TW201904391A - 用於移除生長儲罐中之缺陷種子與植物之系統及方法 - Google Patents

用於移除生長儲罐中之缺陷種子與植物之系統及方法

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Abstract

一種用於移除種子之系統包含一軌道、以可移動方式安置於該軌道上之一或多個搬運車、一或多個感測器、一移除裝置及一控制器。該控制器包含一或多個處理器、一或多個記憶體模組及儲存於該一或多個記憶體模組中之機器可讀指令，該等機器可讀指令在由該一或多個處理器執行時致使該控制器：基於自該一或多個感測器接收之資訊而判定該一或多個搬運車上之一或多個受污染種子及一或多個受污染植物中之一或多者之一位置；及指示該移除裝置基於該位置而移除該一或多個受污染種子及該一或多個受污染植物中之一或多者。

Description

用於移除生長儲罐中之缺陷種子與植物之系統及方法
本文中所闡述之實施例一般而言係關於用於移除一生長儲罐中之缺陷種子與植物之系統及方法，且更具體而言，係關於使用感測器來識別缺陷種子與植物並使用一機械臂來移除缺陷種子與植物。
儘管作物生長技術多年來已進展，但現今在耕作及作物產業中仍存在諸多問題。作為一實例，儘管技術進展已增加各種作物之效率及產量，但諸多因素(諸如天氣、病害、侵害及諸如此類)可影響一收穫。另外，儘管美國當前可具有適合之農田來為美國人口充分地提供食物，但其他國家及未來人口可能不具有足以提供適當食物量之農田。
在一項實施例中，一種用於移除種子之系統包含一軌道、以可移動方式安置於該軌道上之一或多個搬運車、一或多個感測器、一移除裝置及一控制器。該控制器包含一或多個處理器、一或多個記憶體模組及儲存於該一或多個記憶體模組中之機器可讀指令，該等機器可讀指令在由該一或多個處理器執行時致使該控制器：基於自該一或多個感測器接收之資訊而判定該一或多個搬運車上之一或多個受污染種子及一或多個受污染植物中之一或多者之一位置；及指示該移除裝置基於該位置而移除該一或多個受污染種子及該一或多個受污染植物中之一或多者。
在另一實施例中，一種自一搬運車移除受污染種子及受污染植物中之一或多者之方法，該搬運車包括沿著一生長儲罐中之一軌道行進之一或多個托盤，該方法包含：藉由該生長儲罐之一控制器而自與該一或多個托盤之一或多個室(cell)相關聯之一或多個感測器接收資料；藉由該生長儲罐之該控制器基於來自該一或多個感測器之資料而判定一或多個受污染種子及一或多個受污染植物；藉由該生長儲罐之該控制器回應於對該一或多個受污染種子及該一或多個受污染植物之一判定而判定該一或多個受污染種子及該一或多個受污染植物中之一或多者之一位置；及藉由該生長儲罐之該控制器基於該位置而傳輸用於移除該一或多個受污染種子及該一或多個受污染植物中之一或多者之一指令。
在另一實施例中，一種用於生長一或多個植物之生長儲罐包含：一軌道，其包括複數個彎曲軌道區段及複數個筆直軌道區段；一或多個搬運車，其以可移動方式安置於該軌道上；一或多個感測器；一移除裝置；及一控制器。該控制器包含一或多個處理器、一或多個記憶體模組及儲存於該一或多個記憶體模組中之機器可讀指令，該等機器可讀指令在由該一或多個處理器執行時致使該控制器：基於自該一或多個感測器接收之資訊而判定該一或多個搬運車上之一或多個受污染種子及一或多個受污染植物中之一或多者之一位置；及指示該移除裝置基於該位置而移除該一或多個受污染種子及該一或多個受污染植物中之一或多者。
將結合圖式鑒於以下詳細說明而較全面地理解由本文中所闡述之實施例提供之此等及額外特徵。
相關申請案交叉參考
本申請案主張2018年5月23日提出申請之美國專利申請案第15/987,544號、皆於2017年6月14日提出申請之美國臨時專利申請案第62/519,652號及第62/519,304號之權益，該等專利申請案之全部內容以引用之方式併入本文中。
本文中所揭示之實施例包含用於移除一生長儲罐中之缺陷種子與植物之系統及方法。某些實施例組態有一生長儲罐，該生長儲罐包含：一搬運車，其裝納至少一個種子或植物；一或多個感測器，其經組態以偵測種子或植物之污染；一機械臂；及一主控制器。該主控制器自與一搬運車之一或多個室相關聯之一或多個感測器接收資料；基於來自感測器之資料而判定一種子或植物是否係缺陷的；回應於種子及植物中之一或多者係缺陷之一判定而判定該缺陷種子或植物之一位置；使機械臂移動至接近於該位置並移除該缺陷種子或植物。下文將更詳細地闡述用於提供一裝配線生長儲罐之系統及方法，該裝配線生長儲罐併入該等系統及方法。
現在參考圖式，圖1繪示根據本文中所闡述之實施例之一裝配線生長儲罐100，該裝配線生長儲罐包含用於接納經組態以載運複數個托盤105之一或多個搬運車104之一軌道102。一或多個搬運車104可為工業用搬運車。裝配線生長儲罐100可定位於一x-y平面(亦即，地面)上，如圖1中所展示。一或多個工業用搬運車104中之每一者可包含一或多個輪子，該一或多個輪子以可旋轉方式耦合至工業用搬運車104且支撐於軌道102上。舉例而言，工業用搬運車104之實施例可包含支撐於軌道102上之四個輪子，工業用搬運車104之一左側及一右側上各有兩個輪子。
一驅動馬達103可耦合至一或多個輪子222a、222b中之至少一者以回應於傳輸至驅動馬達103之一信號而沿著軌道102推進工業用搬運車104。在其他實施例中，驅動馬達103可以可旋轉方式耦合至軌道102。舉例而言(不加限制地)，驅動馬達103可透過一或多個齒輪而以可旋轉方式耦合至軌道102，該一或多個齒輪嚙合沿著軌道102配置之複數個齒，使得可沿著軌道102推進工業用搬運車104。
在某些實施例中，軌道102可由複數個模組化軌道區段組成。複數個模組化軌道區段可包含複數個筆直模組化軌道區段及複數個彎曲模組化軌道區段。軌道102可包含一上升部分102a、一下降部分102b及一連接部分102c。上升部分102a及下降部分102b可包括複數個彎曲模組化軌道區段。上升部分102a可包繞(例如，在如圖1中所繪示之一逆時針方向上)一第一軌道軸，使得工業用搬運車104在一垂直方向上向上上升。第一軌道軸可平行於如圖1中所展示之z軸(亦即，垂直於x-y平面)。上升部分102a之複數個彎曲模組化軌道區段可相對於x-y平面(亦即，地面)傾斜一預定角度。
下降部分102b可包繞實質上平行於第一軌道軸之一第二軌道軸(例如，在如圖1中所繪示之一逆時針方向上)，使得可將工業用搬運車104返回至較接近於地平面。下降部分102b之複數個彎曲模組化軌道區段可相對於x-y平面(亦即，地面)傾斜一預定角度。在某些實施例中，上升部分102a之模組化軌道區段相對於x-y平面之傾斜實質上由下降部分102b之模組化軌道區段相對於x-y平面之傾斜鏡射。
連接部分102c可包含複數個筆直模組化軌道區段。連接部分102c可相對於x-y平面係相對水平的(但此並非一要求，舉例而言，在上升部分102a並非與下降部分一樣高之實施例中，且反之亦然)且用於將工業用搬運車104自上升部分102a傳送至下降部分102b。在某些實施例中，一或多個其他連接部分(圖1中未展示)可較接近於地平面而定位。一或多個其他連接部分可將下降部分102b耦合至上升部分102a，使得可將工業用搬運車104自下降部分102b傳送至上升部分102a。一或多個其他連接部分可包含複數個筆直模組化軌道區段。
簡要地參考圖2A，在某些實施例中，軌道102可包含兩個或兩個以上平行軌條107、109，該兩個或兩個以上平行軌條經由以可旋轉方式耦合至其之一或多個輪子222a、222b而支撐工業用搬運車104。返回參考圖1，在某些實施例中，軌道102之平行軌條中之至少兩者係導電的且能夠向工業用搬運車104及自該工業用搬運車傳輸通信信號及/或電力。在仍其他實施例中，軌道102之一部分可為導電的且一或多個輪子222a、222b之一部分可與軌道102之導電之該部分電接觸。在某些實施例中，軌道102可被分段成一個以上電路。亦即，軌道102之導電部分可被分段有一非導電區段，使得軌道102之一第一導電部分與軌道102之毗鄰於軌道102之第一導電部分之一第二導電部分電隔離。
可進一步經由工業用搬運車104之一或多個輪子222a、222b而自工業用搬運車104之各種組件接收通信信號及電力及/或向該等各種組件傳輸通信信號及電力，如本文中更詳細地闡述。如本文中更詳細地闡述之工業用搬運車104之各種組件可包含驅動馬達、控制裝置及一或多個感測器。
在某些實施例中，通信信號及電力信號可包含一工業用搬運車104所特有之一經編碼位址且每一工業用搬運車104可包含一唯一位址，使得多個通信信號及電力可經由相同軌道102而傳輸並由其既定接收方接收及/或執行。舉例而言，裝配線生長儲罐100系統可實施一數位命令控制系統(DCC)。DCC系統編碼具有一命令及一既定接收方之一位址之一數位封包，該數位封包(舉例而言)呈連同電力一起被傳輸至軌道102之一經脈衝寬度調變信號之形式。
在此一系統中，每一工業用搬運車104可包含被指定有一唯一位址之一解碼器，該解碼器可為耦合至工業用搬運車104之控制裝置。當解碼器接收到對應於其唯一位址之一數位封包時，解碼器執行所嵌入命令。在某些實施例中，工業用搬運車104亦可包含一編碼器，該編碼器可為耦合至工業用搬運車104之控制裝置，以用於自工業用搬運車104產生及傳輸通信信號，藉此使得工業用搬運車104能夠與沿著軌道102定位之工業用搬運車104中之其他工業用搬運車及/或與軌道102以通信方式耦合之其他系統或計算裝置進行通信。
儘管在本文中將一DCC系統之實施方案揭示為沿著一共同介面(例如，軌道102)向一指定接收方提供通信信號以及電力之一實例，但可實施能夠向一經指定接收方及自該經指定接收方傳輸通信信號以及電力之任何系統及方法。舉例而言，在某些實施例中，可藉由利用一零交叉、步進及/或其他通信協定而經由AC電路傳輸數位資料。
另外，儘管未在圖1中明確地圖解說明，但裝配線生長儲罐100亦可包含耦合至軌道102及/或與該軌道成直線地耦合之一收穫組件、一托盤沖洗組件以及其他系統及組件。在某些實施例中，裝配線生長儲罐100可包含複數個光照裝置，諸如發光二極體(LED)。光照裝置可與工業用搬運車104相對地安置於軌道102上，使得光照裝置將光波引導至軌道102直接位於其下方之部分上之工業用搬運車104。在某些實施例中，光照裝置經組態以形成複數個不同色彩及/或波長之光，此取決於應用、所生長之植物類型及/或其他因素。儘管在某些實施例中，將LED用於此目的，但此並非一要求。可利用產生低熱且提供所要功能性之任何光照裝置。
圖1中亦繪示一主控制器106。主控制器106可包含一計算裝置130、一營養物配量組件、一水分配組件及/或用於控制裝配線生長儲罐100之各種組件之其他硬體。在某些實施例中，主控制器106及/或計算裝置130以通信方式耦合至一網路，諸如一網路850 (如圖3A中所繪示且本文中將更詳細地闡述)。
一播種機組件108可耦合至主控制器106。播種機組件108可經組態以在工業用搬運車104沿著裝配線通過播種機組件108時對該等工業用搬運車104中之一或多者進行播種。取決於特定實施例，每一工業用搬運車104可包含用於接收複數個種子之一單區段托盤。某些實施例可包含用於在每一區段(或室)中接收個別種子之一多區段托盤。在具有一單區段托盤之實施例中，播種機組件108可偵測各別工業用搬運車104之一存在且可開始跨越單區段托盤之一區域而佈置種子。可根據一所要種子深度、一所要種子數目、一所要種子表面面積及/或根據其他準則而佈置種子。在某些實施例中，可用營養物及/或抗浮力劑(諸如水)來預處理種子，此乃因此等實施例中之某些實施例可不利用土壤來生長種子且因此可需要被浸沒。
在一多區段托盤與工業用搬運車104中之一或多者一起利用之實施例中，播種機組件108可經組態以將種子個別地插入至托盤之區段中之一或多者中。再次，可根據一所要種子數目、種子應覆蓋之一所要面積、一所要種子深度等將種子分配於托盤上(或分配至個別室中)。
一供水組件可耦合至一或多個水管路110，該一或多個水管路在裝配線生長儲罐100之預定區域處將水及/或營養物分配至一或多個托盤。在某些實施例中，種子可被噴灑以減小浮力且然後被淹沒。另外，水使用及消耗可經監測使得在後續供水站處，可利用此資料來判定將在彼時間處施加至一種子之一水量。
圖1中亦繪示氣流管路112。具體而言，主控制器106可包含及/或耦合至一或多個組件，該一或多個組件遞送氣流以用於溫度控制、濕度控制、壓力控制、二氧化碳控制、氧氣控制、氮氣控制等。因此，氣流管路112可在裝配線生長儲罐100中之預定區域處分配氣流。
應理解，儘管軌道102之某些實施例可經組態以供與一裝配線生長儲罐(諸如圖1中所繪示之裝配線生長儲罐100)一起使用，但此僅係一實例。軌道102以及機械及電軌道系統並不如此受限制且可用於需要通信之任何軌道系統。
圖2A繪示根據本文中所闡述之實施例之可用於裝配線生長儲罐100之一工業用搬運車104。如所圖解說明，工業用搬運車104包含一或多個輪子222a、222b、222c及222d。一或多個輪子222a、222b、222c及222d可經組態以與軌道102以可旋轉方式耦合，以及自軌道102接收電力。軌道102可另外經組態以促進透過一或多個輪子222a、222b、222c及222d而與工業用搬運車104進行通信。
工業用搬運車104可包含一托盤105。如圖2A中所展示，托盤105在其中包含複數個室120。複數個室120中之每一室可支撐一或多個種子及/或植物。亦即，每一室120具有其中存放種子、水、土壤及/或營養物之一敞開端以及防止種子、水、土壤及/或營養物逸出該室之壁。複數個室120可以任何方式配置於托盤105上，且此一配置並不受本發明限制。如圖2A中所展示，每一室具有一六邊形形狀及六個側壁，然而，室並但不限於此幾何形狀。舉例而言，預期室可具有三個、四個、五個或任何其他數目個側壁。
如圖2A中所展示，托盤105可包含一第一壁111、一第二壁113及一對側壁115a、115b。在某些實施例中，第一壁111可比第二壁113長且托盤105可形成一等腰梯形形狀。等腰梯形形狀可使得形狀如托盤105之一行托盤能夠圍繞上升部分102a及下降部分102b盤旋而不干擾緊毗鄰於托盤105之托盤之行進。亦即，當托盤105開始在軌道102上圍繞上升部分102a及下降部分102b之彎曲部分轉動時，托盤105之側壁115a、115b將不會干擾另一托盤105之側壁115a、115b。
圖2B繪示位於托盤105內之一說明性室120之一剖面側視圖。室120具有一或多個側壁124及一基底126。側壁124及基底126可界定一腔122，可在裝配線生長儲罐100上之各種位置處將種子、水、土壤及/或營養物存放於該腔中。每一室120之形狀及大小並不受本發明限制，且可一般而言係適合於在其中固持一種子、水、土壤及/或營養物之任何形狀及/或大小。室120亦可具有足以容納在植物被收穫之前自種子發芽之任何植物之大小。在某些實施例中，室120之形狀及/或大小可為基於將被固持於室120中之種子及/或植物之類型、數目或大小。某些托盤105可包含一單個類型之室120。某些托盤105可包含多個類型之室120。
每一室120可耦合至一裝置，該裝置量測室120之內容物之各種特性，使得可做出關於該室是否含有污染物(舉例而言，本文中所列示之特定污染物中之一或多者)之一判定。因此，該室之一或多個側壁124中之一者可耦合至(或嵌入有)一污染物感測器128。污染物感測器128可為一電路板或諸如此類，該電路板或諸如此類含有用於針對室120內之一污染物之一存在之一或多個指示符進行測試的各種組件、跡線及/或諸如此類。污染物感測器128可將關於室120內之一污染物之存在之資料傳輸至一主控制器(諸如圖3A中所展示之主控制器106)。
圖3A繪示根據本文中所闡述之實施例之一情景，其中使用各種感測器來在由搬運車104a、104b及104c支撐之托盤105a、105b、105c中之一者中偵測缺陷種子，且使用一移除裝置(諸如一真空機械臂)來移除該等缺陷種子。如圖3A中所展示，移除裝置係一真空機械臂，但亦考量其他類型之移除裝置。舉例而言，移除裝置可為一移除機械臂，該移除機械臂經組態以接達一室之底側、打開該室且允許重力使該室掉落至一貯存器中。在其他實施例中，移除裝置可為一切割機械臂，該切割機械臂可至少經組態以切割一或多個植物，如將在本文中更詳細地闡述。在某些實施例中，移除裝置可為用於自室移除水或其他液體微粒之一虹吸器。在某些實施例中，移除裝置可為一鏟或一鍬。
搬運車104a、104b及104c在+x方向上沿著軌道102移動。在圖3A中所繪示之參考框架中，在+x方向上移動等效於沿圖1之上升部分102a向上移動、跨越連接部分102c移動或沿下降部分102b向下移動。
搬運車104a、104b及104c中之每一者具有包含複數個室120之一托盤105a、105b、105c，如圖2A中所展示。複數個室120中之每一者可含有一或多個種子121。儘管在圖4中將軌道102圖解說明為一筆直軌道，但軌道102可為一彎曲軌道。搬運車104a、104b及104c各自分別包含一重量感測器310。重量感測器310經組態以量測搬運車上之一有效負荷(諸如種子)之重量。重量感測器310可在托盤105下方擴展為實質上在複數個室120之整個經播種區域下面。在某些實施例中，重量感測器310可嵌入於托盤105中。在實施例中，重量感測器310可經組態以偵測個別室120之重量、若干室之一群組之重量或托盤105作為一整體之重量或者其某一組合。舉例而言，重量感測器310可經組態以量測一個個別室120之重量及/或一起量測同一托盤105中之特定數目個室(例如五個室)之重量。以此方式，重量感測器310可判定用於偵測一個別缺陷種子或植物、缺陷種子或植物之一集合或者此兩者之某一組合之資料。
搬運車104a、104b及104c亦可分別包含搬運車計算裝置312a、312b及312c。搬運車計算裝置312a、312b、312c可包含至少一可程式化非暫態機器可讀儲存裝置(諸如一記憶體)及一或多個處理裝置。處理裝置可為用於執行機器可讀指令之任何類型之裝置。搬運車計算裝置312a、312b及312c可以通信方式耦合至重量感測器310且自重量感測器310接收重量資訊。搬運車計算裝置312a、312b及312c可包括通信硬體，舉例而言，用於透過一網路850而與主控制器106進行通信之無線網路介面硬體。在某些實施例中，搬運車計算裝置312a、312b、312c可經由一有線連接而與主控制器106進行通信。
一相機340或其他影像擷取裝置可定位於搬運車104a、104b及104c上方且相機之一透鏡或其他視覺資料接收部分可瞄準於搬運車104a、104b、104c。相機340可為經組態以自一主體(舉例而言，托盤105a、105b、105c)接收視覺、紅外線、熱或其他輻射之一視覺、紅外線、熱或其他類型之相機。相機340可擷取托盤105中之室120之種子或其他內容物之一影像或其他視覺資料(舉例而言，紅外線資料)。相機340可具有一廣角透鏡或以其他方式經組態而一次自一個以上托盤擷取影像資料。舉例而言，圖3A中所展示之相機340可同時擷取與搬運車104a、104b及104c中之每一者相關聯之資料。
相機340可包含用於對不想要或不必要之資料進行濾波之一或多個濾波器。可使用軟體、機械或電構件來對資料進行濾波。舉例而言，在某些實施例中，軟體可對來自托盤105之一數位影像之不想要之資料進行濾波。在其他實施例中，一濾波透鏡可放置於相機340之透鏡上方。在某些實施例中，相機340可擷取植物之自然色彩。
相機340可附接於軌道102之一部分下方。相機340可經組態以沿著軌道102之一長度行進、沿上升部分102a向上行進、跨越連接部分102c行進且沿下降部分102b向下行進。在某些實施例中，一或多個相機(諸如相機340)可位於沿著軌道之各種靜態位置處且經組態以在一或多個搬運車104沿著軌道102行進時接收搬運車104之影像。在某些實施例中，一或多個相機(諸如相機340)之位置可為動態的，使得在搬運車104沿著軌道移動時，相機340可沿著軌道102移動。舉例而言，相機340可耦合至軌道102且包含一或多個馬達及一或多個輪子，使得相機340經組態以在軌道102之一底架(undercarriage) 340a上行進。底架340a可延伸軌道102之一整個長度或可僅沿著軌道102下方之離散部分定位。相機340可經組態以自搬運車至搬運車地移動以自每一搬運車擷取視覺資料及/或可經組態以沿著與一個別搬運車或若干搬運車104相關聯之軌道102移動直至該相機已擷取做出關於一或若干相關聯搬運車中之一或多個室是否含有受污染種子及/或植物之一判定所必需之所有視覺資料為止。
相機340可具有用於透過一網路(諸如網路850)而與主控制器106進行通信之無線網路介面硬體。相機340可使用任何無線資料傳送協定(舉例而言，藍芽、藍芽低能量、ZigBee、Z-Wave、6LoWPAN、2G、3G、4G、5G、LTE、RFID、SigFox或某一其他無線資料傳送協定)來與網路850及/或主控制器106連接。網路介面硬體可包含任何有線或無線網路硬體(包含一天線、一數據機、LAN埠、無線保真度(Wi-Fi)卡、WiMax卡、ZigBee卡、Z-Wave卡、藍芽晶片、USB卡、行動通信硬體及/或用於與其他網路及/或裝置進行通信之其他硬體)及/或經組態以用於與該有線或無線網路硬體進行通信。
仍參考圖3A，主控制器106可包含一或多個計算裝置，諸如計算裝置130。計算裝置130可包含用於儲存非暫態機器可讀指令之一儲存裝置，諸如記憶體組件840。除其他之外，記憶體組件840亦可儲存系統邏輯844a及植物邏輯844b。如下文更詳細地闡述，系統邏輯844a可監測並控制裝配線生長儲罐100之組件中之一或多者之操作。舉例而言，系統邏輯844a可監測並控制相機340、污染物感測器128及重量感測器310之操作。植物邏輯844b可經組態以判定及/或接收用於植物生長之一配方且可促進經由系統邏輯844a而實施該配方。
另外，主控制器106可耦合至一網路，諸如網路850。網路850可包含網際網路或其他廣域網路、一本端網路(諸如一區域網路)、一近場網路(諸如藍芽或一近場通信(NFC)網路)。網路850亦可耦合至一使用者計算裝置852及/或一遠端計算裝置854。
使用者計算裝置852可包含一個人電腦、膝上型電腦、行動裝置、平板電腦、伺服器等且可用作與一使用者之一介面。舉例而言，使用者計算裝置852可出於調整設定(例如，待供應之營養物/水之一量、待供應之周圍空氣狀況之一類型及量等)、觀看一狀態(例如，接收一錯誤之一通知、一特定閥或其他組件之一狀態等)及/或諸如此類之目的而向一使用者提供一介面。可經由使用者計算裝置852而向一使用者傳遞一或多個室120之一位置及/或狀態。舉例而言，可使用使用者計算裝置852來向一使用者傳遞一或多個缺陷種子及/或植物。
類似地，遠端計算裝置854可包含一伺服器、個人電腦、平板電腦、行動裝置等且可用於機器至機器通信。作為一實例，若主控制器106判定所使用之種子之一類型(及/或其他資訊，諸如周圍狀況)，則主控制器106可與遠端計算裝置854進行通信以擷取針對彼等狀況之一先前所儲存配方。如此，某些實施例可利用一應用程式介面(API)來促進此或其他電腦至電腦通信。
主控制器106可儲存並實施指令，該等指令基於來自污染物感測器128之資料、來自重量感測器310之資料及來自相機340之資料中之至少一者而判定托盤105中之哪些種子及/或植物係缺陷的(例如，由諸如黴菌、細菌、病毒、外來微粒物質、腐爛材料、不必要及/或有害礦物質之污染物污染)。舉例而言，主控制器106可基於來自污染物感測器128、相機340或重量感測器310中之一或多者之資料而判定搬運車104c之一區域510中之種子被污染，如圖3A中所展示。在所展示之特定情景中，主控制器106亦可判定搬運車104a及104b未載運缺陷種子或植物。
圖3A亦展示根據本文中所闡述之實施例之一真空機械臂，該真空機械臂自搬運車104c中之托盤105c中之區域510移除一受污染種子121a。區域510可被識別為在室120中具有污染或其他雜質之一區域。受污染種子或其他雜質可經移除，使得一受污染植物不在室120中生長且使得污染不傳播至托盤105c中之其他室120。當識別出一受污染區域時，主控制器106可判定移除一托盤105c之哪些或哪一部分。舉例而言，可判定應移除在一或若干受污染室周圍之一或多個防污染緩衝區510a以僅確保移除所有污染，即使防污染緩衝區中之一或若干室並不包含污染。
真空機械臂610可自托盤105c上面向下延伸。在實施例中，真空機械臂610可附接至一軌條620。軌條620可放置於軌道102下方，使得真空機械臂610可在一+/-x方向上移動。儘管圖3A圖解說明真空機械臂610沿著軌條620移動，但可使用任何其他機械結構來使真空機械臂610在裝配線生長儲罐100中移動。
真空機械臂610之一真空端612可經組態以真空抽吸接近於真空端612之種子或植物(連同任何水營養物、污染物等一起)。在某些實施例中，真空端612可包含用於防止特定物件進入真空機械臂610之一濾波器或其他機械裝置。舉例而言，真空機械臂610可包含一濾波器，該濾波器准許比一種子或植物小之污染物通過但阻止該真空抽吸吸取一種子或一植物。
主控制器106可控制真空機械臂610之移動。一旦識別出種子受污染之區域510，主控制器106便可指示真空機械臂610移動至區域510且真空抽吸受污染種子，如圖3A中所展示。真空機械臂610可一次吸取一個受污染種子，諸如受污染種子121a。在某些實施例中，真空機械臂610可一次吸取一個以上受污染種子。
在某些實施例中，可使用一鼓風機來自室120移除受污染種子或其他材料。鼓風機可放置於托盤105之室120上面或下面。回應於偵測到受污染種子，鼓風機可移動至受污染種子之區域510。在某些實施例中，鼓風機可將種子自一室120之頂部吹送出或透過室120之底部中之門而吹送種子。
在某些實施例中，一真空裝置可放置於搬運車之室之底部處。回應於偵測到受污染種子，真空裝置可移動至受污染種子之區域510且透過室120之底部中之門而吸取種子。
圖3B繪示根據本文中所闡述之實施例之圖3A中所展示之搬運車104b及參考框架的一y-z平面圖。如圖3B中所展示，真空機械臂610可沿著垂直於軌條620之一第二軌條630移動。亦即，真空機械臂610可在一+/-z方向上移動。主控制器106可控制真空機械臂610移動至區域510且真空抽吸受污染種子，如圖3B中所展示。
圖3B繪示真空機械臂自搬運車104b上之托盤105b中之一室120移除受污染種子121a。可使用相機340、重量感測器310、污染物感測器128或某些其他機構來判定一種子是否被污染。在某些實施例中，真空機械臂610可位於搬運車104b下面且在搬運車104b下面於y-z平面中移動以自室120移除一受污染種子或其他殘餘物。另外，在某些實施例中，可使用一鼓風機來自室120移除受污染種子或其他殘餘物。鼓風機可在y-z平面中於一托盤(諸如托盤105b)下面移動或在y-z平面中於一托盤上面移動。
圖3B亦繪示相機340沿著一垂直底架340b移動。垂直底架340b可垂直於底架340a。相機340可相對於托盤105及/或搬運車104而側向移動以擷取與托盤105中之內容物相關聯之視覺資料。在某些實施例中，相機340可與真空機械臂610及/或如在本文中更詳細地闡述之切割機械臂810位於同一臂上。
儘管圖3A及圖3B闡述偵測及移除受污染種子，但主控制器106可識別受污染植物、花、果實、營養物、水、土壤等，且使用真空機械臂610或本文中所闡述之某一其他實施方案(例如，圖4中所展示之切割機械臂810)來移除該等受污染植物、花、果實、營養物、水、土壤等。
圖4繪示根據本文中所闡述之實施例之切割缺陷植物。類似於參考圖3A及圖3B之說明，主控制器106可基於來自污染物感測器128之資料、來自重量感測器310之資料及來自相機340之資料中之一或多者而判定哪些植物係缺陷的(例如，由諸如黴菌、細菌、病毒、外來微粒物質、腐爛材料、不必要及/或有害礦物質之污染物所污染)。主控制器106可指示一切割機械臂810移動至植物受污染之區域處。
切割機械臂810可包含位於一端處之一切割元件820。切割機械臂810之切割元件820可切割並移除植物之經識別受污染部分，如圖4中所展示。在某些實施例中，切割機械臂810亦可包含一真空功能，使得切割機械臂810切割植物之受污染部分且真空抽吸所切割部分或植物之其他部分。
仍參考圖4，主控制器106可包含一或多個計算裝置，諸如計算裝置130。計算裝置130可包含用於儲存非暫態機器可讀指令之一儲存裝置，諸如記憶體組件840。除其他之外，記憶體組件亦可儲存系統邏輯844a及植物邏輯844b。如下文更詳細地闡述，系統邏輯844a可監測並控制裝配線生長儲罐100之組件中之一或多者之操作。舉例而言，系統邏輯844a可監測並控制相機340、污染物感測器128及重量感測器310之操作。植物邏輯844b可經組態以判定及/或接收用於植物生長之一配方且可促進經由系統邏輯844a而實施該配方。
另外，主控制器106可耦合至一網路，諸如網路850。網路850可包含網際網路或其他廣域網路、一本端網路(諸如一區域網路)、一近場網路(諸如藍芽或一近場通信(NFC)網路)。網路850亦可耦合至一使用者計算裝置852及/或一遠端計算裝置854。
使用者計算裝置852可包含一個人電腦、膝上型電腦、行動裝置、平板電腦、伺服器等且可用作與一使用者之一介面。舉例而言，使用者計算裝置852可出於調整設定(例如，待供應之營養物/水之一量、待供應之周圍空氣狀況之一類型及量等)、觀看一狀態(例如，接收一錯誤之一通知、一特定閥或其他組件之一狀態等)及/或諸如此類之目的而向一使用者提供一介面。可經由使用者計算裝置852而向一使用者傳遞一或多個室120之一位置及/或狀態。舉例而言，可使用使用者計算裝置852來向一使用者傳遞一或多個缺陷種子及/或植物。
類似地，遠端計算裝置854可包含一伺服器、個人電腦、平板電腦、行動裝置等且可用於機器至機器通信。作為一實例，若主控制器106判定所使用之種子之一類型(及/或其他資訊，諸如周圍狀況)，則主控制器106可與遠端計算裝置854進行通信以擷取針對彼等狀況之一先前所儲存配方。如此，某些實施例可利用一應用程式介面(API)來促進此或其他電腦至電腦通信。
主控制器106可儲存並實施指令，該等指令基於來自污染物感測器128之資料、來自重量感測器310之資料及來自相機340之資料中之至少一者而判定托盤105a、105b、105c中之哪些植物係缺陷的(例如，由諸如黴菌、細菌、病毒、外來微粒物質、腐爛材料、不必要及/或有害礦物質之污染物污染)。舉例而言，主控制器106可基於來自污染物感測器128、相機340或重量感測器310之資料而判定搬運車104b之一區域510中之植物被污染，如圖4中所展示。主控制器106亦可判定搬運車104a及104c未載運缺陷或受污染植物。如圖4中所展示，自搬運車104b上之托盤105b切割並移除受污染植物。
圖5繪示根據本文中所闡述之實施例之用於自搬運車移除受污染種子或植物之一流程圖。如方塊502中所圖解說明，主控制器106可自與安置於搬運車104上之托盤105之一或多個室120相關聯之感測器接收資料。舉例而言，主控制器106可接收來自污染物感測器128之資料、來自重量感測器310之資料及/或來自相機340之資料。來自污染物感測器128之資料可為污染資料，舉例而言，與一或多種污染物(諸如但不限於黴菌、細菌、過量水、植物、動物及/或受污染土壤)相關聯之資料。來自重量感測器310之資料可包含一或若干室120之內容物之一重量。相機340可產生視覺資料且主控制器106可接收此視覺資料，舉例而言(不加限制地)，相機340可產生與可見、x射線或紅外線光相關聯之資料。
在方塊504中，主控制器106基於來自感測器之資料而判定搬運車104上之托盤105中之種子或植物中之一或多者是否係缺陷的。舉例而言，主控制器106可基於自污染物感測器128傳輸之資料而判定種子或植物係缺陷的。作為另一實例，若室120中之一或多者之自重量感測器310傳輸之重量相對於其他室或相對於一預期重量係異常低或高的，則主控制器106可判定室120中之一或多者包含缺陷種子或植物。預期重量可儲存於主控制器106之一記憶體中。預期重量可為基於該等室之典型內容物之一平均重量，舉例而言，位於室120中之類型之一種子之典型重量。
作為另一實例，主控制器106可對自相機340傳輸之影像實施影像處理，且若所處理影像中之一特定室展示出不同於其他室之一色彩，則主控制器106可判定該特定室包含缺陷種子或植物。在某些實施例中，可使用一影像處理演算法或物件辨識演算法來處理來自相機340之資料。可使用任何已知或尚待開發之影像處理或物件辨識演算法來自影像資料提取物件及特徵。實例性物件辨識演算法包含但不限於尺度不變特徵轉換(「SIFT」)、加速穩健特徵(「SURF」)及邊緣偵測演算法。在某些實施例中，一物件之分類可包含基於影像資料中之個別像素之一分類而將影像資料分割成一或多個分段。一或多個影像分段演算法可儲存於以通信方式耦合至主控制器106之一非暫時性電腦可讀記憶體中且應用於由相機340產生之影像資料。實例性分段演算法包含但不限於定限演算法、叢集演算法、邊緣偵測演算法、區擴張演算法及雙叢集演算法。
在某些實施例中，可對來自各種感測器系統之資料進行內插。舉例而言，可用來自相機340之資料對來自重量感測器310之資料進行內插。
在方塊506中，主控制器106可回應於判定種子或植物係缺陷的而判定缺陷種子或植物之區域(諸如區域510)。區域510可包含一或多個室120。舉例而言，主控制器106可基於用於含有缺陷種子或植物之室之重量感測器310之位置而判定缺陷種子或植物之區域510。作為另一實例，主控制器106可基於偵測到污染物之污染物感測器128之位置而判定缺陷種子或植物之區域510。作為另一實例，主控制器106可基於由相機340擷取之影像而判定缺陷種子或植物之區域510。在某些實施例中，主控制器106可基於來自一或多個感測器之資料之一組合或內插而判定缺陷種子或植物之區域510。
在某些實施例中，缺陷種子或植物之區域510可包含室120 (其包含缺陷種子或植物)且亦可包含在具有缺陷種子或植物之室120周圍之一緩衝區，諸如圖3A之防污染緩衝區510a。緩衝區可不包含由感測器登記為缺陷種子或植物之種子或植物，但若該等緩衝區確實含有缺陷種子或植物，則可判定該等緩衝區由真空機械臂移除。緩衝區可防止可含有可未被一或多個感測器偵測到之缺陷種子或植物之室120繼續穿過整個生長儲罐。
在方塊508中，主控制器106指示一機械臂移動至區域510且移除缺陷種子或植物。如圖3A、圖3B及圖4中所圖解說明，一真空機械臂610或一切割機械臂810移動至種子或植物受污染之區域510，且移除受污染種子或植物。在某些實施例中，真空機械臂610及切割機械臂810可以一單個機械臂來實施。舉例而言，具有併入至機械臂中之一切割工具及一真空工具之一機械臂。在此一例項中，切割工具可切割缺陷植物且真空工具可在該缺陷植物被切割之後移除與所切割植物相關聯之葉子、草或其他殘餘物。與機械臂相關聯之其他配件係可能的。
圖6繪示根據本文中所闡述之實施例之一裝配線生長儲罐100之一計算裝置130。如所圖解說明，計算裝置130包含一處理器930、輸入/輸出硬體932、網路介面硬體934、一資料儲存組件936 (其儲存系統資料938a、植物資料938b及/或其他資料)及記憶體組件840。記憶體組件840可組態為揮發性及/或非揮發性記憶體且如此可包含隨機存取記憶體(包含SRAM、DRAM及/或其他類型之RAM)、快閃記憶體、安全數位(SD)記憶體、暫存器、壓縮光碟(CD)、數位多功能光碟(DVD)及/或其他類型之非暫時性電腦可讀媒體。取決於特定實施例，此等非暫時性電腦可讀媒體可駐存於計算裝置130內及/或在計算裝置130外部。
記憶體組件840可儲存邏輯，諸如操作邏輯942、系統邏輯844a及植物邏輯844b。系統邏輯844a及植物邏輯844b可各自包含複數個不同邏輯片段，作為一實例，該複數個不同邏輯片段中之每一者可體現為一電腦程式、韌體及/或硬體。一本端介面946亦包含於圖6中且可實施為一匯流排或其他通信介面以促進計算裝置130之組件當中之通信。
處理器930可包含可操作以接收並執行指令(諸如自一資料儲存組件936及/或記憶體組件840)之任何處理組件。輸入/輸出硬體932可包含麥克風、揚聲器、一顯示器及/或其他硬體及/或經組態以與該等麥克風、揚聲器、顯示器及/或其他硬體介接。
網路介面硬體934可包含任何有線或無線網路硬體(包含一天線、一數據機、LAN埠、無線保真度(Wi-Fi)卡、WiMax卡、ZigBee卡、藍芽晶片、USB卡、行動通信硬體及/或用於與其他網路及/或裝置進行通信之其他硬體)及/或經組態以用於與該有線或無線網路硬體進行通信。自此連接，可促進計算裝置130與其他計算裝置(諸如圖3A及圖4之使用者計算裝置852及/或遠端計算裝置854)之間的通信。
操作邏輯942可包含一作業系統及/或用於管理計算裝置130之組件之其他軟體。亦如上文所論述，系統邏輯844a及植物邏輯844b可駐存於記憶體組件840中且可經組態以執行功能性，如本文中所闡述。
儘管已在本文中圖解說明及闡述本發明之特定實施例及態樣，但可在不背離本發明之精神及範疇之情況下做出各種其他改變及修改。此外，雖然已在本文中闡述各種態樣，但不需要以組合方式利用此等態樣。因此，意欲使隨附申請專利範圍涵蓋在本文中所展示及闡述之實施例之範疇內之所有此等改變及修改。
現在應理解，本文中所揭示之實施例包含用於自一生長儲罐移除缺陷種子及/或植物之系統、方法及非暫時性電腦可讀媒體。可自沿著生長儲罐中之一軌道行進之一或多個托盤移除缺陷種子及/或植物。生長儲罐可配備有用於偵測缺陷種子及/或植物且用於移除缺陷種子及/或植物之一或多個感測器。感測器之實例包含但不限於一相機、一重量感測器及一污染感測器。移除工具之實例包含但不限於一真空工具及一切割工具。在某些實施例中，切割工具及真空工具以及可與真空工具及切割工具一起實施之其他工具包含於一共同機械臂中。機械臂可用於自托盤之一區域選擇性地移除缺陷種子及/或植物以防止一或多個缺陷種子及/或植物之生長。此一系統可藉由淘汰缺陷種子及植物而自健康種子較高效地生產健康植物，藉此增加生產良率且減少用於生產健康種子及植物之資源量。
100‧‧‧裝配線生長儲罐
102‧‧‧軌道
102a‧‧‧上升部分
102b‧‧‧下降部分
102c‧‧‧連接部分
104‧‧‧搬運車/工業用搬運車
104a‧‧‧搬運車
104b‧‧‧搬運車
104c‧‧‧搬運車
105‧‧‧托盤
105a‧‧‧托盤
105b‧‧‧托盤
105c‧‧‧托盤
106‧‧‧主控制器
107‧‧‧平行軌條
108‧‧‧播種機組件
109‧‧‧平行軌條
110‧‧‧水管路
111‧‧‧第一壁
112‧‧‧氣流管路
113‧‧‧第二壁
115a‧‧‧側壁
115b‧‧‧側壁
120‧‧‧室
121‧‧‧種子
121a‧‧‧受污染種子
122‧‧‧腔
124‧‧‧側壁
126‧‧‧基底
128‧‧‧污染物感測器
130‧‧‧計算裝置
222a‧‧‧輪子
222b‧‧‧輪子
222c‧‧‧輪子
222d‧‧‧輪子
310‧‧‧重量感測器
312a‧‧‧搬運車計算裝置
312b‧‧‧搬運車計算裝置
312c‧‧‧搬運車計算裝置
340‧‧‧相機
340a‧‧‧底架
340b‧‧‧垂直底架
502‧‧‧方塊
504‧‧‧方塊
506‧‧‧方塊
508‧‧‧方塊
510‧‧‧區域
510a‧‧‧防污染緩衝區
610‧‧‧真空機械臂
620‧‧‧軌條
630‧‧‧第二軌條
810‧‧‧切割機械臂
820‧‧‧切割元件
840‧‧‧記憶體組件
844a‧‧‧系統邏輯
844b‧‧‧植物邏輯
850‧‧‧網路
852‧‧‧使用者計算裝置
854‧‧‧遠端計算裝置
930‧‧‧處理器
932‧‧‧輸入/輸出硬體
934‧‧‧網路介面硬體
936‧‧‧資料儲存組件
938a‧‧‧系統資料
938b‧‧‧植物資料
942‧‧‧操作邏輯
946‧‧‧本端介面
圖式中所陳述之實施例本質上係說明性及例示性的且並非意欲限制本發明。當結合以下圖式閱讀時可理解說明性實施例之以下詳細說明，在圖式中相似結構以相似元件符號指示，且其中：
圖1繪示根據本文中所闡述之實施例之包含用於一工業用搬運車之一運輸軌道的一裝配線生長儲罐；
圖2A繪示根據本文中所展示及闡述之一或多項實施例之一說明性托盤，該說明性托盤由一裝配線生長儲罐內之一軌道上之一搬運車支撐；
圖2B繪示根據本文中所展示及闡述之一或多項實施例之位於一托盤內之一說明性室的一剖面圖；
圖3A繪示根據本文中所展示及闡述之一或多項實施例之使用各種感測器來偵測缺陷種子並使用沿著一第一臂行進軸行進之一真空機械臂而自搬運車移除受污染之種子；
圖3B繪示根據本文中所展示及闡述之一或多項實施例之使用沿著一第二臂行進軸行進之一真空機械臂而自搬運車移除受污染之種子；
圖4繪示根據本文中所展示及闡述之一或多項實施例之使用各種感測器來偵測缺陷植物並使用一切割機械臂而自搬運車移除缺陷植物；
圖5繪示根據本文中所展示及闡述之一或多項實施例之用於自搬運車移除受污染種子或植物之一流程圖；且
圖6繪示根據本文中所展示及闡述之一或多項實施例之一裝配線生長儲罐之一計算裝置。

Claims (20)

  1. 一種用於移除種子之系統，該系統包括： 一軌道；一或多個搬運車，其以可移動方式安置於該軌道上；一或多個感測器；一移除裝置；及一控制器，其包括：一或多個處理器；一或多個記憶體模組；及機器可讀指令，其儲存於該一或多個記憶體模組中，該等機器可讀指令在由該一或多個處理器執行時致使該控制器：基於自該一或多個感測器接收之資訊而判定該一或多個搬運車上之一或多個受污染種子及一或多個受污染植物中之一或多者之一位置；及 指示該移除裝置基於該位置而移除該一或多個受污染種子及該一或多個受污染植物中之一或多者。
  2. 如請求項1之系統，其中該移除裝置係一真空機械臂。
  3. 如請求項1之系統，其中一或多個托盤安置於該一或多個搬運車上，該一或多個托盤中之每一者包括複數個室，每一室支撐一或多個種子及一或多個植物中之一或多者。
  4. 如請求項3之系統，其中該一或多個感測器包括一相機、一污染物感測器及一重量感測器中之一或多者。
  5. 如請求項4之系統，其中該重量感測器經組態以基於個別室之重量及該一或多個托盤之重量中之一或多者而量測一或多個種子之一重量。
  6. 如請求項4之系統，其中該污染物感測器安置於該一或多個搬運車中之每一者上之一托盤中之該複數個室中的一個別室內。
  7. 如請求項1之系統，其中該軌道駐存於一生長儲罐中且包含一上升部分、一連接部分及一下降部分。
  8. 如請求項7之系統，其中該軌道包括一頂部及一底部，且一相機經組態以沿著該軌道之一底部行進。
  9. 如請求項8之系統，其中： 該相機經組態以接收關於一或多個種子及一或多個植物中之一或多者之視覺資料，且 儲存於該一或多個記憶體模組中之該等機器可讀指令在由該一或多個處理器執行時致使該控制器控制該移除裝置以基於該視覺資料而移除該一或多個受污染種子及該一或多個受污染植物中之一或多者。
  10. 如請求項9之系統，其中該移除裝置係一真空機械臂及一切割機械臂中之一或多者。
  11. 如請求項9之系統，其中該相機經組態以沿著該軌道之該底部移動且該相機之移動與該一或多個搬運車之移動相關聯。
  12. 如請求項1之系統，其中： 儲存於該一或多個記憶體模組中之該等機器可讀指令在由該一或多個處理器執行時致使該控制器： 基於來自該一或多個感測器之輸入而判定在一搬運車上之一或多個室中具有污染或其他雜質之一區域；及 控制該移除裝置以移除該一或多個受污染種子及該一或多個受污染植物中之一或多者。
  13. 一種自一搬運車移除受污染種子及受污染植物中之一或多者之方法，該搬運車包括沿著一生長儲罐中之一軌道行進之一或多個托盤，該方法包括： 藉由該生長儲罐之一控制器而自與該一或多個托盤之一或多個室相關聯之一或多個感測器接收資料； 藉由該生長儲罐之該控制器基於來自該一或多個感測器之資料而判定一或多個受污染種子及一或多個受污染植物； 藉由該生長儲罐之該控制器回應於對該一或多個受污染種子及該一或多個受污染植物之一判定而判定該一或多個受污染種子及該一或多個受污染植物中之一或多者之一位置；及 藉由該生長儲罐之該控制器基於該位置而傳輸用於移除該一或多個受污染種子及該一或多個受污染植物中之一或多者之一指令。
  14. 如請求項13之方法，其中對該一或多個受污染種子之該判定係基於一個別室及若干室之一群組中之一或多者之一重量。
  15. 如請求項13之方法，其進一步包括經由一污染物感測器而偵測該一或多個室中之一個別室內之一污染。
  16. 如請求項13之方法，其中利用一真空機械臂來移除該一或多個受污染種子及該一或多個受污染植物中之一或多者。
  17. 如請求項13之方法，其中利用一切割機械臂來移除該一或多個受污染種子及該一或多個受污染植物中之一或多者。
  18. 一種用於生長一或多個植物之生長儲罐，該生長儲罐包括： 一軌道，其包括複數個彎曲軌道區段及複數個筆直軌道區段；一或多個搬運車，其以可移動方式安置於該軌道上；一或多個感測器；一移除裝置；及一控制器，其包括：一或多個處理器；一或多個記憶體模組；及機器可讀指令，其儲存於該一或多個記憶體模組中，該等機器可讀指令在由該一或多個處理器執行時致使該控制器：基於自該一或多個感測器接收之資訊而判定該一或多個搬運車上之一或多個受污染種子及一或多個受污染植物中之一或多者之一位置；及指示該移除裝置基於該位置而移除該一或多個受污染種子及該一或多個受污染植物中之一或多者。
  19. 如請求項18之生長儲罐，其中： 該軌道包括一頂部及一底部， 該一或多個感測器包括一相機， 該一或多個搬運車安置於該軌道之該頂部上， 該相機安置於該軌道之該底部上， 該相機產生與該一或多個受污染種子及該一或多個受污染植物中之一或多者相關聯之視覺資料，且 儲存於該一或多個記憶體模組中之該等機器可讀指令在由該一或多個處理器執行時致使該移除裝置基於該視覺資料而移除該一或多個受污染種子及該一或多個受污染植物中之一或多者。
  20. 如請求項19之生長儲罐，其中該相機經組態以沿著該軌道且在垂直於該軌道之一方向上行進。
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