체형의 로직(및/또는 몇몇의 연결된 모듈들)이 컴퓨팅 장치(130)가 설명된 기능들을 제공하도록 할 수 있다.
위에서 설명된 바와 같이, 재배 포드 내의 식물의 성장을 측정하기 위한 다양한 실시예들이 개시되었다. 이러한 실시예들은 수확을 위한 마이크로그린과 다른 식물들을 재배하기 위해 신속한 재배, 작은 점유면적, 화학성분이 없는, 적은 노동력의 해법을 생성한다. 이러한 실시예들은 식물 성장과 산출을 최적화하는 광의 타이밍과 파장, 압력, 온도, 급소, 영양소, 분자 대기, 및/또는 다른 변수들을 지시하는 레시피들을 생성 및/또는 수신할 수 있다. 상기 레시피는 엄격히 실행되거나 및/또는 특정 식물, 트레이, 또는 작물의 결과에 근거하여 수정될 수 있다.
이에 따라, 몇몇 실시예들은 재배 포드(grow pod)를 포함할 수 있으며, 상기 재배 포드는 적어도 하나의 식물을 수용하는 카트(cart), 상기 카트 내의 적어도 하나의 식물의 무게, 색상, 및 높이 중 적어도 하나를 측정하도록 구성된 센서, 및 상기 카트 내의 적어도 하나의 식물을 확인하고, 상기 센서로부터 데이터를 수신하며, 무게, 색상, 및 높이 중 적어도 하나에 근거하여 적어도 하나의 식물의 성장을 판단하고, 식물들의 성장에 근거하여 식물들이 수확할 준비가 되어 있다는 통지를 출력하도록 구성된 마스터 제어기(master controller)를 포함한다.
위에서 설명된 실시예들에서 논의된 바와 같이, 식물의 성장을 측정하기 위한 시스템은, 다수의 카트들, 센서들의 그룹 및 마스터 제어기를 포함한다. 상기 다수의 카트들은 레일을 따라서 이동하며 식물들과 종자들을 운반한다. 상기 센서들의 그룹은 조립 라인 재배 포드(assembly line grow pod) 내에 또는 둘레에 배치되며 적어도 무게 센서, 근접 센서 및 카메라를 포함한다. 상기 마스터 제어기는, 상기 센서들의 그룹에 통신하도록 결합되며, 프로세서와 메모리를 포함하고, 상기 메모리는 마스터 레시피(master recipe)와, 식물들과 관련된 다수의 임계 성장 지표 값들(threshold growth index values)과, 미리 결정된 프로그램을 저장한다. 상기 마스터 레시피는 식물들, 종자들, 또는 둘 다의 성장에 관련된 투여량 공급(dosage supply)을 지시하는 커스터마이징된 명령들의 세트(set)를 포함한다. 상기 미리 결정된 프로그램은, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, (ⅰ) 선택된 식물의 성장 상태를 나타내는 정보를 상기 센서들의 그룹으로부터 수신하는 것; (ⅱ) 선택된 식물을 확인하는 것; (ⅲ) 선택된 식물과 관련된 임계 성장 지표 값을 검색하는 것; (ⅳ) 선택된 식물의 성장 상태를 나타내는 정보를 임계 성장 지표 값과 비교하는 것; (ⅴ) 선택된 식물의 성장 상태가 정상, 과성장(overgrowth), 또는 저성장(undergrowth)인지를 판단하는 것; 및 (ⅵ) 선택된 식물의 성장 상태가 과성장, 또는 저성장인 것으로 판단된 때, 상기 마스터 레시피를 그에 따라 수정하는 것;을 포함하는 작업들을 수행한다.
선택된 식물의 성장 상태를 나타내는 정보는 선택된 식물의 무게, 선택된 식물의 높이, 선택된 식물의 엽록소 수준, 또는 이들의 조합을 포함한다. 상기 미리 결정된 프로그램은, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, (ⅰ) 상기 무게 센서로부터 선택된 식물의 무게를 수신하는 것; (ⅱ) 선택된 식물과 관련된 임계 무게 지표 값을 검색하는 것; (ⅲ) 상기 무게를 상기 임계 무게 지표 값과 비교하는 것; 및 (ⅳ) 선택된 식물의 성장 상태가 정상, 과성장, 또는 저성장인지를 판단하는 것;을 더 포함하는 작업들을 수행한다.
다른 실시예에서, 상기 미리 결정된 프로그램은, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, (ⅰ) 상기 근접 센서로부터 상기 근접 센서와 선택된 식물 사이의 거리를 수신하는 것; (ⅱ) 상기 거리에 근거하여 선택된 식물의 높이를 결정하는 것; (ⅲ) 선택된 식물과 관련된 임계 높이 지표 값을 검색하는 것; (ⅳ) 상기 높이를 상기 임계 높이 지표 값과 비교하는 것; 및 (ⅴ) 선택된 식물의 성장 상태가 정상, 과성장, 또는 저성장인지를 판단하는 것;을 더 포함하는 작업들을 수행한다.
또 다른 실시예에서, 상기 미리 결정된 프로그램은, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, (ⅰ) 상기 카메라로부터 선택된 식물의 캡처된 이미지를 수신하는 것; (ⅱ) 상기 캡처된 이미지에 근거하여 선택된 식물의 엽록소 수준을 결정하는 것; (ⅲ) 선택된 식물과 관련된 임계 엽록소 수준 지표 값을 검색하는 것; (ⅳ) 상기 결정된 엽록소 수준을 상기 임계 엽록소 수준 지표 값과 비교하는 것; 및 (ⅴ) 선택된 식물의 성장 상태가 정상, 과성장, 또는 저성장인지를 판단하는 것;을 더 포함하는 작업들을 수행한다.
위에서 설명된 실시예들에서 논의된 바와 같이, 식물들의 성장 상태는 모니터링되고, 확인되고, 판단될 수 있다. 성장 상태가 정상이고 건강한 것으로 판단된 때, 식물들이 수확할 위해 수확 요소로 이송될 준비가 되어 있는지를 판단한다. 식물이 과성장된 것으로 판단된 때, 그러면 마스터 제어기는 그에 따라 마스터 레시피를 수정하고, 식물들의 추가 성장을 방지 또는 중단하기 위해 투여량 제어 요소가 이러한 식물들에 대한 투여량 공급을 수정하도록 제어한다. 식물들의 저성장이 판단된 때, 마스터 제어기는 그에 따라 마스터 레시피를 수정하며, 성장을 향상시키기 위해 투여량 제어 요소들이 이러한 식물들에 대한 투여량을 수정하도록 제어한다. 따라서, 조립 라인 재배 포드 시스템은 많은 수의 식물들을 위한 마스터 레시피에 근거하여 개별의 그리고 커스터마이징된 관리를 제공할 뿐만 아니라 진행중인 식물들의 성장 상태를 수용하도록 마스터 레시피를 수정한다. 그 결과, 위에서 논의된 조립 라인 재배 포드 시스템 내에서 다수의 식물들을 위한 최적의, 제어되고 효과적인 관리가 성취될 수 있다.
여기서 본 발명의 특정 실시예들과 측면들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명의 사상과 범위로부터 벗어나지 않고서도 다양한 다른 변경들과 수정들이 만들어질 수 있다. 더욱이, 여기서 다양한 측면들이 설명되었지만, 이러한 측면들은 조합으로 사용되지 않아도 된다. 따라서, 첨부된 청구항들은 여기서 도시되고 설명된 실시예들의 범위 내에 있는 이러한 모든 변경들과 수정들을 커버하도록 의도된다.
여기에 개시된 실시예들은 식물의 무게, 색상, 엽록소 수준, 및/또는 높이에 근거하여 재배 포드 내의 식물의 성장을 측정하기 위한 시스템, 방법, 및 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체를 포함한다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 이러한 실시예들은 단지 예시적인 것이며 본 발명의 범위를 제한하고자 의도된 것은 아니라는 것을 이해하여야 한다.

Claims (20)

  1. 조립 라인 재배 포드(assembly line grow pod) 내의 식물의 성장을 측정하기 위한 시스템으로서:
    레일을 따라서 이동하며 식물들과 종자들을 운반하는 다수의 카트들(carts);
    조립 라인 재배 포드(assembly line grow pod) 내에 또는 둘레에 배치되며 적어도 무게 센서, 근접 센서 및 카메라를 포함하는 센서들의 그룹; 및
    상기 센서들의 그룹에 통신하도록 결합되며, 프로세서, 및 마스터 레시피(master recipe)와 식물들과 관련된 다수의 임계 성장 지표 값들(threshold growth index values)과 미리 결정된 프로그램을 저장하는 메모리를 포함하는 마스터 제어기(master controller);를 포함하며,
    상기 마스터 레시피는 식물들, 종자들, 또는 둘 다의 성장에 맞춰진 투여량 공급(dosage supply)을 지시하는 명령들의 세트(set)를 포함하고, 상기 미리 결정된 프로그램은, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 시스템이:
    선택된 식물의 성장 상태를 나타내는 정보를 상기 센서들의 그룹으로부터 수신하는 것;
    선택된 식물을 확인하는 것;
    선택된 식물과 관련된 임계 성장 지표 값을 검색하는 것;
    선택된 식물의 성장 상태를 나타내는 정보를 임계 성장 지표 값과 비교하는 것;
    선택된 식물의 성장 상태가 정상, 과성장(overgrowth), 또는 저성장(undergrowth)인지를 판단하는 것; 및
    선택된 식물의 성장 상태가 과성장, 또는 저성장인 것으로 판단된 때, 상기 마스터 레시피를 그에 따라 수정하는 것;을 포함하는 작업들을 수행하도록 하는, 식물 성장 측정 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    선택된 식물의 성장 상태를 나타내는 정보는 선택된 식물의 무게, 선택된 식물의 높이, 선택된 식물의 엽록소 수준, 또는 이들의 조합을 포함하는, 식물 성장 측정 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 미리 결정된 프로그램은, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 시스템이:
    상기 무게 센서로부터 선택된 식물의 무게를 수신하는 것;
    선택된 식물과 관련된 임계 무게 지표 값을 검색하는 것;
    상기 무게를 상기 임계 무게 지표 값과 비교하는 것; 및
    선택된 식물의 성장 상태가 정상, 과성장, 또는 저성장인지를 판단하는 것;을 더 포함하는 작업들을 수행하도록 하는, 식물 성장 측정 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 미리 결정된 프로그램은, 상기 프로세서에 의해 실행될 때,
    상기 근접 센서로부터 상기 근접 센서와 선택된 식물 사이의 거리를 수신하는 것;
    상기 거리에 근거하여 선택된 식물의 높이를 결정하는 것;
    선택된 식물과 관련된 임계 높이 지표 값을 검색하는 것;
    상기 높이를 상기 임계 높이 지표 값과 비교하는 것; 및
    선택된 식물의 성장 상태가 정상, 과성장, 또는 저성장인지를 판단하는 것;을 더 포함하는 작업들을 수행하는, 식물 성장 측정 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 미리 결정된 프로그램은, 상기 프로세서에 의해 실행될 때,
    상기 카메라로부터 선택된 식물의 캡처된 이미지를 수신하는 것;
    상기 캡처된 이미지에 근거하여 선택된 식물의 엽록소 수준을 결정하는 것;
    선택된 식물과 관련된 임계 엽록소 수준 지표 값을 검색하는 것;
    상기 결정된 엽록소 수준을 상기 임계 엽록소 수준 지표 값과 비교하는 것; 및
    선택된 식물의 성장 상태가 정상, 과성장, 또는 저성장인지를 판단하는 것;을 더 포함하는 작업들을 수행하는, 식물 성장 측정 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 미리 결정된 프로그램은, 상기 프로세서에 의해 실행될 때,
    선택된 식물의 성장 상태가 정상인 것으로 판단된 때, 선택된 식물이 수확할 준비가 된 것으로 판단하는 것을 더 포함하는 작업들을 수행하는, 식물 성장 측정 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 미리 결정된 프로그램은, 상기 프로세서에 의해 실행될 때,
    선택된 식물의 성장 상태가 과성장인 것으로 판단된 때, 투여량 공급을 변경하기 위해 선택된 식물과 관련된 마스터 레시피를 수정하는 것; 및
    투여량 제어 요소가 선택된 식물에게 변경된 투여량 공급을 제공하도록 하는 것;을 더 포함하는 작업들을 수행하는, 식물 성장 측정 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 미리 결정된 프로그램은, 상기 프로세서에 의해 실행될 때,
    선택된 식물이 수확할 준비가 된 것으로 판단한 때, 선택된 식물을 수확 요소(harvest component)로 이송하는 것을 더 포함하는 작업들을 수행하는, 식물 성장 측정 시스템.
  9. 식물의 성장을 측정하기 위한 조립 라인 재배 시스템(assembly line grow system)으로서:
    레일 시스템;
    상기 레일 시스템을 따라서 이동하며 식물들, 종자들, 또는 둘 다를 운반하는 카트들(carts);
    각각의 카트의 페이로드(payload)의 무게를 측정하기 위해 작동 가능한 무게 센서들;
    상기 카트들 위에 배치되며 미리 결정된 거리 내의 물체를 검출하기 위해 작동 가능한 근접 센서;
    상기 카트들 위에 배치되며 상기 카트들 내의 식물들의 이미지를 캡처하기 위해 작동 가능한 카메라; 및
    상기 카트들, 상기 무게 센서들, 근접 센서, 및 카메라에 통신하도록 결합된 마스터 제어기(master controller);를 포함하며,
    상기 마스터 제어기는:
    상기 무게 센서들, 근접 센서, 및 카메라로부터 정보를 수신하고;
    무게, 색상, 높이, 또는 이들의 조합을 나타내는 정보에 근거하여 선택된 식물의 성장 상태를 판단하며;
    선택된 식물의 성장 상태에 근거하여 투여량 공급 명령들(dosage supply instructions)을 수정하고;
    수정된 투여량 공급 명령들을 투여량 공급 요소(dosage supply component)로 전송함으로써, 상기 투여량 공급 요소가 선택된 식물에게 수정된 투여량 공급을 제공하도록 제어하기 위해 작동 가능한, 조립 라인 재배 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 마스터 제어기는:
    상기 무게 센서들, 근접 센서, 및 카메라로부터 출력된, 선택된 식물에 관한 데이터를 수신하고;
    선택된 식물에 관한 데이터를 처리하여 선택된 식물의 페이로드의 무게, 색상, 및 높이를 결정하기 위해 더 작동 가능한, 조립 라인 재배 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 마스터 제어기는:
    선택된 식물의 성장 상태에 근거하여, 선택된 식물이 수확 요소로 이송될 것인지를 판단하기 위해 더 작동 가능한, 조립 라인 재배 시스템.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 마스터 제어기는 프로세서, 및 투여량 공급 명령들의 세트를 포함하는 마스터 레시피를 저장하기 위한 메모리를 포함하며, 선택된 식물이 과성장 상태라고 판단한 때, 상기 마스터 제어기는 투여량을 감소시키기 위해 선택된 식물들에 관한 투여량 공급 명령들을 수정하는, 조립 라인 재배 시스템.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 마스터 제어기는 프로세서, 및 투여량 공급 명령들을 포함하는 마스터 레시피를 저장하기 위한 메모리를 포함하며, 선택된 식물이 저성장 상태라고 판단한 때, 상기 마스터 제어기는 투여량을 증가시키기 위해 선택된 식물들에 관한 투여량 공급 명령들을 수정하는, 조립 라인 재배 시스템.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 무게 센서들은 상기 카트들에 배치되거나, 또는 대안으로서, 상기 레일 시스템에 배치되는, 조립 라인 재배 시스템.
  15. 조립 라인 재배 포드(assembly line grow pod) 내의 식물의 성장을 측정하기 위한 방법으로서:
    조립 라인 재배 포드(assembly line grow pod) 내에 또는 둘레에 적어도 무게 센서, 근접 센서 및 카메라를 포함하는 센서들의 그룹을 배치하는 단계;
    상기 센서들의 그룹으로부터 선택된 식물의 성장 상태를 나타내는 정보를 수신하는 단계;
    선택된 식물을 확인하는 단계;
    선택된 식물과 관련된 임계 성장 지표 값(threshold growth index value)을 검색하는 단계;
    선택된 식물의 성장 상태를 나타내는 정보를 임계 성장 지표 값과 비교하는 단계;
    선택된 식물의 성장 상태가 정상, 과성장(overgrowth), 또는 저성장(undergrowth)인지를 판단하는 단계;
    선택된 식물의 성장 상태가 과성장, 또는 저성장인 것으로 판단된 때, 마스터 레시피를 그에 따라 수정하는 단계; 및
    투여량 공급 요소(dosage supply component)가 상기 마스터 레시피의 수정에 근거하여 수정된 투여량 공급을 제공하도록 제어하는 단계;를 포함하는, 식물 성장 측정 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 무게 센서로부터 선택된 식물의 무게를 수신하는 단계;
    선택된 식물과 관련된 임계 무게 지표 값을 검색하는 단계;
    상기 무게를 상기 임계 무게 지표 값과 비교하는 단계; 및
    선택된 식물의 성장 상태가 정상, 과성장, 또는 저성장인지를 판단하는 단계;를 더 포함하는, 식물 성장 측정 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 근접 센서로부터 상기 근접 센서와 선택된 식물 사이의 거리를 수신하는 단계;
    상기 거리에 근거하여 선택된 식물의 높이를 결정하는 단계;
    선택된 식물과 관련된 임계 높이 지표 값을 검색하는 단계;
    상기 높이를 상기 임계 높이 지표 값과 비교하는 단계; 및
    선택된 식물의 성장 상태가 정상, 과성장, 또는 저성장인지를 판단하는 단계;를 더 포함하는, 식물 성장 측정 방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 카메라로부터 선택된 식물의 캡처된 이미지를 수신하는 단계;
    상기 캡처된 이미지에 근거하여 선택된 식물의 엽록소 수준을 결정하는 단계;
    선택된 식물과 관련된 임계 엽록소 수준 지표 값을 검색하는 단계;
    상기 결정된 엽록소 수준을 상기 임계 엽록소 수준 지표 값과 비교하는 단계; 및
    선택된 식물의 성장 상태가 정상, 과성장, 또는 저성장인지를 판단하는 단계;를 더 포함하는, 식물 성장 측정 방법.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 마스터 레시피를 그에 따라 수정하는 단계는, 선택된 식물의 성장 상태가 과성장인 것으로 판단된 때, 선택된 식물을 위한 투여량 공급을 감소시키는 단계를 더 포함하며,
    상기 투여량 공급 요소를 제어하는 단계는, 상기 투여량 공급 요소가 선택된 식물에게 감소된 투여량 공급을 제공하도록 제어하는 단계를 더 포함하는, 식물 성장 측정 방법.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 마스터 레시피를 그에 따라 수정하는 단계는, 선택된 식물의 성장 상태가 저성장인 것으로 판단된 때, 선택된 식물을 위한 투여량 공급을 증가시키는 단계를 더 포함하며,
    상기 투여량 공급 요소를 제어하는 단계는, 상기 투여량 공급 요소가 선택된 식물에게 증가된 투여량 공급을 제공하도록 제어하는 단계를 더 포함하는, 식물 성장 측정 방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102307753B1 (ko) * 2020-12-04 2021-10-01 황진리 순환회전식 재배베드를 이용한 도심형 식물공장 식물 재배 방법 및 도심형 식물공장 식물 재배 시스템
US12411725B2 (en) 2022-09-30 2025-09-09 Korea Electronics Technology Institute System based on IOMT and operating method of the same

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110187052A (zh) * 2019-03-08 2019-08-30 合肥学院 一种基于云计算的植物生长因素对其生长影响的分析方法
EP3757530A1 (en) * 2019-06-24 2020-12-30 KWS SAAT SE & Co. KGaA System and method for phenotyping of organisms
CN110377961B (zh) * 2019-06-25 2023-04-28 北京百度网讯科技有限公司 作物生长环境控制方法、装置、计算机设备及存储介质
KR102832611B1 (ko) 2019-09-11 2025-07-11 삼성전자주식회사 재배 시스템, 재배 박스 및 그 제어 방법
EP4125325B1 (en) * 2020-03-26 2023-11-15 Signify Holding B.V. Experimenting with an adjusted grow protocol target value
US11796379B2 (en) * 2020-05-22 2023-10-24 Mjnn Llc Apparatus and methods for plant propagation weight measurement
TWI737403B (zh) * 2020-07-15 2021-08-21 南臺學校財團法人南臺科技大學 智慧型偵測裝置
CN113243227B (zh) * 2021-05-21 2022-08-02 李晟 具有轨道、托盘的高密度种植架及后处理系统和控制系统
WO2023023542A1 (en) * 2021-08-17 2023-02-23 Upward Enterprises Inc. Method for improving yield and height of short-cycle leafy greens using far-red light
IT202100027740A1 (it) * 2021-10-29 2023-04-29 Ono Exponential Farming S R L Sistema di fattoria verticale
CN114324048B (zh) * 2021-11-15 2024-01-09 广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所 一种藤本根茎类中药材植物生长及营养特性的监测方法
US20230177792A1 (en) * 2021-12-02 2023-06-08 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Method of operating a camera assembly in an indoor gardening appliance
EP4265103A1 (en) * 2022-04-20 2023-10-25 Harting Systems GmbH Distributing feedback data from the consumers in the context of growing plants in grow-units
MX2025013862A (es) 2023-05-20 2026-02-03 Forever Feed Tech Aparato, sistema, y procedimiento para cultivar y cosechar materia viva

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2121263A (en) 1982-06-10 1983-12-21 Arthur Henry Lange Hydroponic apparatus for growing crops
NL9201632A (nl) * 1992-09-21 1994-04-18 Stichting Inst Mech Werkwijze voor het telen en oogsten van vruchten.
JP4534464B2 (ja) 2003-10-31 2010-09-01 井関農機株式会社 農産物の収穫搬送装置
CN101636076B (zh) 2007-03-23 2013-01-09 赫利奥斯帕特有限公司 调节植物生长或特性的系统
WO2011061635A2 (en) 2009-11-22 2011-05-26 Glen Pettibone Combined vertical farm, biofuel, biomass, and electric power generation process and facility
AU2012331632B2 (en) 2011-11-02 2016-12-15 Plantagon International Ab Method and arrangement for growing plants
CA2889597A1 (en) 2012-10-26 2014-05-01 GreenTech Agro LLC Self-sustaining artificially controllable environment within a storage container or other enclosed space
CN105578870B (zh) 2013-03-14 2018-09-14 农作物壹控股公司 在高生长、高密度、封闭环境系统内的led光源时间安排
KR101570963B1 (ko) 2013-06-05 2015-11-24 (주)유양디앤유 작물의 발아 및 육묘를 위한 하우스형 조사료 재배장치
US11129344B2 (en) * 2015-01-01 2021-09-28 Aravinda Raama Mawendra Central processing horticulture
WO2016138075A1 (en) 2015-02-24 2016-09-01 Infinite Harvest, Inc. Method and system for hydroculture
US20170142912A1 (en) * 2015-11-23 2017-05-25 Local Urban Vegetables, LLC Plant growing systems and methods
US10390504B2 (en) * 2016-07-08 2019-08-27 Stephen A. Dufresne Multilevel mobile gutter system for growing indoor vegetation
GB2551802B (en) 2016-06-30 2021-10-13 Growpura Ltd A system and method of growing plants in the absence of soil
US10225993B2 (en) * 2016-12-22 2019-03-12 Iron Ox, Inc. Method for automating transfer of plants within an agricultural facility
CA3023133C (en) * 2017-11-09 2022-07-26 Hyperponic, LLC Vertical growing system
US10631469B2 (en) * 2018-01-10 2020-04-28 Science Cadets, Inc. Intelligent web-enabled plant growing system and method of growing plant
US20190281771A1 (en) * 2018-03-18 2019-09-19 Michael Setton Apparatus, system, and method for indoor growth
IL260144B2 (en) * 2018-06-19 2023-04-01 Arkadi Buberman A modular and automatic system for growing plants
US10936870B2 (en) * 2018-07-05 2021-03-02 Iron Ox, Inc. Method for selectively deploying sensors within an agricultural facility
US20200100445A1 (en) * 2018-09-29 2020-04-02 Simon E. Saba Configurable controlled-environment agriculture system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102307753B1 (ko) * 2020-12-04 2021-10-01 황진리 순환회전식 재배베드를 이용한 도심형 식물공장 식물 재배 방법 및 도심형 식물공장 식물 재배 시스템
US12411725B2 (en) 2022-09-30 2025-09-09 Korea Electronics Technology Institute System based on IOMT and operating method of the same

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