(57)【要約】【課題】生成物質の連続的な成長及び生成のための装置を提供する。【解決手段】装置は、少なくとも水生生物のうちの１つである開始材料を受け取るための少なくとも１つの入力ユニットと、少なくとも培養物を生成するための開始材料の連続的な水中成長のための少なくとも１つの成長ユニットと、少なくとも１つの成長ユニット内で成長した培養物の少なくとも一部を蓄積及び支持するために、システムによる生成物質生成の需要と供給のバランスを継続的に取る少なくとも１つのバッファリング・ユニットと、培養物の支持部分の要求された小部分を生成物質として送達するための少なくとも１つのノズルと、少なくとも１つの入力ユニット、少なくとも１つの成長ユニット及び少なくとも１つのバッファリング・ユニットに接続され、成長した培養物が事前に定義された環境条件に合致することを保証するために装置の動作を制御する制御ユニットと、を備える。【選択図】図１
2015522261.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生成物質の継続的成長、生成、及び送達のための装置であって、
少なくとも１つの開始材料を受け取るための少なくとも１つの入力ユニットであって、前記開始材料は少なくとも水生生物のうちの１つである、入力ユニットと、
少なくとも培養物を生成するための前記少なくとも１つの開始材料の連続的な水中成長のための少なくとも１つの成長ユニットと、
前記少なくとも１つの成長ユニット内で成長した前記培養物の少なくとも小部分を蓄積及び支持するための少なくとも１つのバッファリング・ユニットであって、システムによる生成物質生成の需要と供給のバランスを取るように構成された、バッファリング・ユニットと、
前記培養物の前記支持部分の要求された小部分を前記生成物質として送達するための少なくとも１つのノズルと、
前記少なくとも１つの入力ユニット、前記少なくとも１つの成長ユニット、前記少なくとも１つのバッファリング・ユニットに接続された制御ユニットであって、前記成長した培養物及び前記成長した培養物から生成された前記送達された生成物質は、事前に定義された要件及び制約に合致することを保証するために前記装置の動作を制御するように構成された、制御ユニットと、
を備える、装置。
【請求項２】
搬送のために前記少なくとも入力ユニットと前記少なくとも１つの成長ユニットとの間に接続された少なくとも１つの第１のバルブであって、前記開始材料は前記少なくとも１つの第１のバルブを介して搬送される、第１のバルブと、
前記少なくとも１つの成長ユニットと前記少なくとも１つのバッファリング・ユニットとの間に接続された第２のバルブであって、前記少なくとも培養物は少なくとも１つの第１のバルブを介して搬送される、第２のバルブと、
前記少なくとも１つのバッファリング・ユニットと前記少なくとも１つのノズルとの間に接続された第３のバルブであって、前記培養物の前記少なくとも一部は第３のノズルを介して搬送される、第３のバルブと、
を更に備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記生成物質は、食品及び化粧品物質のうちの少なくとも１つである、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの開始材料は、食用の水生生物及び食用ではない水生生物のうちのいずれか１つであり、前記食用の水生生物は、ウキクサ科（アオウキクサ）からの植物、食用微小藻類、及び、食用大型藻類のうちのいずれか１つを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記ウキクサ科（アオウキクサ）からの植物は、Spirodela、Landoltia、Lemna、Wolffiella、及び、Wolffia属のうちのいずれか１つである、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの開始材料は、早熟の幼生物、成熟生物、弱毒形式、休眠形式、黄化形式、及び、種子のうちの少なくとも１つを含む形で入力される、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記制御ユニットは、生理学的条件、化学的条件、及び、物理的条件のうちの少なくとも１つの複数の測定を実行するように構成され、
前記複数の測定は、数字で読み取られ、生物の生存能力、成長、健康、安全性、栄養素、及び、バイオマス収量条件に関係する、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記生存能力、健康、成長、安全性、栄養素及びバイオマス収量条件は、肥料のタイプ、温度の範囲及びサイクル、蒸気の圧力及び湿度、水素イオン指数（ｐＨ）、電気伝導度（ＥＣ）、空気及び溶液中の二酸化炭素（ＣＯ２）濃度、空気及び溶液中の酸素濃度（Ｏ２）、光、基質透明度、水、空気、培養物密度、生物形態、生物質量密度及び生化学的特徴、収穫サイクル、追いまきサイクル、並びに、沈殿物のうちの少なくとも１つを含む、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記第１のバルブ、第２のバルブ及び第３のバルブのそれぞれは、単方向性バルブ及び双方向性バルブのうちのいずれか１つである、請求項２に記載の装置。
【請求項１０】
前記制御ユニットの制御下での前記培養物の物理的処理、及び、カスタマイズ物質の生成、のためのカスタマイズ・ユニットと、
前記生成物質を生成するために前記カスタマイズ物質の１つ以上の成長要素を変更するための修正ユニットと、
を更に備える、請求項２に記載の装置。
【請求項１１】
前記カスタマイズ・ユニットは、新鮮な現状出力、粉砕された新鮮な生の物質、圧搾された新鮮な物質、事前に定義されたレベルまでの乾燥物、事前に定義されたレベルまで濃縮されたペースト、及び、乾燥粉末としての粉砕物のうちのいずれか１つを含む形で、前記生成物質を送達する、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記カスタマイズ・ユニットから前記修正ユニットへの、前記カスタマイズ物質の搬送を制御するための第４のバルブと、
前記修正ユニットから前記カスタマイズ・ユニットへの、前記カスタマイズ物質の搬送を制御するための第５のバルブと、
前記カスタマイズ・ユニット又は修正ユニットから前記少なくとも１つのノズルへの、前記カスタマイズ物質の搬送を制御するための第６のバルブと、
を更に備える、請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
前記１つ以上の成長要素は、肥料のタイプ、温度の範囲及びサイクル、蒸気の圧力及び湿度、水素イオン指数（ｐＨ）、電気伝導度（ＥＣ）、空気及び溶液中の二酸化炭素（ＣＯ２）濃度、空気及び溶液中の酸素濃度（Ｏ２）、光、水、空気、収穫サイクル、並びに、培養物密度のうちの少なくとも１つである、請求項１０に記載の装置。
【請求項１４】
生成物質を継続的に成長、生成及び送達するための方法であって、
少なくとも１つの開始材料を受け取ることであって、前記開始材料は少なくとも１つの入力ユニットによる少なくとも水生生物のうちの１つである、受け取ること、
少なくとも培養物を生成するための前記少なくとも１つの開始材料の連続的な成長のために少なくとも１つの成長ユニットを動作させること、
前記少なくとも１つの成長ユニット内で成長した前記培養物の少なくとも一部を蓄積及び支持するために少なくとも１つのバッファリング・ユニットを動作させることであって、システムによる生成物質生成の需要と供給のバランスを取ることを更に含む、動作させること、
前記支持培養物の少なくとも前記要求された小部分を前記生成物質として送達するために１つ以上のノズルを動作させること、及び、
前記少なくとも１つの入力ユニット、前記少なくとも１つの成長ユニット及び前記少なくとも１つのバッファリング・ユニットに接続された制御ユニットを動作させることであって、前記制御ユニットは、前記成長した培養物が最適な環境成長条件に合致すること、並びに、前記成長した培養物から生成される前記送達された生成物質が事前に定義された要件及び制約に合致すること、を保証するように構成される、動作させること、
を含む、方法。
【請求項１５】
搬送のために前記少なくとも入力ユニットと前記少なくとも１つの成長ユニットとの間に接続された少なくとも１つの第１のバルブを動作させることであって、前記開始材料は前記少なくとも１つの第１のバルブを介して搬送される、動作させること、
前記少なくとも１つの成長ユニットと前記少なくとも１つのバッファリング・ユニットとの間に接続された第２のバルブを動作させることであって、前記少なくとも培養物は少なくとも１つの第１のバルブを介して搬送される、動作させること、及び、
前記少なくとも１つのバッファリング・ユニットと前記少なくとも１つのノズルとの間に接続された第３のバルブを動作させることであって、前記培養物の前記少なくとも一部は第３のノズルを介して搬送される、動作させること、
を更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記生成物質は、食品及び化粧品物質のうちの少なくとも１つである、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの開始材料は、食用の水生生物及び食用ではない水生生物のうちのいずれか１つであり、前記食用の水生生物は、ウキクサ科（アオウキクサ）からの植物、食用微小藻類、及び、食用大型藻類のうちの少なくとも１つを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記ウキクサ科（アオウキクサ）からの前記少なくとも植物は、Spirodela、Landoltia、Lemna、Wolffiella、及びWolffia属のうちのいずれかである、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの開始材料は、早熟生物、幼生物、成熟生物、弱毒形式、休眠形式、黄化形式、及び、種子のうちの少なくとも１つを含む形の入力として受け取られる、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記制御ユニットは、生理学的条件、化学的条件、及び、物理的条件のうちの少なくとも１つの測定を実行することを更に含み、
前記複数の測定は、数字で読み取られ、生物の生存能力、成長、健康、安全性、栄養素、及び、バイオマス収量条件に関係する、請求項１４に記載の方法。
【請求項２１】
前記生存能力、健康、成長、安全性、栄養素、及び、バイオマス収量条件のうちの少なくとも１つは、肥料、温度の範囲及びサイクル、蒸気の圧力及び湿度、水素イオン指数（ｐＨ）、電気伝導度（ＥＣ）、空気及び溶液中の二酸化炭素（ＣＯ２）濃度、空気及び溶液中の酸素濃度（Ｏ２）、光、基質透明度、水、空気、培養物密度、生物形態、生物質量密度及び生化学的特徴、収穫サイクル、追いまきサイクル、並びに、沈殿物のうちの少なくとも１つを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記第１のバルブ、第２のバルブ及び第３のバルブのそれぞれは、単方向性バルブ及び双方向性バルブのうちのいずれか１つである、請求項１５に記載の方法。
【請求項２３】
前記制御ユニットの制御下での前記培養物の物理的処理、及び、カスタマイズ物質の生成、のためのカスタマイズ・ユニットを動作させること、及び
前記生成物質を生成するために前記カスタマイズ物質の１つ以上の成長要素を変更するための修正ユニットを動作させること、
を更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２４】
新鮮な現状出力、粉砕された新鮮な生の物質、圧搾された新鮮な物質、事前に定義されたレベルまでの乾燥物、事前に定義されたレベルまで濃縮されたペースト、及び、乾燥粉末としての粉砕物のうちのいずれか１つを含む形で、前記生成物質を送達することを更に含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記カスタマイズ・ユニットから前記修正ユニットへの、前記カスタマイズ物質の搬送を制御するための第４のバルブを動作させること、
前記修正ユニットから前記カスタマイズ・ユニットへの、前記カスタマイズ物質の搬送を制御するための第５のバルブを動作させること、及び
前記カスタマイズ・ユニット又は修正ユニットから前記少なくとも１つのノズルへの、前記カスタマイズ物質の搬送を制御するための第６のバルブを動作させること、
を更に含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記１つ以上の成長要素は、肥料のタイプ、温度の範囲及びサイクル、蒸気の圧力及び湿度、水素イオン指数（ｐＨ）、電気伝導度（ＥＣ）、空気及び溶液中の二酸化炭素（ＣＯ２）濃度、空気及び溶液中の酸素濃度（Ｏ２）、光、水、空気、収穫サイクル、並びに、培養物密度のうちの少なくとも１つである、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記制御ユニットは、
前記培養物の画像をキャプチャするように構成された画像センサと、
前記培養物の少なくとも成長速度を決定するために前記キャプチャ画像を処理するためのプロセッサと、
を更に備える、請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
[001]  本出願は、２０１２年６月１８日付け出願の米国仮出願第６１／６６０８１４号の特典を請求するものであり、参照によりその内容が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
[002]  本発明は、一般に物質の生成に関するコンパクト・システムに関し、より具体的に言えば、有機物質から物質を生成するためのコンパクト・システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
[003]  世界の人口は２０５０年までに、現在よりも３４パーセント増の９１億人に達するものと推定されている。市街化の速度も加速し続けることが予測され、世界の人口の約７０パーセントが都市に居住することになるであろう。こうしたより多くの都市人口に食糧を供給するために、それに比例して食糧生産を増加させなければならない。それでもなお、生産増加のみでは食糧の安全保障を達成するには不十分である。環境の持続可能性、都市へのアクセス可能性、及び手頃さを保証しながら、栄養価及び食品の安全性を強化することによって補完されなければならない。
【０００４】
[004]  心血管疾患、２型糖尿病、喘息、癌、痴呆、高血圧、骨粗しょう症、注意欠陥障害、及び注意欠陥多動性障害（ＡＤＤ／ＡＤＨＤ）などの、慢性非感染性疾患及び変性疾患の世界的上昇は、我々の栄養不足の食品及び食習慣に直結しており、これは我々の現代的な生活様式に起因し、栄養価の低い加工食品の大量消費につながる。残念なことに、天然の非産業化生鮮食品を基にした望ましい高栄養食品は入手が限られており、増え続ける需要を満たすために、必要な量及び手頃な価格で年間を通して提供することは、ますます困難になっていくであろう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
[005]  したがって、現地の消費者に直接及び要求ごとに、安全かつ確実に手頃なコストで、年間を通じて大量に供給されるカスタマイズされた高栄養生鮮食品を生産及び送達することが有利であろう。更に、食用物質以外の追加の物質を提供することが有利であろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
[006]  本明細書で開示されるある実施形態は、生成物質の継続的成長、生成、及び送達のための装置を含む。装置は、少なくとも１つの開始材料を受け取るための少なくとも１つの入力ユニットであって、開始材料は少なくとも水生生物のうちの１つである、入力ユニットと、少なくとも培養物を生成するための少なくとも１つの開始材料の連続的な水中成長のための少なくとも１つの成長ユニットと、少なくとも１つの成長ユニット内で成長した培養物の少なくとも一部を蓄積及び支持するための少なくとも１つのバッファリング・ユニットであって、システムによる生成物質生成の需要と供給のバランスを継続的に取り、カスタマイズされた生成物質を提供可能にするように構成された、バッファリング・ユニットと、培養物の支持部分の要求された小部分を生成物質として送達するための少なくとも１つのノズルと、少なくとも１つの入力ユニット、少なくとも１つの成長ユニット、少なくとも１つのバッファリング・ユニット、及び少なくとも１つのノズルに接続された、制御ユニットであって、成長した培養物が事前に定義された環境条件に合致することを保証するため、生成物質の安全性を保証するため、及び生成物質の供給が要求ごとであることを保証するために、装置の動作を制御するように構成された、制御ユニットと、を備える。
【０００７】
[007]  本明細書で開示されるある実施形態は、生成物質を継続的に成長及び生成するための方法も含む。方法は、少なくとも１つの開始材料を受け取ることであって、開始材料は少なくとも１つの入力ユニットによる少なくとも水生生物のうちの１つである、受け取ること、少なくとも培養物を生成するための少なくとも１つの開始材料の連続的な成長のために少なくとも１つの成長ユニットを動作させること、少なくとも１つの成長ユニット内で成長した培養物の少なくとも一部を蓄積及び支持するために少なくとも１つのバッファリング・ユニットを動作させることであって、システムによる生成物質生成の需要と供給のバランスを取ることを更に含む、少なくとも１つのバッファリング・ユニットを動作させること、蓄積された支持培養物の少なくとも要求された小部分を生成物質として送達するために１つ以上のノズルを動作させること、及び、少なくとも１つの入力ユニット、少なくとも１つの成長ユニット、少なくとも１つのバッファリング・ユニット、及び少なくとも１つのノズルに接続された、制御ユニットを動作させることであって、制御ユニットは成長した培養物が最適な環境条件に合致することを保証するように構成された、制御ユニットを動作させること、を含む。
【０００８】
[008]  開示された主題は、明細書の最後の特許請求の範囲で具体的に指摘され、明確に請求されている。本発明の前述及び他の目的、特徴、及び利点は、添付の図面に関連した以下の詳細な説明から明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】[009]一実施形態に従って構成されたシステムを示す概略図である。
【図２】[0010]他の実施形態に従って構成されたシステムを示す概略図である。
【図３】[0011]実施形態に従ったシステムを示すレイアウト図である。
【図４】[0012]一実施形態に従った、水生生物を成長させる動作を示すフローチャートである。
【図５−１】[0013]一実施形態に従った、消耗物質の出力を送達する動作を示すフローチャートである。
【図５−２】[0013]一実施形態に従った、消耗物質の出力を送達する動作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】
【００１０】
[0014]  本発明によって開示される実施形態は、本明細書における革新的教示の多くの有利な使用の単なる例であることに留意されたい。一般に、本願の明細書における記述は、必ずしも様々な請求された発明のいずれをも制限するものではない。更にいくつかの記述は、いくつかの発明的特徴に適用可能であるが、他の特徴には適用可能でない可能性がある。一般に、特に指定されていない限り、単一の要素は複数であり得、一般性を失うことなくその逆もまた可能である。図面において、いくつかの図面を通じて同じ数字は同じ部分を言い表している。
【００１１】
[0015]  ある実施形態によれば、開示されたシステムは１つ以上の生成物質、例えば食品又は化粧品物質を、水生生物培養物から生成する。システムは、特定のニーズ及び選好に従って、消費者の構内で生成物質をカスタマイズすることができる。システムは、制御ユニットによって自動的に動作される、入力ステージ、成長ステージ、蓄積及び支持ステージ、及び出力ステージを備える。一実施形態において、制御ユニットは、制御ユニットがユーザから命令及び設定を受信する際に使用するユーザ・インターフェースを備えることができる。入力ステージは、水生生物開始材料、液体、肥料、及び感知構成要素などの、消耗品を受け取るように構成される。感知構成要素は、例えば、汚染との相関において上昇するＣＯ２を検出するためのｐＨ比色検出器とすることができる。成長ステージでは、水生生物は、消耗品、並びに基質フロー、空気、水蒸気、光、水素イオン指数、及び温度などの他の環境パラメータの入力を、提供及び制御することによって成長可能である。収穫物の蓄積及び支持ステージでは、水生生物の生存能力及び満足な状態は、出力の要求が受信されるまで維持される。出力ステージでは、開始材料から展開された培養物の一部である、累積及び支持された収穫物の小部分が、生成物質へと処理される。出力ステージでは、特定の顧客のニーズ、要件、及び選好に従った追加の調整が可能である。
【００１２】
[0016]  図１は、一実施形態に従って構成されたシステム１００の例示的及び非限定的な概略図である。システム１００は、入力ユニット（ＩＵ）１１０、成長ユニット（ＧＵ）１２５、バッファリング・ユニット（ＢＵ）１３５、及び、食品又は化粧品物質として使用されることになる水生生物の培養物の小部分を送達するためのノズル１４５という、５つの区画を備える。図１には示されていないが、システム１００は複数のＧＵ１２５、ＢＵ１３５、及びノズル１４５を含み得ることに留意されたい。
【００１３】
[0017]  ユニット１１０、１２５、１３５、及び１４５は、典型的には１つ以上の区画（図１には図示せず）からなるサブシステムであり、それぞれのユニットの動作は、制御ユニット１１５の制御下で実行される。制御ユニット１１５は、区画間でのコンテンツの送達を可能にする一連のバルブ１２０、１３０、及び１４０を更に制御する。一実施形態において、バルブのうちの１つ以上は、第１のユニットから第２のユニットへ、例えばＩＵ１１０からＧＵ１２５へ、又はその反対方向のＧＵ１２５からＩＵ１１０へのコンテンツの送達を可能にする、単方向性である。別の実施形態において、バルブのうちの１つ以上は、第１のユニットから第２のユニット及び第２のユニットから第１のユニットへのコンテンツの送達を可能にする、双方向性であり、例えばユニット１１０から１２５並びにユニット１２５からユニット１１０への流れを可能にし、その方向は制御ユニット１１５によって制御される。一実施形態において、システム１００内のバルブのうちの１つ以上は、いかなる可動部も無しに構成される。
【００１４】
[0018]  水生生物が開始材料として使用され、ＩＵ１１０に挿入される。食用の水生生物開始材料は、例えば限定としてではなく、特にSpirodela、Landoltia、Lemna、Wolffiella、及びWolffia属からのウキクサ科（アオウキクサ）からの植物、微小藻類、並びに大型藻類とすることができる。別の実施形態では、必ずしも食用ではない水生生物の開始材料が使用される。
【００１５】
[0019]  ＩＵ１１０は、異なる生物の発生状態及び形式として開始材料を受け取るように構成される。例えば限定としてではなく、開始材料は、早熟又は成熟植物として、弱毒形式、休眠形式、黄化形式、及び／又は、種子として受け取ることができる。事前に定義された量の開始材料が、事前に定義された間隔ごとにシステムに入力される。ＩＵ１１０において、開始材料は安全条件手順を介して入力された後、制御及び監視下で施肥及び感光され、培養状態へと成熟を刺激される。培養プロセスの監視及び制御は、制御ユニット１１５によって実行可能である。
【００１６】
[0020]  制御ユニットは、ＩＵ１１０内での入力開始材料の成長及び成熟、入力開始材料の品質、成熟した培養物のＧＵ１２５への移行、及びＧＵ１２５内での培養物の成長、更には収穫サイクルを、監視及び制御する。収穫サイクルは少なくとも、以下でより詳細に説明されるような、ＧＵ１２５からＢＵ１３５へ再配置されることになる培養物小部分のタイミング、頻度、及びサイズ、ＢＵ１３５での低成長、出力準備処理、並びにノズルへの移行の、制御を含む。
【００１７】
[0021]  制御ユニット１１５は、生物の生存状態、成長速度、成長サイクル、及び培養物の安全条件、並びに環境成長条件のうちの１つ以上に関係する、生理学的、化学的、及び物理的な測定を実行する。一実施形態において、１つ以上のセンサ（図示せず）によって達成される測定は、制御ユニット１１５によって動作される。こうしたセンサは、例えば温度センサ、圧力センサ、光度メータ、水素イオン指数センサ、電気伝導度センサ、音声センサ、超音波センサ、湿潤センサ、画像センサ（又はカメラ）などとすることができるが、これらに限定されない。
【００１８】
[0022]  好ましい実施形態において、成長速度、安全性、及び生物の状態を示すために異なる証明条件下で撮られた培養物画像が分析されるため、制御ユニット１１５は最適な成長条件を保証するために必要なステップを実行することができる。環境成長条件は、例えば、システム１００内の温度、イオン濃度、Ｏ２及びＣＯ２濃度、光度などを含む。
【００１９】
[0023]  別の実施形態において、画像センサによってキャプチャされた培養物画像は、上記に列挙したセンサによって提供される１つ以上の測定と相関させることができる。情報の相関により、生物の成長速度／条件を監視することができる。画像と追加のセンサ情報との相関によって、複雑な較正及び適応プロセスを必要としない標準センサの利用が可能となり、システム１００の複雑さ及びコストが低減されることに留意されたい。
【００２０】
[0024]  次に、水生生物はバルブ１２０を介して、特定の生物種の最適な自然環境条件を提供及び維持（生物模倣）することによって材料の成長を可能にするＧＵ１２５に搬送される。コントローラ１１５は、ユーザ又は第三者の専門家によって事前に決定されることが可能な培養物の量及び品質仕様を満たすために、ＧＵ１２５内でこれらの成長条件の監視及び調整を続行する。
【００２１】
[0025]  最適な自然環境条件は、培養物の量及び品質仕様内に定義され、物理的条件、化学的条件、及び生理学的条件のうちの少なくとも１つとして提供される。物理的条件は、光及び温度のレベル及びサイクル、水及び空気の流量及びサイクル、空気圧及び水分レベル、並びに生物の動的濃度を含む。基質の成長に使用される化学的条件は、典型的には、水素イオン指数、イオン濃度、成長溶液の濁度及び光学密度、肥料化合物、溶解ＣＯ２及びＯ２、並びに空気組成を含む。生理学的条件は、典型的には生物形態学パターン、サイズ、並びに色調及びパターンを含む。
【００２２】
[0026]  次に水生生物は、バルブ１３０を介してＢＵ１３５に搬送される。ＢＵ１３５は、出力物質に関する要求が受信されるまで、水生生物を蓄積及び支持する。すなわちＢＵ１３５は、消耗（出力）物質の需要と供給のバランスを可能にする。実施形態において、バルブ１３０の動作は水生生物培養物の小部分の収穫とみなすことができる。すなわちバルブ１３０は、コントローラ・ユニット１１５の制御下で、バルブ１３０を介して水生生物培養物の小部分をＢＵ１３５へと流す。出力物質に関する要求を受信すると、コントローラ・ユニット１１５の制御下で、食品等級基準などの出力基準を満たすために水生生物培養物の一部が処理された後、バルブ１４０を介して搬送され、食品又は化粧品物質としてノズル１４５を介してユーザに供給される。処理プロセスは、浄水及びこの目的に使用可能な他の物質による培養物バイオマス小部分の洗浄を含むことができる。
【００２３】
[0027]  （バルブ１３０からノズル１４５への）全収穫プロセスの監視及び制御は、制御ユニット１１５によって実行される。システム１００の連続動作によって、最適な鮮度条件での出力材料の継続的送達が可能となる。出力送達に先立ち、制御ユニット１１５の監視下でＢＵ１３５内の低成長送達前条件で生物が生存を維持するため、こうした送達が達成される。一実施形態において、送達プロセスは、生物から分泌される成分と共に、又は生物自体は含まない、ＧＵ１２５又はＢＵ１３５のうちの１つからの条件付き成長媒体又は基質の収集を含むことができる。
【００２４】
[0028]  制御ユニット１１５は、消費される食品の需要を満たすために供給を制御するようにも構成される。すなわち需要が低い場合、成長条件は、水生成長ペースが遅くなるように、光度の引き下げなどのそれらのサブオプション・モードに設定される。他方で、需要の増加が検出された場合、成長条件は水生成長のペースが速くなるように設定される。システム１００は自蔵型閉鎖システムであるため、水生成長及び収穫は、システム１００が配置された場所に存在する位置気候又は小気候条件とは無関係に実行される。
【００２５】
[0029]  図２は、別の実施形態に従って構成されたシステム２００の例示的及び非限定的概略図である。システム２００は、上記で図１を参照しながら論じたものと同様のユニットＩＵ１１０、ＧＵ１２５、ＢＵ１３５、制御１１５、ノズル１４５、並びにバルブ１２０、１３０、及び１４０を含む。システム２００において、出力送達に先立ち、蓄積及び支持された培養物の一部が、ＢＵ１３５からバルブ１４０を介して修正ユニット（ＭＵ）２１０又はカスタマイズ・ユニット（ＣＵ）２２０へ、或いはその両方へと、並行して、又は双方向に順次（すなわち、ＣＵ２２０からＭＵ２１０へバルブ２３０を介して、又はＭＵ２１０からＣＵ２２０へバルブ２４０を介して）搬送される。蓄積及び支持された培養物の一部の、ＭＵ及び／又はＣＵへの並行又は双方向順次搬送は、制御ユニット１１５の制御下で実行される（図２の破線矢印）。
【００２６】
[0030]  ＭＵ２１０の動作は、１つ以上の区画内で実行可能である。ＭＵ２１０の動作は、制御ユニット１１５の制御下で実行される。ＭＵ２１０は、出力される食品又は化粧品物質を成分含有量に関して変更することができる。これは、選択される成長条件要素の変更、又はこうした修正を発生又は誘発させる可能性のあるＣＵ２２０によって実行される異なる要素の変更の組み合わせによって、適用可能である。これらの要素は、例えば、光度レベル及び／又はスペクトル、基質又は大気温度、空気ガス混合、肥料混合変更、及び異なる間隔及び長さでのこれら又は他の要素の任意の組み合わせを含むことができる。一実施形態において、修正は、生物及び／又は条件付き成長媒体又は基質からの生物活性成分の浄化及び濃縮を含むことができる。次に、蓄積培養物の修正された要求部分は、バルブ２５０を介して搬送され、１つ以上のノズル１４５を介して食品又は化粧品物質としてユーザに供給される。一実施形態によれば、ＭＵ２１０の動作はＢＵ１３５によって制御可能である。
【００２７】
[0031]  ＣＵ２２０の動作は、１つのユニットに統合するか、或いは所望に応じて１つ以上の区画で構成可能な別々のサブシステム又は任意の組み合わせで実行可能である。ＣＵ２２０の動作は制御ユニット１１５の制御下で実行される。ＣＵ２２０において、水生生物の蓄積された培養物の要求部分は、追加の処理なしに洗浄ステップに続く新鮮な出力として取り扱うか、又はユーザの選好に従って、新鮮な食品を生の液状ペースト製品の形に粉砕／圧搾すること、事前に定義された水分９５％〜５％レベルまで乾燥すること、所望の粘性レベルの濃縮ペーストに変化させること、又はすりつぶして粉末にすること、などであるが、これらに限定されない、１つ以上の物理的変更を行うことが可能である。
【００２８】
[0032]  これらの変更は、更なる使用又は消費用に必要な結果に達するための、様々な香味用試薬及び手順又は成分追加物を含むことができる。その後、水生生物の支持培養物の要求される小部分は、バルブ２５０を介して搬送され、食品又は化粧品物質として１つ以上のノズル１４５を介してユーザに供給される。別の実施形態では、水生生物の支持培養物の要求される小部分は、ＭＵ２１０及びＣＵ２２０の両方を介し、その後バルブ２５０を介して搬送し、その後、食品又は化粧品物質として１つ以上のノズル１４５を介してユーザに供給することが可能である。
【００２９】
[0033]  システム２００の各ステージにおいて複数の並列ユニットを使用することで、複数の異なる食品又は化粧品の作成が可能であり、食品及び化粧品物質の異なる製品の混合が可能であることを理解されたい。例えば、ＩＵ１１０内に２つの区画が存在する場合、別々に成長させることが可能な２つの異なる生物の開始材料をＧＵ１２５内の２つの別々の区画に提供した後、混合して単一の食品にすることが可能である。ＢＵ１３５が複数の区画から構成可能であると同時に、制御ユニット１１５は、ＧＵ１２５内の区画の内容がＢＵ１３５の別々の区画に搬送されるように生成を制御することができる。
【００３０】
[0034]  図３は、実施形態に従ったシステム３００の例示的及び非限定的なレイアウト図である。システムは、ＩＵ１１０、ＧＵ１２５（Ａ）、ＢＵ１３５（Ｂ）、ＭＵ２１０及びＣＵ２２０（Ｃ）、並びに、食品又は化粧品物質として使用されることになる水生生物の支持培養物の収穫された小部分及び要求部分を送達するための１つ以上のノズル１４５、の６つの区画を備える。システム３００を介した水生生物の送達の動作が水平に行われるにもかかわらず、物質の垂直方向の流れを可能にするためにシステム３００の各ユニットは異なる高さとすることが可能であることに留意されたい。
【００３１】
[0035]  図４は、一実施形態に従った、水生生物を成長させる動作を記述した例示的及び非限定的なフローチャート４００である。Ｓ４０５では、水生生物の開始材料がＩＵ１１０を介してシステムに挿入され、ＧＵ１２５への入力が準備される。このステージでユーザは、異なる栄養上又は機能上のニーズを満たすために、同じシステムを使用するか又は種を混合して、異なる材料（植物種）を選択することができる。
【００３２】
[0036]  Ｓ４１０では、水生生物はＩＵ１１０を介して成熟する。成長の性質は、図１及び図２に関して上記でより詳細に論じている。Ｓ４１５では、制御ユニット１１５によって数字で読み取ることが可能な一連の標準の生理学的、化学的、及び／又は物理的測定値に基づいて、水生生物の開始培養物の成熟が満足のいくものであるかどうかがチェックされ、満足のいくものである場合、続いてＳ４２５を実行し、満足のいくものでない場合、続いてＳ４２０を実行する。
【００３３】
[0037]  Ｓ４２０では、成熟プロセスが制御ユニット１１５によって修正及び制御された後、実行はＳ４１５に戻る。Ｓ４２５では、成熟した水生生物培養物が更に成長及び拡張される。成長の性質は、図１及び図２に関して上記でより詳細に論じている。成長プロセス（Ｓ４２５）の間、コントローラ１１５は、肥料のタイプ、温度の範囲及びサイクル、蒸気の圧力及び湿度、水素イオン指数（ｐＨ）、電気伝導度（ＥＣ）、二酸化炭素（ＣＯ２）濃度、酸素濃度（Ｏ２）、光、基質透明度、水、空気、培養物密度、生物形態、生物質量密度及び生化学的特徴、並びに沈殿物、という条件のうちの任意の１つ以上を制御するように構成される。したがって、生物培養物は、制御ユニット１１５の監視及び制御下で継続的に成長及び拡張する。
【００３４】
[0038]  Ｓ４３０では、図１に関して上記で詳細に説明したように、成長する培養物が、制御ユニット１１５によって測定及び制御された一連の事前に定義された生理学的、化学的、及び物理的基準に合致するかどうかがチェックされ、合致する場合、続いてＳ４４０を実行し、合致しない場合、続いてＳ４３５を実行する。Ｓ４３５では、成長条件のうちの１つ以上が制御ユニット１１５によって修正及び制御され、実行はＳ４３０に戻る。Ｓ４４０では、図１及び図３に関して上記で詳細に論じたように、培養物小部分がそのままで収穫される。Ｓ４４５では、図１及び図３に関して上記で詳細に論じたように、培養物小部分がＢＵ１３５によって蓄積及び支持される。
【００３５】
[0039]  Ｓ４５０では、図１に関して上記で詳細に説明したように、蓄積及び支持された培養物が、制御ユニット１１５によって測定及び制御される一連の定義済みの生理学的、化学的、及び／又は物理的基準に合致するかどうかがチェックされる。合致する場合、続いてＳ４６０を実行し、合致しない場合、続いてＳ４５５を実行する。Ｓ４５５では、蓄積条件のうちの１つ以上が制御ユニット１１５によって修正及び制御された後、実行はＳ４５０に戻る。Ｓ４６０では、図１及び図３に関して上記で詳細に論じたように、生成物質が送達される。
【００３６】
[0040]  図５は、実施形態に従った、生成物質の出力を送達する動作を記述した例示的及び非限定的なフローチャート５００を示す。Ｓ５１０では、制御ユニット１１５を介して出力が要求される。Ｓ５２０では、支持された培養物の一部がＢＵ１３５からＭＵ２１０に流される。Ｓ５３０では、培養物の修正が必要であるかどうかが制御ユニット１１５によってチェックされ、必要である場合、続いてＳ５４０を実行し、必要でない場合、続いてＳ５５０を実行する。
【００３７】
[0041]  Ｓ５４０では、ＭＵ２１０によって、予測される選好に合致するように、培養物が食品又は有効な化粧品物質などの生成物質として修正される。Ｓ５５０では、支持された培養物のカスタマイズが必要であるかどうかがチェックされ、必要である場合、続いてＳ５６０を実行し、必要でない場合、続いてＳ５７０を実行する。カスタマイズの要求は、ユーザから制御ユニット１１５のインターフェースによって受信することができる。Ｓ５６０では、培養物は、制御ユニット１１５を介して伝送されるユーザの選好に従ってＣＵ２２０でカスタマイズされる。ＣＵ２２０の動作は、上記で論じている。Ｓ５７０では、出力生成物質が１つ以上のノズル１４５を介して送達される。Ｓ５８０では、追加の出力要求が制御ユニット１１５によってユーザから受信されたかどうかがチェックされ、受信された場合、続いてＳ５１０を実行し、受信されない場合、実行は終了する。
【００３８】
[0042]  当業者であれば、図４で説明されたような水生生物を成長させる動作及び図５で説明されたような消耗物質の出力を送達する動作は、開示された実施形態の範囲を逸脱することなく、統合可能であることを容易に理解されよう。
【００３９】
[0043]  本明細書で開示されるコントローラ・ユニット並びに監視及び制御プロセスは、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又はそれらの任意の組み合わせとして実装可能である。更にソフトウェアは、好ましくは、プログラム記憶ユニット又はコンピュータ読み取り可能媒体上に有形に具体化されたアプリケーション・プログラムとして実装される。アプリケーション・プログラムは、任意の適切なアーキテクチャを備えるマシンにアップロードすること、及び、こうしたマシンによって実行されること、が可能である。好ましくは、マシンは、１つ以上の中央処理ユニット（ＣＰＵ）、メモリ、及び入力／出力インターフェースなどのハードウェアを有する、コンピュータ・プラットフォーム上に実装される。コンピュータ・プラットフォームは、オペレーティング・システム及びマイクロ命令コードも含むことができる。本明細書で説明される様々なプロセス及び機能は、こうしたコンピュータ又はプロセッサが明示的に示されているか否かに関わらず、ＣＰＵによって実行可能な、マイクロ命令コードの一部又はアプリケーション・プログラムの一部、或いはそれらの組み合わせのいずれかとすることが可能である。加えて、様々な他の周辺ユニットを、追加のデータ記憶ユニット及び印刷ユニットなどのコンピュータ・プラットフォームに接続することができる。
【００４０】
[0044]  本明細書に記載されたすべての例及び条件言語は、当技術分野を促進させるために発明者によって与えられた実施形態及び概念を読者が理解する助けとなる教育的な目的を対象とし、こうした具体的に示された例及び条件に限定されないものと解釈される。更に、本発明の原理、態様、及び実施形態、並びにそれらの特定の例を示す本明細書のすべての記述は、その構造及び機能上の両方の等価物を包含することが意図される。加えて、こうした等価物は、現在知られている等価物並びに今後開発される等価物、すなわち、構造に関係なく同じ機能を実行する開発される任意の要素の、両方を含むことが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５−１】
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【図５−２】
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【国際調査報告】
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