(57)【要約】  複数の植物標本(114)の内の少なくとも一つの植物標本(112)をスクリーニングするスクリーニングデバイス(110)が開示される。スクリーニングデバイス(110)は、空間分解画像(117)を取得するように適合された検出器(116)を備える。スクリーニングデバイス(110)は、検出器(116)によって撮像するために、複数の植物標本(114)から単一の植物標本(120)又は1群の植物標本(122)を選択するように適合された少なくとも一つの選択デバイス(118)をさらに備える。選択デバイス(118)は、植物標本(112)と検出器(116)との間を伝搬する電磁波を偏向させるように適合された偏向デバイス(124)を備える。【選択図】図１Ａ
2014520524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の植物標本(114)の内の少なくとも一つの植物標本(112)をスクリーニングするスクリーニングデバイス(110)であって、前記スクリーニングデバイス(110)が、空間分解画像(117)を取得するように適合された検出器(116)を備え、前記スクリーニングデバイス(110)が、前記検出器(116)によって撮像するために、前記複数の植物標本(114)から単一の植物標本(120)又は1群の植物標本(122)を選択するように適合された少なくとも一つの選択デバイス(118)をさらに備え、前記選択デバイス(118)が、前記植物標本(112)と前記検出器(116)との間を伝搬する電磁波を偏向させるように適合された偏向デバイス(124)を備える、スクリーニングデバイス(110)。
【請求項２】
複数の植物標本(114)を収容する少なくとも一つの植物コンテナ(126)、又は少なくとも一つの植物標本(112)を収容する複数の植物コンテナ(126)をさらに備え、好ましくは、前記植物標本(112)が列(128)をなして成長する、前記請求項１に記載のスクリーニングデバイス(110)。
【請求項３】
偏向デバイス(124)を使用することによって少なくとも一つの側面図画像(152)を生成するように適合されている、前記請求項１または２に記載のスクリーニングデバイス(110)。
【請求項４】
前記検出器(116)を使用することによって、前記単一の植物標本(120)又は前記1群の植物標本(122)の少なくとも二つの画像(117)を少なくとも二つの異なる視点から同時に取得するように適合されている、前記請求項１〜３のいずれか一項に記載のスクリーニングデバイス(110)。
【請求項５】
少なくとも一つの遮蔽要素(158)を備え、前記遮蔽要素(158)が、前記画像(117)の少なくとも一つに対する背景(160)を生成するように適合される、前記請求項１〜４のいずれか一項に記載のスクリーニングデバイス(110)。
【請求項６】
少なくとも一つの読取り器(174)を備え、前記読取り器(174)が、少なくとも一つの識別子(176)、好ましくは少なくとも一つの非接触式の識別子(176)、より好ましくは少なくとも一つの非接触式の電子識別子(176)、最も好ましくは少なくとも一つのRFIDから、少なくとも一つの情報を読み取るように適合され、前記識別子(176)が、前記単一の植物標本(120)又は前記1群の植物標本(122)に割り当てられる、前記請求項１〜５のいずれか一項に記載のスクリーニングデバイス(110)。
【請求項７】
少なくとも一つの画像分析デバイス(178)を備え、前記画像分析デバイス(178)が、少なくとも一つの前記画像(117)の少なくとも一つの画像分析を実行するように適合され、好ましくは、前記画像分析デバイスが、前記単一の植物標本(120)又は前記1群の植物標本(122)の少なくとも一つの成長パラメータを生成するように適合されている、前記請求項１〜６のいずれか一項に記載のスクリーニングデバイス(110)。
【請求項８】
前記スクリーニングデバイス(110)が、前記植物標本(112)に関するデータを記録する少なくとも一つのデータベース(182)をさらに有し、好ましくは、前記データが、前記単一の植物標本(120)又は前記1群の植物標本(122)の少なくとも一つの画像(117)、前記単一の植物標本(120)又は前記1群の植物標本(122)の少なくとも一つの画像(117)から導出される少なくとも一つの成長パラメータ、または少なくとも一つの識別子(176)からの情報、の少なくとも一つである、前記請求項１〜７のいずれか一項に記載のスクリーニングデバイス(110)。
【請求項９】
単一の各植物標本(120)又は各群の植物標本(122)の画像(117)を繰り返し取得するように適合され、好ましくは各々の取得の間に時間遅延がある、前記請求項１〜８のいずれか一項に記載のスクリーニングデバイス(110)。
【請求項１０】
複数の植物標本(114)の内の少なくとも一つの植物標本(112)をスクリーニングする方法であって、好ましくは請求項１〜９のいずれか一項に記載のスクリーニングデバイス(110)を使用するものであり、一つの検出器(116)を使用し、前記検出器(116)が空間分解画像(117)を取得し、さらに少なくとも一つの選択デバイス(118)を使用し、前記選択デバイス(118)が、前記検出器(116)によって撮像するために、前記複数の植物標本(114)から単一の植物標本(120)又は1群の植物標本(122)を選択し、前記選択デバイス(118)が一つの偏向デバイス(124)を構成し、前記偏向デバイス(124)が、前記植物標本(112)と前記検出器(116)との間を伝搬する電磁波を偏向させ、前記偏向デバイス(124)を前記検出器(116)による前記撮像に使用する、方法。
【請求項１１】
複数の植物標本(114)の成長状態を追跡する追跡方法であって、少なくとも一つの植物コンテナ(126)内の成長培地(156)内で複数の植物標本(114)が成長しており、あるいは、複数の植物コンテナ(126)が成長培地(156)内で成長している少なくとも一つの植物標本(114)を含み、前記植物標本(112)をスクリーニングするために前記方法請求項１０に記載の方法を使用し、少なくとも一つの成長パラメータを前記画像(117)から導出し、好ましくは単一の各植物標本(120)又は1群の植物標本(122)について少なくとも一つの成長パラメータを前記画像(117)から導出し、前記成長パラメータがデータベース(182)内に記憶され、好ましくは時間の関数として、且つ/又は前記単一の植物標本(120)若しくは1群の植物標本(122) の関数として、且つ/又は前記列の関数として、且つ/又は植物コンテナ(126) の関数として、前記成長パラメータがデータベース(182)内に記憶される、追跡方法。
【請求項１２】
干ばつ試験及び/又は水使用効率試験を実行し、様々な植物標本(112)を一定の期間にわたって水の不足又は減量にかけ、前記水の不足に対する前記植物標本の(112)反応を記録及び/又は監視する、前記請求項１１に記載の追跡方法。
【請求項１３】
表現型スコアリングに基づいて最も望ましい遺伝子型を選択するための表現型解析用の植物標本(112)の改善された成長方法における、スクリーニングデバイス(110)を参照する前記請求項１〜９のいずれか一項に記載のスクリーニングデバイス(110)の使用であって、前記方法が、
-  運動システム(162)によってスクリーニングステーション(166)へと、そしてスクリーニングステーション(166)より前記植物標本(112)を連続して輸送するステップであって、前記スクリーニングステーション(166)が前記検出器(116)を備え、前記画像(117)から前記スクリーニングステーション(166)内の前記植物標本(112)の少なくとも一つの成長パラメータが導出される、連続して輸送するステップと、
-  前記植物標本(112)の少なくとも一つの成長状態を制御するステップとを含む、使用。
【請求項１４】
スクリーニングデバイス(110)を参照する前記請求項１〜９のいずれか一項に記載のスクリーニングデバイス(110)を使用する、成長中の植物標本(112)の耐ストレス性の急速分析方法であって、
-  ストレス条件下で前記植物標本(112)を成長させるステップと、
-  運動システム(162)によってスクリーニングステーション(166)へと、そしてスクリーニングステーション(166)より前記植物標本(112)を連続して輸送するステップであって、前記スクリーニングステーション(166)が前記検出器(116)を備え、前記画像(117)から前記スクリーニングステーション(166)内の前記植物標本(112)の少なくとも一つの成長パラメータが導出される、連続して輸送するステップと、
-  前記成長パラメータに基づいて前記植物標本(112)の前記耐ストレス性を分析するステップとを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の植物標本内で少なくとも一つの植物標本をスクリーニングするスクリーニングデバイス及び方法に関する。本発明はさらに、複数の植物標本の成長状態を追跡する追跡方法、表現型スコアリングに基づいて最も望ましい遺伝子型を選択するための表現型解析向けの植物標本の改善された成長方法におけるスクリーニングデバイスの使用、及び成長中の植物標本の耐ストレス性の急速分析方法に関する。
【０００２】
この種のデバイス及び方法は、農業研究及び製造のあらゆる分野並びに植物及び植物標本に関係する化学及び/又は生物学的技術のあらゆる分野で適用することができる。好ましくは、本発明によるデバイス及び方法は、植物及び植物の処理方法を試験する技術分野に適用することができ、これには、最適の成長状態の試験及び/又は評価、特有のタイプのストレスに対する植物の耐性の試験、特有の肥料及び/又は栄養素の試験、1以上の所望の特性を有する植物の選択及び/又は繁殖、肥料及び/又は殺有害生物剤による植物又は植物標本の処理などの特有の処理の効果及び/又は有効性の試験のうちの1以上などがある。しかし、本発明の他の適用分野も可能である。
【背景技術】
【０００３】
いくつかの農業及び園芸の適用分野における一般的な慣行として、植物の栽培は、たとえば土又は不活性の培養基又は液体の栄養液製剤を入れた専用のプラスチックのトレイ又はコンテナ内に配置された高密度のアレイ、好ましくは列をなすように、種をまくことから始められる。発芽から所与の時間が経った後、移植先コンテナへの移植に適した実生を選択することができる。
【０００４】
自動化されたシステムでは、この選択は、カメラシステムを用いて効率的に行われる。健康な苗と不健康な苗、又は形態学的特徴の対比によって特徴付けられる苗を、植物の形状によって上から見て区別することが可能である場合、現況技術のカメラシステムを使用することができる。WO2004/068934A2は、植物を繁殖させるプロセスを開示しており、このプロセスは、栄養素及び給水の制御された供給によって、気候状態が制御された環境内で、均一の特性を有する成長培地で充填されたコンテナのアレイ内に1種の植物を成長させることを含む。このプロセスは、コンテナ内のすべての植物を環境内の状態に少なくとも実質上均一に露出させるように、必要に応じて環境内でコンテナの位置を変化させることをさらに含む。このプロセスは、植物の表現型特性を比較することにより商業目的でさらに繁殖させるための植物を選択するステップをさらに含む。
【０００５】
同様に、EP1433377A1は、1以上の植物が成長しているコンテナとともに使用するのに適した装置を開示しており、この装置は、それに接続された、問合せ信号を受け取り、固有の識別子信号を伝送することによって自動的に応答するデバイスを備える。この装置は、コンテナを移動させるためにコンテナを支持できる輸送手段と、問合せ信号を伝送する手段と、識別子信号をデジタル出力として記録する手段と、デジタル出力が供給され、コンテナに関係するデータを比較するために操作できるようにそのデータをデータベース内に所定の形式で記憶するコンピュータ手段とを備える。好ましい装置として、上下に配置された二つのデジタルカメラを備える撮像デバイスが開示されており、これらのデジタルカメラは、円形の回転式加工物支持部へ送達された植物が占める位置に集点が合わされる。撮像すべき植物を有する部品は、ベルトコンベアへ送ることができ、ピッキングデバイスの動作によってベルトコンベアへ一つずつ運ぶことができる。ピッキングデバイスは、鉢及びその植物をベルトコンベアから円形の板の上へ押すように動作させ、板は360度回転する。
【０００６】
さらに、WO2006/029987A1は、粒状で不透明の成長培地で充填された実質上透明のコンテナ内で植物を成長させるステップと、デジタル撮像によって前記透明のコンテナを通じて植物の根を評価するステップとを含む方法を提供している。植物の根を評価する処理量の大きい装置も提供されている。例示的な装置は、水鉢より下に配置されたカメラを備え、鉢の底面の写真を記録する。
【０００７】
同様に、WO2007/093444A1は、植物の開花を判定する方法及び装置を開示している。より詳細には、この発明は、植物の生殖構造をこれらの構造のデジタル画像から測定し、それらの測定値及び平均的な成長速度から開花を推論することによって、植物ごとに開花を判定する方法に関する。この発明はまた、植物の開花を特に大きい処理量で判定する装置に関する。
【０００８】
WO2010/031780A1では、改善された植物繁殖システムに全体的に関する発明が公開されている。より詳細には、この発明は、繁殖プログラム内で植物の表現型及び植物の遺伝子型を大きい処理量で分析する自動化された方法に関する。この発明は、撮像システムに植物を通しながら植物の1以上の特性を撮像する方法を開示している。この撮像システムは、1以上の高速及び/又は高分解能カメラを備える。
【０００９】
関連技術の植物撮像システムの重要な態様は、いくつかの異なる角度から画像を捕捉するために植物を回す能力である。固定の回転台上で植物を回しながら撮影するシステムが存在し、いくつかのシステムは、異なる角度で植物を撮影するいくつかのカメラを提供する。撮像中に植物を回す方法並びに1以上の高速及び/又は高分解能カメラを備える撮像システムは知られている。
【００１０】
DE19960044A1は、ほぼ平行の光線からなる物体の画像を生成するために大きい焦点距離を有するカメラを備える検査デバイスを開示している。この検査デバイスは、少なくとも一つの偏向デバイスを備える。この検査デバイスには、視野方向が異なる十分な偏向デバイスを有するビデオカメラからなるいくつかのシステムを配置することができる。
【００１１】
WO2010/031780A1では、遺伝子の組み換えが植物に与える影響を分析し、当該の遺伝子の組み換えを有する植物を選択する方法が公開されている。この方法は、制御された環境状態下で成長する複数の植物を提供するステップを含む。この方法はまた、植物の1以上の特性に関して画像を分析するステップを含む。1以上の特性には、観察可能な植物の物理的発現、たとえば水の使用、又は病気、有害生物、及び/若しくはストレスの影響の1以上を含むことができる。
【００１２】
さらに、WO2006/029987A1は、植物の根を評価する装置を開示している。いくつかの植物又は各植物は、固有の識別子を保持することができ、それによって個々の植物に関する情報を、コンピュータ内の固有の識別子にリンクさせることができる。好ましくは、識別子は応答器である。
【００１３】
WO93/13491A1は、光学的な植物の品質管理及び/又は分類のプロセス及び配置を提供する。電子カラーカメラが上から植物の写真を撮り、電子ハーフトーンカメラが下から植物の写真を撮る。好ましくは、各カメラは、画像及びそれらの評価を相互に阻害しないように、他方のカメラに割り当てられた光源からの光を感知するように構築され、且つ/又は制御回路が二つの光源を交互にオンに切り換え、各カメラはそのカメラに割り当てられた光源がオンに切り換えられたときだけ植物の写真を撮るようにする。
【００１４】
DE102005050302A1では、植物の現在の栄養状態を非接触で判定し、前記情報を肥料の提案に関連して処理する方法及びデバイスが公開されている。画像捕捉システムを用いて、植物の一部からの少なくとも一つのデジタル画像が捕捉される。画像捕捉システムは、ブラケットが固定されている従来のデジタルカメラを備え、このデジタルカメラは、画像の縁部に表示できる少なくとも一つの小さな基準面を支持し、画像を転送するためにデジタルカメラに接続された画像評価システムとして、コンピュータが提供される。
【００１５】
米国特許第5,130,545A号は、ビデオ撮像植物管理システムを開示しており、このシステムは、分析される植物に光源を提供し、その光の下で植物からの赤外の蛍光放出を検出し、植物の蛍光放出を時間とともに分解し、ピークから定常値までの蛍光放出の減衰時間を計算して、植物の健康状態を示すデータを提供する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】国際公開第2004/068934号パンフレット
【特許文献２】欧州特許出願1433377A1
【特許文献３】国際公開第2006/029987号パンフレット
【特許文献４】国際公開第2007/093444号パンフレット
【特許文献５】国際公開第2010/031780号パンフレット
【特許文献６】独国特許出願19960044A1
【特許文献７】国際公開第2010/031780号パンフレット
【特許文献８】国際公開第2006/029987号パンフレット
【特許文献９】国際公開第93/13491号パンフレット
【特許文献１０】独国特許出願102005050302A1
【特許文献１１】米国特許第5,130,545号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
したがって、本発明の目的は、従来技術から知られているシステム及び方法の欠点及び短所を少なくとも部分的に回避するデバイス及び方法を提供することである。詳細には、本発明の目的は、一つの細い葉しかないことが多い草のような実生の監視及びスクリーニングを可能にするデバイス及び方法を提供することである。上から写真を撮っても、葉の長さ、幅、色、又は湾曲に関する情報のない小さな点しか得られないため、あまり意味をなさない。したがって、本発明のさらなる目的は、高密度の成長で栽培された植物、特に草のような植物をスクリーニングするデバイス及び方法を提供することである。草のような植物と同様に、実生が細く直立した物体である場合、物体のほんのわずかな部分しか見えないため、この種の植物標本にとって上から見るのは有用でない。本発明は、高密度のアレイから草のような実生でも監視、スクリーニング、及び/又は選択できる撮像システムを開発した。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この問題は、独立請求項に記載のデバイス及び方法によって解決される。単独又は任意の組合せで実現できる本発明の好ましい実施形態は、従属請求項に開示されている。
【００１９】
本発明の第1の態様では、複数の植物標本内で少なくとも一つの植物標本をスクリーニングするスクリーニングデバイスが開示される。このスクリーニングデバイスは、単一の装置とすることができ、又は複数の2以上の装置を備えることができ、これらの複数の装置は、中心に集めて、又は分散させて配置することができる。スクリーニングデバイスが2以上の装置を備える場合、これらの装置は、機械的及び/若しくは電子的手段によって少なくとも部分的に相互接続することができ、又は少なくとも部分的に単独で機能することができる。
【００２０】
本明細書では、「含む、備える、構成する(comprising)」という用語、又は「含む、備える、構成する(comprise)」という用語などのその文法上の変化形は、記載の特徴、整数、ステップ、若しくは構成要素、又はこれらの群の存在を指定すると見なされるが、1以上の他の特徴、整数、ステップ、構成要素、又はこれらの群の存在又は追加を除外するものではない。同じことが、「comprising」という用語の同義語として使用される「有する(having)」という用語又はその文法上の変化形にも当てはまる。
【００２１】
「植物標本」という用語は、完全な植物、又は葉のように植物の一部を含むことができる。「植物標本」という用語は、異なる成長状態にある植物又は植物の一部をさらに含むことができ、好ましくは、植物標本は、実生、好ましくは単子葉植物、たとえば播種から0〜2週間後の米又は草を意味することができる。スクリーニングデバイスは、空間分解画像を取得するように適合された1以上の検出器を備える。好ましい実施形態では、スクリーニングシステムと呼ぶこともできるスクリーニングデバイスは、空間分解画像を取得するように適合されたちょうど一つの検出器を備える。しかし、2以上の検出器を備えるスクリーニングシステムも概ね実行可能である。好ましくは、検出器は上面図式検出器として設計され、上面図式検出器は、一つの植物標本及び/又は複数の植物標本及び/又は1群の植物標本を上から観察するように適合され、たとえば垂直方向から20°以下、好ましくは10°以下、より好ましくは5°以下だけ偏り、又はさらにちょうど垂直方向に延びる視野方向又は視野軸など、本質的に垂直の視野方向又は視野軸を有する。
【００２２】
本発明では、「画像」という用語は、任意のタイプの画像、好ましくは2次元画像を意味することができる。画像は、光学画像とすることができる。これらの画像は、透過画像及び/又は陰影画像及び/又は反射画像を含むことができる。これらの画像は、放出信号、たとえば蛍光及び/又は燐光信号を検出することによって生成することができる。したがって、これらの画像は、クロロフィル蛍光測定及び/又は選択可能なマーカ蛍光測定によって生成することができる。画像を生成するために使用できる信号は、時間的に離散的なものとすることができ、又は継続的な信号とすることができる。他のタイプの画像も可能である。
【００２３】
スクリーニングデバイスは、検出器によって撮像するために、複数の植物標本から単一の植物標本又は1群の植物標本を選択するように適合された1以上の選択デバイスをさらに備える。好ましくは、スクリーニングデバイスは、ちょうど一つの選択デバイスを備える。しかし、2以上の選択デバイスを有するスクリーニングデバイスも概ね実行可能である。「単一の植物標本又は1群の植物標本を選択する」という用語は、複数の植物標本から単一の植物標本又は1群の植物標本に簡単に焦点を当てることを意味することができる。選択デバイスは、植物標本と検出器との間を伝搬する電磁波を偏向させるように適合された1以上の偏向デバイスを備える(構成する)。好ましくは、選択デバイスは、ちょうど一つの偏向デバイス、たとえば単一の鏡を備える(構成する)。しかし、複数の鏡を含む実施形態など、2以上の偏向デバイスを含む他の実施形態も概ね実行可能である。上記で概説したように、好ましくは、偏向デバイスは上面図式検出器を支持するように設計される。したがって、好ましくは、偏向デバイスは、本質的に水平方向に進む光などの電磁波を本質的に垂直方向に偏向させるように、又はその逆に偏向させるように適合される。本明細書では、「本質的に」という用語に関して上記の定義を参照することができ、したがって、それぞれ水平方向又は垂直方向から20°以下の偏り、好ましくは10°以下の偏り、さらに好ましくは5°以下の偏りをそれでもなお許容することができ、又は最も好ましくは、偏りは一切存在しない。
【００２４】
好ましくは、選択デバイスは、好ましくは偏向デバイスの適当な設計及び/又は向きによって、一つの植物標本、1群の植物標本、又は複数の植物標本の側面図を生成するように適合される。この実施形態は、上記で論じた任意選択の特徴、すなわち本質的に水平方向に進む電磁波を本質的に垂直方向に偏向させるように、又はその逆に偏向させるように適合された偏向デバイスの特徴を実施することによって実現することができる。したがって、好ましくは、選択デバイスは、選択された一つの植物標本又は選択された1群の植物標本の側面図を生成する側面図式デバイスとして設計することができ、偏向デバイスは、好ましくは上面図式検出器として設計された検出器による側面図の取得を可能にするように適合される。したがって、検出器と選択デバイスを組み合わせると、上面図式検出器を使用することによって、選択された一つの植物標本又は選択された1群の植物標本の側面図の空間分解画像を取得できるように適合させることができる。後者は、植物のスクリーニングを日常的に実行する上でいくつかの利点を意味する。したがって、具体的には処理量の大きいスクリーニングシステムでは、上面図式検出器を使用して植物標本の側面図及び/又は上面図の両方を生成することで、運動システム及び/又は複数の植物標本内の植物標本の配置に関する設計上の制限が少なくなる。したがって、植物標本の2次元配置でも、検出器と植物標本の衝突又は直接的な接触の問題を回避することによって、植物標本の密度が高くてもスクリーニングすることができる。さらに、2次元配置で配置された植物標本の側面図画像を取得することができ、それによって、上面図式の配置とは対照的に、価値のあるスクリーニング情報を提供することができる。
【００２５】
「電磁波を偏向させる」という用語は、特に電磁波の波面において、電磁波の反射及び/又は電磁波の伝搬方向の変更を含むことができる。
【００２６】
「電磁波」という用語は、可視範囲内の光、赤外光、及び近赤外光を含むことができる。「電磁波」という用語は、単色光並びに広域スペクトルの光を含むことができ、非干渉光並びに可干渉光を含むことができる。他のタイプの電磁波も可能である。
【００２７】
スクリーニングデバイスは、複数の植物標本を収容する少なくとも一つの植物コンテナ、又は少なくとも一つの植物標本を収容する複数の植物コンテナをさらに備えることができ、好ましくは、植物標本は列をなして成長する。
【００２８】
本発明では、「植物コンテナ」という用語は、成長培地（媒体）及び/又は植物若しくは植物標本を完全又は部分的に取り囲む機械的な支持及び/又は筐体を提供することなどによって、成長培地及び/又は植物若しくは植物標本を少なくとも部分的に保持するのに適した任意のタイプのコンテナを意味することができる。植物コンテナは、任意の形状のものとすることができ、鉢、ボウル、カップ、トレイ、又は任意の他の形状を含む群から選択することができる。基本的に、植物コンテナは、成長培地を少なくとも部分的に取り囲むことができ、又はさらに成長培地自体の一部とすることもできる。したがって、成長培地は、機械的な保護を提供して崩壊を防止するために、少なくとも部分的に固体化することができる。したがって、植物コンテナは、成長培地のうち、固体化された外層を構成することができ、成長培地のさらなる部分は、この外層内に少なくとも部分的に含まれる。好ましくは、植物コンテナは、いくつかの領域に切り分けることができる。異なる領域を接続することができ、たとえば流動的に接続することができ、又は完全に分離することができる。好ましくは、植物標本は列をなして成長することができる。「列」という用語は、高密度のアレイを含むことができる。各植物コンテナは、少なくとも1列の植物標本を含むことができる。1列の植物標本は、植物コンテナと検出器との間の相対的運動を提供するように、運動システムの輸送方向に対して本質的に垂直又は平行に向けることができる。植物コンテナは、少なくとも一つの成長培地、たとえば土、不活性の培養基、透明の培養基、好ましくは土壌又は液体の栄養液製剤を収容することができる。各植物コンテナは、少なくとも一つの成長培地及び少なくとも一つの植物標本、好ましくは複数の植物標本を含むことができる。他のタイプの植物コンテナ及び成長培地も可能である。
【００２９】
検出器は、少なくとも一つのタイプの光線を感知する検出器を構成することができる。好ましくは、検出器は、電磁波に対する検出器、より好ましくは可視、赤外、及び紫外波長領域から選択された少なくとも一つのスペクトル波長領域内の光に対する検出器、最も好ましくはカメラを構成することができる。カメラは、デジタルカメラとすることができ、好ましくは空間及び/又は時間分解能を有する。「検出器」という用語は、鏡、レンズ、望遠鏡、顕微鏡、絞り、フィルタ、電気光学構成要素、磁気光学構成要素、及び複屈折要素から選択される少なくとも一つの光学要素を備える検出システムをさらに含むことができる。他のタイプの検出器も可能である。
【００３０】
選択デバイスは、検出器によって撮像するために、複数の植物標本から異なる単一の植物標本又は複数の群の植物標本を連続して選択するように適合させることができる。選択デバイスはまた、複数の植物標本からすべての植物標本を連続して選択するように適合することもできる。たとえば、1群の植物標本は、少なくとも単一の植物標本又は1列の植物標本を含むことができる。単一の植物標本は、完全な植物又は葉、花、根、若しくは株のような植物の一部を含むことができる。1群の植物標本は、完全な植物並びに/又は成長培地によって覆われていない植物の一部及び/若しくは成長培地によって覆われている植物の一部を含むことができる。
【００３１】
検出器は、少なくとも一つの画像感知型の検出器要素、好ましくは少なくとも2次元アレイの放射感知型の要素を有する少なくとも一つのセンサチップ、より好ましくはCCDチップ及び/又はCMOSチップを備えることができる。
【００３２】
偏向デバイスは、鏡及びプリズムからなる群から選択される少なくとも一つの光学要素を構成することができる。偏向デバイスは、電磁波、たとえば光を偏向させることが可能なデバイスとすることができる。「偏向させる」という用語は、電磁波の方向、たとえば電磁波の伝搬方向を変化させることができることを含むことができる。したがって、電磁波の方向を変化させるのに適した任意の材料が、たとえば偏向デバイスとして適している。偏向デバイスは、たとえば反射及び/又は屈折及び/又は回折及び/又は偏向によって、電磁波の少なくとも一部の伝搬方向を変化させることが可能なデバイスとすることができる。「鏡」という用語は、赤外及び/若しくは近赤外放射を反射するため、並びに/又は好ましくは可視範囲内の光を反射するための、少なくとも一つの光学鏡、少なくとも一つの被覆された鏡、及び/又は少なくとも一つの被覆されていない鏡を含むことができる。好ましくは、光学要素は、たとえば光学要素及び/又は偏向デバイスの角度及び/又は位置を変化させるデバイスによって、たとえば自動的に調整可能な鏡及び/又は自動的に調整可能なプリズムによって、好ましくは自動化されたモータを使用することによって、空間的に制御可能とすることができる。偏向デバイスは、レンズ、望遠鏡、顕微鏡、フィルタ、絞り、ガラス板、複屈折要素、音響光学要素、磁気光学要素のような少なくとも一つの追加の光学要素、又はランプ若しくはレーザのような追加の光源をさらに備えることができる。
【００３３】
スクリーニングデバイスは、偏向デバイスを使用することによって少なくとも一つの側面図画像を生成するように適合させることができる。本発明では、「側面図画像」という用語は、上記のように、任意のタイプの画像を意味することができる。側面図画像は、好ましくは直接、たとえば偏向デバイスを使用することなく、側面から、好ましくは植物標本に対して垂直に、好ましくは植物実生に対して垂直に、写真を撮る場合の画像と類似の画像とすることができることが好ましい。「垂直」という用語は、65°〜115°、好ましくは75°〜105°の角度、最も好ましくは80°〜100°の角度を含むことができる。好ましくは、側面図画像は、植物標本、特に実生の完全な長さを示す画像とすることができ、これは画像が、根の有無にかかわらず、完全な実生を示すことができることを意味する。好ましくは、側面図画像は、あまり歪ませるべきではない。側面図画像の逆は、上面図画像又は底面図画像になるはずであり、これらの画像を追加で得ることもできる。
【００３４】
検出器は、少なくとも一つの上面図カメラを構成することができる。上面図カメラは、カメラの画像平面を植物コンテナ内の成長培地に対して平行に向けることができることを特徴とすることができる。「平行」という用語は、50°未満の角度、20°未満の角度、最も好ましくは5°未満の角度を含むことができる。
【００３５】
スクリーニングデバイスは、単一の植物標本又は1群の植物標本の少なくとも二つの画像を少なくとも二つの異なる視点から同時に取得するように適合させることができる。
【００３６】
本発明では、「同時に」という用語は、5秒未満の時間遅延、特に2秒未満の時間遅延、具体的には1秒未満の時間遅延、又はさらに500ミリ秒、若しくは200ミリ秒、若しくは100ミリ秒未満の時間遅延を意味することができる。本発明では、「少なくとも二つの異なる視点から」という表現は、異なる撮像方向からの画像を指すことができる。単一の植物標本又は1群の植物標本の少なくとも二つの画像を少なくとも二つの異なる視点から同時に取得するために、検出器を使用することができる。好ましくは、少なくとも二つの画像を取得するために、同じCCDチップ又はCMOSチップ上で撮像する一つの同じ検出器、たとえば一つのカメラを使用することができる。
【００３７】
検出器、好ましくは上面図式検出器とともに、単一の植物標本又は1群の植物標本の少なくとも二つの画像を少なくとも二つの異なる視点から同時に取得するように適合されたスクリーニングデバイスの実施形態は、大きい処理量でスクリーニングする分野に特に有利である。したがって、上記で概説したように、一つの同じ検出器を使用して、上面図の視点及び側面図の視点など、少なくとも二つの異なる視点から同時に画像を取得することができる。特に植物標本の2次元アレイ又は2次元配置を使用しているときは、上面図式検出器を使用して、選択デバイスによって選択された一つの植物標本又は1群の植物標本の上面図画像及び側面図画像を同時に取得することができる。本明細書では、特に上面図式の検出器は、特に植物標本を2次元で位置決めする目的で、検出器と1以上の植物標本との衝突若しくは望ましくない接触のリスクを低減させることができ、及び/又はスクリーニングデバイスの任意選択の運動システムに関する設計の自由度を増大させることができる。
【００３８】
偏向デバイスは、検出器によって少なくとも一つの第1の視点から単一の植物標本又は1群の植物標本の少なくとも一つの第1の画像を生成するように、又は生成するために使用されるように適合させることができる。スクリーニングデバイスは、検出器によって少なくとも一つの第2の視点から少なくとも一つの第2の画像を同時にさらに生成するように適合させることができる。具体的には、画像は、少なくとも二つの領域に分割することができる。一方の領域は第1の画像を含むことができ、他方の領域は第2の画像を含むことができる。偏向デバイスは、たとえば、上面図画像と組み合わせて異なる視点からいくつかの画像を得るために、2以上の鏡及び/若しくは2以上のプリズムを使用することによって、又は鏡及び/若しくはプリズムの角度をたとえば迅速に、好ましくは10秒未満、最も好ましくは1秒未満で変化させることによって、異なる視点から3以上の異なる画像を同時に生成するようにさらに適合させることができる。
【００３９】
これらの画像は、偏向デバイスを使用することによって生成される少なくとも一つの第1の画像と、単一の植物標本又は1群の植物標本の直視図を含む少なくとも一つの第2の画像とを含むことができる。具体的には、第1の画像を側面図画像とすることができる。本発明では、「直視図」という用語は、偏向デバイスによる方向転換のない図、たとえば上面図を意味することができる。
【００４０】
スクリーニングデバイスは、偏向デバイス、さらに上面図画像及び底面図画像の少なくとも一つを使用することによって、少なくとも一つの側面図画像を生成するように適合させることができる。底面図画像は、根を撮像できるように、透明の植物コンテナ、たとえば透明のトレイ、及び/又は透明の成長培地を使用することによって、底面図によって生成することができる。このようにして、最も好ましくは、3次元の撮像を可能にすることができる。透明の植物コンテナは、藻類の成長を支持しうる波長を有する光の伝送を防止するための光学フィルタ要素を備えることができる。
【００４１】
スクリーニングデバイスは、少なくとも一つの遮蔽要素を備えることができる。遮蔽要素は、画像の少なくとも一つに対する背景を生成するように適合させることができる。さらに、遮蔽要素は、背景放射が入るのを防止するように、及び/又は単一の植物標本若しくは1群の植物標本を選択するように適合させることができる。遮蔽要素は、背景光の少なくとも一部を阻止するための少なくとも一つの光学スクリーン、好ましくは黒色背景を構成することができる。遮蔽要素は、植物標本と検出器との間を電磁波が伝搬するのを部分的に阻止することができ、又は複数の植物標本からの選択された単一の植物標本及び/若しくは選択された1群の植物標本間を電磁波が伝搬するのを少なくとも部分的に阻止することができる。
【００４２】
スクリーニングデバイスは、選択デバイスと選択された単一の植物標本又は選択された1群の植物標本との相対的な移動を生じさせるように適合させることができる。本明細書では、「相対的な移動」という用語は、選択された単一の植物標本又は選択された1群の植物標本が静止している状態で、選択デバイス若しくはその一部が移動すること、又はその逆を指すことができる。別法として、両方の要素、すなわち選択デバイス又はその一部と、選択された単一の植物標本又は選択された1群の植物標本との両方が、移動を実行することもできる。同様に、「輸送方向」という用語は、上記で定義した相対的な移動の方向を指すことができる。好ましくは、選択された単一の植物標本又は選択された1群の植物標本は、偏向デバイスと遮蔽要素との間の間隙を移動する。
【００４３】
選択デバイスは、少なくとも一つの運動システムをさらに備えることができる。運動システムは、単一の植物標本又は1群の植物標本を選択するために検出器、偏向デバイス、及び複数の植物標本の相対的な位置決めを調整するように適合させることができる。本発明では、「相対的な位置決めを調整する」という表現は、継続的又は不連続的、たとえば段階的に、相対的な位置決めを行うことを指すことができる。植物コンテナを静止させて、検出器及び/若しくは偏向デバイスを移動させることができ、又は植物コンテナを移動させて、検出器及び偏向デバイスを制止させることができ、或いはすべてを移動させることができる。移動中又は静止中に、画像を得ることができる。
【００４４】
運動システムは、運動台を備えることができる。運動台は、スクリーニングデバイスの少なくとも一部を継続的又は不連続的、たとえば段階的に移動させるように適合させることができる。
【００４５】
運動システムは、少なくとも一つのスクリーニングステーションとの間で複数の植物標本及び/又は複数の植物コンテナを後に輸送するようにさらに適合させることができ、スクリーニングステーションは検出器を構成することができる。スクリーニングステーションは、検出器及び/若しくは偏向デバイス並びに/又は複数の植物標本及び/若しくは一つの植物標本及び/若しくは1群の植物標本の連続する運動を可能にするために、スクリーニング位置を備えることができ、スクリーニング位置は、運動システムの一部としてもしなくてもよく、又は運動システムに接続することができる。2以上のスクリーニングステーションを設けることもできる。本明細書では、「スクリーニング位置」という用語は、少なくとも一つの画像を得ることができるシステムの位置及び/又は装置を示す。しかし、スクリーニングステーション内には、制御手段及び/若しくは記録手段及び/若しくはコンピュータ手段又は他のタイプの機能性或いはこれらの組合せなど、他のタイプの機能性を備えることもできる。
【００４６】
運動システムは、輸送ベルト、コンベアシステム、好ましくはベルトコンベア、及び/又はローラコンベアの少なくとも一つを備えることができる。運動システムは、閉ループシステムを構成することができる。閉ループシステムは、すべてのコンテナをスクリーニングステーション内へ繰り返し輸送するように適合させることができる。本明細書では、「閉ループシステム」という表現は、複数の植物コンテナを所定の順序で輸送することが可能な運動システム、及び/又は植物コンテナをスクリーニングステーション内へ所定の順序で繰り返し連続して輸送することが可能な輸送システムを指すことができる。したがって、好ましくは、運動システムは、任意の形状の運動サークルを構成することができる。運動サークルは、運動サークルの第1の区分を使用することによって各植物コンテナをスクリーニングステーションへ繰り返し輸送し、運動サークルの第2の区分を使用することによってその植物コンテナをスクリーニングステーションから輸送することが可能である。第2の区分は、好ましくはスクリーニングステーションの外側で、第1の区分に接続することができる。しかし、1以上のロボット又は他の運動装置を使用して、検出器及び/若しくは偏向デバイス並びに/又は複数の植物標本及び/若しくは植物コンテナをスクリーニングステーション内へ輸送する運動システムなど、他の運動システムも可能とすることができる。
【００４７】
運動システムは、輸送方向に検出器及び複数の植物標本の相対的運動を生成するように適合させることができ、スクリーニングデバイスは、輸送方向に対して本質的に垂直であり、且つ/又は成長培地の平面に対して垂直である、少なくとも一つの画像を取得するように適合される。本明細書では、成長培地の平面とは、成長培地の表面に対して平行な平面である。本明細書では、「輸送方向に本質的に対して垂直」という表現は、撮像の光軸及び輸送方向が60°〜120°、好ましくは80°〜100°、より好ましくは85°〜95°、又はさらに90°の角度を画定する状況を指す。同様に、「成長培地の平面に対して本質的に垂直」という表現は、撮像の光軸が成長培地の平面に対して垂直な向きから30°以下、好ましくは20°以下、より好ましくは10°以下、又は5°以下だけ偏っている状況を指し、最も好ましくは、撮像の光軸は、成長培地の平面に対して垂直である。
【００４８】
代替実施形態では、運動システムは、たとえば輸送方向に検出器及び複数の植物標本の相対的運動を生成するように適合させることができ、スクリーニングデバイスは、輸送方向に対して本質的に平行である少なくとも一つの画像を取得するように適合される。本発明では、「平行」という用語は、撮像方向、すなわち画像を取得できる方向と輸送方向との間の角度が±30°、好ましくは±10°、最も好ましくは0°の角度であることを概略的に意味することができる。
【００４９】
偏向デバイスは、輸送方向及び/又は1列以上の植物標本などの撮像すべき1群の植物標本に対して本質的に平行である少なくとも一つの反射面を備えることができる。本発明によれば、「本質的に平行」という用語は、反射面と輸送方向及び/又は1群の植物標本との間の角度が±30°、好ましくは±10°、最も好ましくは0°の角度であることを指すことができる。
【００５０】
代替実施形態では、偏向デバイスは、輸送方向及び/又は1列以上の植物標本などの撮像すべき1群の植物標本に対して本質的に垂直である少なくとも一つの反射面を備えることができる。本発明によれば、「本質的に直角」という用語は、反射面と輸送方向及び/又は1群の植物標本との間の角度が120°〜60°、好ましくは100°〜80°であることを指すことができ、最も好ましくは、この角度を90°とすることができる。
【００５１】
スクリーニングデバイスは、少なくとも一つの読取り器を備えることができる。読取り器は、少なくとも一つの識別子から少なくとも一つの情報を読み取るように適合させることができる。運動システムは、読取り器と識別子との間の相対的な位置を調整するように設計することができる。少なくとも一つの識別子は、好ましくは少なくとも一つの非接触式の識別子とすることができ、より好ましくは少なくとも一つの非接触式の電子識別子とすることができ、最も好ましくは少なくとも一つのRFID(無線周波数識別)とすることができる。識別子は、単一の植物標本又は1群の植物標本に割り当てることができる。好ましくは、識別子は、以下の識別子、すなわちバーコード、非接触式の電子識別子、すなわち好ましくは読取り機構、好ましくは読取り器と識別子との間で一切の物理的な接触がなくても、識別子から読み取ることができる少なくとも一つの情報を含む識別子の1以上とすることができ、又はこれらの識別子の1以上を構成することができ、最も好ましくは、少なくとも一つの無線周波数識別タグ(RFIDタグ)とすることができる。しかし、別法として、又は追加として、他のタイプの識別子も可能である。各植物コンテナ及び/又は各列及び/又は単一の各植物標本及び/又は各群の植物標本は、1以上の識別子を備えることができる。たとえば識別子を植物コンテナ内の成長培地内へ実装すること、及び/又は植物コンテナ内に収容されている植物の上若しくは中に識別子を実装することなどによって、識別子を植物コンテナの材料内及び/若しくは植物コンテナの表面上、好ましくは外側表面上に一体化させること、並びに/又は識別子を植物コンテナの内部空間内に一体化させることなどによって、少なくとも一つの識別子を植物コンテナ内又は植物コンテナの前に備えることができる。この情報は簡単な識別情報、たとえば植物標本の数及び/若しくは1列の植物標本の数並びに/又は成長状態とすることができる。別法として、又は追加として、植物コンテナ並びに/又は1群の植物標本及び/若しくは単一の植物標本内への識別子の他のタイプの実装も可能である。通常、少なくとも一つの識別子は、植物コンテナ及び/又は植物標本と必ずしも物理的に接触する必要はないが、それぞれの植物コンテナ並びに/又は1群の植物標本及び/若しくは単一の植物標本に明確に割り当てられるべきである。
【００５２】
スクリーニングデバイスは、少なくとも一つの画像分析デバイスを備えることができる。画像分析デバイスは、少なくとも一つの画像の少なくとも一つの画像分析を実行するように適合させることができ、好ましくは、画像分析デバイスは、単一の植物標本又は1群の植物標本の少なくとも一つの成長パラメータを生成するように適合させることができる。画像分析デバイスは、個々の植物標本データ、たとえば実生データ、たとえば植物の高さ及び/若しくは葉の幅及び/若しくは葉の面積及び/若しくは葉の色及び/若しくは根の長さ及び/若しくは根の幅及び/若しくは根の色及び/若しくは根の分岐、並びに/又は葉及び/若しくは根及び/若しくは他の植物標本及び/若しくは共振周波数の他の特性を抽出するようにさらに適合させることができる。
【００５３】
画像分析デバイスは、単一の植物標本又は1群の植物標本の少なくとも一つの成長パラメータを生成するように適合させることができる。本発明によれば、「生成する」という用語は、たとえば画像分析から導出することを指すことができる。画像分析デバイスは、植物標本の少なくとも一つの成長パラメータを測定するために、1以上の物理的原理を使用することができる。1以上の成長パラメータを導出することができ、これには、少なくとも一つの状態、たとえば少なくとも一つの成長状態、たとえば湿度及び/又は光の強度及び/又は温度及び/又は空気の組成及び/又は成長培地の組成を含むことができる。特定の成長パラメータの進化を評価するには、少なくとも一つの測定を必要とすることがある。一つの植物標本若しくは1群の植物標本の1以上の色パラメータ及び/若しくは投影面積及び/若しくは体積、並びに/又は一つの植物標本若しくは1群の植物標本の根の投影面積及び/若しくは根の体積、並びに/又は植物標本の高さ、並びに/又は一つの植物標本若しくは1群の植物標本の生物量、並びに/又は上記及び/若しくは他のパラメータの組合せなど、成長パラメータを導出することができる。たとえば、植物標本の体積及び/又は根の体積は、少なくとも第1の画像及び第2の画像を使用することによって導出することができ、又は近似させることができる。
【００５４】
スクリーニングデバイスは、植物標本に関するデータを記録する少なくとも一つのデータベースをさらに有することができる。好ましくは、このデータは、単一の植物標本又は1群の植物標本の少なくとも一つの画像、単一の植物標本又は1群の植物標本の少なくとも一つの画像から導出される少なくとも一つの成長パラメータ、識別子からの情報の少なくとも一つとすることができる。データベースは、時間に応じて、且つ/又は一つの植物標本若しくは1群の植物標本に応じて、一つのタイプの適した記憶デバイスを備えることができる。上記で概説したように、少なくとも一つの成長パラメータは、一つの植物標本又は1群の植物標本の成長を特徴付ける1以上のパラメータを含むことができる。好ましくは、少なくとも一つの成長パラメータは、植物標本の高さ、植物標本の幅、植物標本の1以上の色パラメータ、葉の数、植物標本の少なくとも一つの構造、植物標本内の花の存在、植物標本のバイオマーカの体積を特徴付けるパラメータ、植物コンテナ内部の植物標本及び/又は成長培地の生化学的内容物を特徴付けるパラメータ、植物標本内の根の成長を特徴付けるパラメータから選択することができる。しかし、他のタイプのパラメータ、並びに/又は記載のパラメータ及び/若しくは他のパラメータの組合せも可能とすることができる。
【００５５】
スクリーニングデバイスは、単一の各植物標本又は各群の植物標本の画像を繰り返し取得するように適合させることができ、好ましくは各取得間に時間遅延を有する。時間遅延は、1箇月未満の時間遅延、好ましくは1週間未満の時間遅延、より好ましくは2日間未満、たとえば1日未満、又は1時間未満とすることができ、たとえば成長制御の場合、1〜2日間の時間遅延が有用であり、除草剤又は他の化学剤を試験する場合、1〜3時間の時間遅延が有用であろう。
【００５６】
スクリーニングデバイスは、制御システムをさらに備えることができ、制御システムは、画像分析デバイス及び/又は読取り器及び/又は選択デバイス及び/又は運動システム及び/又は検出器及び/又はデータベース及び/又は電源を制御及び/又は駆動するように適合させることができる。制御システムは、コンピュータ並びに電気及び/又は信号コネクタ、好ましくは電線及びインターフェースを備えることができる。
【００５７】
検出器は上面図カメラとすることができ、上面図カメラ及び偏向デバイス、好ましくは唯一の偏向デバイス、たとえば単一の鏡は、複数の植物標本から単一の植物標本又は1群の植物標本を選択するように適合させることができる。選択デバイスは、偏向デバイス、たとえば単一の鏡を構成することができる。偏向デバイスは、植物標本を撮像することによって、少なくとも側面図画像を得るために使用されるように適合させることができる。最も好ましくは、スクリーニングデバイスは、好ましくは一つの同じ検出器及び/又は一つの同じ偏向デバイス、たとえば一つの同じ鏡を使用することによって、側面図画像及び上面図画像を、たとえば同時に得るために使用されるように適合させることができる。したがって、好ましくは、上面図カメラ及び偏向デバイスのみを使用して選択を行うことができる。この一つの偏向デバイスを使用することによって植物標本、たとえば植物を撮像すると、少なくとも側面図画像を得ることができる。
【００５８】
上面図画像は、検出器を使用することによって、単一の植物標本又は1群の植物標本から放出及び/又は反射される電磁波、たとえば光を直接収集することによって生成することができる。好ましくは、植物標本及び/又は植物標本の少なくとも一つの側面の上面図を直接撮像することができる。側面図画像は、偏向デバイス、たとえば単一の鏡、及び検出器を使用することによって、単一の植物標本又は1群の植物標本の側面から放出及び/又は反射される電磁波、たとえば光を収集することによって生成することができる。検出器の単一のショットによって、たとえばカメラの単一のショットによって、二つの画像、好ましくは上面図画像及び側面図画像を捕捉することができる。好ましくは、二つの画像は、検出器及び/又はセンサチップ上に、たとえば互いに隣接して表示することができる。スクリーニングデバイスの出力は、上面図画像及び/又は側面図画像を含むことができる。スクリーニングデバイスの出力は、画像、たとえば上面図画像及び/又は側面図画像を生成する電磁波を含むことができる。スクリーニングデバイスは、検出器の唯一のショットによって、たとえば異なる視点からの2以上の空間分解画像、たとえば側面図画像及び上面図画像を、好ましくは同時に取得するように適合させることができる。検出器のショットは、検出器の事象及び/又は検出器によって画像を取得する方法のステップとすることができる。ショットは、検出器並びに/又はセンサチップ、たとえばCCDチップ及び/若しくはCMOSチップを電磁波、好ましくは光に露出させることを含むことができる。ショットは、シャッタリリースをトリガすることを含むことができる。ショットは、少なくとも一つのシャッタを開くことを含むことができる。シャッタは、検出器によって備えることができる。シャッタはまた、検出器から分離することができる。シャッタは、検出器の二つの状態を切り換えるように適合できるデバイスとすることができ、検出器は、一方の状態、たとえばシャッタが閉じている状態及び/又はオフの状態では画像を得ることができず、他方の状態では、検出器は、たとえば側面図画像及び上面図画像を含む少なくとも一つの画像を得ることができ、又はたとえば二つの画像を順に得ることができ、たとえば第1に側面図画像を得て、次いで上面図画像を得ることができ、この状態では、シャッタを開き、且つ/又はオンにすることができる。シャッタは、少なくとも一つの電子シャッタ及び/又は少なくとも一つの機械シャッタを構成することができる。電子シャッタは、センサチップをオン及び/又はオフにすることができるデバイスとすることができる。機械シャッタは、検出器及び/又はセンサチップに到達する前の電磁波を阻止するデバイスを除去できるデバイスとすることができる。ショットは、少なくとも一つの読出し及び/又は少なくとも一つの記憶プロセス及び/又は少なくとも一つの情報伝達プロセスを含むことができる。ショットは、少なくとも一つのトリガ信号、たとえばコンピュータによって提供されるトリガ信号によって開始することができる。ショットは、シャッタを開くことによって開始することができ、シャッタを閉じることによって終了することができる。最も好ましくは側面図画像及び/又は上面図��像を含む画像は、検出器を使用することによって、検出器の一つのショット中に得ることができる。上面図画像は直接得ることができ、側面図画像は、偏向デバイス、たとえば鏡を使用することによって得ることができる。偏向デバイス及び/又は検出器は、たとえば運動システムの少なくとも一部を使用することによって、複数の植物標本及び/若しくは単一の植物標本及び/若しくは1群の植物標本間、並びに/又は植物コンテナ間及び/若しくは植物コンテナの上を移動するように適合させることができる。通常、スクリーニングデバイスは、2以上の偏向デバイス及び/又は2以上の検出器及び/又は2以上の選択デバイスを備えることができる。
【００５９】
本発明のさらなる態様では、複数の植物標本内で少なくとも一つの植物標本をスクリーニングする方法が開示される。複数の植物標本内で少なくとも一つの植物標本をスクリーニングする方法では、好ましくは、上記のスクリーニングデバイスが使用され、少なくとも一つの検出器が使用される。検出器は、空間分解画像を取得する。さらに、少なくとも一つの選択デバイスが使用される。選択デバイスは、検出器によって撮像するために、複数の植物標本から単一の植物標本又は1群の植物標本を選択する。選択デバイスは、少なくとも一つの偏向デバイスを構成する。偏向デバイスは、植物標本と検出器との間を伝搬する電磁波を偏向させる。偏向デバイスは、検出器による前記撮像に使用される。検出器は、偏向デバイスを使用することによって少なくとも一つの画像を取得することができる。
【００６０】
本発明による方法の潜在的な実施形態に関しては、複数の植物標本内で少なくとも一つの植物標本をスクリーニングする前述のスクリーニングデバイスを参照されたい。したがって、本発明による少なくとも一つの植物標本をスクリーニングする方法は、本発明によるスクリーニングデバイスを使用することによって実行することができる。したがって、上記で開示した実施形態及び定義を参照されたい。しかし、他のタイプのシステムを使用することもできる。
【００６１】
本発明のさらなる態様では、複数の植物標本の成長状態を追跡する追跡方法が開示される。少なくとも一つの植物コンテナ内の成長培地内で複数の植物標本が成長しており、別法として、複数の植物コンテナが、成長培地内で成長している少なくとも一つの植物標本を含む。上記のように複数の植物標本内で少なくとも一つの植物標本をスクリーニングする方法は、これらの植物標本をスクリーニングするために使用される。画像から、少なくとも一つの成長パラメータが導出される。好ましくは、単一の各植物標本又は各群の植物標本に対して、これらの画像から一つの成長パラメータが導出される。成長パラメータは、データベース内に記憶される。好ましくは、成長パラメータは、時間に応じて、且つ/又は単一の植物標本に応じて、若しくは1群の植物標本に応じて、且つ/又は列に応じて、且つ/又は植物コンテナに応じて、データベース内に記憶される。
【００６２】
したがって、本明細書では、「成長状態を追跡する追跡方法」という用語は、成長状態を簡単に監視することに加えて、少なくとも一つのデータベースを使用して、成長結果と成長中の状態の追跡記録とを後に比較することなどのために、たとえば各植物コンテナ内の成長パラメータの追跡記録を生成できる方法を指すことができる。本明細書では、「監視」という用語が、定期的若しくは不定期に、且つ/又は所定の時点で、パラメータを測定又は観察することなどによって、1以上の関連パラメータを観察することを指す。本明細書では、「記録」という用語は、1以上のパラメータを監視して監視結果をデータ記憶装置内に記憶する動作を指す。
【００６３】
さらに、たとえば単一の各植物標本又は各群の植物標本に対して画像から導出される少なくとも一つの成長パラメータ測定に加えて、データベースは、さらなる情報を収容することもできる。したがって、上記で概説したように、各植物コンテナ及び/又は各群の植物標本内の成長パラメータは、時間に応じて、且つ/又は植物標本及び/若しくは植物コンテナ及び/若しくは列及び/若しくは1群の植物標本に応じて、記憶することができる。追加として、又は別法として、少なくとも一つのデータベースは、さらなるデータを備えることができる。これらの画像から、好ましくは単一の各植物標本又は各群の植物標本に対して、少なくとも一つの成長パラメータが導出され、この成長パラメータは、好ましくは時間に応じて、且つ/又は単一の植物標本若しくは1群の植物標本に応じて、且つ/又は列に応じて、且つ/又は植物コンテナに応じて、データベース内に記憶される。潜在的な成長パラメータに関しては、上記に挙げた潜在的な成長パラメータの開示を参照されたい。
【００６４】
データを簡単に記録することに加えて、追跡方法は、少なくとも一つのデータベース内に含まれるデータ又はデータの一部を評価する1以上のステップをさらに含むことができる。したがって、この追跡方法は、単一の植物標本又は1群の植物標本の成長パラメータを比較することによって、たとえば特定の成長パラメータの最適値を導出できる少なくとも一つの方法ステップをさらに含むことができる。
【００６５】
さらに、1以上の評価ステップに対する追加として、又は別法として、追跡方法は、1以上の試験ステップを含むことができ、たとえば耐ストレス性を分析するために、特有の成長状態、たとえばストレス状態(条件)に対する植物標本の反応を試験することができる。
【００６６】
本明細書では、「成長中の植物標本の耐ストレス性」という用語は、水の減量若しくは不足、塩を含む水、塩を含む成長培地、栄養素の減量若しくは不足、最適でない周囲温度、菌及び/若しくは殺菌剤の使用の影響、並びに/又は虫及び/若しくは殺虫剤の使用の影響、並びに/又は温度処理及び/若しくは化学物質及び/若しくは光及び/若しくは栄養レベル、或いはこれらの組合せなどの、偏っている、たとえば有害な成長状態にかかわらず、ほとんど影響を受けないで成長プロセスを継続する特有の植物標本の特性の程度を指す。したがって、「ストレス」という用語は、前述の最適でない成長状態の1以上などの最適でない成長状態を指す。
【００６７】
たとえば、干ばつ試験及び/若しくは干ばつ状態試験並びに/又は水使用効率試験を実行することができ、様々な植物標本を一定の期間にわたって水の不足又は減量にかけることができ、水の不足に対する植物標本の反応を記録及び/又は監視することができる。干ばつ試験及び/又は干ばつ状態試験は、1以上のステップを含むことができる。さらに、追跡方法は、植物標本の耐干性及び/又は水使用効率が監視及び/又は記録される少なくとも一つのステップを含むことができる。したがって、この場合も、水の不足又は水の減量に対する植物標本の反応を定性化及び/又は定量化するために、1以上の成長パラメータ及び/又はこの少なくとも一つの成長パラメータの時間発展を記録及び/又は評価することができる。同様に、栄養素、たとえば窒素の使用効率試験を実行することができ、様々な植物標本を一定の期間にわたって栄養素の不足又は減量にかけることができ、栄養素の不足に対する植物標本の反応を記録することができる。さらに同様に、塩のストレス又は低温若しくは熱ストレスを試験することもできる。
【００６８】
一例として、一定の期間にわたって新鮮さ指標を使用及び記録することができ、その間、干ばつ試験及び/又は水使用効率試験、若しくは別法として窒素使用効率試験、或いは他の試験を実行することができ、新鮮さ指標及び/又は新鮮さ指標の時間展開を使用して、干ばつ試験及び/又は水使用効率試験に対する植物標本の反応を定性化及び/又は定量化することができる。この干ばつ試験及び/又は水使用効率試験内で、複数の植物標本は、同じ干ばつ試験及び/若しくは水使用効率試験にかけられる複数の植物標本を含むことができ、又は別法として、若しくは追加として、同じタイプの様々な植物標本を異なる程度の水の不足若しくは減量にかけることなどによって、同じタイプの複数の植物標本を異なるタイプの干ばつ試験及び/若しくは水使用効率試験にかけて、水の不足若しくは減量に対する植物標本の反応の感度を評価することができる。他のタイプの干ばつ試験及び/又は水使用効率試験も可能であり、当業者には知られている。
【００６９】
植物標本の耐干性及び/又は水使用効率を評価及び/又は監視することができる。したがって、特有の成長パラメータ、たとえば新鮮さ指標を評価することなどによって、水の不足又は水の減量に対する植物標本の耐性を定性的且つ/又は定量的に比較及び/又は評価することができる。追加の量の液体と植物の耐干性とを比較することによって、植物標本の水使用効率を監視することができる。
【００７０】
本発明による上記のスクリーニングデバイスは、植物標本を繁殖させる方法で使用することができる。この方法は、少なくとも一つの植物コンテナ内で少なくとも1種の複数の植物標本を成長させるステップを含むことができる。植物標本は、運動システムによってスクリーニングステーションとの間で連続して輸送することができる。スクリーニングステーションは、検出器を構成することができる。任意選択で、検出器を使用することによって、少なくとも二つの異なる視点からの植物標本の少なくとも二つの画像を同時に取得することができる。これらの画像から、スクリーニングステーション内の植物標本の少なくとも一つの成長パラメータを導出することができる。本明細書では、「繁殖」という用語は、特有の所望の増殖特性を有する植物又は植物標本の選択を含む、植物の任意のタイプの生殖を指す。さらに、「植物の繁殖」という用語は、特有の植物パラメータ及び/又は成長パラメータ及び/又は遺伝子の特性を評価することなどによって、少なくとも一つの特有の表現型及び/又は遺伝子型特性を選択することなど、より複雑な技法を含むことができる。特有の植物又は植物標本の選択に加えて、繁殖は、選択された単一の植物標本又は選択された1群の植物標本の実生を生成するステップなど、1以上の他のステップを含むことができる。
【００７１】
本明細書では、「繁殖」という用語は、遺伝子変異及び/又は状態の変動が表現型に与える影響の研究を指し、好ましくは、性的な交配及び選択の実際のステップを対象としない。
【００７２】
本発明による植物を繁殖させる方法は、均一の特性の成長培地で充填できる少なくとも一つの植物コンテナ、好ましくはトレイを含むことができる。本明細書では、「均一の特性」という用語は、成長培地の同じ供給から得た成長培地など、異なる植物コンテナ内の成長培地が、共通の技法によって可能な限り同一になることを指す。したがって、少なくとも巨視的に、より好ましくは化学的に、異なる植物コンテナ内の成長培地によって提供される成長状態は、少なくとも実験上の不確実性の点に関して同一とすることができる。植物を繁殖させる方法の範囲内で、植物コンテナは、上記で開示したシステムを使用することなどによって、少なくとも一つの運動システムによって、スクリーニングステーションとの間で連続して輸送することができる。
【００７３】
植物標本を繁殖させる方法の範囲内で、植物コンテナは、上記で開示したスクリーニングデバイスを使用することなどによって、少なくとも一つの運動システムによって、スクリーニングステーションとの間で連続して輸送することができる。
【００７４】
さらに、本発明による植物を繁殖させる方法は、制御された液体の供給によって、且つすべての植物標本を環境内の状態に少なくとも実質上均一に露出させるように必要に応じて環境内で植物標本の位置を変化させることによって、気候状態が制御された環境内で複数の植物標本を成長させるステップを含むことができる。この方法は、植物標本の表現型特性を比較することによって、さらなる繁殖用又は商業目的で植物標本を選択するステップをさらに含むことができる。
【００７５】
本明細書では、「気候状態が制御された環境」という用語は、少なくとも一つの気候パラメータを1以上の特有の所定の値に対して調整できる植物コンテナの環境を指すことができる。したがって、気候状態が制御された環境は、少なくとも一つの所定の温度に対して周囲温度が調整される環境を含むことができ、この温度は静的であることもあり、又は時間展開を受けることもある。制御は、0.5°ケルビンなど、1°ケルビン以下の実験上の不確実性の範囲内での特有の温度値に対する制御を含むことができる。気候状態の制御は、少なくとも一つの所定の値に対して気候状態を調節するために、少なくとも一つの制御装置又は調節器を使用することなどによって、気候状態を調節することを含むことができる。
【００７６】
さらに、本明細書では、「制御された液体の供給」という用語は、上記で開示した実施形態の1以上における本発明によるシステムを使用することなどによって、各植物コンテナに対する液体の供給が所定の方法で実行されることを指すことができる。したがって、制御された液体の供給は、各植物コンテナに対する所定の液体供給速度を含むことができる。したがって、上記で概説したように、液体の供給を制御するために、1以上の給水ステーションを使用することができる。
【００７７】
さらに、本発明による植物標本を繁殖させる方法は、植物コンテナ内のすべての植物を環境内の状態に少なくとも実質上均一に露出させるように、取得されるように、環境内で植物コンテナの位置を変化させることを含むことができる。言い換えれば、環境内に植物コンテナのN個の潜在的な位置がある場合、この方法は、E=1〜Nとして、位置Eで経過した時間の量がすべての植物コンテナに対して実質上等しくなるように実行され、好ましくは、コンテナ間の変動が1時間未満、好ましくは10分未満、より好ましくは1分未満になることを意味する。しかし、各植物コンテナが潜在的な位置に位置決めされる時間の量は、異なる位置間で変動させることができる。
【００７８】
この場合も、こうした位置の変化は、上記の実施形態の1以上に開示した本発明によるシステムを使用することによって実行することができる。好ましくは、少なくとも一つの運動システムが使用される。この方法を使用することによって、環境内の位置が異なることによる植物コンテナ内の植物の成長状態の変動を最小まで低減させることができる。本発明による植物標本を繁殖させる方法は、植物標本の表現型特性を比較することによって、さらなる繁殖用又は商業目的で植物標本を選択するステップをさらに含むことができる。本明細書では、「表現型特性」という用語は、少なくとも一つの形態学的パラメータ又は少なくとも一つの形態学的パラメータの時間展開など、植物標本の少なくとも一つの観察可能な特性又は特質を指す。したがって、植物の比較に使用できる少なくとも一つの表現型特性は、成長パラメータの1以上及び/若しくは形態学的パラメータの1以上、並びに/又は成長パラメータの1以上及び/若しくは形態学的パラメータの1以上などのこれらのパラメータの時間展開、並びに/又は少なくとも一つの干ばつ試験に対する耐性などの1以上の耐性、或いは栄養素の減量の可能性を含むことができる。
【００７９】
本発明のさらなる態様では、遺伝子型スコアリングに基づいて最も望ましい表現型を選択するための表現型解析向けの植物標本の改善された成長方法におけるスクリーニングデバイスの使用が開示される。本明細書では、「表現型解析」という用語は、植物標本の1以上の表現型特性の監視を指す。さらに、本明細書では、「遺伝子型」という用語は、植物標本の遺伝子構成を指す。「表現型スコアリング」という用語は、1以上の表現型特性の定性的及び/又は定量的な比較など、上記で開示した表現型解析結果の定性的又は定量的な比較を指す。このスコアリングは、植物標本の表現型特性を分類するために少なくとも二つのクラスを使用することなどによって定量的に実行することができる。
【００８０】
表現型解析向けの植物標本の改善された成長方法では、上記のように本発明によるスクリーニングデバイスを使用し、この方法は、運動システムによってスクリーニングステーションとの間で植物標本を連続して輸送することを含み、スクリーニングステーションは検出器を構成する。検出器は、偏向デバイスを使用して一つの撮像を行うことができる。任意選択で、検出器を使用することによって、少なくとも二つの異なる視点からの植物標本の少なくとも二つの画像を同時に取得することができる。これらの画像から、スクリーニングステーション内の植物標本の少なくとも一つの成長パラメータを導出することができる。この方法は、植物標本の少なくとも一つの成長状態を制御するステップをさらに含む。
【００８１】
表現型解析向けの植物標本の改善された成長方法は、特定の微環境への露出が延びるのを回避するために、成長サイクル中に植物標本を自動的にずらすことをさらに含むことができる。したがって、上記で開示した植物標本を繁殖させる方法及び植物コンテナの位置を変化させるこの方法の少なくとも一つのステップを参照されたい。具体的には、1以上の運動システム及び/又は1以上の輸送システムを備える本発明によるスクリーニングデバイスを使用することができる。したがって、上記で開示した実施形態を参照されたい。
【００８２】
本発明のさらなる態様では、成長中の植物標本の耐ストレス性の急速分析方法が開示される。
【００８３】
本明細書では、上記で論じたように、「成長中の植物標本の耐ストレス性」という用語は、水の減量若しくは不足、塩を含む水、塩を含む成長培地、栄養素の減量若しくは不足、最適でない周囲温度、菌及び/若しくは殺菌剤の使用の影響、並びに/又は虫及び/若しくは殺虫剤の使用の影響、並びに/又は温度処理及び/若しくは化学物質及び/若しくは光及び/若しくは栄養レベル、或いはこれらの組合せなどの、偏っている、たとえば有害な成長状態にかかわらず、ほとんど影響を受けないで成長プロセスを継続する特有の植物標本の特性の程度を指すことができる。したがって、「ストレス」という用語は、前述の最適でない成長状態の1以上などの最適でない成長状態を指す。
【００８４】
「急速分析」という用語は、5箇月以下、好ましくは3箇月以下、又はさらに1箇月以下の時間尺度など、5成長サイクル以下、好ましくは2成長サイクル以下、又は最も好ましくは1成長サイクル以下の時間尺度などの短い時間尺度で、少なくとも一つの成長中の植物標本の耐ストレス性を定量的且つ/又は定性的に評価すること、好ましくは異なるタイプの成長中の植物標本の耐ストレス性を比較することを指す。「成長サイクル」という用語は、特徴的な時間尺度の範囲内で、好ましくは周期的に繰り返される植物標本内の生物学的プロセスを指し、たとえば発芽、植物成長、受精から始まり、種の生成で終わる。成長サイクルは、少なくとも一つのさらなる成長サイクルを含むことができる。成長サイクル及び/又は特徴的な時間尺度は、光の強度及び/又は温度による影響を受けることがある。成長サイクルは、たとえば概日リズムを特徴とすることができる。成長中の植物標本の耐ストレス性の急速分析方法では、本発明によるスクリーニングデバイスを使用しており、ストレス条件下で植物標本を成長させるステップと、運動システムによってスクリーニングステーションとの間で植物標本を連続して輸送するステップとを含み、スクリーニングステーションは検出器を構成する。検出器は、偏向デバイスを使用して一つの画像を作ることができる。任意選択で、検出器を使用することによって、少なくとも二つの異なる視点からの植物標本の少なくとも二つの画像を同時に取得することができる。この方法は、これらの画像からスクリーニングステーション内の植物標本の少なくとも一つの成長パラメータを導出するステップと、成長パラメータに基づいて植物標本の耐ストレス性を分析するステップとをさらに含む。
【００８５】
上記で概説したように、ストレス状態(条件)は、任意のタイプの最適でない成長状態又はこれらの組合せを含むことができる。
【００８６】
本発明によるスクリーニングデバイス、スクリーニングデバイスの使用、及び方法はたとえば、過剰若しくは過小発現され、又はさらに分解された特有の遺伝子又は遺伝子の組合せの影響に関して、遺伝子導入植物を試験するのに非常に有用であろう。他方では、スクリーニングデバイス及び方法は、たとえば上記のように、干ばつストレス及び/又は塩ストレス及び/又は任意の他のタイプのストレス又は偏っている成長状態に対する耐性などの耐ストレス性を評価するために使用することができる。
【００８７】
さらに、追加として、又は別法として、植物の水使用効率又は任意の他の特性を評価することもできる。耐ストレス性測定は、より少ない水を使用し、したがってより少ない水を蒸発させる植物標本は通常、より多くの水を使用する植物標本より悪い物理的状態にあるというよく知られている事実を使用することなどによって、湿度測定に基づいて行うことができる。
【００８８】
本発明の概念を要約すると、以下の実施形態が好ましい。
【００８９】
実施形態1:複数の植物標本内で少なくとも一つの植物標本をスクリーニングするスクリーニングデバイスであって、スクリーニングデバイスが、空間分解画像を取得するように適合された検出器を備え、スクリーニングデバイスが、検出器によって撮像するために、複数の植物標本から単一の植物標本又は1群の植物標本を選択するように適合された選択デバイスをさらに備え、選択デバイスが、植物標本と検出器との間を伝搬する電磁波を偏向させるように適合された少なくとも一つの偏向デバイスを構成する、スクリーニングデバイス。
【００９０】
実施形態2:複数の植物標本を収容する少なくとも一つの植物コンテナ、又は少なくとも一つの植物標本を収容する複数の植物コンテナをさらに備え、好ましくは、植物標本が列をなして成長する、前記実施形態の一つに記載のスクリーニングデバイス。
【００９１】
実施形態3:検出器が、少なくとも一つのタイプの光線を感知する検出器、好ましくは電磁波に対する検出器、より好ましくは可視、赤外、及び紫外波長領域から選択された少なくとも一つのスペクトル波長領域内の光に対する検出器、最も好ましくはカメラを構成する、前記実施形態の一つに記載のスクリーニングデバイス。
【００９２】
実施形態4:選択デバイスが、検出器によって撮像するために、複数の植物標本から異なる単一の植物標本又は複数の群の植物標本を連続して選択するように適合される、前記実施形態の一つに記載のスクリーニングデバイス。
【００９３】
実施形態5:選択デバイスが、複数の植物標本からすべての植物標本を連続して選択するように適合される、前記実施形態に記載のスクリーニングデバイス。
【００９４】
実施形態6:検出器が、少なくとも一つの画像感知型の検出器要素、好ましくは少なくとも2次元アレイの放射感知型の要素を有する少なくとも一つのセンサチップ、より好ましくはCCDチップ及び/又はCMOSチップを備える、前記実施形態の一つに記載のスクリーニングデバイス。
【００９５】
実施形態7:偏向デバイスが、鏡及びプリズムからなる群から選択される少なくとも一つの光学要素を構成する、前記実施形態の一つに記載のスクリーニングデバイス。
【００９６】
実施形態8:偏向デバイスが、植物標本の輸送方向に対して本質的に平行であり、且つ/又は1群の植物標本に対して平行であり、好ましくは1列の植物標本に対して平行である、少なくとも一つの反射面を備える、前記請求項に記載のスクリーニングデバイス。
【００９７】
実施形態9:偏向デバイスを使用することによって少なくとも一つの側面図画像を生成するために使用されるように適合される、前記実施形態の一つに記載のスクリーニングデバイス。
【００９８】
実施形態10:検出器が少なくとも一つの上面図カメラを構成する、前記実施形態の一つに記載のスクリーニングデバイス。
【００９９】
実施形態11:検出器を使用することによって、単一の植物標本又は1群の植物標本の少なくとも二つの画像を少なくとも二つの異なる視点から同時に取得するように適合される、前記実施形態の一つに記載のスクリーニングデバイス。
【０１００】
実施形態12:好ましくは少なくとも二つの画像を一つの同じCCDチップ及び/又はCMOSチップなどの一つの同じ画像感知型の検出器要素上で撮像することによって、少なくとも二つの画像を取得するために一つの同じ検出器が使用される、前記実施形態に記載のスクリーニングデバイス。
【０１０１】
実施形態13:偏向デバイスが、検出器によって少なくとも一つの第1の視点から単一の植物標本又は1群の植物標本の少なくとも一つの第1の画像を生成するために使用されるように適合され、スクリーニングデバイスが、検出器によって少なくとも一つの第2の視点から少なくとも一つの第2の画像を同時にさらに生成するように適合される、前記二つの実施形態の一つに記載のスクリーニングデバイス。
【０１０２】
実施形態14:画像が、偏向デバイスを使用することによって生成される少なくとも一つの第1の画像と、単一の植物標本又は1群の植物標本の直視図を含む少なくとも一つの第2の画像とを含む、前記二つの実施形態の一つに記載のスクリーニングデバイス。
【０１０３】
実施形態15:偏向デバイス、さらに上面図画像及び底面図画像の少なくとも一つを使用することによって、少なくとも一つの側面図画像を生成するように適合される、前記三つの実施形態の一つに記載のスクリーニングデバイス。
【０１０４】
実施形態16:少なくとも一つの遮蔽要素を備え、遮蔽要素が、画像の少なくとも一つに対する背景を生成するように適合される、前記実施形態の一つに記載のスクリーニングデバイス。
【０１０５】
実施形態17:好ましくは少なくとも一つの運動システムを使用することによって、且つ/又は少なくとも一つの運動台を使用することによって、選択デバイスと選択された単一の植物標本又は選択された1群の植物標本との相対的な移動を生じさせるように適合され、選択された単一の植物標本又は選択された1群の植物標本が、偏向デバイスと遮蔽要素との間の間隙を移動する、前記実施形態に記載のスクリーニングデバイス。
【０１０６】
実施形態18:選択デバイスが、少なくとも一つの運動システムをさらに備え、運動システムが、単一の植物標本又は1群の植物標本を選択するために検出器、偏向デバイス、及び複数の植物標本の相対的な位置決めを調整するように適合される、前記実施形態の一つに記載のスクリーニングデバイス。
【０１０７】
実施形態19:運動システムが運動台を備える、前記実施形態に記載のスクリーニングデバイス。
【０１０８】
実施形態20:運動システムが、少なくとも一つのスクリーニングステーションとの間で複数の植物標本及び/又は複数の植物コンテナを後に輸送するように適合され、スクリーニングステーションが検出器を構成する、前記二つの実施形態の一つに記載のスクリーニングデバイス。
【０１０９】
実施形態21:運動システムが、輸送ベルト、コンベアシステム、好ましくはベルトコンベア、及び/又はローラコンベアの少なくとも一つを備える、前記三つの実施形態の一つに記載のスクリーニングデバイス。
【０１１０】
実施形態22:運動システムが閉ループシステムを構成する、前記四つの実施形態の一つに記載のスクリーニングデバイス。
【０１１１】
実施形態23:運動システムが、輸送方向に検出器及び複数の植物標本の相対的運動を生成するように適合され、スクリーニングデバイスが、輸送方向に対して本質的に垂直である少なくとも一つの画像を取得するように適合される、前記五つの実施形態の一つに記載のスクリーニングデバイス。
【０１１２】
実施形態24:偏向デバイスが、輸送方向に対して本質的に平行であり、且つ/又は1群の植物標本に対して平行であり、好ましくは1列の植物標本に対して平行である、少なくとも一つの反射面を備える、前記実施形態に記載のスクリーニングデバイス。
【０１１３】
実施形態25:少なくとも一つの読取り器を備え、読取り器が、少なくとも一つの識別子、好ましくは少なくとも一つの非接触式の識別子、より好ましくは少なくとも一つの非接触式の電子識別子、最も好ましくは少なくとも一つのRFIDから、少なくとも一つの情報を読み取るように適合され、識別子が、単一の植物標本又は1群の植物標本に割り当てられる、前記実施形態の一つに記載のスクリーニングデバイス。
【０１１４】
実施形態26:少なくとも一つの画像分析デバイスを備え、画像分析デバイスが、少なくとも一つの画像の少なくとも一つの画像分析を実行するように適合され、好ましくは、画像分析デバイスは、単一の植物標本又は1群の植物標本の少なくとも一つの成長パラメータを生成するように適合される、前記実施形態の一つに記載のスクリーニングデバイス。
【０１１５】
実施形態27:画像分析デバイスが、単一の植物標本又は1群の植物標本の少なくとも一つの成長パラメータを生成するように適合される、前記実施形態に記載のスクリーニングデバイス。
【０１１６】
実施形態28:植物標本に関するデータを記録する少なくとも一つのデータベースをさらに有し、好ましくは、このデータが、単一の植物標本又は1群の植物標本の少なくとも一つの画像、単一の植物標本又は1群の植物標本の少なくとも一つの画像から導出される少なくとも一つの成長パラメータ、少なくとも一つの識別子からの情報の少なくとも一つである、前記実施形態の一つに記載のスクリーニングデバイス。
【０１１７】
実施形態29:単一の各植物標本又は各群の植物標本の画像を繰り返し取得するように適合され、好ましくは各取得間に時間遅延を有する、前記実施形態の一つに記載のスクリーニングデバイス。
【０１１８】
実施形態30:好ましくは前記実施形態に記載のスクリーニングデバイスを使用することによって、複数の植物標本内で少なくとも一つの植物標本をスクリーニングする方法であって、少なくとも一つの検出器が使用され、検出器が空間分解画像を取得し、さらに少なくとも一つの選択デバイスが使用され、選択デバイスが、検出器によって撮像するために、複数の植物標本から単一の植物標本又は1群の植物標本を選択し、選択デバイスが、少なくとも一つの偏向デバイスを構成し、偏向デバイスが、植物標本と検出器との間を伝搬する電磁波を偏向させ、偏向デバイスが、検出器による前記撮像に使用される、方法。
【０１１９】
実施形態31:複数の植物標本の成長状態を追跡する追跡方法であって、少なくとも一つの植物コンテナ内の成長培地内で複数の植物標本が成長しており、別法として、複数の植物コンテナが、成長培地内で成長している少なくとも一つの植物標本を含み、前記方法の実施形態に記載の方法が、植物標本をスクリーニングするために使用され、好ましくは、単一の各植物標本又は1群の植物標本に対して、これらの画像から少なくとも一つの成長パラメータが導出され、成長パラメータが、好ましくは時間に応じて、且つ/又は単一の植物標本若しくは1群の植物標本に応じて、且つ/又は列に応じて、且つ/又は植物コンテナに応じて、データベース内に記憶される、追跡方法。
【０１２０】
実施形態32:干ばつ試験及び/又は水使用効率試験が実行され、様々な植物標本が一定の期間にわたって水の不足又は減量にかけられ、水の不足に対する植物標本の反応が記録及び/又は監視される、前記実施形態に記載の追跡方法。
【０１２１】
実施形態33:植物標本の耐干性及び/又は水使用効率が監視及び/又は記録される、前記実施形態に記載の追跡方法。
【０１２２】
実施形態34:植物標本を繁殖させる方法であって、この方法が、スクリーニングデバイスを参照して前記実施形態の一つに記載のスクリーニングデバイスを使用し、この方法が、少なくとも一つの植物コンテナ内で少なくとも1種の複数の植物標本を成長させるステップを含み、植物標本が、運動システムによってスクリーニングステーションとの間で連続して輸送され、スクリーニングステーションが検出器を構成し、検出器が、植物標本の少なくとも一つの画像、好ましくは各植物標本の少なくとも一つの画像、より好ましくは複数の植物標本の少なくとも二つの画像又は各植物標本の少なくとも二つの画像を得るために使用される、方法。
【０１２３】
実施形態35:検出器を使用することによって、少なくとも二つの異なる視点からの植物標本の少なくとも二つの画像が同時に取得され、これらの画像から、スクリーニングステーション内の植物標本の少なくとも一つの成長パラメータが導出される、前記実施形態に記載の方法。
【０１２４】
実施形態36:少なくとも一つの植物コンテナが、均一の特性の成長培地で充填される、前記実施形態に記載の方法。
【０１２５】
実施形態37:複数の植物標本が、制御された液体の供給によって、且つすべての植物標本を環境内の状態に少なくとも実質上均一に露出させるように必要に応じて環境内で植物標本の位置を変化させることによって、気候状態が制御された環境内で成長しており、この方法が、比較することによって、さらなる繁殖用又は商業目的で植物標本を選択するステップをさらに含む、前記二つの実施形態の一つに記載の方法。
【０１２６】
実施形態38:表現型スコアリングに基づいて最も望ましい遺伝子型を選択するための表現型解析向けの植物標本の改善された成長方法におけるスクリーニングデバイスを参照して前記実施形態の一つに記載のスクリーニングデバイスの使用であって、この方法が、
-  特定の微環境への露出が延びるのを回避するために、成長サイクル中に植物標本を自動的にずらすステップと、
-  運動システムによってスクリーニングステーションとの間で植物標本を連続して輸送するステップであって、スクリーニングステーションが検出器を構成し、画像からスクリーニングステーション内の植物標本の少なくとも一つの成長パラメータが導出される、連続して輸送するステップと、
-  植物標本の少なくとも一つの成長状態を制御するステップとを含む、使用。
【０１２７】
実施形態39:方法が、特定の微環境への露出が延びるのを回避するために、成長サイクル中に植物標本を自動的にずらすステップをさらに含む、前記実施形態に記載の使用。
【０１２８】
実施形態40:検出器を使用することによって、少なくとも二つの異なる視点からの植物標本の少なくとも二つの画像が同時に取得される、前記二つの実施形態の一つに記載の使用。
【０１２９】
実施形態41:スクリーニングデバイスを参照して前記実施形態の一つに記載のスクリーニングデバイスを使用する、成長中の植物標本の耐ストレス性の急速分析方法であって、
-  ストレス条件下で植物標本を成長させるステップと、
-  運動システムによってスクリーニングステーションとの間で植物標本を連続して輸送するステップであって、スクリーニングステーションが検出器を構成し、画像からスクリーニングステーション内の植物標本の少なくとも一つの成長パラメータが導出される、連続して輸送するステップと、
-  成長パラメータに基づいて植物標本の耐ストレス性を分析するステップとを含む、方法。
【０１３０】
実施形態42:検出器を使用することによって、少なくとも二つの異なる視点からの植物標本の少なくとも二つの画像が同時に取得される、前記実施形態に記載の方法。
【０１３１】
以下、本発明のさらなる潜在的な詳細及び特徴について、例に照らして、好ましくは従属請求項に関連して開示する。例及び/又は好ましい実施形態に開示する特徴は、単独又は任意の組合せで実現することができる。本発明は、好ましい実施形態及び/又は例に制限されるものではない。これらの例を図に概略的に示す。図中の同一の参照番号は、同一、類似、又は機能上同一の要素を指す。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１Ａ】図1Aは、複数の植物標本内で少なくとも一つの植物標本をスクリーニングするスクリーニングデバイスの斜視図である。
【図１Ｂ】図1Bは、図1Aによるスクリーニングデバイスの一部の側面図である。
【図１Ｃ】図1Cは、図1A及び図1Bによるスクリーニングデバイスの植物コンテナの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０１３３】
例
図1A及び図1Bでは、複数の植物標本114内で少なくとも一つの植物標本112をスクリーニングするスクリーニングデバイス110の一例を示す。スクリーニングデバイス110は、空間分解画像117を取得するように適合された少なくとも一つの検出器116を備える。スクリーニングデバイス110は、検出器116によって撮像するために、複数の植物標本114から単一の植物標本120又は1群の植物標本122を選択するように適合された少なくとも一つの選択デバイス118をさらに備える。選択デバイス118は、植物標本112と検出器116との間を伝搬する電磁波を偏向させるように適合された少なくとも一つの偏向デバイス124を構成する。
【０１３４】
スクリーニングデバイス110は、複数の植物標本114、好ましくは列128をなして成長している植物標本112を収容する少なくとも一つの植物コンテナ126、又は少なくとも一つの植物標本112を収容する複数の植物コンテナ126をさらに備えることができる。図1Aは、複数の植物標本114内で少なくとも一つの植物標本112をスクリーニングするスクリーニングデバイス110を示す。図1Cは、植物コンテナ126、好ましくはトレイを詳細に示す。植物コンテナ126、好ましくはトレイ内では、植物標本112、好ましくは米のように草のような実生を有する植物を発芽させることができ、列128をなして、好ましくは線状に、又は列アレイ状に、これらの列128間に十分な空間を残して、種をまくことができる。植物コンテナ126は、小さい領域に、たとえば格子状の構造に、好ましくは各植物標本112に対して一つの正方形をなすように、分割することができる。この例では、小さい領域を使用して、植物標本112を分離することができ、たとえば植物標本112を流動的に分離することができる。
【０１３５】
検出器116は、少なくとも一つのタイプの光線を感知する検出器116、好ましくは電磁波に対する検出器116、より好ましくは可視領域、赤外、及び紫外波長領域から選択された少なくとも一つのスペクトル波長領域内の光に対する検出器116とすることができる。最も好ましくは、検出器116をカメラ129とすることができる。検出器116、好ましくはカメラ129は、可視範囲内で動作する従来の光学カメラ129とすることができるが、それだけに限定されるものではなく、赤外、近赤外、蛍光、又は別のタイプのカメラ129とすることもできる。
【０１３６】
選択デバイス118は、検出器116によって撮像するために、複数の植物標本114から異なる単一の植物標本120又は複数の群の植物標本122を連続して選択するように適合させることができる。
【０１３７】
選択デバイス118は、複数の植物標本114からすべての植物標本112を連続して選択するように適合させることができる。ここに記載する本発明の例では、複数の植物標本114からの単一の植物標本120又は1群の植物標本122、たとえば列128を、検出器116によって撮像するために選択することができる。
【０１３８】
検出器116は、少なくとも一つの画像感知型の検出器要素130、好ましくは少なくとも2次元アレイの放射感知型の要素を有する少なくとも一つのセンサチップ132、より好ましくはCCDチップ及び/又はCMOSチップを備えることができる。
【０１３９】
検出器116は、少なくとも一つの上面図カメラ138を構成することができる。
【０１４０】
偏向デバイス124は、鏡136及びプリズムからなる群から選択される少なくとも一つの光学要素134を構成することができる。列128間、好ましくは線間の空間は、偏向デバイス124及び/又は光学要素134、好ましくは光学鏡136を列128間に挿入することが可能になるように十分な空間とすることができる。
【０１４１】
スクリーニングデバイス110は、偏向デバイス124を使用することによって、少なくとも一つの側面図画像152を生成するように適合させることができる。
【０１４２】
スクリーニングデバイス110は、検出器116を使用することによって、図1Bに二つの矢印140によって示すように、単一の植物標本120又は1群の植物標本122の少なくとも二つの画像117を少なくとも二つの異なる視点から同時に取得するように適合させることができる。各列128は、図1A及び図1Bに示すように、少なくとも一つの画像117、好ましくは少なくとも一つの側面図画像152、特に一つの反射画像117がカメラの視野内に入るように、偏向デバイス124、好ましくは鏡136を、植物標本112、好ましくは実生の列128に対して平行に挿入することによって撮像される。偏向デバイス124は、検出器116によって少なくとも一つの第1の視点148から単一の植物標本120又は1群の植物標本122の少なくとも一つの第1の画像146を生成するために使用されるように適合させることができる。さらに、スクリーニングデバイス110は、検出器116によって少なくとも一つの第2の視点144から少なくとも一つの第2の画像142を同時にさらに生成するように適合させることができる。
【０１４３】
画像117は、偏向デバイス124を使用することによって生成される少なくとも一つの第1の画像146と、単一の植物標本120又は1群の植物標本122の直視図150を含む少なくとも一つの第2の画像142とを含むことができる。光学要素134、好ましくは鏡136の角度は、撮像に利用可能な領域を決定することができる。好ましくは、二つの異なる視点、好ましくは二つの異なる視野からの二つの画像117が、検出器116、好ましくは上面図カメラ138に見えるようにすることができる。二つの図は側面図及び上面図を含むことができ、その結果、側面図画像152及び/又は上面図画像154が得られる。したがって、側面図画像152及び上面図画像154により、好ましくは第1の視点148及び第2の視点144から、より多くの植物標本112の撮像を可能にすることができる。
【０１４４】
スクリーニングデバイス110は、偏向デバイス124、さらに上面図画像154及び任意選択で底面図画像の少なくとも一つを使用することによって、少なくとも一つの側面図画像152を生成するように適合させることができる。植物コンテナ126は、少なくとも一つの成長培地156を含むことができる。成長培地156が透明である場合、根を撮像することができ、好ましくは垂直板の栽培システムなどに入れられる。植物コンテナ126が透明である場合、全体として本明細書に組み込まれているWO2006/029987に記載のように、根を撮像することができる。
【０１４５】
スクリーニングデバイス110は、少なくとも一つの遮蔽要素158を備えることができる。遮蔽要素158は、画像117の少なくとも一つに対する背景160を生成するように適合させることができる。
【０１４６】
スクリーニングデバイス110は、選択された単一の植物標本120若しくは選択された1群の植物標本122を偏向デバイス124へ輸送するように適合させることができ、又は選択された単一の植物標本120若しくは選択された1群の植物標本122間で偏向デバイス124を輸送するように適合させることができる。
【０１４７】
代替の例では、スクリーニングデバイス110は、偏向デバイス124と遮蔽要素158との間で選択された単一の植物標本120若しくは選択された1群の植物標本122を輸送するように適合させることができ、又は選択された単一の植物標本120若しくは選択された1群の植物標本122間で偏向デバイス124及び遮蔽要素158を輸送するように適合させることができる。
【０１４８】
選択デバイス118は、少なくとも一つの運動システム162をさらに備えることができる。運動システム162は、単一の植物標本120又は1群の植物標本122を選択するために検出器116、偏向デバイス124、好ましくは遮蔽要素158、及び複数の植物標本114の相対的な位置決めを調整するように適合させることができる。
【０１４９】
さらに、植物標本112、好ましくは実生は、撮像するために、たとえば検出器116によって撮像するために、及び/又はさらに繁殖させるために、たとえば移植先コンテナ上へ、たとえば高密度アレイから移植するために、選択することができる。したがって、植物コンテナ126、好ましくはトレイを、装置、好ましくは運動システム162内へ挿入することができる。運動システム162は、検出器116、好ましくはデジタルカメラ129の下で、植物コンテナ126又は植物コンテナ126を移動させることができる。
【０１５０】
運動システム162は、運動台164を備えることができる。
【０１５１】
運動システム162は、少なくとも一つのスクリーニングステーション166との間で複数の植物標本114及び/又は複数の植物コンテナ126若しくは少なくとも一つの植物コンテナ126を後に輸送するように適合させることができ、スクリーニングステーション166は検出器116を構成することができる。偏向デバイス124、好ましくは鏡136を定位置に、好ましくはスクリーニングステーション166に配置した後、画像117、好ましくは写真を得て分析することができ、たとえば後述するように識別子176を読み取ることによって、又は画像を分析することによって、植物標本112、120の識別情報を検出することができる。一つの画像117を得た後、偏向デバイス124、好ましくは少なくとも一つの鏡136を後退させることができ、植物コンテナ126、好ましくはトレイを別の位置へ移動させることができ、その結果、たとえば次の列128を撮像することができる。
【０１５２】
運動システム162は、輸送ベルト、コンベアシステム、好ましくはベルトコンベア、及び/又はローラコンベアの少なくとも一つを備えることができる。さらに、運動システム162は、図中には示されていないが、閉ループシステムを構成することができる。運動システム162は、輸送方向168に検出器116及び複数の植物標本114の相対的運動を生成するように適合させることができる。スクリーニングデバイス110は、輸送方向168に対して本質的に垂直である少なくとも一つの画像117を取得するように適合させることができる。「本質的に垂直」という用語は、撮像方向170、すなわち画像117を取得できる方向と、輸送方向168との間の角度を含むことができる。この角度は、120°〜60°、好ましくは100°〜80°とすることができ、最も好ましくは90°とすることができる。
【０１５３】
偏向デバイス124は、撮像すべき1群の植物標本122に対して本質的に平行である少なくとも一つの反射面172を備えることができる。「本質的に平行」という用語は、反射面172と1群の植物標本122、好ましくは列128との間の角度を指すことができる。この角度は、±30°、好ましくは±10°とすることができ、最も好ましくは0°とすることができる。
【０１５４】
スクリーニングデバイス110は、少なくとも一つの読取り器174、図1Aに示す例では好ましくは二つの読取り器174を備えることができ、読取り器174は、少なくとも一つの識別子176から少なくとも一つの情報を読み取るように適合させることができる。識別子176は、少なくとも一つの非接触式の識別子176、より好ましくは少なくとも一つの非接触式の電子識別子176、最も好ましくは少なくとも一つのRFIDとすることができる。識別子176は、図1A及び図1Cに示すように、単一の植物標本120若しくは1群の植物標本122に、最も好ましくは植物コンテナ126、好ましくはトレイに、及び/又は各列128に割り当てることができる。各植物コンテナ126、好ましくは各トレイ、単一の各植物標本120及び/若しくは各群の植物標本122、並びに/又は各列128は、バーコード、RFID応答器、又は他の非接触式の識別手段によって識別することができる。運動システム162は、読取り器174と識別子176との間の相対的な位置を調整するように設計することができる。
【０１５５】
スクリーニングデバイス110は、少なくとも一つの画像分析デバイス178を備えることができる。画像分析デバイス178は、少なくとも一つの画像117の少なくとも一つの画像分析を実行するように適合させることができ、好ましくは画像分析デバイスは、単一の植物標本120又は1群の植物標本122の少なくとも一つの成長パラメータを生成するように適合させることができる。図1Aに示す本発明の例では、好ましくは、画像分析デバイス178を自動の画像分析デバイス178とし、自動の画像分析を実行して、植物の高さ及び/若しくは葉の幅及び/若しくは葉の面積及び/若しくは葉の色及び/若しくは根の分岐、並びに/又は共振周波数並びに/又は任意の他の情報のような、単一の植物標本120及び/又は1群の植物標本122、好ましくは個々の実生データを抽出することができる。好ましくは、画像分析デバイス178により、適切な選択データの計算を可能にすることができる。
【０１５６】
画像分析デバイス178は、単一の植物標本120及び/又は1群の植物標本122、好ましくは実生(複数可)の少なくとも一つの成長パラメータを生成するようにさらに適合させることができる。画像分析デバイス178は、コンピュータ180内で実施することができ、コンピュータ180は、画像分析ソフトウェアを備えることができる。好ましくは画像分析ソフトウェアを使用することによって、標的画素の抽出を容易にすることができる。
【０１５７】
スクリーニングデバイス110は、植物標本112に関するデータを記録する少なくとも一つのデータベース182をさらに有することができる。好ましくは、このデータは、単一の植物標本120又は1群の植物標本122の少なくとも一つの画像117、単一の植物標本120又は1群の植物標本122の少なくとも一つの画像117から導出される少なくとも一つの成長パラメータ、少なくとも一つの識別子176からの情報の少なくとも一つとすることができる。
【０１５８】
スクリーニングデバイス110は、単一の各植物標本120又は各群の植物標本122の画像117を繰り返し取得するように適合させることができ、好ましくは各取得間に時間遅延を有する。したがって、植物標本112、好ましくは苗が時間内に2回以上撮像される場合、2以上の連続する画像117から、植物の成長速度及び/若しくは時間経過、又は個々の実生データ及び/若しくは植物の高さ及び/若しくは葉の幅及び/若しくは葉の面積及び/若しくは葉の色及び/若しくは根の分岐などの他の植物表現型特質を自動的に計算することができる。
【０１５９】
さらに、スクリーニングデバイス110は、たとえばスクリーニングデバイス110の側面図画像152又は上面図画像を得るために、好ましくはスクリーニングを制御するために、フィンガカメラ184のような追加の検出器116を備えることができる。スクリーニングデバイス110は、筐体186によって取り囲むことができる。
【０１６０】
検出器116は上面図カメラ138とすることができ、上面図カメラ138及び偏向デバイス124、好ましくは唯一の偏向デバイス124、たとえば単一の鏡136は、複数の植物標本114から単一の植物標本120又は1群の植物標本122を選択するように適合させることができる。選択デバイス118は、偏向デバイス124、たとえば単一の鏡136を構成することができる。偏向デバイス124は、植物標本112を撮像することによって、少なくとも側面図画像152を得るために使用されるように適合させることができる。最も好ましくは、スクリーニングデバイス110は、好ましくは一つの同じ検出器116及び/又は一つの同じ偏向デバイス124、たとえば一つの同じ鏡136を使用することによって、側面図画像152及び上面図画像154を、たとえば同時に得るために使用されるように適合させることができる。したがって、好ましくは、上面図カメラ138及び偏向デバイス124のみを使用して選択を行うことができる。この一つの偏向デバイス124を使用することによって植物標本112、たとえば植物を撮像すると、少なくとも側面図画像152を得ることができる。
【０１６１】
上面図画像154は、検出器110を使用することによって、好ましくは偏向デバイス124を使用しないで、単一の植物標本120又は1群の植物標本122から直接放出及び/又は反射される電磁波、たとえば光を収集することによって生成することができる。好ましくは、植物標本120及び/又は植物標本120の少なくとも一つの側面の上面図を直接撮像することができる。側面図画像152は、偏向デバイス124、たとえば単一の鏡136、及び検出器110を使用することによって、単一の植物標本120又は1群の植物標本122の側面から放出及び/又は反射される電磁波、たとえば光を収集することによって生成することができる。検出器116の単一のショットによって、たとえばカメラ129の単一のショットによって、二つの画像117、好ましくは上面図画像154及び側面図画像152を捕捉することができる。好ましくは、二つの画像117は、検出器116及び/又はセンサチップ132上に、たとえば互いに隣接して表示することができる。スクリーニングデバイス110の出力は、上面図画像154及び/又は側面図画像152を含むことができる。スクリーニングデバイス110の出力は、画像117、たとえば上面図画像154及び/又は側面図画像152を生成する電磁波を含むことができる。スクリーニングデバイス110は、検出器116の唯一のショットによって、たとえば異なる視点からの2以上の空間分解画像117、たとえば側面図画像152及び上面図画像154を、好ましくは同時に取得するように適合させることができる。検出器116のショットは、検出器116の事象及び/又は検出器116によって画像117を取得する方法のステップとすることができる。ショットは、検出器116並びに/又はセンサチップ132、たとえばCCDチップ及び/若しくはCMOSチップを電磁波、好ましくは光に露出させることを含むことができる。ショットは、シャッタリリースをトリガすることを含むことができる。ショットは、少なくとも一つのシャッタを開くことを含むことができる。シャッタは、検出器116によって構成することができる。シャッタはまた、検出器116から分離することができる。シャッタは、検出器116の二つの状態を切り換えるように適合できるデバイスとすることができ、検出器116は、一方の状態、たとえばシャッタが閉じている状態及び/又はオフの状態では画像を得ることができず、他方の状態では、検出器116は、たとえば側面図画像152及び上面図画像154を含む少なくとも一つの画像117を得ることができ、又はたとえば二つの画像117を順に得ることができ、たとえば第1に側面図画像152を得て、次いで上面図画像154を得ることができ、この状態では、シャッタを開き、且つ/又はオンにすることができる。シャッタは、少なくとも一つの電子シャッタ及び/又は少なくとも一つの機械シャッタを構成することができる。電子シャッタは、センサチップ132をオン及び/又はオフにすることができるデバイスとすることができる。機械シャッタは、検出器116及び/又はセンサチップ132に到達する前の電磁波を阻止するデバイスを除去できるデバイスとすることができる。ショットは、少なくとも一つの読出し及び/又は少なくとも一つの記憶プロセス及び/又は少なくとも一つの情報伝達プロセスを含むことができる。ショットは、少なくとも一つのトリガ信号、たとえばコンピュータ180によって提供されるトリガ信号によって開始することができる。ショットは、シャッタを開くことによって開始することができ、シャッタを閉じることによって終了することができる。最も好ましくは側面図画像152及び/又は上面図画像154を含む画像117は、検出器116を使用することによって、検出器116の一つのショット中に得ることができる。上面図画像154は直接得ることができ、側面図画像152は、偏向デバイス、たとえば鏡を使用することによって得ることができる。偏向デバイス124及び/又は検出器116は、たとえば運動システム162の少なくとも一部を使用することによって、複数の植物標本114及び/若しくは単一の植物標本120及び/若しくは1群の植物標本122間、並びに/又は植物コンテナ126間及び/若しくは植物コンテナ126の上を移動するように適合させることができる。通常、スクリーニングデバイス110は、2以上の偏向デバイス124及び/又は2以上の検出器116及び/又は2以上の選択デバイス118を備えることができる。
【０１６２】
スクリーニングデバイス110は、図1Aに示すように、上記のように、好ましくはスクリーニングデバイス110を使用することによって、複数の植物標本114内で少なくとも一つの植物標本112をスクリーニングする方法を実行するようにさらに適合させることができる。少なくとも一つの植物標本112をスクリーニングする方法では、選択デバイス118は、検出器116によって撮像するために、複数の植物標本114から単一の植物標本120又は1群の植物標本122を選択し、選択デバイス118は、上記のように構築することができる。
【０１６３】
スクリーニングデバイス110は、複数の植物標本114の成長状態を追跡する追跡方法を実行するようにさらに適合させることができ、少なくとも一つの植物コンテナ126内の成長培地156内で複数の植物標本114が成長しており、別法として、図1A及び図1B、特に図1Cに示すように、複数の植物コンテナ126が、成長培地156、好ましくはトレイ内で成長している少なくとも一つの植物標本112を含む。この方法は、植物標本112をスクリーニングするために使用され、画像117から、好ましくは単一の各植物標本120又は1群の植物標本122に対して、少なくとも一つの成長パラメータが導出される。好ましくは、成長パラメータは、時間に応じて、且つ/又は単一の植物標本120若しくは1群の植物標本122に応じて、且つ/又は列128に応じて、且つ/又は植物コンテナ126に応じて、データベース182内に記憶することができる。たとえば、単一の各植物標本120又は各群の植物標本122、好ましくは各実生に関する生物測定データを収集することができ、単一の植物標本120若しくは1群の植物標本122及び/若しくは植物コンテナ126の位置、並びに/又は実生の位置、並びに/又は植物コンテナ126、好ましくはトレイ上の位置にリンクさせることができ、その結果、生物測定データを使用して、単一の植物標本120又は1群の植物標本122、好ましくは個々の実生上で行われる任意のさらなる動作に関する決定を行うことができる。さらなる動作は、たとえば、除去若しくは別の植物コンテナ126への移植、及び/又は分析のためのサンプリングとすることができる。他の動作も可能とすることができる。
【０１６４】
さらに、追跡方法は、干ばつ試験及び/若しくは干ばつ状態試験並びに/又は水使用効率試験の性能を含むことができる。干ばつ試験及び/若しくは干ばつ状態試験並びに/又は水使用効率試験内で、様々な植物標本112を一定の期間にわたって水の不足又は減量にかけることができ、水の不足に対する植物標本112の反応を記録及び/又は監視することができ、好ましくはデータベース182上に記録することができる。植物標本112の耐干性及び/又は水使用効率を記録及び/又は監視することもできる。代替の例では、追跡方法は、栄養素効率試験、低温又は熱ストレス試験、塩水ストレス試験、又はこれらの組合せの性能を含むことができる。
【０１６５】
スクリーニングデバイス110は、植物標本112を繁殖させる方法を支持及び/又は実行するようにさらに適合させることができる。この方法は、少なくとも一つの植物コンテナ126内で少なくとも1種、好ましくは草のような種、たとえば米の複数の植物標本114を成長させるステップを含む。植物標本112は、運動システム162によってスクリーニングステーション166との間をうまく輸送される。スクリーニングステーション166は検出器116を構成し、検出器116を使用することによって、少なくとも二つの異なる視点、たとえば第1の視点148及び第2の視点144からの植物標本112の少なくとも二つの画像117が同時に取得される。画像117から、スクリーニングステーション166内の植物標本112の少なくとも一つの成長パラメータが導出される。植物標本112を繁殖させる方法は、少なくとも一つの植物コンテナ126を均一の特性の成長培地156で充填するステップを含むことができる。単一の植物標本120又は複数の植物標本114、好ましくは種を、適当な状態で特定の期間にわたって発芽させることができ、直立した構造を発達させることができる。
【０１６６】
さらに、単一の植物標本120又は複数の植物標本114は、制御された液体の供給によって、且つ/又はすべての植物標本112、好ましくはすべての複数の植物標本114を環境内の状態に少なくとも実質上均一に露出させるように必要に応じて環境内で植物標本112の位置を変化させることによって、気候状態が制御された環境内で成長させることができる。この方法は、植物標本112の表現型特性を比較することによって、さらなる繁殖用又は商業目的で植物標本112を選択するステップをさらに含むことができる。
【０１６７】
さらに、スクリーニングデバイス110は、表現型スコアリングに基づいて最も望ましい遺伝子型を選択するための表現型解析向けの植物標本112の改善された成長方法におけるスクリーニングデバイス110の使用を実行するように適合及び/又は使用することができる。この方法では、上記のように、本発明によるスクリーニングデバイス110を使用する。この方法は、運動システム162によってスクリーニングステーション166との間で植物標本112を連続して輸送するステップを含み、スクリーニングステーション166は検出器116を構成し、検出器116を使用することによって、少なくとも一つの視点148からの植物標本112の少なくとも一つの画像117が取得され、好ましくは検出器116を使用することによって、少なくとも二つの異なる視点144、148からの植物標本112の少なくとも二つの画像117が同時に取得され、画像(複数可)117から、スクリーニングステーション166内の植物標本112の少なくとも一つの成長パラメータが導出される。
【０１６８】
表現型解析向けの植物標本の改善された成長方法は、特定の微環境への露出が延びるのを回避するために、成長サイクル中に植物標本112を自動的にずらすことをさらに含むことができる。
【０１６９】
スクリーニングデバイス110は、成長中の植物標本112の耐ストレス性の急速分析方法を実行するようにさらに適合させることができる。この方法では、本発明によるスクリーニングデバイス110を使用する。この方法は、ストレス条件下で植物標本112を成長させるステップと、運動システム162によってスクリーニングステーション166との間で植物標本112をうまく輸送するステップであって、スクリーニングステーション166が検出器116を構成し、少なくとも一つの視点148からの植物標本112の少なくとも一つの画像117が取得され、好ましくは検出器116を使用することによって、少なくとも二つの異なる視点144、148からの植物標本112の少なくとも二つの画像117が同時に取得され、好ましくは検出器116を使用することによって、第1の視点148及び第2の視点144が同時に取得され、画像117からスクリーニングステーション166内の植物標本112の少なくとも一つの成長パラメータが導出される、連続して輸送するステップと、成長パラメータに基づいて植物標本112の耐ストレス性を分析するステップとを含む。
【０１７０】
植物標本112に生物的及び/又は非生物的処理を施すことができる場合、この処理がたとえば植物の成長に与える影響を自動的に評価することができる。たとえば、菌及び/若しくは殺菌剤並びに/又は虫及び/若しくは殺虫剤の影響、並びに/又は温度処理及び/若しくは化学物質及び/若しくは光及び/若しくは栄養レベル、或いは他のストレス要因を分析することができる。前述した影響又は前述していない影響は、単一の植物標本120又は1群の植物標本122、好ましくは個々の実生のレベルで高精度に調査することができる。
【０１７１】
図1Bは、本発明によるスクリーニングデバイス110、特にカメラセットアップの一部を示し、スクリーニングデバイス110は、検出器116及び偏向デバイス124、好ましくは鏡136を備えることができる。たとえば植物標本112の列128間に位置する偏向デバイス124、好ましくは鏡136は、図1Bに示すように、好ましくは角度αだけ傾斜させることができる。さらに、遮蔽要素158、好ましくは黒色背景160が示されている。遮蔽要素158を使用して、たとえば望ましくない物体及び/又は反射図を阻止することができる。
【０１７２】
図1Cは、好ましくはトレイセットアップとして設計された、列128、好ましくは5列128の植物標本112を有する植物コンテナ126の図を示す。各列128は、識別子176によって、好ましくは列識別子176及び/又はバーコード及び/又はRFIDによって識別することができる。
【０１７３】
図1A、図1B、及び図1Cは本発明の例示的な使用を示し、側面図画像152は、偏向デバイス124を使用することによって、上面図カメラ138によって得られるものである。側面図画像152は、表現型測定を行うために使用される。上面図カメラ138及び一つの偏向デバイス124、単一の鏡136は、複数の植物標本114から単一の植物標本120又は1群の植物標本122を選択するように適合される。選択デバイス118は、偏向デバイス124、単一の鏡136を備える。偏向デバイス124は、植物標本112を撮像することによって側面図画像152を得るために使用されるように適合される。したがって、上面図カメラ138及び偏向デバイス124のみを使用して、選択を行う。側面図画像152は、偏向デバイス124、単一の鏡136、及び検出器110を使用することによって、単一の植物標本120又は1群の植物標本122の側面から放出及び/又は反射される電磁波、たとえば光を収集することによって生成される。偏向デバイス124及び/又は検出器116は、運動システム162の少なくとも一部を使用することによって、複数の植物標本114及び/若しくは単一の植物標本120及び/若しくは1群の植物標本122間、並びに/又は植物コンテナ126間及び/若しくは植物コンテナ126の上を移動するように適合される。
【０１７４】
さらに、図1A、図1B、及び図1Cは、本発明のさらに例示的な使用を示し、上記の例に加えて、カメラ129はまた、側面図画像152に隣接して上面図画像154を得る。この例では、スクリーニングデバイス110は、一つの同じ検出器116及び一つの偏向デバイス124、したがって一つの鏡136を使用することによって、側面図画像152及び上面図画像154を、たとえば同時に得るために使用されるように適合される。上面図画像154は、検出器110を使用することによって、偏向デバイス124を使用しないで、単一の植物標本120又は1群の植物標本122から放出及び/又は反射される電磁波、たとえば光を直接収集することによって生成される。検出器116の単一のショットによって、たとえばカメラ129の単一のショットによって、二つの画像117が捕捉される。二つの画像117は、検出器116及び/又はセンサチップ132上に、たとえば互いに隣接して表示することができる。スクリーニングデバイス110の出力は、上面図画像154及び/又は側面図画像152を含むことができる。スクリーニングデバイス110の出力は、画像117、たとえば上面図画像154及び/又は側面図画像152を生成する電磁波を含む。スクリーニングデバイス110は、検出器116の唯一のショットによって、たとえば異なる視点からの2以上の空間分解画像117、たとえば側面図画像152及び上面図画像154を、好ましくは同時に取得するように適合される。検出器116のショットは、検出器116の事象及び/又は検出器116によって画像117を取得する方法のステップである。たとえば側面図画像152及び上面図画像154を含む画像117は、検出器116を使用することによって、検出器116の一つのショット中に得られる。上面図画像154は直接得られるものであり、側面図画像152は、偏向デバイス124を使用することによって得られる。
【符号の説明】
【０１７５】
110  スクリーニングデバイス
112  一つの植物標本
114  複数の植物標本
116  検出器
117  画像
118  選択デバイス
120  単一の植物標本
122  1群の植物標本
124  偏向デバイス
126  植物コンテナ
128  列
129  カメラ
130  画像感知型の検出器要素
132  センサチップ
134  光学要素
136  鏡
138  上面図カメラ
140  矢印
146  第1の画像
148  第1の視点
142  第2の画像
144  第2の視点
150  直視図
152  側面図画像
154  上面図画像
156  成長培地
158  遮蔽要素
160  背景
162  運動システム
164  運動台
166  スクリーニングステーション
168  輸送方向
170  撮像方向
172  反射面
174  読取り器
176  識別子
178  画像分析デバイス
180  コンピュータ
182  データベース
184  フィンガカメラ
186  筐体
【図１Ａ】
2014520524.tif 000003
【図１Ｂ】
2014520524.tif 000004
【図１Ｃ】
2014520524.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成26年2月27日(2014.2.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の植物標本(114)の内の少なくとも一つの植物標本(112)をスクリーニングするスクリーニングデバイス(110)であって、前記スクリーニングデバイス(110)が、空間分解画像(117)を取得するように適合された検出器(116)を備え、前記スクリーニングデバイス(110)が、前記検出器(116)によって撮像するために、前記複数の植物標本(114)から単一の植物標本(120)又は1群の植物標本(122)を選択するように適合された少なくとも一つの選択デバイス(118)をさらに備え、前記選択デバイス(118)が、前記植物標本(112)と前記検出器(116)との間を伝搬する電磁波を偏向させるように適合された偏向デバイス(124)を備える、スクリーニングデバイス(110)。
【請求項２】
複数の植物標本(114)を収容する少なくとも一つの植物コンテナ(126)、又は少なくとも一つの植物標本(112)を収容する複数の植物コンテナ(126)をさらに備える、前記請求項１に記載のスクリーニングデバイス(110)。
【請求項３】
偏向デバイス(124)を使用することによって少なくとも一つの側面図画像(152)を生成するように適合されている、前記請求項１または２に記載のスクリーニングデバイス(110)。
【請求項４】
前記検出器(116)を使用することによって、前記単一の植物標本(120)又は前記1群の植物標本(122)の少なくとも二つの画像(117)を少なくとも二つの異なる視点から同時に取得するように適合されている、前記請求項１〜３のいずれか一項に記載のスクリーニングデバイス(110)。
【請求項５】
少なくとも一つの遮蔽要素(158)を備え、前記遮蔽要素(158)が、前記画像(117)の少なくとも一つに対する背景(160)を生成するように適合される、前記請求項１〜４のいずれか一項に記載のスクリーニングデバイス(110)。
【請求項６】
少なくとも一つの読取り器(174)を備え、前記読取り器(174)が、少なくとも一つの識別子(176)から少なくとも一つの情報を読み取るように適合され、前記識別子(176)が、前記単一の植物標本(120)又は前記1群の植物標本(122)に割り当てられる、前記請求項１〜５のいずれか一項に記載のスクリーニングデバイス(110)。
【請求項７】
少なくとも一つの画像分析デバイス(178)を備え、前記画像分析デバイス(178)が、少なくとも一つの前記画像(117)の少なくとも一つの画像分析を実行するように適合されている、前記請求項１〜６のいずれか一項に記載のスクリーニングデバイス(110)。
【請求項８】
前記スクリーニングデバイス(110)が、前記植物標本(112)に関するデータを記録する少なくとも一つのデータベース(182)をさらに有する、前記請求項１〜７のいずれか一項に記載のスクリーニングデバイス(110)。
【請求項９】
単一の各植物標本(120)又は各群の植物標本(122)の画像(117)を繰り返し取得するように適合されている、前記請求項１〜８のいずれか一項に記載のスクリーニングデバイス(110)。
【請求項１０】
複数の植物標本(114)の内の少なくとも一つの植物標本(112)をスクリーニングする方法であって、一つの検出器(116)を使用し、前記検出器(116)が空間分解画像(117)を取得し、さらに少なくとも一つの選択デバイス(118)を使用し、前記選択デバイス(118)が、前記検出器(116)によって撮像するために、前記複数の植物標本(114)から単一の植物標本(120)又は1群の植物標本(122)を選択し、前記選択デバイス(118)が一つの偏向デバイス(124)を構成し、前記偏向デバイス(124)が、前記植物標本(112)と前記検出器(116)との間を伝搬する電磁波を偏向させ、前記偏向デバイス(124)を前記検出器(116)による前記撮像に使用する、方法。
【請求項１１】
複数の植物標本(114)の成長状態を追跡する追跡方法であって、少なくとも一つの植物コンテナ(126)内の成長培地(156)内で複数の植物標本(114)が成長しており、あるいは、複数の植物コンテナ(126)が成長培地(156)内で成長している少なくとも一つの植物標本(114)を含み、前記植物標本(112)をスクリーニングするために前記請求項１０に記載の方法を使用し、少なくとも一つの成長パラメータを前記画像(117)から導出し、前記成長パラメータをデータベース(182)内に記憶する、追跡方法。
【請求項１２】
干ばつ試験及び水使用効率試験の１以上を実行し、様々な植物標本(112)を一定の期間にわたって水の不足又は減量にかけ、前記水の不足に対する前記植物標本の(112)反応について記録及び監視の１以上を行う、前記請求項１１に記載の追跡方法。
【請求項１３】
表現型スコアリングに基づいて最も望ましい遺伝子型を選択するための表現型解析用の植物標本(112)の改善された成長方法であって、前記方法は、スクリーニングデバイス(110)を参照する前記請求項１〜９のいずれか一項に記載のスクリーニングデバイス(110)を使用するものであり、前記方法は、
-  運動システム(162)によってスクリーニングステーション(166)へと、そしてスクリーニングステーション(166)より前記植物標本(112)を連続して輸送するステップであって、前記スクリーニングステーション(166)が前記検出器(116)を備え、前記画像(117)から前記スクリーニングステーション(166)内の前記植物標本(112)の少なくとも一つの成長パラメータが導出される、連続して輸送するステップと、
-  前記植物標本(112)の少なくとも一つの成長状態を制御するステップとを含む、方法。
【請求項１４】
スクリーニングデバイス(110)を参照する前記請求項１〜９のいずれか一項に記載のスクリーニングデバイス(110)を使用する、成長中の植物標本(112)の耐ストレス性の急速分析方法であって、
-  ストレス条件下で前記植物標本(112)を成長させるステップと、
-  運動システム(162)によってスクリーニングステーション(166)へと、そしてスクリーニングステーション(166)より前記植物標本(112)を連続して輸送するステップであって、前記スクリーニングステーション(166)が前記検出器(116)を備え、前記画像(117)から前記スクリーニングステーション(166)内の前記植物標本(112)の少なくとも一つの成長パラメータが導出される、連続して輸送するステップと、
-  前記成長パラメータに基づいて前記植物標本(112)の前記耐ストレス性を分析するステップとを含む、方法。
【請求項１５】
前記植物標本(112)が列(128)をなして成長する、請求項２に記載のスクリーニングデバイス(110)。
【請求項１６】
前記識別子(176)が、少なくとも一つの非接触式の識別子(176)である、請求項６に記載のスクリーニングデバイス(110)。
【請求項１７】
前記少なくとも一つの非接触式の識別子(176)が少なくとも一つの非接触式の電子識別子(176)である、請求項１６に記載のスクリーニングデバイス(110)。
【請求項１８】
前記少なくとも一つの非接触式の識別子(176)が少なくとも一つのRFIDである、請求項１７に記載のスクリーニングデバイス(110)。
【請求項１９】
前記画像分析デバイスが、前記単一の植物標本(120)又は前記1群の植物標本(122)の少なくとも一つの成長パラメータを生成するように適合されている、請求項７に記載のスクリーニングデバイス(110)。
【請求項２０】
前記植物標本(112)に関するデータが、前記単一の植物標本(120)又は前記1群の植物標本(122)の少なくとも一つの画像(117)、前記単一の植物標本(120)又は前記1群の植物標本(122)の少なくとも一つの画像(117)から導出される少なくとも一つの成長パラメータ、または少なくとも一つの識別子(176)からの情報、の少なくとも一つである、請求項８に記載のスクリーニングデバイス(110)。
【請求項２１】
単一の各植物標本(120)又は各群の植物標本(122)の画像(117)を繰り返し取得するように適合され、各々の取得の間に時間遅延が有る、請求項９に記載のスクリーニングデバイス(110)。
【請求項２２】
請求項１〜９のいずれか一項に記載のスクリーニングデバイス(110)を使用する、請求項１０に記載の方法。
【請求項２３】
単一の各植物標本(120)又は1群の植物標本(122)について少なくとも一つの成長パラメータを前記画像(117)から導出する、請求項１１に記載の追跡方法。
【請求項２４】
時間の関数、前記単一の植物標本(120)若しくは1群の植物標本(122)の関数、前記列の関数及び植物コンテナ(126)の関数、の１以上として、前記成長パラメータがデータベース(182)内に記憶される、請求項１１に記載の追跡方法。
【国際調査報告】
2014520524.tif 000006
2014520524.tif 000007
2014520524.tif 000008