(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
起潮力の指標として重力加速度を用い、起潮力に応じて環境の制御を行うための環境制御プログラムであって、
所定の期間において、重力加速度の変化が極大値となる全ての時刻をそれぞれ極大時刻として検出すると共に、極小値となる全ての時刻をそれぞれ極小時刻として検出する極値時刻検出機能と、
前記極大時刻毎に、当該極大時刻における重力加速度の値からその直前の前記極小時刻における重力加速度の値を差し引いた値を上昇量として算出すると共に、前記極小時刻毎に、当該極小時刻における重力加速度の値をその直前の前記極大時刻における重力加速度の値から差し引いた値を下降量として算出する変化量算出機能と、
を備え、
更に、前記極大時刻毎に、当該極大時刻の前記上昇量と、その直前及び直後の各前記極大時刻の前記上昇量とを比較した比較結果に基づいて、当該極大時刻における環境制御を指示するための制御情報を生成する極大情報生成機能、
及び、前記極小時刻毎に、当該極小時刻の前記下降量と、その直前及び直後の各前記極小時刻の前記下降量とを比較した比較結果に基づいて、当該極小時刻における環境制御を指示するための制御情報を生成する極小情報生成機能、
のうちの少なくとも１つを備えることを特徴とする環境制御プログラム。
【請求項２】
前記極大情報生成機能は、１つの前記極大時刻の前記上昇量が、次の（Ａ）及び（Ｂ）のいずれかを満たす場合には前記制御情報において前記１つの極大時刻を有効とし、いずれも満たさない場合には前記１つの極大時刻を無効とし、
前記極小情報生成機能は、１つの前記極小時刻の前記下降量が、次の（Ｃ）及び（Ｄ）のいずれかを満たす場合には前記制御情報において前記１つの極小時刻を有効とし、いずれも満たさない場合には前記１つの極小時刻を無効とする請求項１記載の環境制御プログラム。
（Ａ）前記極大時刻の前記上昇量が、直前の前記極大時刻の前記上昇量以上、且つ直後の前記極大時刻の前記上昇量以上
（Ｂ）前記極大時刻の前記上昇量が、直前の前記極大時刻の前記上昇量未満、且つ直後の前記極大時刻の前記上昇量以上
（Ｃ）前記極小時刻の前記下降量が、直前の前記極小時刻の前記下降量以上、且つ直後の前記極小時刻の前記下降量以上
（Ｄ）前記極小時刻の前記下降量が、直前の前記極小時刻の前記下降量未満、且つ直後の前記極小時刻の前記下降量以上
【請求項３】
前記極大情報生成機能は、１つの前記極大時刻の前記上昇量が、直前の前記極大時刻の前記上昇量以上であり、且つ直後の前記極大時刻の前記上昇量未満であっても、前記制御情報において直前の前記極大時刻が無効とされている場合には、前記制御情報において前記１つの極大時刻を有効とし、
前記極小情報生成機能は、１つの前記極小時刻の前記下降量が、直前の前記極小時刻の前記下降量以上であり、且つ直後の前記極小時刻の前記下降量未満であっても、前記制御情報において直前の前記極小時刻が無効とされている場合には、前記制御情報において前記１つの極小時刻を有効とする請求項２に記載の環境制御プログラム。
【請求項４】
前記制御情報において、連続する３つの前記極大時刻が有効とされた場合には、その最後の前記極大時刻を無効とし、連続する３つの前記極小時刻が有効とされた場合には、その最後の前記極小時刻を無効とする無効化機能を備える請求項２又は３に記載の環境制御プログラム。
【請求項５】
前記環境の制御は、植物育成空間内の生育環境の制御である請求項１乃至４のいずれかに記載の環境制御プログラム。
【請求項６】
前記環境の制御は、植物育成空間内の生育環境の制御であり、
前記生育環境の制御は、植物育成に合わせた照明の点灯又は消灯であり、
前記制御情報において無効とされた前記極大時刻又は前記極小時刻には前記照明を点灯させ、前記制御情報において有効とされた前記極大時刻又は前記極小時刻には前記照明を消灯させる照明制御機能を備える請求項２乃至４のいずれかに記載の環境制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光や温度等の環境条件を潮汐に応じて制御するための環境制御プログラムに関する。詳しくは、起潮力の指標として重力加速度を用い、起潮力の変化に応じて育成環境等の制御を行うための環境制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、植物等の成長促進、栽培期間の短縮、バイオマスの増産等を可能にするために、育成環境の光や温度等の条件を潮汐に応じて制御する方法が検討されている。
例えば、植物固有の概日リズムを基礎としたアルゴリズムに基づいて栽培光の制御を行うことにより、植物の成長を促進させる方法が知られている（特許文献１を参照）。また、生育環境を過重力状態に制御することにより、植物の成長を促進させる方法等が知られている（特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１７９００９号公報
【特許文献２】特開２００７−３３０２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されているような植物栽培方法では、概日リズムを基礎としたアルゴリズムの作成にあたり、各植物品種固有の体内周期を求めるための解析が必要となる。また、それに伴って、栽培する全ての植物品種固有の体内時計遺伝子の発現量や二酸化炭素吸収量の経時的な計測を行う必要がある。そのため、特別な計測装置が必要となるうえ、栽培品種毎にデータを揃える時間が必要であるという問題があった。
また、特許文献２に記載されているような栽培方法では、栽培環境を過重力状態とするための特別な設備が必要となり、栽培スペースが限定されるという問題がある。
従来、植物の育成環境に対して、起潮力を計算して得た値を基に照明を制御する場合もあったが、そのような制御を行うためのタイミング等の情報は手動で制御装置に入力する他なかった。しかも、起潮力の時間的変動は一様ではないため、育成環境の適切な制御を行うことが困難であるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、潮汐に応じて植物の育成環境等を適切にするために、起潮力の指標として重力加速度を用い、重力加速度の変化に対応した環境制御を可能とする環境制御プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、重力加速度を指標とする起潮力の経時変化が、意外にも植物の成長等における代謝に関わっており、起潮力の変動に応じ、且つ潮汐の大小を考慮して生育環境を制御することにより、植物の成長を促進させたり、バイオマスの増産をさせたり、成分の改良をさせたりすることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
上記問題を解決するために、第１発明は、起潮力の指標として重力加速度を用い、起潮力に応じて環境の制御を行うための環境制御プログラムであって、所定の期間において、重力加速度の変化が極大値となる全ての時刻をそれぞれ極大時刻として検出すると共に、極小値となる全ての時刻をそれぞれ極小時刻として検出する極値時刻検出機能と、前記極大時刻毎に、当該極大時刻における重力加速度の値からその直前の前記極小時刻における重力加速度の値を差し引いた値を上昇量として算出すると共に、前記極小時刻毎に、当該極小時刻における重力加速度の値をその直前の前記極大時刻における重力加速度の値から差し引いた値を下降量として算出する変化量算出機能と、を備え、更に、前記極大時刻毎に、当該極大時刻の前記上昇量と、その直前及び直後の各前記極大時刻の前記上昇量とを比較した比較結果に基づいて、当該極大時刻における環境制御を指示するための制御情報を生成する極大情報生成機能、及び、前記極小時刻毎に、当該極小時刻の前記下降量と、その直前及び直後の各前記極小時刻の前記下降量とを比較した比較結果に基づいて、当該極小時刻における環境制御を指示するための制御情報を生成する極小情報生成機能、のうちの少なくとも１つを備えることを要旨とする。
【０００８】
第２発明は、前記第１発明において、前記極大情報生成機能は、１つの前記極大時刻の前記上昇量が、次の（Ａ）及び（Ｂ）のいずれかを満たす場合には前記制御情報において前記１つの極大時刻を有効とし、いずれも満たさない場合には前記１つの極大時刻を無効とし、前記極小情報生成機能は、１つの前記極小時刻の前記下降量が、次の（Ｃ）及び（Ｄ）のいずれかを満たす場合には前記制御情報において前記１つの極小時刻を有効とし、いずれも満たさない場合には前記１つの極小時刻を無効とすることを要旨とする。
（Ａ）前記極大時刻の前記上昇量が、直前の前記極大時刻の前記上昇量以上、且つ直後の前記極大時刻の前記上昇量以上
（Ｂ）前記極大時刻の前記上昇量が、直前の前記極大時刻の前記上昇量未満、且つ直後の前記極大時刻の前記上昇量以上
（Ｃ）前記極小時刻の前記下降量が、直前の前記極小時刻の前記下降量以上、且つ直後の前記極小時刻の前記下降量以上
（Ｄ）前記極小時刻の前記下降量が、直前の前記極小時刻の前記下降量未満、且つ直後の前記極小時刻の前記下降量以上
【０００９】
第３発明は、前記第２発明において、前記極大情報生成機能は、１つの前記極大時刻の前記上昇量が、直前の前記極大時刻の前記上昇量以上であり、且つ直後の前記極大時刻の前記上昇量未満であっても、前記制御情報において直前の前記極大時刻が無効とされている場合には、前記制御情報において前記１つの極大時刻を有効とし、前記極小情報生成機能は、１つの前記極小時刻の前記下降量が、直前の前記極小時刻の前記下降量以上であり、且つ直後の前記極小時刻の前記下降量未満であっても、前記制御情報において直前の前記極小時刻が無効とされている場合には、前記制御情報において前記１つの極小時刻を有効とすることを要旨とする。
【００１０】
第４発明は、前記第２又は第３発明において、前記制御情報において、連続する３つの前記極大時刻が有効とされた場合には、その最後の前記極大時刻を無効とし、連続する３つの前記極小時刻が有効とされた場合には、その最後の前記極小時刻を無効とする無効化機能を備えることを要旨とする。
【００１１】
第５発明は、前記第１乃至第４発明のいずれかにおいて、前記環境の制御は、植物育成空間内の生育環境の制御であることを要旨とする。
【００１２】
第６発明は、前記第２乃至第４発明のいずれかにおいて、前記環境の制御は、植物育成空間内の生育環境の制御であり、前記生育環境の制御は、植物育成に合わせた照明の点灯又は消灯であり、前記制御情報において無効とされた前記極大時刻又は前記極小時刻には前記照明を点灯させ、前記制御情報において有効とされた前記極大時刻又は前記極小時刻には前記照明を消灯させる照明制御機能を備えることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の環境制御プログラムによれば、起潮力の指標として重力加速度を用い、起潮力に応じて環境の制御を行うための環境制御プログラムであって、所定の期間において、重力加速度の変化が極大値となる全ての時刻をそれぞれ極大時刻として検出すると共に、極小値となる全ての時刻をそれぞれ極小時刻として検出する極値時刻検出機能と、前記極大時刻毎に、当該極大時刻における重力加速度の値からその直前の前記極小時刻における重力加速度の値を差し引いた値を上昇量として算出すると共に、前記極小時刻毎に、当該極小時刻における重力加速度の値をその直前の前記極大時刻における重力加速度の値から差し引いた値を下降量として算出する変化量算出機能と、を備えるため、ある期間において周期的に変化する起潮力が極大又は極小となる時刻を極値時刻として検出するのみならず、各極値時刻に至る起潮力の変化量（上昇量又は下降量）の大きさを算出することができる。
更に、前記極大時刻毎に、当該極大時刻の前記上昇量と、その直前及び直後の各前記極大時刻の前記上昇量とを比較した比較結果に基づいて、当該極大時刻における環境制御を指示するための制御情報を生成する極大情報生成機能、及び、前記極小時刻毎に、当該極小時刻の前記下降量と、その直前及び直後の各前記極小時刻の前記下降量とを比較した比較結果に基づいて、当該極小時刻における環境制御を指示するための制御情報を生成する極小情報生成機能、のうちの少なくとも１つを備える。これにより、極大情報生成機能（極小情報生成機能）を備える場合には、起潮力が極大（極小）となる１つの極大（極小）時刻における上昇量（下降量）の大きさと、その前後の極大（極小）時刻における上昇量（下降量）の大きさとを比較して、当該１つの極大（極小）時刻においてどのような環境制御をするかを指示する制御情報を生成することができる。すなわち、１つの極値時刻における起潮力の変化の大きさ（ピークの大きさ）と、その前後の極値時刻におけるピークの大きさとの関係によって、環境制御のために最適な制御情報を生成することができる。
【００１４】
前記極大情報生成機能は、１つの極大時刻の上昇量が、前記（Ａ）及び（Ｂ）のいずれかを満たす場合には制御情報において前記１つの極大時刻を有効とし、いずれも満たさない場合には前記１つの極大時刻を無効とし、前記極小情報生成機能は、１つの極小時刻の前記下降量が、前記（Ｃ）及び（Ｄ）のいずれかを満たす場合には制御情報において前記１つの極小時刻を有効とし、いずれも満たさない場合には前記１つの極小時刻を無効とするように構成することができる。この構成によれば、１つの極値時刻における起潮力の変化が、その前後の極値時刻における起潮力の変化に対して相対的に大きいときに、環境制御を行うように制御情報を生成することができる。通常、起潮力の変化が大きい時と小さい時とがほぼ交互に訪れるため、起潮力の変化が相対的に大きい極値時刻において特定の環境制御を行うように制御情報を生成することができる。また、環境制御を行う間隔を起潮力変化の２周期分以上とし、適切な間隔とすることができる。
【００１５】
前記極大情報生成機能は、１つの極大時刻の上昇量が、直前の極大時刻の上昇量以上であり、且つ直後の極大時刻の上昇量未満であっても、前記制御情報において直前の極大時刻が無効とされている場合には、制御情報において前記１つの極大時刻を有効とするように構成することができる。また、前記極小情報生成機能は、１つの極小時刻の下降量が、直前の極小時刻の下降量以上であり、且つ直後の極小時刻の下降量未満であっても、前記制御情報において直前の極小時刻が無効とされている場合には、制御情報において前記１つの極小時刻を有効とするように構成することができる。この構成によれば、起潮力の変化が大きい周期と、起潮力の変化が小さい周期と、が交互に訪れない時期は、起潮力の変化が小さい周期であっても特定の環境制御を行うように制御情報を生成し、環境制御を行う間隔が長すぎないようにすることができる。
【００１６】
前記制御情報において、連続する３つの極大時刻が有効とされた場合には、その最後の極大時刻を無効とし、連続する３つの極小時刻が有効とされた場合には、その最後の前記極小時刻を無効とする無効化機能を備えれば、環境制御を行う間隔が短すぎないように制御情報を生成することができる。
【００１７】
前記環境制御は、植物育成空間内の生育環境の制御である場合は、植物の成長を促進させたり、バイオマスの増産をしたり、成分の改良をしたりすることが可能になる。
【００１８】
前記生育環境の制御は、植物育成に合わせた照明の点灯又は消灯であり、前記制御情報において無効とされた前記極大時刻又は前記極小時刻には前記照明を点灯させ、前記制御情報において有効とされた前記極大時刻又は前記極小時刻には前記照明を消灯させる照明制御機能を備える場合は、重力加速度の変化による植物成長率の高まりと、光合成により蓄えられたエネルギーを成長に利用する能力が高まる暗期とが重なることにより、植物の成長をより効率的に促進させ、栽培期間を短縮することが可能になる。また、バイオマスの増産や、植物における成分の改良を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
本発明について、本発明による典型的な実施形態の非限定的な例を挙げ、言及された複数の図面を参照しつつ以下の詳細な記述にて更に説明するが、同様の参照符号は図面のいくつかの図を通して同様の部品を示す。
【図１】環境制御プログラムの構成を示すブロック図である。
【図２】重力加速度の周期的な変動の例と、その極大値・極小値を表すグラフである。
【図３】重力加速度の周期的な変動の別の例と、その極大値・極小値を表すグラフである。
【図４】環境制御プログラムにおいて、極大点（極大時刻及び重力加速度の値）に着目した処理の例を示すフローチャートである。
【図５】環境制御プログラムにおいて、極小点（極小時刻及び重力加速度の値）に着目した処理の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
ここで示される事項は例示的なもの及び本発明の実施形態を例示的に説明するためのものであり、本発明の原理と概念的な特徴とを最も有効に且つ難なく理解できる説明であると思われるものを提供する目的で述べたものである。この点で、本発明の根本的な理解のために必要である程度以上に本発明の構造的な詳細を示すことを意図してはおらず、図面と合わせた説明によって本発明の幾つかの形態が実際にどのように具現化されるかを当業者に明らかにするものである。
【００２１】
本実施形態に係る環境制御プログラム（１０）は、起潮力の指標として相対的重力加速度（以下、単に「重力加速度」という。）を用いて、所定の期間において、重力加速度の変化が極大値となる全ての時刻を極大時刻として検出すると共に、極小値となる全ての時刻を極小時刻として検出する極値時刻検出機能（１）と、極大時刻毎に、当該極大時刻における重力加速度の値からその直前の極小時刻における重力加速度の値を差し引いた値を上昇量として算出すると共に、極小時刻毎に、当該極小時刻における重力加速度の値をその直前の極大時刻における重力加速度の値から差し引いた値を下降量として算出する変化量算出機能（２）と、を備え、更に、極大情報生成機能（３）及び極小情報生成機能（４）のうちの少なくとも１つを備え、コンピュータに上記各機能を実行させることを特徴とする。
【００２２】
重力加速度は、既知の方法を用いて知ることができる。既知の方法によれば、環境制御を行おうとする地点（緯度及び経度等）の情報から、その地点における年月日・時刻による重力加速度の情報、天体の位置情報等を取得することができる。これらの情報を基に、目的の地点における重力加速度の時間的変化を算出することが可能である。例えば、一般に公開されている潮汐力予測プログラムを利用し、その潮汐力予測プログラムに目的とする地点（緯度・経度）及び時刻の情報を与えることにより、その地点における重力加速度及びその経時変化を求めることができる。このような潮汐力予測プログラムとして、例えば、潮汐予測システム「GOTIC2」（http://www.miz.nao.ac.jp/staffs/nao99/）等を挙げることができる。
【００２３】
環境制御プログラム（１０）は、植物の生育等に影響を及ぼす起潮力の指標として、前記重力加速度の値を用いている。このため、前記のような公知の潮汐力予測システムと接続し、又は潮汐力予測プログラムを利用し、それらから重力加速度の値を入力する重力加速度取得機能（５）を備えている。これによって取得される重力加速度の値は時間的に変動し、通常は１日に２回、極大と極小を繰り返す（図２参照）。また、その振れ幅（極大値と極小値の差）も大きく変動する。
【００２４】
環境制御プログラム（１０）は、図１に示すように、極値時刻検出機能１と、変化量算出機能２とを備えている。これらの機能は、前記重力加速度取得機能５によって得られる所定の期間における重力加速度のデータを使用可能に構成されている。前記所定の期間は、環境制御を行おうとする期間であり、期間の長さは問わない。少なくとも後述する極大情報生成機能３及び極小情報生成機能４において処理の対象となる重力加速度の変動周期を含めばよい。
【００２５】
極値時刻検出機能１は、前記所定の期間における重力加速度のデータから、重力加速度の変化が極大値となる全ての時刻を極大時刻として検出すると共に、極小値となる全ての時刻を極小時刻として検出する。
前記極大時刻及び前記極小時刻は、時間的に変化する重力加速度がそれぞれ極大値及び極小値となる時刻をいう（以下、極大時刻と極小時刻を合わせて極値時刻ともいう）。時刻には、年、月、日も含まれる。
【００２６】
変化量算出機能２は、前記所定の期間内の各極値時刻における重力加速度のピークの大きさを算出する。すなわち、極大時刻毎に、当該極大時刻における重力加速度の値からその直前の極小時刻における重力加速度の値を差し引いた値を上昇量として算出する。また、極小時刻毎に、当該極小時刻における重力加速度の値をその直前の極大時刻における重力加速度の値から差し引いた値を下降量として算出するように構成されている。
【００２７】
更に、環境制御プログラム１０は、極大情報生成機能３及び極小情報生成機能４のうちの少なくとも１つを備えている。
極大情報生成機能３は、極大時刻毎に、当該極大時刻の上昇量と、その直前及び直後の各極大時刻の上昇量とを比較した比較結果に基づいて、当該極大時刻における環境制御を指示するための制御情報を生成する。すなわち、１つの極大時刻とその前後の極大時刻について、各極大値がそれぞれ直前の極小値からどれ程上昇したかを比較する。そして、その比較結果に基づいて、前記１つの極大時刻となった時に所定の環境制御を指示するための制御情報を作成する。
【００２８】
上記制御情報の作成方法は問わず、１つの極大時刻における上昇量と、直前の極大時刻における上昇量と、直後の極大時刻における上昇量と、の相互の大小関係や比率等に基づいて作成されるように、テーブル等によって予め定めておくことができる。
また、上記制御情報は、後に当該極大時刻となった時に、環境の制御をどのようにするかを指示する情報であればよく、具体的な構成や内容は特に限定されない。
上記制御情報は、環境制御を行わないことを示す情報を含んでもよい。例えば、制御情報は、当該極大時刻を有効又は無効とする情報であってもよい。そのようにすれば、前記比較結果により、当該極大時刻を有効とすることにより所定の環境制御を行うことを指示し、当該極大時刻を無効とすることにより所定の環境制御を行わないようにすることができる。
また、前記有効及び無効は、特定の制御を行うか否かを指示することに限らず、有効及び無効のそれぞれに応じて異なる制御を行うこととされてもよい。
【００２９】
一方、極小情報生成機能４は、極小時刻毎に、当該極小時刻の下降量と、その直前及び直後の各極小時刻の下降量とを比較した比較結果に基づいて、当該極小時刻における環境制御を指示するための制御情報を生成する。１つの極小時刻とその前後の極小時刻について、各極小値がそれぞれ直前の極大値からどれ程低下したかを比較する点を除き、前記極大情報生成機能３と同様である。
極大情報生成機能３及び極小情報生成機能４は、制御対象とする環境に応じて一方又は両方を用いるようにすることができ、制御対象とする環境に応じて適宜選択される。
【００３０】
好ましくは、極大情報生成機能３は、１つの極大時刻の上昇量が、次の（Ａ）及び（Ｂ）のいずれかを満たす場合には前記制御情報において前記１つの極大時刻を有効とし、いずれも満たさない場合には前記１つの極大時刻を無効とすることができる。
（Ａ）前記極大時刻の前記上昇量が、直前の前記極大時刻の前記上昇量以上、且つ直後の前記極大時刻の前記上昇量以上
【００３１】
一方、極小情報生成機能４は、１つの極小時刻の下降量が、次の（Ｃ）及び（Ｄ）のいずれかを満たす場合には前記制御情報において前記１つの極小時刻を有効とし、いずれも満たさない場合には前記１つの極小時刻を無効とすることができる。
（Ｃ）前記極小時刻の前記下降量が、直前の前記極小時刻の前記下降量以上、且つ直後の前記極小時刻の前記下降量以上
（Ｄ）前記極小時刻の前記下降量が、直前の前記極小時刻の前記下降量未満、且つ直後の前記極小時刻の前記下降量以上
【００３２】
以上において、極大（極小）時刻を有効にするとは、その極大（極小）時刻において所定の環境の制御を行うことを示し、極大（極小）時刻を無効にするとは、その極大（極小）時刻を無視して所定の環境の制御を行わないことを示すものとすることができる。また、前記のとおり、極大（極小）時刻が有効である場合と無効である場合とで、それぞれ異なる環境の制御を行うようにすることもできる。
【００３３】
また、極大情報生成機能３は、１つの極大時刻の上昇量が、直前の極大時刻の上昇量以上であり、且つ直後の極大時刻の上昇量未満であっても、前記制御情報において直前の極大時刻が無効とされている場合には、制御情報において前記１つの極大時刻を有効とするようにすることができる。
【００３４】
一方、極小情報生成機能４は、１つの極小時刻の下降量が、直前の極小時刻の下降量以上であり、且つ直後の極小時刻の下降量未満であっても、前記制御情報において直前の極小時刻が無効とされている場合には、制御情報において前記１つの極小時刻を有効とするようにすることができる。
【００３５】
具体例により、極大情報生成機能３及び極小情報生成機能４による制御情報の作成を説明する。本例において、環境制御は植物の育成空間の照明を消灯させて暗期とする制御である。前記制御情報において有効とされた極値時刻には照明を消して暗期とし、無効とされた極値時刻には照明を点灯させるものとする。
図２及び３は、重力加速度の周期的な変動の例を表している。このように、多くの場合、重力加速度の周期的変動は、変動量が大きい１周期と小さい１周期が交互に現れる。このため、極大情報生成機能３及び極小情報生成機能４により、それぞれの極値時刻において、その前後の重力加速度の変動量に基づいて暗期とするか否かを示す情報を、制御情報として作成する。なお、本図では、重力加速度が極小値となる時に照明装置を消灯させて暗期とする例（図２）、極大値となる時に照明装置を消灯させて暗期とする例（図３）を表している。
【００３６】
図２において、「Ｐ」は重力加速度の極小点（極小時刻及びその時点の重力加速度の値）、「Ｑ」は重力加速度の極大点（極大時刻及びその時点の重力加速度の値）、「Ｄ」は直前の極大点Ｑから１つの極小点Ｐに至るまでの重力加速度の下降量を示している。各極小点Ｐの重力加速度の値、及びその極小点Ｐに至るまでの重力加速度の下降量Ｄは、周期毎に変動する。そこで、極小情報生成機能４は、極小点Ｐ毎に、当該極小点Ｐに至る下降量Ｄと、その直前及び直後の各極小点Ｐの下降量Ｄとを比較した結果に基づいて、当該極小点Ｐの時刻において暗期とするか否かを指示するための制御情報を生成する。
【００３７】
例えば、極小点Ｐ２１（その直前の極大点Ｑ２１からの下降量Ｄ２１）に着目し、その直前の極小点Ｐ２２（下降量Ｄ２２）及び直後の極小点Ｐ２３（下降量Ｄ２３）と比較する。各下降量の大きさは、Ｄ２１＞Ｄ２２、Ｄ２１＞Ｄ２３であるので、極小点Ｐ２１は前後の極小点Ｐ２２及びＰ２３と比べて下降量が大きい極小点である。この比較結果に基づいて、極小情報生成機能４は、極小点Ｐ２１を有効とし、その時刻において暗期とすることを指示する制御情報を作成する（前記（Ｃ）の例）。また、各下降量の大きさが、Ｄ２１＜Ｄ２２、Ｄ２１≧Ｄ２３である場合にも、極小情報生成機能４は、極小点Ｐ２１を有効とし、その時刻において暗期とすべき制御情報を作成するようにすることができる（前記（Ｄ）の例）。
【００３８】
他方、極小点Ｐの下降量Ｄが小さい場合もある。例えば、極小点Ｐ１１（その直前の極大点Ｑ１１からの下降量Ｄ１１）に着目し、その直前の極小点Ｐ１２（下降量Ｄ１２）及び直後の極小点Ｐ１３（下降量Ｄ１３）と比較する。各下降量の大きさは、Ｄ１１＜Ｄ１２、Ｄ１１＜Ｄ１３であるので、極小点Ｐ１１は前後の極小点Ｐ１２及びＰ１３のいずれよりも下降量が小さい極小点である。このような場合、極小情報生成機能４は、極小点Ｐ１１を無効とし、その時刻において暗期とはしないことを指示する制御情報を作成するようにすることができる。
【００３９】
上例によれば、各下降量の大きさが、Ｄ２１≧Ｄ２２、Ｄ２１＜Ｄ２３である場合には極小点Ｐ２１は無効とされるが、そのような場合であっても、制御情報において直前の極小点Ｐ２２が無効とされている場合には、極小点Ｐ２１を有効とし、その時刻において暗期とすべき制御情報を作成するようにすることができる。これによって、重力加速度の変化が大きい周期と小さい周期が交互に訪れない時期は、重力加速度の変化が小さい周期であっても環境制御を行うように制御情報を生成し、環境制御を行う間隔が長すぎないようにすることができる。
【００４０】
図３は、重力加速度の周期的な変動の別の例を表している。前図と同様に、「Ｐ」は重力加速度の極大点、「Ｑ」は重力加速度の極小点を示している。ただし、「Ｄ」は直前の極小点Ｐから１つの極大点Ｑに至るまでの重力加速度の上昇量を示す。各極大点Ｑの重力加速度の値、及びその極大点Ｑに至るまでの重力加速度の上昇量Ｄは、周期毎に変動する。そこで、極大情報生成機能３は、極大点Ｑ毎に、当該極大点Ｑに至る上昇量Ｄと、その直前及び直後の各極大点Ｑの上昇量Ｄとを比較した結果に基づいて、当該極大点Ｑの時刻において暗期とするか否かを指示するための制御情報を生成する。
【００４１】
例えば、極大点Ｑ４１（その直前の極小点Ｐ４１からの上昇量Ｄ４１）に着目し、その直前の極大点Ｑ４２（上昇量Ｄ４２）及び直後の極大点Ｑ４３（上昇量Ｄ４３）と比較する。各上昇量の大きさは、Ｄ４１＞Ｄ４２、Ｄ４１＞Ｄ４３であるので、極大点Ｑ４１は前後の極大点Ｑ４２及びＱ４３と比べて上昇量が大きい極大点である。この比較結果に基づいて、極大情報生成機能３は、極大点Ｑ４１を有効とし、その時刻において暗期とすべき制御情報を作成する（前記（Ａ）の例）。また、各上昇量の大きさが、Ｄ４１＜Ｄ４２、Ｄ４１≧Ｄ４３である場合にも、極大情報生成機能３は、極大点Ｑ４１を有効とし、その時刻において暗期とすべき制御情報を作成するようにすることができる（前記（Ｂ）の例）。
【００４２】
他方、極大点Ｑの上昇量Ｄが小さい場合もある。例えば、極大点Ｑ５１（その直前の極小点Ｐ５１からの上昇量Ｄ５１）に着目し、その直前の極大点Ｑ５２（上昇量Ｄ５２）及び直後の極大点Ｑ５３（上昇量Ｄ５３）と比較する。各上昇量の大きさは、Ｄ５１＜Ｄ５２、Ｄ５１＜Ｄ５３であるので、極大点Ｑ５１は前後の極大点Ｑ５２及びＱ５３のいずれよりも上昇量が小さい極大点である。このような場合、極大情報生成機能３は、極大点Ｑ５１を無効とし、その時刻において暗期とはしないことを示す制御情報を作成するようにすることができる。
【００４３】
上例によれば、各上昇量の大きさが、Ｄ２１≧Ｄ２２、Ｄ２１＜Ｄ２３である場合には、極大点Ｑ５１は無効とされるが、そのような場合であっても、制御情報において直前の極大点Ｑ５２が無効とされている場合には、極大点Ｑ５１を有効とし、その時刻において暗期とすべき制御情報を作成するようにすることができる。これによって、重力加速度の変化が大きい周期と小さい周期が交互に訪れない時期は、重力加速度の変化が小さい周期であっても環境制御を行うように制御情報を生成し、環境制御を行う間隔が長すぎないようにすることができる。
【００４４】
更に、前記制御情報において、連続する３つの極大点Ｑ（極大時刻）が有効とされた場合には、その最後の極大点Ｑ（極大時刻）を無効とし、連続する３つの極小点Ｐ（極小時刻）が有効とされた場合には、その最後の極小点Ｐ（極小時刻）を無効とする無効化機能を備えることができる。このようにすれば、環境制御を行う間隔が短すぎないように制御情報を生成することができる。
【００４５】
図４は、本環境制御プログラムにおいて、極大点に着目した処理（すなわち、極大情報生成機能３による処理）を中心として例示したフローチャートである。
まず、潮汐力予測プログラム等を利用して、環境制御を行う地点を指定して、所望の期間における重力加速度の値を取得する（ステップＳ１１）。どのような時間間隔で重力加速度の値を得るかは特に限定されず、その変動における極大値及び極小値を検出可能な程度の時間間隔であればよい。図２及び３に挙げた例では、１時間毎の重力加速度の値が示されている。ここで取得した所望期間内の時刻毎の重力加速度の値（重力加速度データ）は、以下の任意のステップにおいて参照可能なように記憶しておくことができる。
【００４６】
上記重力加速度データから、重力加速度の変化が極大値となる全ての時刻をそれぞれ極大時刻として検出すると共に、極小値となる全ての時刻をそれぞれ極小時刻として検出する。また、極大時刻毎に、当該極大時刻における重力加速度の値からその直前の極小時刻における重力加速度の値を差し引いた値を上昇量として算出する（ステップＳ１２）。
以下では、着目する１つの極大点を現極大点Ｑ１、その直前の極大点をＱ２、その直後の極大点をＱ３と表す。また、各極大点Ｑｘについて、その直前の極小点からの重力加速度の上昇量をＤｘと表す。
【００４７】
そして、極大点毎に、現極大点Ｑ１の上昇量Ｄ１と、その直前及び直後の各極大点（Ｑ２及びＱ３）の上昇量（Ｄ２及びＤ３）とを比較して、その比較結果に基づいて、現極大点Ｑ１における環境制御を指示するための制御情報を生成する。
具体的には、（Ａ）現極大点Ｑ１の上昇量Ｄ１が、直前の極大点Ｑ２の上昇量Ｄ２以上、且つ直後の極大点Ｑ３の上昇量Ｄ３以上であるかどうかを判断する（ステップＳ１３）。
また、（Ｂ）現極大点Ｑ１の上昇量Ｄ１が、直前の極大点Ｑ２の上昇量Ｄ２未満、且つ直後の極大点Ｑ３の上昇量Ｄ３以上であるかどうかを判断する（ステップＳ１４）。
【００４８】
そして、上記（Ａ）又は（Ｂ）が満たされる場合（ステップＳ１５のｙｅｓ）には、更に、制御情報において、連続する３つの極大点が有効になるかを判断する（ステップＳ１６）。ステップＳ１６において、現極大点Ｑ１を有効としても連続する３つの極大点が有効にならない場合には、現極大点Ｑ１は有効として制御情報を作成する（ステップＳ１７）。一方、ステップＳ１６において、現極大点Ｑ１を有効とすると連続する３つの極大点が有効になる場合には、現極大点Ｑ１は無効として制御情報を作成する（ステップＳ１８）。
【００４９】
また、ステップＳ１５において、上記（Ａ）及び（Ｂ）が満たされない場合（ステップＳ１５のｎｏ）には、更に、（Ｇ）現極大点Ｑ１の上昇量Ｄ１が、直前の極大点Ｑ２の上昇量Ｄ２以上であり、且つ直後の極大点Ｑ３の上昇量Ｄ３未満であり、且つ制御情報において直前の極大点Ｑ２が無効とされているか、を判断する（ステップＳ１９、Ｓ２０）。そして、上記（Ｇ）を満たす場合には、前記ステップＳ１６以下の処理を行う。一方、上記（Ｇ）を満たさない場合には、現極大点Ｑ１は無効として制御情報を作成する（ステップＳ１８）。
【００５０】
以上の処理により、現極大点Ｑ１は有効として制御情報が作成（ステップＳ１７）された場合には、その制御情報によって、現極大点Ｑ１の時刻が到来した時に、所定の環境制御（例えば、照明のオフ）を行うようにすることができる。
一方。現極大点Ｑ１は無効として制御情報が作成（ステップＳ１８）された場合には、その制御情報によって、現極大点Ｑ１の時刻が到来した時に、所定の環境制御（例えば、照明のオフ）を行わないようにすることができる。
【００５１】
図５は、本環境制御プログラムにおいて、極小点に着目した処理（すなわち、極小情報生成機能４による処理）を中心として例示したフローチャートである。以下、図４に示した極大点に着目した処理と共通する点については説明を省略する。
【００５２】
ステップＳ４１の処理は、前記ステップＳ１１と同様である。
ステップＳ４２においては、極小時刻毎に、当該極小時刻における重力加速度の値をその直前の前記極大時刻における重力加速度の値から差し引いた値を下降量として算出する。以下、着目する１つの極小点を現極小点Ｐ１、その直前の極小点をＰ２、その直後の極小点をＰ３と表す。また、各極小点Ｐｘについて、その直前の極大点からの重力加速度の下降量をＤｘと表す。
【００５３】
そして、極小点毎に、現極小点Ｐ１の下降量Ｄ１と、その直前及び直後の各極小点（Ｐ２及びＰ３）の下降量（Ｄ２及びＤ３）とを比較して、その比較結果に基づいて、現極小点Ｐ１における環境制御を指示するための制御情報を生成する。
具体的には、（Ｃ）現極小点Ｐ１の下降量Ｄ１が、直前の極小点Ｐ２の下降量Ｄ２以上、且つ直後の極小点Ｐ３の下降量Ｄ３以上であるかどうかを判断する（ステップＳ４３）。
また、（Ｄ）現極小点Ｐ１の下降量Ｄ１が、直前の極小点Ｐ２の下降量Ｄ２未満、且つ直後の極小点Ｐ３の下降量Ｄ３以上であるかどうかを判断する（ステップＳ４４）。
【００５４】
そして、上記（Ｃ）又は（Ｄ）が満たされる場合（ステップＳ４５のｙｅｓ）には、更に、制御情報において、連続する３つの極小点が有効になるかを判断する（ステップＳ４６）。ステップＳ４６において、現極小点Ｐ１を有効としても連続する３つの極小点が有効とはならない場合には、現極小点Ｐ１は有効として制御情報を作成する（ステップＳ４７）。一方、ステップＳ４６において、現極小点Ｐ１を有効とすると連続する３つの極小点が有効になる場合には、現極小点Ｐ１は無効として制御情報を作成する（ステップＳ４８）。
【００５５】
また、ステップＳ４５において、上記（Ｃ）及び（Ｄ）が満たされない場合（ステップＳ４５のｎｏ）には、更に、（Ｈ）現極小点Ｐ１の下降量Ｄ１が、直前の極小点Ｐ２の下降量Ｄ２以上であり、且つ直後の極小点Ｐ３の下降量Ｄ３未満であり、且つ制御情報において直前の極小点Ｐ２が無効とされているか、を判断する（ステップＳ４９、Ｓ５０）。そして、上記（Ｈ）を満たす場合には、前記ステップＳ４６以下の処理を行う。一方、上記（Ｈ）を満たさない場合には、現極小点Ｐ１は無効として制御情報を作成する（ステップＳ４８）。
【００５６】
以上の処理により、現極小点Ｐ１は有効として制御情報が作成（ステップＳ４７）された場合には、その制御情報によって、現極小点Ｐ１の時刻が到来した時に、所定の環境制御（例えば、照明のオフ）を行うようにすることができる。
一方。現極小点Ｐ１は無効として制御情報が作成（ステップＳ４８）された場合には、その制御情報によって、現極小点Ｐ１の時刻が到来した時に、所定の環境制御（例えば、照明のオフ）を行わないようにすることができる。
【００５７】
本環境制御プログラム１０による環境制御の対象は、任意に選択することができ、例えば、植物の育成空間内の生育環境、魚貝類の育成環境、家畜の育成環境等を挙げることができる。特に、植物育成空間内の生育環境を好例として挙げることができる。これらの場合、各育成空間は、開空間であっても閉空間であってもよく、育成対象に応じて適宜選択することができる。
【００５８】
植物等の育成環境の環境制御として、例えば、光、温度、湿度、散水、土壌（例えばｐＨ等）、施肥、二酸化炭素濃度、気圧、音波、振動、化学物質濃度、電気刺激等の条件が挙げられる。
また、魚貝類の育成環境の環境制御として、例えば、光、水温、水質、二酸化炭素濃度、音波、振動、化学物質濃度、電気刺激等の条件が挙げられる。
また、家畜の育成環境の環境制御として、例えば、光、温度、湿度、散水、二酸化炭素濃度、気圧、音波、振動、化学物質濃度、電気刺激等の条件が挙げられる。
【００５９】
上記のような各種条件のうち、光の環境制御を好例として挙げることができる。特に、植物を対象とした光の環境制御の例として、植物育成に合わせた照明の点灯又は消灯を挙げることができる。点灯又は消灯を、重力加速度の極小値、極大値のいずれの時にするかは、育成する植物に合わせて決めることができる。
【００６０】
例えば、図１に示したような育成空間９に照明装置９０を設け、その照明装置９０の点灯及び消灯を制御することができる。育成空間９では、備えられた土壌に植物を植えて育成することができる。照明装置９０に用いる光源は特に限定されず、例えば、ＬＥＤ、電球、エレクトロルミネセンス（ＥＬ）等が挙げられる。光源の種類は、対象とする植物等に応じて選択することができる。また、照明装置９０は太陽光等の自然光を利用するものであってもよく、そのような場合には、遮光や減光が可能なカーテン、ブラインド、シャッター、戸等を備え、それらの開閉等を制御するようにすることができる。
【００６１】
照明装置９０を制御するために、予め前記極大情報生成機能３及び／又は前記極小情報生成機能４によって、制御情報を作成する。そして、その制御情報に基づいて、照明装置９０の点灯及び消灯を制御する。
このために、環境制御プログラム１０には、例えば、制御情報において無効（又は有効）とされた極大時刻又は極小時刻には照明を点灯させ、制御情報において有効（又は無効）とされた極大時刻又は極小時刻には照明を消灯させる照明制御機能６を備えることができる。照明制御機能６は、制御情報を作成するためのコンピュータとは別途に設けられたコンピュータ、コントローラ等において実行されるようにしてもよい。
【００６２】
上記のような照明制御機能６を備えれば、照明の点灯又は消灯を行った重力加速度の極小値又は極大値の時刻の、次の極大値又は極小値となる時刻に、消灯又は点灯を行うようにすることができる。すなわち、極大情報生成機能３により無効（又は有効）とされた重力加速度の極大時刻から直後の極小時刻までを点灯して明期としたり、消灯して暗期としたりすることができる。また、極小情報生成機能４により有効（又は無効）とされた重力加速度の極小時刻から直後の極大時刻までを点灯して明期としたり、消灯して暗期としたりすることができる。これら制御により、目的とする植物育成に適した育成環境を得ることができる。
【００６３】
明暗サイクルにおける明期と暗期の各期間は重力加速度の周期だけでなく、重力加速度の経時変化、概日リズム、育成する植物の種類等に応じて、適宜調整することができる。例えば、明暗サイクルは、明期を０〜２４時間（好ましくは１２〜２０時間、更には１２〜１６時間）とし、暗期を０〜２４時間（好ましくは４〜１２時間、更には８〜１２時間）とすることができる。
尚、上記において、０〜１５００ルクスの照度範囲を暗所（暗条件）とし、１５００ルクスを超える範囲の照度範囲を明所（明条件）とすることができる。この暗条件は、陽性植物の光補償点における光強度を参考としたものである（参考文献；Taiz and Zeiger, Plant Physiology Third Edition、発行年；２００２年、該当頁；１７８頁）。
【００６４】
育成を行う植物の種類は特に限定されない。対象とする植物として、例えば、被子植物、裸子植物、シダ植物、コケ植物及び真菌植物等を挙げることができる。
上記被子植物としては、双子葉類であってもよいし、単子葉類であってもよい。被子植物のなかでも、繊維の採取が可能なものや、野菜（果菜類、葉菜類、茎菜類、根菜類、花菜類）が好ましい。繊維の採取が可能なものとしては、例えば、ケナフ、ヘンプ、ジュート麻、ラミー、亜麻（フラックス）、マニラ麻、サイザル麻、雁皮、三椏、楮、バナナ、パイナップル、クラウア、ココヤシ、トウモロコシ、サトウキビ、バガス、ヤシ、パピルス、葦、エスパルト、サバイグラス、麦、稲、竹、綿花、カポック等が挙げられる。更には、ポプラ、ブナ、カバ、柳、楓等の広葉樹が挙げられる。これらのなかでも、靭皮植物、即ち、ケナフ、ヘンプ、ジュート麻、ラミー、亜麻が好適である。
【００６５】
上記野菜としては、例えば、アオイ目［アオイ科（例えば、オクラ等）、シナノキ科（例えば、モロヘイヤ等）］、スイレン目［スイレン科（例えば、はす等）］、スミレ目［ウリ科（例えば、きゅうり、すいか、メロン等）］、セリ目［ウコギ科（例えば、うど等）、セリ科（例えば、あしたば、セロリ、パセリ、みつば等）］、ナデシコ目［アカザ科（例えば、ほうれんそう等）］、バラ目［バラ科（例えば、いちご等）］、フウチョウソウ目［アブラナ科（例えば、かぶ、カリフラワー、チンゲンサイ、はつかだいこん、はくさい等）］、マメ目［マメ科（例えば、あずき、えんどう、だいず、らっかせい等）］、ムクロジ目［ミカン科（例えば、さんしょう等）］、キク目［キク科（例えば、きく、ごぼう、ふき、レタス等）］、ゴマノハグサ目［ゴマ科（例えば、ごま等）］、シソ目［シソ科（例えば、しそ、バジル、ペパーミント等）］、ナス目［ナス科（例えば、ししとうがらし、じゃがいも、トマト、なす、ピーマン等）、ヒルガオ科（例えば、さつまいも等）］、オモダカ目［オモダカ科（例えば、くわい等）］、カヤツリグサ目［イネ科（例えば、とうもろこし等）］、サトイモ目［サトイモ科（例えば、こんにゃく、さといも等）］、ショウガ目［ショウガ科（例えば、しょうが、みょうが等）］、ユリ目［アヤメ科（例えば、サフラン等）、ヤマノイモ科（例えば、ながいも等）、ユリ科（例えば、アスパラガス、たまねぎ、にら等）］等に属するものが挙げられる。
【００６６】
上記裸子植物としては、繊維としての採取が可能なものが好ましい。例えば、スギ、ヒノキ、トウヒ、モミ、マツ、カラマツ等の針葉樹が挙げられる。
また、上記シダ植物としては、野菜が好ましい。具体的には、シダ目［ウラボシ科（例えば、わらび等）、ゼンマイ科（例えば、ぜんまい等）］、トクサ目［トクサ科（例えば、つくし等）］等に属するものが挙げられる。
また、上記真菌植物としては、野菜が好ましい。具体的には、キクラゲ目［キクラゲ科（例えば、きくらげ等）］、ハラタケ目［キシメジ科（例えば、えのきたけ、しいたけ、まつたけ等）、ハラタケ科（例えば、マッシュルーム等）、モエギタケ科（例えば、なめこ等）］等に属するものが挙げられる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明の環境制御プログラムによれば、起潮力の変動に応じて、植物の生育環境等の環境を制御することができる。特別な設備を必要とせず、容易に把握が可能な重力加速度を利用することにより、栽培期間を短縮して植物の生産性を高めたり、バイオマスの増産をしたり、植物の成分の改良をしたりすることが可能になる。そのため、園芸、農業及び林業等の様々な分野において幅広く利用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１；極値時刻検出機能、２；変化量算出機能、３；極大情報生成機能、４；極小情報生成機能、５；重力加速度取得機能、６；照明制御機能、
１０；環境制御プログラム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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