(57)【要約】  本発明の主題は、スマート授粉装置（１００）であるスマート授粉システムに関する。スマート授粉装置（１００）は、授粉のために、機械学習されかつ人工知能エンジンを使用する。スマート授粉装置（１００）は、グローバル通信システム（ＧＣＳ）に通信可能に接続されている。ＧＣＳおよびスマート授粉装置（１００）は、人工知能および機械学習の助けを借りて授粉傾向を管理する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人工授粉を実行するためのスマート授粉装置（１００）であって、
前記スマート授粉装置（１００）は、前記人工授粉のために機械学習されかつ人工知能を使用し、
前記スマート授粉装置（１００）は、
前記機械学習および前記人工知能に基づいて、前記人工授粉を開始するための理想的な条件を特定すると、ターゲットホストまで飛行し、
前記ターゲットホストから花粉を回収し、
前記ターゲットホストから回収した花粉を格納し、
前記機械学習および前記人工知能に基づいて、前記ターゲットホストの付近の受容部を特定し、かつ
前記受容部を特定すると、格納されている花粉を既定の量で特定された受容部に堆積するために、特定された受容部まで飛行するよう構成されていることを特徴とするスマート授粉装置（１００）。
【請求項２】
前記スマート授粉装置（１００）は、前記ターゲットホストを掴み、前記ターゲットホスト内で花粉を落とすよう振動を引き起こすためのロボットアーム（１１０）を備えることを特徴とする請求項１に記載のスマート授粉装置（１００）。
【請求項３】
前記スマート授粉装置（１００）は、前記ターゲットホストから花粉を回収するための吸引ユニット（１０２）を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスマート授粉装置（１００）。
【請求項４】
前記吸引ユニット（１０２）が、目標とする植物である前記ターゲットホストから花粉を回収するための吸込みポンプを備えることを特徴とする請求項３に記載のスマート授粉装置（１００）。
【請求項５】
前記スマート授粉装置（１００）は、回収された花粉の特性を維持すべく、回収された花粉を既定の制御された条件で格納するために、前記吸引ユニット（１０２）に接続される格納ユニット（１０４）を備えることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のスマート授粉装置（１００）。
【請求項６】
前記格納ユニット（１０４）は取り外し可能であることを特徴とする請求項５に記載のスマート授粉装置（１００）。
【請求項７】
前記格納ユニット（１０４）は、前記格納ユニット（１０４）内に格納される花粉のタイプを分析するための分析ユニットを備えることを特徴とする請求項６に記載のスマート授粉装置（１００）。
【請求項８】
前記スマート授粉装置（１００）は、格納された花粉を特定された受容部に正確に挿入するために、前記格納ユニット（１０４）に接続される挿入器（１０８）を備えることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のスマート授粉装置（１００）。
【請求項９】
前記スマート授粉装置（１００）は、複数の雌性生殖部分を有する特定された受容部上に格納された花粉をスプレーするために、前記格納ユニット（１０４）に接続されるスプレーユニット（１０６）を備えることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のスマート授粉装置（１００）。
【請求項１０】
前記スマート授粉装置（１００）は、前記ターゲットホストおよび前記受容部を特定するために既定のパラメータに基づいて広範囲の地理的景観画像を作成することを特徴とする請求項１に記載のスマート授粉装置（１００）。
【請求項１１】
前記スマート授粉装置（１００）は、植物の花のパターンをキャプチャして、キャプチャされたパターンに基づいて前記ターゲットホストおよび受容部を特定するために、複数のカメラ（１１２）を備えることを特徴とする請求項１に記載のスマート授粉装置（１００）。
【請求項１２】
前記スマート授粉装置（１００）は、無人航空機であることを特徴とする請求項１に記載のスマート授粉装置（１００）。
【請求項１３】
前記スマート授粉装置（１００）は、前記スマート授粉装置（１００）と通信するリモートソースによって制御されることを特徴とする請求項１に記載のスマート授粉装置（１００）。
【請求項１４】
前記スマート授粉装置（１００）は、自動制御されることを特徴とする請求項１に記載のスマート授粉装置（１００）。
【請求項１５】
前記スマート授粉装置（１００）は、前記スマート授粉装置（１００）に電力を供給する給電装置（１１４）を備えることを特徴とする請求項１に記載のスマート授粉装置（１００）。
【請求項１６】
前記給電装置（１１４）は、無線給電装置であることを特徴とする請求項１５に記載のスマート授粉装置（１００）。
【請求項１７】
請求項１から請求項１６のいずれか一項に記載のスマート授粉装置（１００）を使用して人工授粉を実施するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で説明される主題は、概して授粉の最適化に関し、とりわけ機械学習および人工知能を使用して授粉を最適化するためのスマート授粉システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
植物は授粉を介して繁殖することが知られている。授粉は、花粉などの遺伝物質が植物の間または植物の花の間でもしくは花自体の中で移行されるプロセスである。一般的に、授粉は花粉を手作業で移行させることによってまたは植物に授粉するハナバチを養育することによって管理され得る。ハナバチは花粉のキャリアとして働く。他の昆虫または動物もまた花粉のキャリアとして働く。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明の主題の一実施例は、人工授粉のために機械学習されかつ人工知能を使用するスマート授粉装置に関する。以下の詳細な説明は図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】本発明の主題の一実施例によるスマート授粉装置のブロック図である。
【図２】本発明の主題の一実施例による中央ネットワークシステムと通信するスマート授粉装置のブロック図である。
【図３】本発明の主題の一実施例によるスマート授粉装置の運用方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
一般的に、植物での授粉のプロセスはハナバチによって行われる。ハナバチは、遺伝物質、すなわち花粉のキャリアとして働くことによって植物に授粉する。花粉は、植物の雄性生殖器官から植物の雌性生殖器官へ移行され、それによって植物内での受精が可能となる。
【０００６】
ハナバチによる広範囲の農作物の授粉は大きな経済的意義を持つ。ハナバチは生態系の極めて重要な部分であり、人間が生きるために依存している多くの植物および農作物の授粉を担っている。ハナバチは、世界の食糧生産および栄養確保に関して重要な貢献者である。しかしながらハナバチの数は減少しており、世界的に農作物の授粉の減少が起こっている。植物に殺虫剤を使用することは、ハナバチの数の減少に関わる要因の１つである可能性がある。
【０００７】
世界的な農作物の授粉の減少の別の要因は、植物内での近交弱勢である可能性がある。一例では、近交弱勢はパパイヤや他の同様の植物に特に当てはまることがある。近交弱勢とは、近親交配または関連する個体の交配の結果として所定の集団における生物学的適応度が低下することであり、最終的には世界的に農作物の授粉が減少する。
【０００８】
ハナバチの数の減少は世界的な農作物の授粉の減少を引き起こす重要かつ主要な要因であるが、ハナバチなどの自然授粉の効率は常に予見できない要因である。ハナバチがどのように授粉するか、かつ授粉中にどのくらいの量の花粉が効果的に利用されるかについてハナバチは制御されないので、ハナバチによる授粉中に多くの花粉が無駄になる可能性がある。
【０００９】
このため、植物の効率的な人工授粉のために使用されるスマート授粉システムが提案される。スマート授粉システムは、スマート授粉装置である。
【００１０】
本発明の主題の一実施例では、スマート授粉装置は、人工授粉のために機械学習されかつ人工知能を使用する。スマート授粉装置は飛行ユニットである。一例において、スマート授粉装置は、中央ネットワークシステムに通信可能に接続される。一例において、中央ネットワークシステムは、グローバル通信システム（ＧＣＳ）であってもよい。ＧＣＳは人工知能（ＡＩ）エンジンの助けを借りて授粉の傾向を管理し、授粉を開始するための理想的な条件を特定すると、近くのスマート授粉装置に通知する。
【００１１】
稼働中、スマート授粉装置は、人工授粉を開始するための理想的な条件を特定すると、ターゲットホストまで飛行する。理想的な条件の特定は、機械学習および人工知能に基づく。ターゲットホストに到達すると、花粉はスマート授粉装置によってターゲットホストから回収され、そしてさらにターゲットホストから回収された花粉を格納する。さらに、ターゲットホストの付近の受容部は機械学習および人工知能に基づいて特定され、受容部が特定されると、スマート授粉装置は、格納された花粉を所定の量で特定された受容部に堆積するために、特定された受容部まで飛行する。花粉の堆積は、特定された受容部の適合性に応じて、噴霧、注入などによって行われてもよいが、これに限定されない。既定量の花粉を受容部に堆積し、かつその付近に他の受容部がないことが決定されると、余剰の花粉は、ＧＣＳから受け取った指示に従って格納倉庫に運ばれてもよい。スマート授粉装置は自動制御される。
【００１２】
理想的な条件では、ＧＣＳおよびスマート授粉装置は、ホスト、受容部、天候、季節の傾向、大気環境、土壌品質、および、回収された花粉を受け入れることができる近隣の適切な受容部までスマート授粉装置をガイドするかまたはアクティブ学習プロセスの一部として作成された授粉に必要な他の同様の適切な条件などの、広範囲に及ぶ知識ベースに依存しており、スマート授粉装置は、地勢を能動的にスキャンしながら飛行経路中の適切な受容部を見つけて、この情報をＧＣＳと共有し、ＧＣＳは、集められた情報を検証するＡＩエンジンに基づいて、格納された花粉を受容部へ堆積するために、スマート授粉装置に指示を出すことができる。
【００１３】
本発明の主題の一実施例では、受容部が特定された場合、予想される悪天候、土壌条件の悪さ、検出された過剰な殺虫剤、起こり得る戦争または行われる敵対的活動、またはそうした地域で予測される脅威などの他の影響要因を理由に、スマート授粉装置は、格納された花粉を堆積しないように指示される。そうした場合、格納された花粉は倉庫に運ばれ、適切な受容部が特定されるまで格納される。一例では、格納された花粉は、適切な受容部が利用可能となる別の地理に基づく場所に輸送される。
【００１４】
上述の実施形態で説明した主題は、当業者には明らかであるように、多くの方法で具体化することができる。例えば、スマート授粉装置の構成要素は、さまざまな形状およびサイズで作ることができる。
【００１５】
本発明の主題の上述の実施例を用いて、どのように、どこで、いつ、どのくらい多くの花粉を授粉する必要があるかを正確に決定することによって、授粉を最適化できる。スマート授粉装置は、授粉プロセスを植物の最も繁殖力がある段階で行うことができ、そのため、収穫物の品質を最大化させかつ高めることができる。本発明の主題のスマート授粉装置は、授粉プロセスを最適化しかつ多様性によって収穫量を増加させる完全に自律的な解決法を提供する。
【００１６】
本発明の主題のスマート授粉装置は、ハナバチの代替としてだけでなく、授粉プロセスを実行する他の昆虫および動物の代替としても使用され得る。一例では、本発明の主題のスマート授粉装置は非生物的授粉を実行する。
【００１７】
本発明の主題のこれらの利点および他の利点は、以下の説明では図１から図３に関連してより詳細に説明される。スマート授粉装置が実施されかつ使用される方法は、図１から図３に関連して詳細に説明される。
【００１８】
この説明は、本発明の主題の原理を単に例示することに留意されたい。したがって、当業者は、本明細書では明確に説明されていないが、本発明の主題の原理を具現化し、その範囲内に含まれる様々な構成を考案できることを理解されよう。さらに、本明細書に記載されているすべての例は、読者が本発明の主題の原理を理解するのを助けることのみを意図している。さらに、本発明の主題の原理、態様、および実装、ならびにその具体的な例を列挙する本明細書のすべての記述は、その同等物を包含するよう意図されている。
【００１９】
図１は、本発明の主題の一実施例による、人工授粉を実行するためのスマート授粉装置１００のブロック図を示す。スマート授粉装置１００は、最適化された授粉のために人工知能（ＡＩ）エンジンおよび機械学習を使用する。スマート授粉装置１００は飛行ユニットである。一例では、飛行ユニットは無人航空機（ＵＡＶ）である。スマート授粉装置１００は、図２に示される中央ネットワークシステム２００と通信可能に接続されている。一例では、中央ネットワークシステム２００は、グローバル通信システム（ＧＣＳ）であってもよい。
【００２０】
図１に戻ると、スマート授粉装置１００は、ターゲットホストを特定するために人工知能（ＡＩ）エンジンおよび機械学習を使用する。ターゲットホストは目標とする植物である。一例では、ターゲットホストの特定は、画像マッピング技術を使用して実行される。
【００２１】
スマート授粉装置１００は、ターゲットホストから花粉を回収するための吸引ユニット１０２を含む。花粉は花粉粒を指すことがある。一例では、スマート授粉装置１００は、ターゲットホストから花粉を回収または収穫するために複数の吸引ユニット１０２の組み合わせを含む。一例では、吸引ユニット１０２は、ターゲットホストから花粉を回収するための吸込みポンプを含む。
【００２２】
スマート授粉装置１００は、回収された花粉の特性を維持するために、事前に指定された制御された条件でホスト植物から回収または収穫されている花粉を安全に格納するための格納ユニット１０４を含む。格納ユニット１０４は、吸引ユニット１０２に接続されている。一例では、ホスト植物から回収または収穫される花粉を安全に格納できる複数の格納ユニット１０４が提供される。格納ユニット１０４は、汚染のない格納ユニットである。一例では、格納ユニット１０４は、計量ユニットおよび分析ユニットに接続されてもよい。ホスト植物から回収された花粉は、中央ネットワークシステム２００と共有される関連データを用いて、計量されかつタイプごとに分析されてもよい。
【００２３】
スマート授粉装置１００は、スマート授粉装置１００の飛行経路上で格納された花粉について適切な受容部が特定された場合に花粉を放出するようにプログラムされたＡＩエンジンを含む。本発明の主題の別の実施例では、スマート授粉装置１００は倉庫に戻ることができ、当該倉庫では、花粉の分析結果に応じて、花粉に必要な理想的な環境条件下で花粉を安全に格納しかつ維持できる。スマート授粉装置１００の格納ユニット１０４は取り外し可能である。格納ユニット１０４は取り外して、倉庫内の格納コンテナとして使用することができる。各倉庫は、変更可能な温度／環境制御ゾーンを有することができ、そのため同じ倉庫内にさまざまなタイプの花粉を格納するのに最適な条件が作り出される。
【００２４】
本発明の主題のさらに別の実施例では、保管された花粉は、倉庫から他の地理に基づいて配置された倉庫へ、鉄道、道路、水、または空気によって輸送することもできる。必要な解析が実行された場合、適切な受容部と環境条件とが特定されると、格納された花粉は、スマート授粉装置１００によって、またはスマート授粉装置１００の構造化無線認識ネットワーク（Structured Wireless-Aware Network：ｓｗａｍ）ネットワークによって授粉できる。環境条件の例として、好都合な季節、地理に基づく場所、およびより良好な農作物の生産量および品質につながる可能性のある他の要因が含まれ得るが、これに限定されない。
【００２５】
さらに、スマート授粉装置１００は、保管ユニット１０４に接続されたスプレーユニット１０６を含む。一例では、スマート授粉装置１００は、複数のスプレーユニット１０８の組み合わせを含んでもよい。一例では、スマート授粉装置１００は、必要な場合にスプレーユニットに転換できる複数の吸引ユニットの組み合わせを含む。一例では、スプレーユニット１０６は、複数の雌性生殖部分を有する受容部上に保管されていた花粉を堆積させるために使用されてもよい。一例では、スプレーユニット１０６は、複数の受容部上に花粉を堆積させるために使用されてもよい。受容部の必要な解析は、スマート授粉装置１００によってモニタリングされており、かつ受容部の必要な解析のモニタリングに基づいて、花粉は、受容部上にスプレーされてより高い精度で受容部に投入でき、そのため自然授粉プロセスと比較してより良好な収穫量がもたらされる。
【００２６】
本発明の主題の別の実施例では、スマート授粉装置１００は、機械学習および人工知能を使用して受容部に花粉を正確に挿入するために格納ユニット１０４に接続された挿入器１０８を含む。一例では、挿入器１０８は、マイクロピーラーであってもよい。受容部の必要な解析は、雌性生殖部分の正確な位置を特定するためにスマート授粉装置１００によってモニタリングされており、受容部の必要な解析のモニタリングに基づいて、挿入器１０８を用いて花粉を受容部の雌性生殖部分に正確に挿入することができ、それによって、自然授粉プロセスと比較してより良好な収穫量がもたらされる。
【００２７】
機械学習および人工知能を使用して受容部の生殖能力と適用可能な表面積とを決定でき、適切な量の花粉がスマート授粉装置１００によって投入され得る。花粉の投入は、機械学習および人工知能を使用するスマート授粉装置１００によって自動的に開始される。一例では、花粉の投入は、スマート授粉装置１００と通信する供給源によって実行されてもよい。別の例では、スマート授粉装置１００は、緊急事態においてスマート授粉装置１００を手動で制御できる手動自動制御解除装置のオプションを提供する。
【００２８】
さらに、スマート授粉装置１００は、ロボットアーム１１０を含む。スマート授粉装置１００によってターゲットホストを特定する場合、またはＧＣＳからターゲットホストに関する情報を受信した場合、スマート授粉装置１００はターゲットホストまで飛行し、次にロボットアーム１１０がターゲットホストを掴み、ターゲットホスト内に花粉を落すために振動を発生させる。続いて、花粉は保管ユニット１０４内に回収される。
【００２９】
スマート授粉装置１００は、植物の花のパターンをキャプチャするための複数のカメラ１１２を含んでおり、キャプチャされたパターンに基づいてターゲットホストおよび受容部を特定する。カメラ１１２は、超高解像度カメラ、サーマルカメラ、ナイトビジョンカメラ、Ｘ線ビジョンカメラ、画像認識カメラ、赤外線および紫外線カメラなどを含んでもよいが、これに限定されない。紫外線カメラは、ハナバチが行うのと同じ様式で、花のパターンを完全にキャプチャして、花蜜および花粉を見つけることができる。
【００３０】
本発明の主題の一実施例では、スマート授粉装置１００は給電装置１１６を含む。一例では、給電装置１１６は、ワイヤレス給電装置であってよい。ワイヤレス給電ユニットは、磁気、無線、超音波、音響、Ｌｉ−Ｆｉ、または他の手段を介して無線機能を有する。別の例では、給電装置１１６は、飛行ユニット１０２に電力を提供するための永続的なエネルギーシステムまたは交換可能なバッテリーまたはエネルギー保存システムであってもよい。さらに別の例では、給電装置１１６は、飛行ユニット１０２に給電するための太陽光または光起電発電システムであってもよい。
【００３１】
自動ワイヤレス電力充電ネットワークのタワーまたはステーションは、地球上のさまざまな地理に基づく場所および／または目標とするスマート授粉装置１００にワイヤレス給電ができるサテライトのネットワークに戦略的に配置することができ、同時に、飛行中に給電するために、スマート授粉装置１００は、静止軌道内に配置できる。ワイヤレス受電プロトコルは、ＧＣＳが、スマート授粉装置１００の電力レベルが特定の閾値未満に落ちることを特定した場合、またはスマート授粉装置１００が飛行時間を延長するために追加の給電を要求した場合にいつでも開始することができる。別の例では、充電器飛行ユニットは、スマート授粉装置１００の集団内を移動し、必要に応じて、この集団内の任意のスマート授粉装置１００にワイヤレスで電力を供給してもよい。必要に応じて、授粉を実行するスマート授粉装置１００の集団をサポートするために、複数の充電器飛行ユニットをさまざまな運用基地に配置することもできる。充電器飛行ユニットは、自動ワイヤレス充電ネットワークのタワーまたはステーションからワイヤレス電力を受け取ることもできる。一例では、充電器飛行ユニットはサテライトから電力を受け取ることができる。
【００３２】
本発明の主題の別の実施例では、運用の継続を可能にするために、自動でバッテリーまたは給電装置ユニットを交換するステーションを戦略的に地球上のさまざまな地理に基づく場所に配置することができる。スマート授粉装置１００の電力レベルが特定の閾値未満に下がった場合、スマート授粉装置１００内のＡＩエンジンまたはＧＣＳは、スマート授粉装置１００を最も近くにある交換充電ステーションに案内することができる。さらに、スマート授粉装置１００は、バッテリーまたは蓄電ユニットが交換されると、完全に充電される。充電器飛行ユニットはまた、交換充電ステーションとして機能する能力を有することができ、バッテリーまたは蓄電ユニットは、飛行中に、授粉中の飛行ユニットと充電器飛行ユニットとの間で自動的に交換可能である。飛行ユニット、ワイヤレス給電ステーションもしくはタワー、またはサテライトと、ＧＣＳと間のすべての通信は、ＧＣＳによってモニタリングされ、格納され、かつ解析されている。
【００３３】
一例では、スマート授粉装置１００はまた、水素電池、ディーゼル燃料、ガソリン、原子力または任意の他のタイプの燃料で稼働できる。
【００３４】
スマート授粉装置１００は、最適化された授粉に必要とされる他の構成要素１１８を含んでもよい。他の構成要素は、分光計、無機物および化合物分析器などが含まれてもよいが、これに限定されない。
【００３５】
図３は、本発明の主題の一実施例による、スマート授粉装置１００の運用方法３００の流れ図を示す。スマート授粉装置１００は、ＧＣＳに通信可能に接続されてもよい。スマート授粉装置１００およびＧＣＳの両方が、授粉プロセスを最適化するために人工知能および機械学習を利用する。
【００３６】
稼働中、スマート授粉装置１００は、画像マッピング技術を使用して、授粉のために、ターゲットホストおよび当該ターゲットホストの付近にある適切な受容部を特定することができる（ステップ３０２）。ターゲットホストを特定すると、スマート授粉装置１００は、特定されたターゲットホストの付近を飛行し、スマート授粉装置１００のロボットアーム１１０が、特定されたターゲットホストを掴み、ターゲットホスト内で花粉を落下させる振動を引き起こす。ターゲットホストに適切な大きさの振動が誘起されることを確実にするために、必要な場合にはターゲットホスト内で花粉を放出できるように、スマート授粉装置１００のロボットアーム１１０は、機械学習および人工知能によって誘導される。
【００３７】
次に、花粉は、吸引ユニット１０２によって回収され（ステップ３０４）、さらに格納ユニット１０４に格納される（ステップ３０６）。さらに、格納された花粉は、花粉がどの程度成熟しているかを特定するために、スマート授粉装置１００によって検査される。一例では、花粉が早期段階にある場合は、花粉を格納するために送ることができ、花粉が比較的成熟している場合は、適切な受容部を特定することが要求される。花粉の検査は、スマート授粉装置のロボットアームによる吸引機構などの他の花粉回収モードでも実行することができ、スマート授粉装置１００からのロボットアーム１１０が目標とされる植物の雄性部分を掴むことに限定されない。一例では、ロボットアーム１００は、スマート授粉装置１００の軌道または電磁面を介してスマート授粉装置１００の周りを移動する能力を有しており、スマート授粉装置１００のすべての工程を実施するための機動性のためにロボットアーム１１０に最大の自由が与えられる。
【００３８】
さらに、適切な受容部を、授粉のために人工知能および機械学習に基づいてカメラ１１２を使用して特定することができる（ステップ３０８）。適切な受容部を特定すると、スプレーユニット１０６が、特定された受容部に花粉をスプレーすることができ（ステップ３１０）、または挿入器１０８が、特定された受容部に花粉を正確に挿入する。
【００３９】
一例では、目標物および受容部を特定するためにスマート授粉装置１００またはＧＣＳ２００のいずれかによって広範囲の地理的景観画像を作り出してもよく、季節の収穫量チャート、花粉の品質と品質の豊富さ、気象管理、地域的な大気質、さらには潜在的な土壌の質、および授粉プロセスに影響を与える可能性のある他の要因を管理する。
【００４０】
さらに、スマート授粉装置１００は、障害物回避機能、即時ｓｗａｍネットワーク内のリアルタイム通信、拡張ｓｗａｍネットワーク、本部および他の広範囲に配置された通信基地、航空管制官および他の重要なサービスを含む。
【００４１】
本発明の主題の一実施例では、スマート授粉装置１００の特徴は、電力管理、リアルタイム飛行状態解析、リモートソフトウェア更新の管理、スマート授粉装置１００が機能しなくなった場合の基地への報告、またはスマート授粉装置１００がオフラインとなった場合に二次的なつまりバックアップ通信システムを使用してスマート授粉装置１００を追跡する能力を含む。
【００４２】
人工知能および機械学習の機能は時間の経過とともに発展してもよく、必要に応じてスマート授粉装置１００に新しい特徴を追加することができる。
【００４３】
機械学習を使用するスマート授粉装置１００は、授粉プロセスを最適化するために事前のリサーチから適切なデータの大部分を利用する。機械学習を使用するスマート授粉装置１００は、収穫物の量および品質を最大にするために、ホストからの収穫および受容部への放出／挿入プロセスでの花粉を最大にする。さまざまタイプのホストおよび受容部は、授粉アクションを実行するために異なるプロセスまたはさまざまなプロセスの組み合わせを必要としてもよい。機械学習を使用するスマート授粉装置１００は、飛行動作、電力管理、格納管理、ｓｗａｍ成立、および障害物回避手段などの運用動作を最適化するが、これに限定されない。一例では、スマート授粉装置１００は、定期的に、スマート授粉装置１００がカメラ１１２を使用して、ハナバチまたは蝶や蟻などの他の花粉運搬生物がどのようにしてホストから花粉を収穫するか、およびどのようにして花粉運搬生物が収穫された花粉を受容部に堆積するかを記録する独立した動作を実行する。さらに、記録されたデータはＧＣＳに送られて、スマート授粉装置１００を用いた操作を改善するために更新情報を送信する。
【００４４】
本発明の主題の別の実施例では、ＧＣＳ２００は、クラウド上で、またはデータセンター上もしくは接続された運用基地で、人工知能を使用して地球上のさまざまな授粉活動全体を管理する。すべてのスマート授粉装置１００は、コールサインまたはＩＤを有してもよく、ＧＣＳ２００とスマート授粉装置１００との間のすべての通信は暗号化されており、安全である。ＧＣＳ２００は、所在、給電装置／バッテリー、およびスマート授粉装置１００の状態を常に連続的にモニタリングしている。
【００４５】
スマート授粉装置１００の標準的な動作機能がオフラインになる場合、スタンバイオフラインスマート授粉装置１００の追跡プロトコルが、スマート授粉装置１００内の低電力バックアップシステムを使用して開始されてもよい。警告信号がＧＣＳに送り返されてもよく、かつオフライン／非稼働の飛行ユニットを回復するために回復システムが始動されてもよい。回復飛行ユニットがオフライン／非稼働のスマート授粉装置１００を追跡または回復できない場合があり、そうした場合は、オフライン／非稼働のスマート授粉装置１００を回復するために人間の介入が要求されてもよい。
【００４６】
本発明の主題の一実施例では、ホストおよび授粉される受容部は、地下または水中にある。そうした場合、授粉作業を実施するために防水スマート授粉装置１００が送られてもよい。
【００４７】
本発明の主題の別の実施例では、花粉が生きている受容部を必要とせず自家授粉することができる場合、スマート授粉装置１００は、そうした花粉を植え付けるのに適した土壌（または他の適用可能な方法）を特定し得る。この知識すべてがＧＣＳで継続的に更新される。
【００４８】
本発明の主題のさらに別の実施例では、ジオマッピングスマート授粉装置１００は、飛行経路内のすべての異なるホストおよび／または受容部を特定しかつマッピングするために地球をスキャンして、運用可能なスマート授粉装置１００に関する広範な知識ベースを作り出すことができる。一例では、第三者から提供される情報が、授粉に関連するデータを充実させるために使用されてもよい。
【００４９】
本発明の主題の一実施例では、スマート授粉装置１００は、より深い個々の植物レベルの３６０度の３Ｄマッピングデータを構築して、植物の雄性部分および雌性部分がどこにあるかを特定し、それらの繁殖サイクルを理解し、それに応じてより収穫物のより良好な品質および量をもたらし得る。
【００５０】
本発明の主題の一実施例では、さまざまなスマート授粉装置１００を収容して輸送する輸送ドローンを配備してもよく、輸送ドローンはまた、とりわけ授粉作業ドローンのための交換可能なバッテリー技術を用いて燃料補給ステーションとして機能することができ、または十分なエネルギー貯蔵能力を有し、かつ作業ドローンの電力レベルが特定の閾値未満に下がった場合に授粉ドローンが稼働中であってもワイヤレスで授粉ドローンに給電できる。
【００５１】
機械学習および人工知能を使用することによってターゲットのホストおよび受容部を特定することは、天然の花粉媒介生物と同様に、スマート授粉装置１００の役割を再現するために、嗅覚による感知と、イオン液体ゲルに関する生物学的検定と、を含む。
【００５２】
スマート授粉装置１００の実施例について説明したが、本発明の主題は、説明した特定の特徴に必ずしも限定されないことを理解されたい。むしろ、特定の特徴は実施例として開示されている。
【符号の説明】
【００５３】
１００  スマート授粉装置
１０２  吸引ユニット
１０４  格納ユニット
１０６  スプレーユニット
１０８  挿入器
１１０  ロボットアーム
１１２  カメラ
１１４、１１６  給電装置
【図１】
2021512653.tif 000003
【図２】
2021512653.tif 000004
【図３】
2021512653.tif 000005
【国際調査報告】
2021512653.tif 000006
2021512653.tif 000007
2021512653.tif 000008