(57)【要約】品種栽培システムは、複数のチャンバを備えてもよい。各チャンバは、床部と、壁部と、天井部とを含む。該チャンバはまた、複数の品種を育成する。該チャンバはまた、その内部の光、温度、湿度、葉温、蒸気圧不足、二酸化炭素に加え、生育培地温度、酸素、pH値、不純物総溶解度、電気導電率、栄養素並びに該チャンバの天井部の方から光を供給する照明エレメントのモニタリングを行うセンサを含む。該チャンバはまた、該チャンバの床部の方から空気を供給する空気供給部と、品種に栄養素及び水を供給する栄養供給部とを含む。該チャンバはまた、照明エレメント、空気供給部及び栄養素供給部を制御する1つ以上の制御システムを含むことができ、1つ以上の該制御システムには、センサからの情報及び所定成長レシピが組み込まれることを特徴とする。複数の該チャンバのうち第1チャンバの1つ以上の該制御システムは、第1所定成長レシピに基づいて制御を行うことができ、複数の該チャンバのうち第2チャンバの1つ以上の該制御システムは、第2所定成長レシピに基づいて制御を行う。
2021533737.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各チャンバが、
底部、壁部及び天井部と、
複数品種の支持体と、
チャンバ内の光、温度、湿度、二酸化炭素及び栄養素をモニタリングするセンサと、
チャンバの天井部の方から光を供給する照明エレメントと、
チャンバの底部の方から空気を供給する空気供給部と、
品種に栄養素と水を供給する栄養素供給部と、
前記照明エレメント、前記空気供給部及び前記栄養素供給部を制御する1つ以上の制御システム、とを備え、
1つ以上の制御システムには、センサからの情報と、所定の成長レシピが組み込まれ、
複数のチャンバのうち第1チャンバの1つ以上の制御システムは、第1所定成長レシピに基づいて制御を行い、複数のチャンバのうち第2チャンバの1つ以上の制御システムは、第2所定成長レシピに基づいて制御を行うことを特徴とする、
複数のチャンバからなる品種栽培システム。
【請求項２】
前記複数のチャンバは、前記品種の平均成長サイクル日数がある場合、少なくとも該日数の数のチャンバからなることを特徴とする、請求項1に記載の品種栽培システム。
【請求項３】
前記第2チャンバの品種が、前記第1チャンバとは予想収穫日が異なることを特徴とする、請求項1に記載の品種栽培システム。
【請求項４】
前記照明エレメントがLEDを含み、該LEDの照度及びスペクトルが、前記1つ以上の制御システムにより制御されることを特徴とする、請求項1に記載の品種栽培システム。
【請求項５】
前記空気供給部が、前記空気の加熱又は冷却、及び前記空気の加湿又は除湿を行う空調を備えることを特徴とする、請求項1に記載の品種栽培システム。
【請求項６】
前記空気供給部が、前記チャンバの床部の方から上方に空気を送ることにより前記チャンバ内に空気を分配するディフューザをさらに備えることを特徴とする、請求項5に記載の品種栽培システム。
【請求項７】
複数のスキッドをさらに備え、各スキッドは、複数のチャンバのチャンバ内において交換可能であり、複数のスキッドの各々は、品種を育成し、品種を収穫するために撤去可能な、請求項1に記載の品種栽培システム。
【請求項８】
較正スキッドをさらに備え、該スキッドは、チャンバの温度、光、湿度、二酸化炭素及び栄養素をモニタリングする1つ以上のセンサを備える、請求項7に記載の品種栽培システム。
【請求項９】
二酸化炭素、湿度、温度、光及び栄養素の初期条件で第1チャンバを開始するステップと、
第1チャンバに品種を配置するステップと、
該チャンバ内の光、温度、湿度、二酸化炭素及び栄養素のモニタリングを行うステップと、
第1チャンバ内の品種への光の放射、第1チャンバ内の空気の温度、湿度及び二酸化炭素、及び第1チャンバ内の品種に供給される栄養素、の制御を行うステップと、
センサから得た情報及び所定の成長レシピに基づき、開始、モニタリング及び制御を行うステップからなる、
品種栽培方法。
【請求項１０】
さらに複数のチャンバの開始、モニタリング及び制御を行うステップを含み、複数のチャンバのチャンバ数が、少なくとも品種の平均成長サイクルの日数である、請求項9に記載の品種栽培方法。
【請求項１１】
前記複数のチャンバのうちの少なくとも第2チャンバの予想収穫日が、前記第1チャンバの予想収穫日とは異なることを特徴とする、請求項10に記載の品種栽培方法。
【請求項１２】
前記品種への光の放射を含む前記第1チャンバの制御が、LEDの照度及びスペクトルの制御を含む、請求項9に記載の品種栽培方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、密閉チャンバの配列（アレイ）を使用して品種を栽培するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
工業用の品種栽培は、屋内で行ってもよい。植物の屋内栽培は、その成長促進を図るため、通常、栄養素や光を植物に供給する必要がある。
【０００３】
既存システムにおいては、植物を、種子やクローンから栽培し、収穫することができる。屋内栽培の場合であっても、作物をモニタリングし収穫するにはかなりの手間が必要となることがある。
【０００４】
したがって、より効率的な屋内栽培システムの提供が望まれる。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
例示として本開示の実施形態のみを示す図面において、同一の参照符号は、複数の図面にわたり同様のアイテムを示す。
【０００６】
【図１】チャンバの断面透視図である。
【０００７】
【図２】1つのチャンバを強調表示した、チャンバの単一の配列の斜視図である。
【０００８】
【図３】チャンバの複数の配列の斜視図である。
【０００９】
【図４】チャンバの概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
説明されるシステム及び方法は、一般に、チャンバの配列における品種栽培に関する。品種は、任意の植物、特に商業目的や工業目的で栽培される植物がよい。一例として、レタスや大麻が挙げられる。
【００１１】
各チャンバは、以下に詳述するとおり、通常それぞれ独立式であり、植物の成長特性を、他のチャンバの特性とは別個に又はほぼ別個に、モニタリング及び制御を行うことが可能である。
【００１２】
栽培システムの一部として、一連のチャンバ又は単一のチャンバの配列を使用するのが望ましい。別個のチャンバには、異なる成長段階にある品種を入れることができる。別個のチャンバを、品種の成長サイクルの各日に使用することができる。品種がX日後に種子又はクローンから収穫可能な状態にまで成長する場合、X個のチャンバを使用すればよい。このようにして、毎日、1つのチャンバに植物を植えたり、クローンを作成したりすることができ、さらに、毎日、1つのチャンバから収穫することができる。
【００１３】
全作物が成熟し、ほぼ同時に収穫できるようになるシステムとは異なり、該システムにおいては、任意の時点において、作物の一部のみが収穫可能となる。これにより、自動化されているか、手作業であるかを問わず、作物の収穫に要する処理能力量が減少する。例えば、作物の収穫に必要な労力は、1日当たり1つのチャンバの収穫に要する労力だけである。同様の利点は、植え付け、クローニング又はトリミングなどの、他の栽培プロセス段階においてもみられる。
【００１４】
成長サイクルの各日につき1つのチャンバを用いるよう記載しているが、成長サイクルの各日に複数のチャンバ（2、3のチャンバ）がある場合は、該システムの変形を使用することができる。あるいは、成長サイクル内で2日に1つのチャンバを用いるなど、チャンバの数は成長サイクルの日数より少なくてもよい。この代替例においては、チャンバは毎日収穫を行わなくとも、例えば2日毎に収穫すればよい。
【００１５】
各チャンバは、一般に立方体であってもよいし、直方体であってもよい。チャンバ10は、各品種がチャンバ内で成長することができるよう、チャンバ内に格子状に配列するなどして複数の品種15を入れることができる。チャンバ内の品種の数は、とりわけ収穫時の品種のサイズ、光及び栄養素を供給し、老廃物を除去するチャンバの能力、並びにチャンバのサイズにより異なる。大麻を用いた実施形態では、チャンバ内に大麻を6インチ間隔で配置してもよい。一実施形態においては、各チャンバは、縦横高さが各4フィートである。
チャンバ
【００１６】
図1を参照すると、チャンバ10には、64の品種15（例えば、植物を8×8で配置する。）を入れることができるが、その数は、これより多くても少なくてもよい。品種は、チャンバ内の取り外し可能なスキッド12上に配置し、収穫時に植物をチャンバから容易に取り出せるようにすることができる。実施形態において、スキッド12は、自動的に、又はフォークリフト、リフトトラック若しくはコンベアを用いて手動で操作することができる。スキッド12は、ホイール又はスライド式プレートなどの上に載せて、チャンバ10の底部14に載置してもよく、又は壁部50又は底部14に取り付けたブラケットで支持してもよい。
【００１７】
チャンバは、1つ以上の開口壁又はドアをつけて、スキッドをチャンバの側部から取り出せるようにすることができる。また、壁の開口部は、清掃、較正又は修理行う際にチャンバへのアクセスを容易なものとすることができる。
【００１８】
構成スキッド又は較正トレイを使用して、チャンバの試験又は設定を行うことができる。構成スキッドは、品種の代わりにチャンバ内に配置してもよい。構成スキッド上のセンサは、チャンバのセンサが特性を正確に検出していること、及び制御システムが、所望のパラメータ内でチャンバを稼働させていることを確認するチャンバの試験レシピ中などに、チャンバの光、二酸化炭素、酸素、温度、湿度、葉温、蒸気圧不足、土壌又は他の生育培地温度、生育培地酸素、水及び／又は生育培地pH値、不純物総溶解度（TDS）、電気伝導率その他特性を検出することができる。構成スキッドのセンサ測定値をモニタリングして、チャンバの調整に使用することができ、又は該測定値に基づき、チャンバを交換又は修理することもできる。
【００１９】
チャンバ10は、積み重ねたり、隣り合わせに配置してもよい。チャンバは、相互に連結して構造体を形成し、チャンバの集合体を移動したり、チャンバを集合体として扱ったり、チャンバが倒れないようにすることができる。また、チャンバを相互に結合して、電力、栄養源、水、空気、二酸化炭素、酸素などの資源を共有したり、排気及び貧栄養水などの老廃物を排出することもできる。チャンバはまた、センサ、ライト及びチャンバ制御システムへの給電及び通信を行うための電気的制御接続を有してもよい。制御システムは、無線（Wi-FiやBluetoothなど）又は有線（Ethernetなど）といった通信ネットワークを介して、中央制御システムその他制御システムと通信することができる。
【００２０】
チャンバは、材料及び制御信号を供給するための一貫性あるインターフェースを含むことができ、これにより、より大きなチャンバ集合体内において、各チャンバの撤去及び交換が可能となる。
【００２１】
図2を参照すると、チャンバ10は、8つの集合体として配置しチャンバの列を形成してもよく、8つの列で、チャンバの配列20を形成してもよい。これよりも大きい又は小さい列や配列を形成することができる。サイズは、システムに応じた物理的空間、品種の育成特性及び所有者のニーズにより異なる。図3を参照すると、複数の配列15を使用することができる。成長期から収穫までの成長サイクルが平均64日である大麻については特に、64個のチャンバからなる配列を形成するのが望ましい。その他の品種については、配列あたりのチャンバ数はもっと少なくともよい。例えば、成長サイクルが平均35日のレタスでは、35個のチャンバを使用して、毎日1つのチャンバから収穫することができる。
【００２２】
図4を参照すると、チャンバ10には、複数の品種15を入れることができる。品種15は、ポット、ホルダー又はチャンバ内で植物を支えるその他手段に配置することができる。根には、例えば、水耕手段などにより、土壌又はその他生育培地や栄養溶液に浸漬するなどして、栄養素を供給することができる。
栄養素の供給
【００２３】
栄養素供給部25は、例えば、品種に栄養溶液を供給する際に、各植物に別個に溶液を与えることができる。あるいは、品種は、共通リザーバ及び共通リザーバに供給される栄養溶液を共有することができる。バルブを使用して、品種への栄養素及び水の流れを一括して又は個別に制御することができる。チャンバの栄養素モニタリング制御システム27は、1つ以上のセンサを用いて、品種に与える栄養素、溶液及び水の量をモニタリングすることができる。栄養素モニタリング制御システム27は、1つ又はそれ以上のバルブを開くなどして、溶液に添加する栄養素の濃度、水に添加する溶液の量又はその他の調整を行い、品種に与える栄養素の量及び種類を制御してもよい。栄養素供給部25は、水、1つ以上の栄養素及び／又は予め混合された栄養溶液用の別個の水の供給部を備えることができる。
【００２４】
1つ以上の共通の栄養素供給部を使用して、複数のチャンバに栄養素を供給することができる。ソレノイドバルブなどのバルブを使用して、特定のチャンバへの栄養素の供給を制御することができる。1つ以上の供給源のある栄養素は、品種に直接供給してもよく、又はチャンバで水と混合したり、複数のチャンバにこれを供給してもよい。栄養素供給部には2種類あり、1つは品種の成長段階に、もう1つは品種の開花段階に適している。当該2種類の栄養素供給部を有する栄養素モニタリング制御システム27は、成長段階に応じて、これら供給部のいずれか又は双方を選択して、品種に供給を行うことができる。
【００２５】
栄養素モニタリング制御システム27はまた、品種のポットのうちの1つ以上にセンサを使用するなどして、チャンバ内の生育培地湿度、生育培地温度、pH値、酸素濃度及び電気伝導度（EC）をモニタリングすることができる。水耕栽培用のチャンバについては、センサが水耕栽培システムの作動状況をモニタリングすることができる。
空気の供給
【００２６】
チャンバは、入力空気を受け入れるための空気入力部30を有してもよい。空気は、チャンバ内に導入する前に、HVACシステムにより加熱や冷却するなど、予備調整してもよい。あるいは、チャンバは、流入空気を適切な温度及び質に調整する処理部を備えてもよい。例えば、二酸化炭素及び酸素濃度を調整して、チャンバに入る空気の二酸化炭素及び酸素を適切な濃度にするとよい。チャンバは、温度が15〜35度、相対湿度が30〜70％、及び二酸化炭素が350ppm〜4000ppmとなるようモニタリングし、制御することができるのが望ましい。チャンバ内で栽培を所望する品種によっては、これより低い数値でもよい。
【００２７】
チャンバで空調を行う場合、チャンバは、酸素及び二酸化炭素を受け取ることができ、空気モニタリング制御部35は、必要に応じて酸素及び二酸化炭素を追加する。空気モニタリング制御部は、チャンバ内の酸素及び二酸化炭素の濃度、並びに任意の流入空気中の濃度を検出するセンサを備えてもよい。空気モニタリング制御部は、酸素及び二酸化炭素の濃度の現在の値を比較して、流入空気に必要となる調整内容を決定し、チャンバ内の二酸化炭素及び酸素の濃度をシステムが定める水準に維持し又は調整することができる。空気モニタリング制御部は、同様に、流入空気中の湿度水準をモニタリングし、調整することができる。
【００２８】
空気は、チャンバの内側又は外側にある空調コイル及び／又はコンプレッサを使用するなど、空気の加熱又は冷却のうちいずれか又は双方を行い調整することができる。除湿器を使用して、チャンバに導入する前に、流入空気の湿度を下げてもよい。複数のチャンバで空調及び除湿器を共有して効率化を図り、コストを削減することができる。例えば、空調設備を、8つのチャンバなど複数のチャンバ間で共有してもよい。より大型のシステムでは、複数の空調設備を使用することができる。上述のように、空調設備は、1つ以上のチャンバに導入される空気の温度、湿度、酸素濃度及び二酸化炭素濃度のうちの1つ以上をモニタリングし、制御することができる。
【００２９】
空気モニタリング制御部35により調整される空気を含む、チャンバ内に導入される空気は、ファンなどにより加圧して利用してもよい。空気は、品種の葉の下を通ってチャンバに入り、チャンバ全体にわたり葉を通って上方に流れるようにする。空気は、1つ以上の通気口又は植物の下のディフューザを通って、チャンバ全体に均等に分配するのが好ましい。
【００３０】
チャンバの底部全体は、ディフューザパネル又はディフューザパネル一式で覆い、これらパネルの下に、大気圧よりも高圧のガスを含むプレナム又はエンクロージャを形成してもよい。加圧・調整した空気をプレナムに供給し、次いで、ディフューザパネルは、調整した空気を穴からチャンバの底部に分配することができる。チャンバに入る外部汚染物質を低減するため、チャンバ内の空気圧は、大気圧より高く保つとよい。
【００３１】
ディフューザパネルは、金属、木材、プラスチック又は複合材など、チャンバの構造要件及び品種の根を支える方法に見合った任意の材料で構成してもよい。パネルは、防水性が要求されることがある。パネルは、鉢植え植物、水耕管若しくはトラフといった形態、又はその他栽培法における荷重を支持することが要求されることがある。パネルの厚さは、チャンバの仕様により、又は選択した材料により決定する。ディフューザパネルは、チャンバの壁部の支持ブラケット上に、又は、より大きなパネルを底部から支持するためにスタンドオフ及びボルトを使用して取り付けることができる。
【００３２】
ディフューザパネルは、チャンバの仕様により定める曲げその他パラメータに対して剛性、強度又は抵抗を与える形状に加工又は形成してもよい。
【００３３】
ディフューザパネルには、複数の穴、スロットその他形状の切り抜き穴を穿孔してもよい。穴やスロットの数、サイズ、寸法及び間隔は、栽培する品種のサイズ及び間隔により定めてもよい。例えば、6インチの植物ポットを共通して使用するシステムは、6インチの格子状の穴又はスロットを要することがあり、8インチのポットは、8インチの格子状の穴を有することがある。穴は、各ポット、トラフ、チューブ、又はその他植物やその根を支持する方法が格子状に配置される箇所の両側に設け、植物全面に空気が流れるようにしてもよい。ディフューザパネルは交換可能なものとし、チャンバ内で異なる品種を栽培する場合、又はポットをトレイに交換したり、水耕装置に交換するなど異なる栽培方法を用いる場合に、取り外して異なるディフューザパネルと交換することができるようにしてもよい。
【００３４】
穴又はスロットの大きさは、空気の流れ条件及びシステムの圧力仕様により決定する。パネルの各穴のサイズは、吸気量の総面積を必要な穴の数で割って求める。
【００３５】
この空気の動きにより、淀んだ空気、つまり植物の周りの動きのない空気の量を減少することができる。淀んだ大気により、カビが発生する可能性が高くなり、植物の光合成能や二酸化炭素と酸素の交換能力が低下するなどの問題が生じ得る。空気が品種の葉を通過することにより、品種が動き、植物を強化し、植物を支える必要性が低下し得る。また、空気が動くと、植物の葉付近の湿気や酸素の滞留を低減することができる。
【００３６】
チャンバ内の空隙量は、一般にチャンバの大きさに比例する。いくつかの実施形態では、チャンバ全体により一貫性の高いパラメータを提供するため、又は複数の光レシピを作成するために、チャンバを複数の別個の区画に分割してもよい。1つ以上の区画には、1つ以上のファン、送風装置その他低圧コンプレッサから調整した空気を供給することができる。空隙には、1つ以上の入口、パイプ、ダクトその他の種類の空気処理システムにより、空気を供給してもよい。
【００３７】
空気流、対気速度及び空気量は、特定の品種に必要な除湿及び温度水準により定めればよい。
【００３８】
空気は、1つ以上の空気出口40を通りチャンバから排出してもよい。空気出口は、品種の葉の高さより上のチャンバ10の天井部44付近にあるのが望ましい。空気は、出口40に到達する前に1つ以上の照明エレメント45付近を通過することができる。空気は、1つ以上の照明エレメント付近を通過し、照明エレメントが生成する過剰な熱を吸収することができる。空気は、チャンバ10から出る前に、その上部の出口42を通過してもよい。
【００３９】
チャンバ10は、入口及び出口以外は通常密閉し、チャンバの汚染リスクを低減する。壁、天井及び底の縁部やパネルの接合部は、温度、湿度や二酸化炭素及び酸素の制御、空気、水又は害虫の侵入防止、臭気の防止、病原菌安全管理などの様々な理由により目張りをすることがある。チャンバは、空気中の粒子数を減少させるため気密封止することもできる。チャンバは、独立式かつ交換可能とし、損傷、部品の破損又は汚染が生じた場合に、大きな列又は配列内の1つのチャンバを撤去して交換できるようにしてもよい。各チャンバが交換可能であれば、作物全体の損失リスクが低減し、品種栽培の休止時間も低減する。
照明エレメント
【００４０】
照明エレメント（照明部）45は、チャンバ内部に光を供給し、この光を品種が受ける。チャンバの内部、特にチャンバ10の側壁50の内側は反射してもよく、照明エレメント45が放射する光は側壁に衝突し、品種に向かって反射される。壁には、研磨蒸着アルミニウムを使用することができ、その反射率は通常95％である。このように、品種が、照明エレメントより放射される光の大部分又は好ましくは全てを吸収できるようにするとよい。このような反射性により、チャンバの効率を向上させることができる。
【００４１】
照明エレメント45は、LEDその他発光エレメントであることが好ましい。照明エレメントは、好ましくは、発光の強度及び周波数又はスペクトルを管理できるように制御可能であることが好ましい。照明エレメントは、照明の点灯及び消灯、並びに照度及び周波数の調節を行うことのできるチャンバ内の照明制御部47により制御することができる。照明エレメントは、ほとんど熱を発しないことが好ましく、特に品種が成長し、照明エレメント45付近にある場合は、チャンバの温度又は品種にあまり影響を与えない。スペクトルは、品種及び品種の成長段階に適した混合波長を発することができるよう制御可能であることが好ましい。
【００４２】
光の周波数は、植物の遺伝子発現に影響を及ぼし、これにより、植物の成長、味その他特性に影響が及ぶことがある。
【００４３】
照明エレメントは、0.001％以内の照度の狭帯域制御部で、285〜950nmの周波数の光を生成することができるのが好ましい。照明エレメントの照度は、サポート対象の全周波数にわたり、迅速（すなわち、制御信号への迅速な応答）に、かつ、1日24時間制御可能なことが好ましい。
【００４４】
照明エレメントは、プリント回路基板（PCB）や、PCBと導電性パネルとの組み合わせであるパネル55に取り付けることができる。パネルはまた、任意の照明エレメント用ドライバを支持することができる。導電性パネルは、アルミニウムなどの金属で作成してもよい。パネルには、照明エレメント付近のパネルを貫通する複数の穴57があってもよい。パネルには、表面積を増加させるためにフィンその他部品を追加してもよく、これにより、パネルは、照明エレメント及び任意のドライバから熱を除去するための放熱板として作用する。チャンバからの空気は、穿孔穴57を通り、パネルの横を通過することができる。照明エレメント及びドライバが取り付けられたパネルは、薄く、1／4インチ未満であることが好ましい。穴は、通過する空気の層流を可能とする大きさであることが好ましい。照明エレメント及びパネルからの熱は空気に伝わり、照明エレメント及びパネルを冷却する。次いで、空気は、出口チャネル42及び出口40を通過する。次いで、空気は、外部環境に放出されるか、又は別の箇所に述べるとおり、空気を冷却又は加熱し、酸素及び二酸化炭素の調整を行うなどして再処理を行った上、再循環させてもよい。空気の再循環を行う場合、微粒子や臭気も処理し又は除去することができる。
【００４５】
空気を循環させて照明要素を冷却し、LEDを使用することにより、44度以下の冷温で照明エレメントの作動を可能としてもよい。照明エレメントの作動温度を低下させると、品種を照明エレメントのより近くで栽培することができる。これにより、所与のサイズの植物に使用するチャンバのサイズを小さくすることができ、あるいは、所与のサイズのチャンバ内でより大きな植物の栽培が可能となる。動作温度を低下させることで、部品、特に照明エレメントの耐用年数をのばすことができる。
制御システム
【００４６】
個々のチャンバ又は複数のチャンバのいずれかに関連する制御システムは、チャンバ内の空気の組成（酸素及び二酸化炭素濃度など）、空気流、光スペクトル及び光サイクル、チャンバ内の空気の温度及び湿度、並びに品種に供給される栄養素を制御することができる。制御システムは、空気モニタリング制御部、栄養素モニタリング制御システム27、及び上記の照明制御部を備えることができる。制御システムは、これらの各パラメータを、各チャンバにおいてリアルタイム又はほぼリアルタイムで制御することができる。
【００４７】
制御システムは、各チャンバ内に配置するか、又は各チャンバに関連付けてもよい。あるいは、又はさらに、列や配列など複数のチャンバを制御システムにより制御してもよい。いずれの場合も、制御通信システムは、各チャンバ又はチャンバの集合体の制御システムと中央制御装置との間の通信を可能とする。制御システムは、有線、無線又はこれらを組み合わせて、チャンバのセンサ、各チャンバ又はチャンバの集合体の制御システムと中央制御装置との間の双方向通信を可能としてもよい。通信システムは分散させてもよい。チャンバ又は中央制御装置のうちの1つ以上は、遠隔にあってもよい。中央制御装置、又は1つ以上の制御装置は、クラウドベースであってもよい。
【００４８】
制御装置は、各配列、列、チャンバ及びプラントのモニタリング及び報告を行うことができる。例えば、制御装置は、植付け又はクローニング以降の日数を基に、次に収穫を行うチャンバを知らせることができる。制御装置は、新たな品種の植付け又はクローニングのタイミングを追跡し、チャンバが出荷に合わせて適切なタイミングで収穫を迎えられるように、又は休日労働を避けるような予定を組むことができるようにする。
【００４９】
チャンバの制御に加え、中央制御装置は、物理的アクセス、セキュリティ、暖房・換気・空調、電気、非常時、遠隔通知その他設備の状況についても制御することができる。
【００５０】
制御装置は、各チャンバに関連する各センサからのセンサ値を収集し、記憶することができる。これには、温度、湿度、二酸化炭素及び酸素濃度、光の放射、栄養データ、水消費量、生育培地条件（pH、温度、酸素、TDS及びECレベル）並びに植物の重量が含まれる。各チャンバについて、多重化のため、及びチャンバ内の異なる位置で値を測定するため、複数のセンサを使用してもよい。静止画像又は動画は、チャンバ内のカメラから可視光及び／又は非可視光で取り込むことができる。画像の捕捉は、照明システムと連携して行うことができるため、シングルフィルター付きカメラを用いて様々なスペクトルの異なる成長特徴を調べられるよう、異なるスペクトルの光を放射しながら画像を捕捉することができる。画像又は動画は、後日行うモニタリングのために記録してもよく、又は植物の色をモニタリングするなどして、レシピの検査又は修正を要する異常な成長を検出するために制御システムがこれを使用してもよい。
【００５１】
チャンバは、品種の成長を促進させるために、規定された一連の指示及びレシピに従うように制御することができる。レシピは、温度、空気の条件、栄養水準、及び時間とともに変化し得る照明特性を含み得る。レシピは、その特性を達成するようにチャンバからの出入りを調整するため、上記の制御システムに補助されてもよい。
【００５２】
制御システムは、複数のチャンバが、同時に若しくは連続的に又は同時かつ連続的に同じ特性を有するよう再現可能な方法でレシピに従うとよい。このようにして、品種の栽培結果は、再現性があり、かつ、統一化されていることが好ましい。大麻産業の場合を含め、品種の収穫量が予測可能なことが望ましい。収穫量及び栽培時間を予測できると、生産能力、発送予定及び量の予測もより正確に行うことができ、効率化につながる可能性がある。植物の化学的プロファイルが変動すると、製品の品質及びラベル表示に影響が及ぶ可能性がある。例えば、大麻では、重量、THC及びCBDなどの化合物の割合、臭気（テルペン）及び味（フラボノイド）は、複数の植物及び複数の収穫にわたり一貫性があることが望ましい特性である。他の品種の特性は、サイズ、葉の新鮮さ、味、量及び精油の割合などである。
【００５３】
品種の所望の成長特性や、異なる品種（異なる変種や種など）に応じて、又は異なる条件下で成長パターンの実験を行うため、異なるレシピをチャンバに適用することができる。
【００５４】
レシピは、品種をチャンバ内に配置することから開始してもよい。品種は、種子、小植物又はクローンを含み得る。レシピには、品種の当初二酸化炭素、湿度、温度、光及び栄養素が含まれることがある。
【００５５】
各チャンバ又は各配列内の成長サイクルは、品種が異なる時に収穫時期を迎えて、収穫に要する総労力が減少するように、ずらすことができる。また、チャンバは、異なるオン／オフサイクルを有する照明エレメントにより異なるサイクルにし、電気使用量の配分の均等化を図ってもよい。
【００５６】
レシピは、その再利用又は試験を行うことができるように、システムの操作者間で共有してもよい。チャンバは交換可能であること、また、レシピを別のチャンバに容易に適用することができるように、レシピの正確な再現が可能であることが望ましい。センサ値と植物特性を、制御システムのパラメータと共に記録して、レシピの変化を比較することができる。あるレシピが、他のレシピよりも優れていることがあり、これが、品種栽培の改善につながる場合がある。
【００５７】
例えば、第1チャンバでは、第1温度特性を使用し、第2チャンバでは、僅かに高い温度特性を用いることができる。チャンバの他のパラメータが同じである場合、温度の違いによる影響は、植物の成長期間及び収穫時に判断することができる。同様に、第1チャンバ内で第1種変形が育ち、第2チャンバ内で第2種変形が育った場合、各チャンバに同一のレシピを実施して、2つの変形の成長特性を直接比較することが可能となる。
【００５８】
品種栽培システムは、複数のチャンバを備えてもよい。各チャンバは、底部と、壁部と、天井部とを含む。チャンバはまた、複数の品種を育成する。チャンバは、その内部の光、温度、湿度、二酸化炭素及び栄養素をモニタリングするセンサ、及びチャンバの天井部の方から光を供給する照明エレメントも備える。また、チャンバは、その底部から空気を供給する空気供給部と、品種に栄養素及び水を供給する栄養素供給部とを有する。チャンバはまた、照明エレメント、空気の供給及び栄養素の供給を制御する1つ以上の制御システムを含むことができ、該1つ以上の制御システムには、センサから得た情報及び所定の成長レシピが組み込まれる。複数のチャンバのうち第1チャンバの1つ以上の制御システムは、第1の所定成長レシピに基づいて制御することができ、複数のチャンバのうち第2チャンバの1つ以上の制御システムは、第2の所定成長レシピに基づいて制御する。
【００５９】
本明細書において説明する処理のステップ及びステップの順序は、変更、修正及び／又は捕捉してもよく、それでも、所望の結果が達成される。本明細書全体を通して、「してもよい（may）」及び「することができる（can）」などの用語は同義で使用され、また、任意の特定の用語が使用されている場合は、請求対象事項又は本明細書に記載する実施形態を実施するにあたり、その範囲を限定するものとして又は実験を要するものとして解釈されるべきではない。さらに、本開示における1つの例又は実施形態について説明する様々な特徴及び翻案は、当業者が理解するとおり、本明細書において説明する他の例又は実施形態とともに使用することができる。
【００６０】
本特許文書の開示の一部には、著作権、意匠特許、工業意匠又は未登録意匠のうちの1つ以上の保護の対象である、又は対象となり得る情報が含まれている。権利所有者は、特許文書の複写又は特許開示により得た本特許明細書に記載のある情報が、特許商標庁の特許ファイル又は記録に記載されているとおり複製されることには異議はないものの、その他の場合はあらゆる権利を留保する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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