(57)【要約】高密度園芸栽培システムは、作物が栽培される複数のコンテナと、１つ以上のモジュラー式ラックの垂直方向に離間した位置間でコンテナを自動的に移動させるための１つ以上のエレベータ装置とを備える。各エレベータ装置は、垂直方向に離間した位置間でコンテナを輸送するためのキャリアと、垂直方向に離間した位置で１つ以上の長手方向支持体上へとキャリアからコンテナを押すためのラムとを備える。第１の搬送デバイスは、作物植栽エリアから各ラックへと少なくとも水平方向にコンテナを移動させ、第２の搬送デバイスは、各ラックから作物貯蔵エリアへと少なくとも水平方向にコンテナを移動させる。１つ以上のプロセッサが、コンテナ移動、作物への給水、温度、照明およびシステムの他のパラメータを制御する。複数の高密度園芸栽培システムは、作物栽培に関するデータを送受信するための集中型データ監視および収集システムと通信する。
2018527023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高密度園芸栽培システムであって、
作物が栽培されるコンテナと、
垂直方向に離間した位置間で前記コンテナを自動的に移動させるための１つ以上のエレベータ装置と、
を備える、栽培システム。
【請求項２】
請求項１に記載の栽培システムは、更に、
前記垂直方向に離間した複数の位置を含む１つ以上のラックを備える、栽培システム。
【請求項３】
請求項２に記載の栽培システムにおいて、
各ラックは、前記垂直方向に離間した複数の位置のそれぞれに１つ以上の長手方向支持体を備え、各長手方向支持体は、好ましくは、低摩擦面を備える、栽培システム。
【請求項４】
請求項２または３に記載の栽培システムにおいて、
各ラックは、前記長手方向支持体が結合されたフレームを備える、栽培システム。
【請求項５】
請求項３または４に記載の栽培システムにおいて、
各長手方向支持体は、選択された高さおよび選択された傾斜角または選択された高さもしくは選択された傾斜角で前記フレームに前記支持体を結合するため、前記支持体の各端部に１つ以上のブラケットを備える、栽培システム。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれか一項に記載の栽培システムにおいて、
各ラックは、前記垂直方向に離間した位置の数および間隔または数もしくは間隔を変更するようなモジュール式である、栽培システム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の栽培システムにおいて、
各エレベータ装置は、前記垂直方向に離間した位置間で前記コンテナを輸送するためのキャリアを備える、栽培システム。
【請求項８】
請求項７に記載の栽培システムにおいて、
各エレベータ装置のキャリアは、１つ以上のコンテナを支持するためのプラットフォームを備え、プラットフォームは、任意選択的に傾斜している、栽培システム。
【請求項９】
請求項７または８に記載の栽培システムにおいて、
各エレベータ装置は、前記垂直方向に離間した位置で１つ以上の前記長手方向支持体上に前記キャリアから前記コンテナを押すため、油圧ラム、空気圧ラムまたは電気ラムなどのラムを備える、栽培システム。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれか一項に記載の栽培システムにおいて、
各エレベータ装置のキャリアは、１つ以上の垂直ガイドに１つ以上のローラを介して載置されている、栽培システム。
【請求項１１】
請求項７〜１０のいずれか一項に記載の栽培システムにおいて、
各エレベータ装置は、前記垂直方向に離間した位置間で各垂直ガイドに沿って各キャリアを移動させるための駆動システムを備える、栽培システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の栽培システムにおいて、
前記駆動システムは、前記キャリアに結合されたチェーンドライブまたはベルトドライブと、前記キャリアを移動させるために前記チェーンドライブまたは前記ベルトドライブを駆動するモータとを備える、栽培システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の栽培システムにおいて、
各エレベータ装置は、前記チェーンドライブまたは前記ベルトドライブが故障した場合に前記キャリアを支持するための安全ラインを備える、栽培システム。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の栽培システムにおいて、
各ラックの第１の側に隣接する第１のエレベータ装置と、各ラックの第２の反対側に隣接する第２のエレベータ装置とを備える、栽培システム。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一項に記載の栽培システムは、更に、
各ラックにおいて作物に給水するための給水システムを備える、栽培システム。
【請求項１６】
請求項１５に記載の栽培システムにおいて、
前記給水システムは、各ラックの最高位置のコンテナと任意選択的に各ラックの１つ以上の下側位置のコンテナとに水を供給するための一次給水システムを備える、栽培システム。
【請求項１７】
請求項１５または１６に記載の栽培システムにおいて、
前記給水システムは、各ラックの長手方向支持体の少なくとも一部を介して水を循環させるための二次給水システムを備える、栽培システム。
【請求項１８】
請求項１５〜１７のいずれか一項に記載の栽培システムにおいて、
前記給水システムは、前記コンテナが前記ラック上の所定位置にあるときに前記コンテナに水を供給するため各コンテナの各入口開口と整列する各ラック上の１つ以上の排水口を備える、栽培システム。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれか一項に記載の栽培システムにおいて、
各コンテナは細長く、好ましくは、作物を受容するために複数の作物開口を備える、栽培システム。
【請求項２０】
請求項１〜１９のいずれか一項に記載の栽培システムにおいて、
各コンテナは、水を作物に導くための１つ以上の溝を備える、栽培システム。
【請求項２１】
請求項２０に記載の栽培システムにおいて、
各コンテナは、使用されなかった水を前記コンテナから排出可能にする出口開口を備える、栽培システム。
【請求項２２】
請求項１６〜２１のいずれか一項に記載の栽培システムにおいて、
前記一次給水システムおよび前記二次給水システム内または前記一次給水システムもしくは前記二次給水システム内の水の温度を制御することで、前記コンテナ、前記長手方向支持体および／または前記ラックの前記周囲の空気の温度が制御される、栽培システム。
【請求項２３】
請求項１〜２２のいずれか一項に記載の栽培システムにおいて、
前記ラックは、前記ラックの１つおきの位置など、前記ラックの１つ以上の位置に、１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）などの人工照明を備える、栽培システム。
【請求項２４】
請求項１〜２３のいずれか一項に記載の栽培システムにおいて、
前記ラックは、前記ラックの１つ以上の位置に、１つ以上のファンなどの１つ以上の送風機を備える、栽培システム。
【請求項２５】
請求項１〜２４のいずれか一項に記載の栽培システムにおいて、
前記ラックは、前記コンテナが前記ラック上の位置を通過する際に前記各コンテナ上で固有識別子を読み取るための１つ以上のリーダを備える、栽培システム。
【請求項２６】
請求項２〜２５のいずれか一項に記載の栽培システムは、更に、
作物植栽エリアから各ラックへとコンテナを水平方向に移動させるための第１の搬送デバイスを備える、栽培システム。
【請求項２７】
請求項２６に記載の栽培システムにおいて、
前記第１の搬送デバイスは、各ラックの下側領域に向けて前記作物植栽エリアから下方に傾斜している傾斜部を含む、栽培システム。
【請求項２８】
請求項２６または２７に記載の栽培システムにおいて、
前記エレベータ装置のうちの１つのキャリアは、前記第１の搬送デバイスにより前記ラックに輸送されるコンテナを、各ラックの最高位置へと持ち上げる、栽培システム。
【請求項２９】
請求項２６〜２８のいずれか一項に記載の栽培システムは、更に、
作物貯蔵エリアに各ラックからコンテナを移動させるための第２の搬送デバイスを備える、栽培システム。
【請求項３０】
請求項２９に記載の栽培システムにおいて、
前記第２の搬送デバイスは、前記作物貯蔵エリアに前記ラックから前記コンテナを移動させるための１つ以上の従動ローラを含む、栽培システム。
【請求項３１】
請求項２９または３０に記載の栽培システムにおいて、
前記エレベータ装置のうちの１つのキャリアは、各ラックの１つ以上の位置から前記第２の搬送デバイス上へとコンテナを低下させる、栽培システム。
【請求項３２】
請求項２９〜３１のいずれか一項に記載の栽培システムにおいて、
前記第２の搬送デバイスは、前記第１の搬送デバイスからコンテナを受容し、前記エレベータ装置のうちの１つのキャリアは、前記第２の搬送デバイスから前記コンテナを各ラック上へと持ち上げる、栽培システム。
【請求項３３】
請求項２６〜３２のいずれか一項に記載の栽培システムにおいて、
コンテナが作物貯蔵エリアに１つのラックから移動したとき、各ラックは、前記作物植栽エリアからコンテナを受容する、栽培システム。
【請求項３４】
請求項２６〜３３のいずれか一項に記載の栽培システムにおいて、前記作物貯蔵エリアは、前記貯蔵エリアの一方の側から他方の側へとコンテナを移動させる傾斜コンベヤ、前記傾斜コンベヤを収容するベンチ、前記傾斜コンベヤから前記ベンチの表面へと前記コンテナを持ち上げる１つ以上のエレベータ、及び前記ベンチの１つ以上の壁または表面内の１つ以上のシール可能なドアのうちの１つ以上を備える、栽培システム。
【請求項３５】
請求項２〜３４のいずれか一項に記載の栽培システムは、更に、
前記高密度園芸栽培システムの１つ以上の態様を制御するためのプロセッサを備え、前記１つ以上の態様として、前記コンテナのロード／アンロード、前記ラックの位置間の前記コンテナ移動、植栽、栽培、収穫および貯蔵エリア間の前記コンテナ移動、植栽回数、栽培期間、収穫回数、給水、洗浄、電力消費、ならびに、肥料、栄養素、二酸化炭素（ＣＯ２）レベル、光スペクトル、照明レベル、温度、湿度、換気および空気圧を含む栽培条件を含む、栽培システム。
【請求項３６】
請求項１〜３５のいずれか一項に記載の栽培システムは、更に、
前記栽培システムに関連する１つ以上のパラメータを監視するための１つ以上のセンサを備える、栽培システム。
【請求項３７】
請求項３６に記載の栽培システムにおいて、
前記１つ以上のセンサは、温度センサ、湿度センサ、圧力センサ、光センサ、位置センサ、カメラ、製品トレーサビリティセンサ、灌漑センサ、水質センサ、電気伝導度センサ、ｐＨセンサ、二酸化炭素センサ、植物栽培センサのうちの１つ以上を含む、栽培システム。
【請求項３８】
請求項１〜３７のいずれか一項に記載の前記高密度園芸栽培システムを収容する、建物。
【請求項３９】
請求項３８に記載の建物において、
前記建物内に陽圧が維持される、建物。
【請求項４０】
請求項３８または３９に記載の建物において、
前記建物の屋根もしくはその一部、および／または、前記建物の１つ以上の壁もしくはその一部は、自然光が前記建物に入るのを可能にするために透明である、建物。
【請求項４１】
請求項４０に記載の建物において、
前記屋根および１つの以上の壁または前記屋根もしくは１つの以上の壁、またはその一部は、ガラスまたは二層プラスチックからなる、建物。
【請求項４２】
請求項３８〜４１のいずれか一項に記載の建物は、更に、
屋根および壁内または屋根もしくは壁内の１つ以上の開閉可能な通気孔、空気を循環させるための１つ以上のファン、１つ以上の可動シェードスクリーン、作物栽培エリアを作物植栽エリアおよび作物収穫エリアから分割する内部壁のうちの１つ以上を備える、建物。
【請求項４３】
作物栽培方法であって、
コンテナ内の作物を栽培することと、
前記作物を栽培しつつ、１つ以上のエレベータ装置を介して垂直方向に離間した位置間で前記コンテナを自動的に移動させることと、
を備える、方法。
【請求項４４】
請求項４３に記載の方法は、更に、
前記コンテナ内の前記作物の栽培条件を制御するために、前記１つ以上のエレベータ装置を介して前記垂直方向に離間した位置間で前記コンテナを移動させることを備える、方法。
【請求項４５】
請求項４３または４４に記載の方法において、
最大自然光レベルに各コンテナ内の作物を露出させるために、前記垂直方向に離間した位置のうちの最高位置を通じて各コンテナを移動させることを備える、方法。
【請求項４６】
請求項４３〜４５のいずれか一項に記載の方法において、
特定の作物を備える２つ以上のコンテナが、所定の期間、同様の量の自然光を受容するように、前記２つ以上のコンテナを移動することを備える、方法。
【請求項４７】
請求項４３〜４６のいずれか一項に記載の方法において、
日中は毎日、前記同じ期間または同様の期間、前記垂直方向に離間した位置のうちの最高位置に各コンテナを移動させることを備える、方法。
【請求項４８】
請求項４３〜４７のいずれか一項に記載の方法において、
前記コンテナが前記垂直方向に離間した位置のうちの最高位置にあるときに前記コンテナ内の前記作物に給水することを備える、方法。
【請求項４９】
請求項４３〜４８のいずれか一項に記載の方法において、
前記垂直方向に離間した位置で前記コンテナをラックにより支持すること、および、第１のエレベータ装置のキャリア上に前記ラックの第１の位置から第１のコンテナを受容することを備える、方法。
【請求項５０】
請求項４９に記載の方法において、
前記ラックの第２の位置上へと前記キャリアから前記第１のコンテナを押すことを備える、方法。
【請求項５１】
請求項５０に記載の方法において、
前記ラックの第２の位置上の１つ以上の第２のコンテナを、前記第１のコンテナによって前記第２の位置にわたって押すことを備える、方法。
【請求項５２】
請求項５１に記載の方法において、
少なくとも１つの第２のコンテナを、前記第１のコンテナによって、第２のエレベータ装置のキャリア上へと前記第２の位置の反対側から押すことを備える、方法。
【請求項５３】
請求項４３〜５２のいずれか一項に記載の方法において、
第１の搬送デバイスを介して作物植栽エリアから各ラックへと少なくとも水平方向にコンテナを移動させることを備える、方法。
【請求項５４】
請求項４３〜５３のいずれか一項に記載の方法において、
第２の搬送デバイスを介して作物貯蔵エリアへと各ラックから少なくとも水平方向にコンテナを移動させることを備える、方法。
【請求項５５】
非一時的なコンピュータ可読媒体であって、
コンピュータプロセッサによる選択的実行時に、植物をコンテナ内で栽培しつつ、１つ以上のエレベータ装置を介して、垂直方向に離間した位置間で高密度園芸栽培システムの前記コンテナを自動的に移動させるコンピュータ可読コード構成要素を備える、コンピュータ可読媒体。
【請求項５６】
請求項５２に記載のコンピュータ可読媒体において、
前記プロセッサによるコンピュータ可読コード構成要素の選択的実行により、請求項４４〜５４のいずれか一項に記載の方法を実施する、コンピュータ可読媒体。
【請求項５７】
請求項１〜３７のいずれか一項に記載の高密度園芸栽培システム建設用のキットにおいて、
キットが輸送コンテナにて輸送可能である、キット。
【請求項５８】
作物植栽エリア、作物栽培エリアおよび作物貯蔵エリアを備える高密度園芸栽培システムであって、システムは、更に、
前記垂直方向に離間した複数の位置を備える１つ以上のラックと、
作物が栽培されるコンテナを、前記作物植栽エリアから各ラックへと少なくとも水平方向に移動させるための第１の搬送デバイスと、
前記ラックの前記垂直方向に離間した位置間で前記コンテナを自動的に移動させるための１つ以上のエレベータ装置と、
前記作物貯蔵エリアへと各ラックから少なくとも水平方向にコンテナを移動させるための第２の搬送デバイスと、
を備える、システム。
【請求項５９】
請求項５８に記載のシステムは、更に、
前記作物貯蔵エリアに隣接する作物収穫および包装エリアを備える、システム。
【請求項６０】
請求項５８または５９に記載のシステムは、更に、
前記第１および第２の搬送デバイスならびに前記１つ以上のエレベータ装置と通信するコンピューティングデバイスを備え、
前記コンピューティングデバイスは、コンピュータ可読コード構成要素を備える非一時的なコンピュータ可読媒体と通信するコンピュータプロセッサを備え、コンピュータ可読コード構成要素は、選択的に前記プロセッサによって実行されたときに、前記作物植栽エリア、前記作物栽培エリアおよび前記作物貯蔵エリア間で少なくとも水平方向に前記コンテナを移動させ、前記ラックの前記垂直方向に離間した位置間で前記コンテナを移動させる、システム。
【請求項６１】
１つ以上の通信ネットワークを介した集中型データ監視および収集システムと通信する請求項１〜３７または５８〜６０のいずれか一項に記載の複数の高密度園芸栽培システムであって、
前記集中型データ監視および収集システムは、前記複数の高密度園芸栽培システムとの間で前記作物栽培に関するデータを送受信する、栽培システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高密度園芸栽培システム、方法および装置に関する。特に、排他的ではないが、本発明は、高密度園芸栽培システムのための作物移動、加熱、冷却、給水および制御システム、方法ならびに装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高密度園芸栽培システムは、持続可能で効率的な食糧生産を提供するために使用されている。これらのシステムは、しばしば、廃棄物および環境汚染を最小限に抑えるため、シンプルでかつ制御された栄養素の利用方法を提供する閉ループ栄養素解決策を備える。
【０００３】
従来のシステムは、自然光に向かって角度付けされている単純なラック、ポットおよびパイプシステムに基づいている。これらのシステムにおける１つの問題には、栽培作物上での光の不均等な分布がある。これらのシステムの機能は、光の分布を均一化するのに作物を容易に回転させることができないように制限されている。
【０００４】
より複雑な従来技術の園芸システムは、栽培段階に応じて定期的に作物を移動させるために高価な電動閉ループコンベヤを有する。しかし、これらのシステムのコンベヤは、播種、発芽、別個の栽培段階および収穫のために植物の位置を移動させることしかできない。
【０００５】
従来の園芸システムにおける別の問題には、システムのサイズまたは構成が固定されており、システムを任意の高さに構築できないか、需要に応じて拡大したり縮小したりできないことがある。また、従来の園芸システムは、照明および移動システムまたは照明もしくは移動システムで大量のエネルギーを消費し、作物があまりにも自然栽培条件から保護されているため「弱い」作物を生産する可能性がある。
【０００６】
従来の園芸システムにおける別の欠点には、専門家や熟練者を必要としたり、複雑なその場での設置およびメンテナンスを必要としたりすることがある。このため、建設や継続的な監視や人件費にコストがかかる。
【０００７】
従来の園芸システムの多くは、播種から、栽培、収穫、販売用包装までのプロセスすべての段階ではなく、１つまたはいくつかの段階しか提供しないという点で、部分的な解決策を提供するにすぎない。したがって、たとえば、包装場所への収穫作物の輸送においても、費用や資金が消費される。さらに、従来の園芸システムで栽培した作物のトラッキングおよびトレーサビリティも可能でないか限定的である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来技術の上述課題の１つ以上に対処するか、もしくは、これを少なくとも改良する、および／または、有用な商業代替策を提供する、改善された高密度園芸栽培システム、方法および装置または高密度園芸栽培システム、方法もしくは装置を提供することが、本発明の好ましい目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
概して、本発明は、高密度園芸栽培システム、方法および装置に関する。特に、排他的ではないが、本発明は、高密度園芸栽培システムのための、作物移動、加熱、冷却、給水および制御システム、方法ならびに装置に関する。
【００１０】
１つの形態において、必ずしも最も広い形態ではないが、本発明は、
作物が栽培されるコンテナ、および
垂直方向に離間した位置間でコンテナを自動的に移動させるための１つ以上のエレベータ装置、
を備える高密度園芸栽培システムに存在する。
【００１１】
好ましい実施形態において、高密度園芸栽培システムは、垂直方向に離間した複数の位置をそれぞれ備える１つ以上のラックを備える。
好ましくは、各ラックは、各々が好ましくは低摩擦面を備える１つ以上の支持体を、垂直方向に離間した各位置において備える。
【００１２】
好ましくは、各ラックは、支持体が結合されたフレームを備える。
いくつかの実施形態において、各支持体は、選択された高さにおいてフレームに支持体を結合するために、支持体の各端部に１つ以上のブラケットを備える。
【００１３】
好ましくは、各ラックは、垂直方向に離間した位置の数を変更することができるようにモジュール式である。
好ましくは、各エレベータ装置は、垂直方向に離間した位置間でコンテナを輸送するためのキャリアを備える。
【００１４】
好ましくは、各エレベータ装置のキャリアは、１つ以上のコンテナを支持するためのプラットフォームを備え、プラットフォームは傾斜している。
いくつかの実施形態において、各エレベータ装置は、垂直方向に離間した位置において１つ以上の支持体上にキャリアからコンテナを押すための、油圧ラムまたは電気ラムなどのラムを備える。
【００１５】
好ましくは、各エレベータ装置のキャリアは、１つ以上の垂直ガイドに載置されている。
いくつかの実施形態において、各エレベータ装置は、垂直方向に離間した位置間でガイドに沿ってキャリアを移動させるための駆動システムを備える。
【００１６】
好ましくは、駆動システムは、キャリアに結合されたチェーンドライブまたはベルトドライブ、および、キャリアを移動させるためにチェーンドライブまたはベルトドライブを駆動するモータを備える。
【００１７】
好ましくは、各エレベータ装置は、チェーンドライブが故障した場合にキャリアを支持するための安全ラインを備える。
好ましい実施形態において、高密度園芸栽培システムは、各ラックの第１の側に隣接する第１のエレベータ装置、および、各ラックの第２の反対側に隣接する第２のエレベータ装置を備える。
【００１８】
好ましくは、高密度園芸栽培システムは、各ラックにおいて作物に給水するための給水システムを備える。
好ましくは、給水システムは、各ラックの最高位置のコンテナに、および、任意選択的に各ラックの１つ以上の下側位置に、水を供給するための一次給水システム
を備える。
【００１９】
好ましくは、給水システムは、各ラックの支持体の少なくとも一部を介して水を循環させる二次給水システムを備える。
好ましくは、給水システムは、コンテナがラック上の所定位置にあるときにコンテナに水を提供するために、各コンテナのそれぞれの入口開口と整列する各ラック上の１つ以上の排水口を備える。
【００２０】
いくつかの実施形態において、各コンテナは細長く、好ましくは、作物を受容するために複数の作物開口を備える。
好ましくは、各コンテナは、水を作物に導くための１つ以上の溝を備える。
【００２１】
好ましくは、各コンテナは、水の少なくとも一部がコンテナから出るのを可能にする出口開口を備える。
好ましくは、一次給水システムおよび二次給水システム内または一次給水システムもしくは二次給水システム内の水の温度は、コンテナ、支持体および／またはラック周囲の空気の温度を制御するために制御される。
【００２２】
いくつかの実施形態において、ラックは、ラック位置の１つおきなどの、ラックの１つ以上の位置で、１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）などの人工照明を備える。
好ましくは、ラックは、ラックの１つ以上の位置で、１つ以上のファンなどの１つ以上の送風機を備える。
【００２３】
好ましくは、ラックは、コンテナがラック上の位置を通過する際に各コンテナから固有識別子を読み取るための１つ以上のリーダを備える。
いくつかの実施形態において、高密度園芸栽培システムは、作物植栽エリアから各ラックにコンテナを移動させるための第１の搬送デバイスを備える。
【００２４】
好ましくは、第１の搬送デバイスは、それぞれのラックの下側領域に向かって作物植栽エリアから下方にスロープを有する傾斜部を含む。
好ましくは、１つのエレベータ装置のキャリアは、それぞれのラックの最高位置へと第１の搬送デバイスによりラックに輸送されるコンテナを持ち上げる。
【００２５】
いくつかの実施形態において、高密度園芸栽培システムは、作物貯蔵エリアに各ラックからコンテナを移動させるための第２の搬送デバイスを備える。
好ましくは、第２の搬送デバイスは、作物貯蔵エリアにラックからコンテナを移動させるための１つ以上の従動ローラを含む。
【００２６】
好ましくは、１つのエレベータ装置のキャリアは、それぞれのラックの１つ以上の位置から第２の搬送デバイス上へとコンテナを低下させる。
好ましくは、第２の搬送デバイスは、第１の搬送デバイスからコンテナを受容し、１つのエレベータ装置のキャリアは、それぞれのラック上へと第２の搬送デバイスからコンテナを持ち上げる。
【００２７】
好ましくは、コンテナが作物貯蔵エリアに１つのラックから移動したとき、それぞれのラックは作物植栽エリアからコンテナを受容する。
いくつかの実施形態において、高密度園芸栽培システムは、コンテナのロード／アンロード、ラックの位置間のコンテナ移動、植栽、栽培、収穫および貯蔵エリア間のコンテナ移動、植栽回数、栽培期間、収穫回数、給水、洗浄、電力消費、ならびに、たとえば、肥料、栄養素、二酸化炭素（ＣＯ２）レベル、光スペクトル、照明レベル、温度、湿度、換気および空気圧などの栽培条件、などの高密度園芸栽培システムの１つ以上の態様を制御するためのプロセッサを備える。
【００２８】
好ましくは、高密度園芸栽培システムは、高密度園芸栽培システムに関連する１つ以上のパラメータを監視するための１つ以上のセンサを備える。
たとえば、１つ以上のセンサは、温度センサ、湿度センサ、光センサ、カメラ、位置センサ、製品トレーサビリティセンサ、灌漑センサ、水質センサ、電気伝導度およびｐＨセンサ、二酸化炭素センサおよび植物栽培センサを含むことができる。
【００２９】
別の形態において、必ずしも最も広い形態ではないが、本発明は、上述した高密度園芸栽培システムを収容する建物に存在する。
好ましくは、陽圧が、建物内にて維持される。
【００３０】
いくつかの実施形態において、建物の屋根、および、任意選択的には建物の１つ以上の壁は、自然光が建物に入るのを可能にするために透明である。
たとえば、屋根および１つの以上の壁または屋根もしくは１つの以上の壁は、ガラスまたは二層プラスチックからなる。
【００３１】
好ましくは、屋根は、１つ以上の開閉可能な通気孔を備える。
好ましくは、建物は、空気を循環させるためのファンを備える。
好ましくは、１つ以上の可動シェードスクリーンが、屋根および１つの以上の壁または屋根もしくは１つの以上の壁に隣接して設けられる。
【００３２】
さらに別の形態において、必ずしも最も広い形態ではないが、本発明は、
コンテナ内の作物を栽培すること、および
作物を栽培しつつ、１つ以上のエレベータ装置を介して垂直方向に離間した位置間でコンテナを自動的に移動させること、
を備える作物栽培方法に存在する。
【００３３】
好ましくは、方法は、コンテナ内の作物の栽培条件を制御するために、１つ以上のエレベータ装置を介して垂直方向に離間した位置間でコンテナを移動させることを備える。
好ましくは、方法は、最大自然光レベルにそれぞれのコンテナ内の作物を露出させるために、垂直方向に離間した位置のうち最高のものを通して各コンテナを移動させることを備える。
【００３４】
好ましくは、１つ以上のコンテナは、所定期間の間、同様の量の自然光を受容する。たとえば、特定の作物を備える各コンテナは、所定期間の間、同様の量の自然光を受容するように移動される。
【００３５】
好ましくは、方法は、日中は毎日、同じまたは同様の期間、垂直方向に離間した位置のうち最高のものに各コンテナを移動させることを備える。
いくつかの実施形態において、方法は、コンテナが垂直方向に離間した位置のうち最高のものにあるときにコンテナ内の作物に給水することを備える。
【００３６】
好ましくは、ラックは、垂直方向に離間した位置でコンテナを支持する。
いくつかの実施形態において、方法は、第１のエレベータ装置のキャリア上にラックの第１の位置から第１のコンテナを受容することを備える。
【００３７】
好ましくは、方法は、ラックの第２の位置上にキャリアから第１のコンテナを押すことを備える。
好ましくは、ラックの第２の位置上の１つ以上の第２のコンテナは、第１のコンテナによって第２の位置に沿って押される。
【００３８】
好ましくは、少なくとも１つの第２のコンテナは、第１のコンテナによって、第２のエレベータ装置のキャリア上に第２の位置の反対側から押される。
方法は、好ましくは、第１の搬送デバイスを介して作物植栽エリアから各ラックへと少なくとも水平方向にコンテナを移動させることを備える。
【００３９】
方法は、好ましくは、第２の搬送デバイスを介して作物貯蔵エリアへと各ラックから少なくとも水平方向にコンテナを移動させることを備える。
さらなる形態において、必ずしも最も広い形態ではないが、本発明は、選択的にプロセッサによって実行されたときに本発明の１つ以上の態様を実装するコンピュータ可読コード構成要素を備える非一時的なコンピュータ可読媒体に存在する。たとえば、プロセッサによるコンピュータ可読コード構成要素の選択的実行によって、１つ以上のエレベータ装置が、垂直方向に離間した位置間で植物を栽培しているコンテナを自動的に移動させる。
【００４０】
さらなる形態において、必ずしも最も広い形態ではないが、本発明は、前述の高密度園芸栽培システム用のキットに存在し、キットは輸送コンテナにて輸送可能である。
別の形態によれば、必ずしも最も広い形態ではないが、本発明は、作物植栽エリア、作物栽培エリアおよび作物貯蔵エリアを備える高密度園芸栽培システムに存在し、システムは、
各々が垂直方向に離間した複数の位置を備える１つ以上のラック、
作物が栽培されるコンテナを、作物植栽エリアから各ラックへと少なくとも水平方向に移動させるための第１の搬送デバイス、
ラックの垂直方向に離間した位置間でコンテナを自動的に移動させるための１つ以上のエレベータ装置、および
作物貯蔵エリアへと各ラックから少なくとも水平方向にコンテナを移動させるための第２の搬送デバイス、
をさらに備える。
【００４１】
システムは、好ましくはさらに、作物貯蔵エリアに隣接する作物収穫および包装エリアを備える。
システムは、好ましくはさらに、第１および第２の搬送デバイスならびに１つ以上のエレベータ装置と通信するコンピューティングデバイスを備え、コンピューティングデバイスは、コンピュータ可読コード構成要素を備える非一時的なコンピュータ可読媒体と通信するコンピュータプロセッサを備え、コンピュータ可読コード構成要素は、選択的にプロセッサによって実行されたときに、作物植栽エリア、作物栽培エリアおよび作物貯蔵エリア間で少なくとも水平方向にコンテナを移動させ、ラックの垂直方向に離間した位置間でコンテナを移動させる。
【００４２】
別の形態によれば、必ずしも最も広い形態ではないが、本発明は、１つ以上の通信ネットワークを介した集中型データ監視および収集システムと通信する前述の複数の高密度園芸栽培システムに存在し、集中型データ監視および収集システムは、複数の高密度園芸栽培システムとの間で作物栽培に関するデータを送受信する。
【００４３】
本発明のさらなる形態および特徴または本発明のさらなる形態もしくは特徴は、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
本発明が容易に理解され、実用的な効果をもたらすために、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態への参照が以下に行われ、同様の参照符号は同一要素を指す。図面は例としてのみ提供される。
【図１】本発明の一実施形態に係る高密度園芸栽培システムの斜視図を示す図。
【図２】図１に示す高密度園芸栽培システムの平面図。
【図３】図１に示す高密度園芸栽培システムの側面図。
【図４】ラックおよびエレベータ装置を図示する図１に示す高密度園芸栽培システムの一部の正面断面図。
【図５】本発明の一実施形態に係る栽培システムのコンテナの斜視図。
【図６】本発明の一実施形態に係るシステムのラックおよびエレベータ装置の斜視図。
【図７】本発明の一実施形態に係るシステムの支持体の斜視図。
【図８】システムのエレベータ装置の斜視図。
【図９】エレベータ装置のモータの斜視図。
【図１０】エレベータ装置の駆動システムの一部を示す図。
【図１１】エレベータ装置のキャリアおよびラムの一部を示す図。
【図１２】第１のエレベータ装置を介したラックの第１の位置への第１のコンテナの移動を示す図。
【図１３】第１のエレベータ装置からラックの第１の位置上への第１のコンテナの移動を示す図。
【図１４】第２のエレベータ装置を介したラックの第１の位置からラックの第２の位置への第２のコンテナの移動を示す図。
【図１５】第２のエレベータ装置からラックの第２の位置上への第２のコンテナの移動を示す図。
【図１６】本発明の一実施形態に係る第２の搬送デバイスを備えるラックの最低支持体の斜視図。
【図１７】本発明の一実施形態に係る貯蔵エリアを備えるベンチの斜視図。
【図１８】第２の搬送デバイスへの第１の搬送デバイスを介したコンテナの移動を示すベンチおよびラックの最低位置の側面図。
【図１９】第２の搬送デバイスから貯蔵エリアへのコンテナの移動を示すベンチおよびラックの最低位置の側面図。
【図２０】図３に示す線１２に沿ったベンチの正面断面図。
【図２１】エレベータ装置により第２の搬送デバイスからロード／アンロードされたコンテナを示すラックおよびエレベータ装置の一部の正面図。
【図２２】本発明の一実施形態に係る図１に示す建物の足場の平面図。
【図２３】本発明の一実施形態に係る作物栽培方法の全般的なフロー図。
【図２４】本発明の一実施形態に係るコンピューティングデバイスの概略図。
【図２５】本発明の一実施形態に係る制御システムの概略図。
【００４５】
当業者は、図中の要素が平易かつ明快にするために示されており、必ずしも縮尺通りに描かれていないことを理解するであろう。たとえば、図中の一部の要素の相対寸法は、本発明の実施形態の理解を向上させるために歪み得る。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
概して、本発明は、高密度園芸栽培システム、方法および装置に関する。特に、排他的ではないが、本発明は、高密度園芸栽培システムのための、作物移動、加熱、冷却および給水システム、方法ならびに装置に関する。
【００４７】
図１は、本発明の一実施形態に係る高密度園芸栽培システム１０の斜視図を示す。図２、図３および図４は、システム１０の、それぞれ平面図、端面図および断面図を示す。概して、高密度園芸栽培システム１０は、作物が植栽される植栽エリア２２０、作物が栽培されるラック３００、作物が収穫される収穫エリア２５０を備える。
【００４８】
高密度園芸栽培システム１０は、植栽エリア２２０、ラック３００および収穫エリア２５０を収容する建物１００を備える。好ましい実施形態において、建物は、輸送および設置時間ならびにコストを削減するために軽量材料からなる。建物１００は、基礎１２０に載置されたフレーム１１０を備える。壁１３０および屋根１４０は、フレーム１１０に載置される。屋根１４０、またはその少なくとも一部は、自然光が建物に入るのを可能にするように透明である。１つ以上の壁１３０、またはその少なくとも一部もまた、作物に追加の自然光を提供するために透明であることができる。たとえば、屋根１４０および壁１３０または屋根１４０もしくは壁１３０は、ガラス、二層プラスチックまたは別の適切な透明材料から作製することができる。
【００４９】
いくつかの実施形態において、陽圧が建物１００内に維持される。陽圧は、建物１００内部の制御された環境を提供することができ、植物の栽培に有害な影響を与え得る望ましくない汚染物質の建物１００内への侵入を軽減することができる。たとえば、濾過された空気が、１つ以上のファンを介して建物１００に入る。屋根１４０は、１つ以上の開閉可能な通気孔１２２を備えることができ、これはたとえば、建物１００内の圧力および／または温度および／または湿度を制御するために開閉することができる。いくつかの実施形態において、空気がたとえば５ｍ／ｓで通気孔１２２から流出するように陽圧が設定される。
【００５０】
いくつかの実施形態において、空気が通気孔１２２を通って建物に流入するのを防ぐために、通気孔１２２が選択的に閉じられる。たとえば、建物外の風が、空気が静止条件において通気孔１２２から流出する速度などの閾値速度を超える場合、風に向かっている通気孔１２２は閉じることができるが、風に向かっていない通気孔１２２は開いたままにすることができる。閾値速度は、建物１００内の陽圧によって決定することができる。いくつかの実施形態において、建物１００は、建物１００内の空気を循環させるためのファンを備える。
【００５１】
高密度園芸栽培システム１０は、各ラック内の作物に給水するための給水システム５００（たとえば図６および図７に示される）を備える。給水システムは、各ラックの最高位置上における１つ以上のコンテナ２００に水を提供し、任意選択的に、たとえば温暖および乾燥天候中または温暖もしくは乾燥天候中に各ラックの１つ以上の下側位置における１つ以上のコンテナ２００に水を提供するための一次給水システムを備える。
【００５２】
いくつかの実施形態において、高密度園芸栽培システム１０は、本明細書に記載の高密度園芸栽培システム１０の様々な態様に電力を供給するために屋根１４０上に太陽電池パネルを備える。しかしながら、他の電力源を、代替的または追加的に使用することができることが理解されるであろう。
【００５３】
図２は、高密度園芸栽培システム１０の平面図を示す。栽培システム１０において、種子を建物の一端における発芽エリア２１０にて発芽させる。たとえば、発芽エリア２１０は、種子が発芽する１つ以上のラックまたはキャビネットを備えることができる。発芽エリア２１０は、作物の苗および小植物の栽培または作物の苗もしくは小植物の栽培を促進するために発芽エリア２１０内の温度を制御するためのサーモスタットを備えることができる。
【００５４】
作物２０５は発芽エリア２１０から除去され、植栽エリア２２０内でコンテナ２００に植栽される。図２は、手動での作物の植栽を示す。しかし、いくつかの実施形態においては、植栽システムを介して、作物２０５が発芽エリア２１０から自動的に移動され、コンテナ２００内に植栽される。作物２０５がコンテナ２００内に植栽されると、コンテナ２００は、作物植栽エリア２２０からそれぞれのラック３００へとコンテナ２００を移動させる第１の搬送デバイス２３０上に移動される。
【００５５】
エレベータ装置４００は、各ラック３００の反対側に設けられる。それぞれのラック３００の１つのエレベータ装置は、コンテナ２００を持ち上げ、コンテナ２００は、それぞれのラック３００の垂直方向に離間した位置上へと、第１の搬送デバイス２３０によりラックに搬送される。本明細書でより詳細に説明するように、エレベータ装置４００は、作物２０５を栽培しつつラック３００の垂直方向に離間した位置間でコンテナ２００を自動的に移動させる。コンテナ２００内の作物２０５の収穫準備ができると、１つのエレベータ装置４００によってそれぞれのラック３００の位置から第２の搬送デバイス２３５上へとコンテナ２００を低下させる。第２の搬送デバイス２３５は、ラック３００から作物貯蔵エリア２４０へとコンテナ２００を移動させる。
【００５６】
作物貯蔵エリア２４０は暗く、涼しい温度、たとえば１２℃で作物２０５を貯蔵する。コンテナ２００内の作物２０５を冷却させるために、所定期間、たとえば２４時間、コンテナ２００は作物貯蔵エリア２４０に留まる。そして、コンテナ２００は、作物貯蔵エリア２４０から収穫エリア２５０へと自動的に持ち上げられ、コンテナ２００内の作物２０５が収穫される。そして、収穫作物は、たとえばセロハンで包装され、それぞれの隣接貯蔵エリア２６０に配置される。図２は、作物の手動収穫を示す。しかし、いくつかの実施形態においては、作物２０５は、自動的にコンテナ２００から収穫され、自動的に包装され、収穫および包装システムにより貯蔵エリアに貯蔵される。図２に示す実施形態において、収穫はベンチ２２５の一方側のベンチ２２５の上部で行われ、植栽はベンチ２２５の反対側のベンチ２２５の上部で行われる。
【００５７】
作物２０５がコンテナ２００から収穫されると、コンテナ２００は、コンテナ２００を洗浄し、植栽エリア２２０に戻すクリーナ２７０へと移動される。たとえば、クリーナ２７０は、加圧クリーナであることができる。いくつかの実施形態において、コンテナ２００は、クリーナ２７０に移動され、洗浄され、搬送デバイスを介して自動的に植栽エリア２２０に戻される。本実施形態において、クリーナ２７０は、植栽エリア２２０と同じ建物１００の端部にて、それぞれの植栽エリア２２０毎に設けられる。
【００５８】
図２に示す実施形態では、建物１００は、作物植栽エリア２２０および作物収穫エリア２５０からラック３００を分割する内部壁またはフェンス２８０を備える。ドア２８５が、作物植栽エリア２２０／作物収穫エリア２５０およびラック３００の間のアクセスを可能にするために、内部壁２８０に設けられる。いくつかの実施形態において、損傷の可能性を防止するために、ドアが開かれたときにラック３００内のコンテナ２００の移動が停止される。第１の搬送デバイス２３０および第２の搬送デバイスによって輸送されたコンテナ２００は、内部壁２８０の穴を通過する。加圧エントランス２９０が、建物１００へのアクセスを可能にするために提供される。加圧エントランス２９０は、建物１００に入る汚染物質のリスクを緩和するためのクリーンルームを備えることができる。
【００５９】
図３は、高密度園芸栽培システム１０の側面図を示す。第１の搬送デバイス２３０は、それぞれのラック３００へと作物植栽エリア２２０から下方に傾斜しており、重力下でコンテナ２００が移動するローラ２３２を備える。第２の搬送デバイス２３５は、ラック３００に隣接し、実質的に同じ高さである。第２の搬送デバイス２３５は、第１の搬送デバイス２３０からコンテナ２００を受容する。エレベータ装置４００は、第２の搬送デバイス２３５からラック３００の垂直方向に離間した位置３１０上へとコンテナ２００を持ち上げる。エレベータ装置４００はまた、第２の搬送デバイス２３５上へとコンテナ２００を低下させることもできる。第２の搬送デバイス２３５は、第２の搬送デバイス２３５から作物貯蔵エリア２４０へとコンテナ２００を移動させるよう駆動されるローラ（図示せず）を備える。作物貯蔵エリア２４０はベンチ２２５内に配置される。
【００６０】
図４は、図３に示す線１４に沿った高密度園芸栽培システム１０の正面断面図であり、ラック３００およびエレベータ装置４００を示す。各ラック３００は、垂直方向に離間した複数の位置３１０を備える。たとえば、図４におけるラック３００は、９つの垂直方向に離間した位置３１０を有しているが、ラック３００が他の数の位置３１０を備えることができることが理解されるであろう。各ラックは、垂直方向に離間した位置３１０のそれぞれにおいて長手方向支持体３２０を備える。各ラック３００は、支持体３２０が結合されているフレーム３３０を備える。好ましい実施形態において、各支持材３２０は、たとえば超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ：Ｕｌｔｒａ−Ｈｉｇｈ−Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ−Ｗｅｉｇｈｔ Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）のような、低摩擦面を備え、これにより、コンテナ２００は、容易に支持体３２０に沿ってスライドする。
【００６１】
各エレベータ装置４００は、垂直方向に離間した位置３１０とラム４２０との間でコンテナ２００を輸送するためのキャリア４１０を備え、ラム４２０は、垂直方向に離間した位置３１０においてキャリア４１０から長手方向支持体３２０上へとコンテナ２００を押す。エレベータ装置４００は、本明細書に記載の栽培プロトコルに従って作物２０５を栽培しつつ、垂直方向に離間した位置３１０間でコンテナ２００を自動的に移動させる。
【００６２】
いくつかの実施形態において、図４に示すように別個の第２の搬送デバイス２３５が、ラック３００の各側に設けられている。たとえば、コンテナは、第２の搬送デバイス２３５の一方上で植栽エリア２２０からラック３００へと送達され、第２の搬送デバイス２３５の他方上でラック３００から貯蔵エリア２４０へと移動される。いくつかの実施形態において、ラック３００の第１の側のエレベータ装置４００は、コンテナ２００を上昇させ／持ち上げ、ラック３００の第２の反対側のエレベータ装置４００は、コンテナ２００を低下させる。
【００６３】
コンテナ２００内の作物２０５は、少なくともラック３００の最高位置３１２上で自然光に露出されている。図４に示す実施形態では、人工照明３４０は、ラック３００の１つおきの位置３１４上に設けられている。図４では、人工照明３４０は、図の煩雑を避けるために、１つの位置３１２上でのみ示されている。他の実施形態において、人工照明３４０を、ラック３００のすべての位置３１０で、２つおきの位置３１０で、または３つおきの位置３１０などの代替的な構成で提供することができる。人工照明３４０は、たとえば、各位置の全長に沿うかまたはその長さの一部に沿って、個別の位置に置くことができる。人工照明３４０は、１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）、グローライトまたは人工照明の他の適切なタイプを備えることができる。たとえば赤および青スペクトルまたは赤もしくは青スペクトルにおける、人工照明３４０の波長または波長範囲は、たとえば作物の栽培を促進するためおよび収率を増加させるためか、または作物の栽培を促進するためもしくは収率を増加させるために、位置３１０で栽培される作物２０５のタイプおよび作物２０５の栽培段階に基づいて、または位置３１０で栽培される作物２０５のタイプもしくは作物２０５の栽培段階に基づいて選択することができる。
【００６４】
いくつかの実施形態において、送風機３４５は、作物２０５上で気流を増加させるためにラック３００の１つ以上の位置３１０上に設けられている。図４では、送風機３４５は、図の煩雑を避けるために、１つの位置３１０上でのみ示されている。たとえば、送風機３４５は、ファンとすることができる。
【００６５】
いくつかの実施形態において、リーダ３６０は、ラック３００の１つ以上の位置３１０上に設けられている。図４では、リーダ３６０は、図の煩雑を避けるために、１つの位置３１０上でのみ示されている。リーダ３６０は、コンテナ２００の位置を監視するために、コンテナ２００がラック３００上の位置を通過するときに、各コンテナ２００から固有識別子を読み出す。たとえば、固有識別子は、バーコードまたはクイックレスポンス（ＱＲ）コードまたは他の証印とすることができる。固有識別子は、コンテナ２００、作物タイプ、コンテナ２００内の作物２０５が植栽された日、および／または、作物２０５が収穫されるスケジュール日／時間を識別することができる。
【００６６】
図５は、本発明の一実施形態に係るコンテナ２００の斜視図を示す。コンテナ２００は、細長い。たとえば、コンテナ２００は、６ｍの長さであり、作物２０５の植栽および栽培に適した幅および深さである。様々な長さ、幅および深さの組み合わせが、作物および使用可能スペースに応じて適当であることが理解されよう。コンテナ２００は、作物２０５を受容するための複数の作物開口２１０を備える。たとえば、いくつかの実施形態において、コンテナ２００は、５０個までの作物開口２１０を有することができる。コンテナ２００はまた、水を受容するための入口開口２２０、水を作物に導くための１つ以上の溝２３０、および、作物２０５によって取り込まれなかった水の少なくとも一部をコンテナ２００から出すための出口開口２４０を備える。給水システム５００は、各ラック３００上に１つ以上の水出口を備え、これは、各コンテナ２００内のそれぞれの入口開口２２０と整列し、コンテナ２００がラック３００上の所定位置にあるときに水をコンテナ２００へと供給する。
【００６７】
図６は、本発明の一実施形態に係るラック３００およびその向かい側のエレベータ装置４００の斜視図を示す。各エレベータ装置４００は、支持フレーム４８０を備える。エレベータ装置４００の支持フレーム４８０は、横フレーム部材４８５を介して互いに結合されている。支持フレーム４８０は、テンション部材４９０を介してラック３００に結合される。さらなるテンション部材４９５が、基礎または床（図示せず）に各支持フレーム４８０を固定する。
【００６８】
給水システム５００は、各ラック３００の最高位置３１２上で１つ以上のコンテナ２００に水を供給するための一次給水システム５１０を備えて示されており、これは任意選択的に、各ラック３００の各他の位置３１０上で１つ以上のコンテナ２００に水を供給する。水は栄養素を備えることができ、その種類および量は栽培作物に応じて添加されることが理解されるであろう。給水システム５００は、各ラック３００の長手方向支持体３２０の少なくとも一部を介して水を循環させるための二次給水システム５２０を備える。いくつかの実施形態において、一次給水システム５１０および二次給水システム５２０または一次給水システム５１０もしくは二次給水システム５２０内の水の温度を、コンテナ２００、支持体３２０および／またはラック３００周囲の空気の温度を制御するために制御する。たとえば、暖かい水はコンテナおよび作物を温めるために冬の間に使用され、冷たい水はコンテナおよび作物を冷却するために夏の間に使用される。いくつかの実施形態において、水は、コンテナ２００を水浸しにすること、および、作物２０５に水を吸収させることにより、作物２０５に供給される。他の実施形態において、水は、作物２０５に水を供給するためにコンテナ２００を通って着実に流れる。
【００６９】
ラック３００の各位置３１０における支持体３２０は、支持体３２０の各端部においてブラケット３５０を備え、支持部３２０を選択された高さでフレーム３３０のアップライト３３５へと結合する。アップライト３３５は、支持体３２０が異なる高さで載置されるように、その長さに沿って設定位置にて穴３３２を備える。いくつかの実施形態において、穴３３２は、各ブラケット２５０の高さを５０ｍｍ単位で調整することができるよう５０ｍｍの間隔である。ブラケット３５０がアップライト３３５に結合される高さは、隣接する垂直方向に離間した位置３１０間の距離または間隔を設定するように選択することができる。いくつかの実施形態において、高さは、長手方向支持体３２０の各端部において同じであり、それにより支持体は水平である。いくつかの実施形態において、高さは、支持体３２０の各端部において異なるように選択することができ、傾斜角を選択して支持体３２０を傾斜させ、支持体３２０上に載っているコンテナ２００を通る水の流れを、所望の流れ方向へと促進することができる。たとえば、コンテナ２００の重量により、作物２０５の栽培段階に応じて支持体３２０およびコンテナ２００が、たとえば３〜１５ｍｍ曲がる可能性がある。コンテナ２００における曲がりにより、水がたとえばコンテナ２００の中央付近に貯留する可能性がある。支持体３２０を傾斜させることにより、コンテナ２００を通る水の流れを改善し、そのような貯留を防止することができる。
【００７０】
図７は、本発明の一実施形態に係る長手方向支持体３２０の斜視図を示す。支持体３２０は、ブレース部材３２４によって支持される３つの長手方向部材３２２を備える。横部材３２６は、長手方向部材３２２上に載置され、コンテナ２００を受容および支持する。各横部材３２６は、低摩擦面、たとえばＵＨＭＷＰＥを備え、それにより、コンテナ２００は、容易に支持体３２０にわたってスライドする。支持体３２０は、ラック３００のフレーム３３０へと支持体を載置するために支持体３２０の各端部にブラケット３５０を備える。長手方向部材３２２の傾斜角度は、支持体３２０の各端部において異なる高さでブラケット３５０を載置することによって調整することができる。いくつかの実施形態において、ラック３００の支持体３２０およびフレーム３３０または支持体３２０もしくはフレーム３３０は、鋼で作られている。
【００７１】
水出口５０２は、コンテナが支持体３２０上の所定位置にあるときにコンテナ２００の入口開口２２０と整列するように構成された支持体３２０の第１の端部３２１に設けられる。トラフ５０４は、コンテナ２００の出口開口２４０から流出する水を受容するために支持体３２０の第２の端部３２３に設けられる。トラフ５０４からの水は、給水システム５００によってリサイクルすることができる。いくつかの実施形態において、トラフ５０４からの水は、栽培システム１０の各態様への電力供給に使用される。
【００７２】
図８は、エレベータ装置４００の斜視図を示す。エレベータ装置４００のキャリア４１０は、１つ以上の垂直ガイド４３０へと摺動ブラケット４１６を介して載置される。摺動ブラケット４１６は、ローラ４１８上のそれぞれの垂直ガイド４３０に沿って上下にスライドする１つ以上のローラ４１８を備える。エレベータ装置４００は、垂直ガイド４３０に沿ってキャリア４１０を上下移動させて垂直方向に離間した位置３１０間で移動させる駆動システム４４０を備える。いくつかの実施形態において、駆動システム４４０は、チェーンドライブを備え、他の実施形態においては、ベルトドライブを使用することができる。図８に示す実施形態において、駆動システム４４０は、キャリア４１０に結合されたチェーン４５０と、キャリア４１０を移動させるためにチェーン４５０を駆動するモータ４６０とを備える。エレベータ装置４００は、チェーン４５０が失敗した場合にキャリア４１０を支持するための安全ライン４７０を備える。安全ライン４７０は、リトラクタを備えることができ、これは、キャリア４１０がゆっくりと、たとえば閾値速度を下回って移動するときには自動的に延び縮みするが、キャリア４１０が急速に、たとえば閾値速度を超えて移動した場合、たとえばキャリア４１０が突然、落下した場合には、キャリア４１０の移動を防止する。
【００７３】
図９は、より詳細にモータ４６０を示す。好ましい実施形態において、コンテナ２００は、位置３１２間でゆっくりと移動させられる。たとえば、いくつかの実施形態において、キャリア４１０を、ラック３００の最低位置３１０からラック３００の最高位置３１０へと、またはその逆に移動させるために約３分かかる。したがって、モータ４６０は、たとえば低電力および低トルクモータまたは低電力もしくは低トルクモータとすることができ、モータのトルクを低減するために、たとえばギアボックスを有することができる。モータ４６０は、チェーン４５０に係合するスプロケット４６２を駆動する。
【００７４】
図１０は、モータ４６０とは反対の端部における、駆動システム４４０の一部をより詳細に示す。駆動システム４４０は、第２のスプロケット４６４を備える。チェーン４５０は、第２のスプロケット４６４上を通過し、スプロケットギア４６２へと戻る。チェーン４５０は、スプロケット４６２，４６４間でキャリア４１０に結合されている。
【００７５】
図１１は、キャリア４１０およびラム４２０の一部をより詳細に示す。キャリア４１０は、移動可能に摺動ブラケット４１６を介して垂直ガイド４３０に載置され、ローラ４１８上でスムーズに垂直ガイド４３０に沿って上下移動する。ラム４２０は、フレーム４１２を介してキャリア４１０に載置されている。ラム４２０は、油圧ラム、空気圧ラムまたは電気ラムであることができる。
【００７６】
図１２〜図１５は、本発明の一実施形態に係る垂直方向に離間した位置３１０間でのコンテナ２００の移動の例を示す。第１のエレベータ装置４０２は、各ラック３００の第１の側に隣接して設けられ、第２のエレベータ装置４０４は、各ラック３００の第２の反対側に隣接して設けられている。ラック３００の各位置３１０は、コンテナ２００で充填されている。図示の例では、ラック３００の各位置３１０は、１９個のコンテナ２００を備える。
【００７７】
図１２に示すように、第１のエレベータ装置４０２のキャリア４１０は、エレベータ装置４０２のキャリア４１０のプラットフォーム４１４上で、ラック３００の第１の位置３１２、たとえば最高位置に第１のコンテナ２０２を輸送する。ラック３００の向かい側の第２のエレベータ装置４０４のキャリア４２０は、第１の位置３１２で、またはその直下で整列するように移動する。
【００７８】
そして、図１３に示すように、第１のエレベータ装置４０２のラム４２０は、ラック３００の第１の位置３１２上へと第１のコンテナ２０２を押す。ラック３００の第１の位置３１２上のコンテナ２００は、第１の位置３１２上へと第１のコンテナ２０２が移動することにより、（図１３において右から左に）第１の位置３１２に沿って押され、それにより、第２のコンテナ２０４は、第１の位置３１２の反対側において、第１の位置３１２の反対側から第２のエレベータ装置４０４のキャリア４２０のプラットフォーム４１４上へと押される。
【００７９】
そして、図１４に示すように、第２のコンテナ２０４は、より下側の位置においてラック３００の第２の位置３１４へと第２のエレベータ装置４０４のキャリア４２０によって輸送される。第１のエレベータ装置４０２のキャリア４１０は、第２の位置３１４で、またはその直下で整列するように移動する。
【００８０】
そして、図１５に示すように、第２のエレベータ装置４０４のキャリア４２０のラム４２５は、ラック３００の第２の位置３１４上へと第２のコンテナ２０４を押す。ラック３００の第２の位置３１４上のコンテナ２００は、第２のコンテナ２０４によって（図１５において左から右へ）第２の位置３１４に沿って押され、それにより、第３のコンテナ２０６は、第２の位置３１４の反対側において、第２の位置３１４の反対側から第１のエレベータ装置４０２のキャリア４１０のプラットフォーム４１４上へと押される。そして、第１のエレベータ装置４０２は、第１の位置３１２などの別の位置３１０へと第３のコンテナ２０６を輸送することができる。
【００８１】
このように、コンテナ２００は、位置に追加され、他のコンテナ２００が位置３１０に追加される際に位置３１０にわたって横方向に押される。コンテナが位置３１０の他方側に到達すると、同じ位置上のコンテナが向かい側に到着して、別の位置３１０への移動の準備ができている他のエレベータ装置４００の隣接するキャリア上へとコンテナが押される。
【００８２】
好ましい実施形態において、コンテナ２００は、まずラック３００の最高位置３１２へと移動される。コンテナ２００は、最高位置３１０の他方側に到達すると、コンテナは、ラック３００の第２の最高位置などの別のより下側の位置３１０へと移動される。コンテナ２００は、他の位置３１０にわたって移動し、そして、最高位置３１０に移動し戻される。コンテナ２００は、再び最高位置３１２にわたって移動し、そして、ラック３００の第３の最高位置などの別のより下側の位置３１０へと移動される。コンテナ２００についての移動サイクルのさらなる詳細および例は、本文書で後述される。
【００８３】
図１６は、本発明の一実施形態に係る第２の搬送デバイス２３５を備える最低の長手方向支持体３２７の斜視図である。最低支持体３２７は、３つの空間的に分離された長手方向部材３２２、角度付けられたブレース部材３２４およびブラケット３５０を備える。最低支持体３２７は、脚部３２８によって支持される。横部材３２６は、長手方向部材３２２上に載置されている。
【００８４】
搬送デバイス２３５は最低支持体３２７の１つの側に結合されている。第２の搬送デバイス２３５は、最低支持体３２７の横部材３２６の下方に配置されている。これにより、第２の搬送デバイス２３５に邪魔されることなく、エレベータ装置４００によって最低支持体３２７へとコンテナ２００が輸送され、そして押されることができる。
【００８５】
エレベータ装置４００は、最低支持体３２７の下方に移動して、第２の搬送デバイス２３５上へとコンテナ２００を堆積させおよび第２の搬送デバイス２３５からコンテナを持ち上るか、または第２の搬送デバイス２３５上へとコンテナ２００を堆積させるかもしくは第２の搬送デバイス２３５からコンテナを持ち上げることができる。第２の搬送デバイス２３５は、ローラ２３７を備える。ローラ２３７は、たとえばモータにより駆動され、たとえば、第１の搬送デバイス２３０からコンテナ２００を受容するか、または、ラック３００から貯蔵エリア２４０へとコンテナ２００を移動させる場合に、第２の搬送デバイス２３５に沿ってコンテナ２００を輸送することができる。
【００８６】
図１７は、本発明の一実施形態に係る貯蔵エリア２４０を備えるベンチ２２５の斜視図である。ベンチ２２５は、ベンチ２２５の上部の第１の側の植栽エリア２２０およびベンチ２２５の上部の反対側の収穫エリア２５０を備える。第１の搬送デバイス２３０は、ラック３００の下側領域に向かって植栽エリア２２０からベンチ２２５の第１の側に沿って下方に傾斜している。
【００８７】
作物貯蔵エリア２４０は、ベンチ２２５内に設けられている。作物貯蔵エリア２４０は、ラック３００に最も近いベンチ２２５の端部にシール可能なドア２４２を備える。コンテナ２００は、ベンチ２２５の第１の側上で貯蔵エリア２４０内のローラ２４４上へとシール可能なドア２４２を介して第２の搬送デバイス２３５から受容される。ローラ２４４は、ベンチ２２５の反対側へと重力によりコンテナ２００を輸送する傾斜コンベヤ２４５を形成する。可動ストップ２４６は、コンベヤ２４５上に設けられ、コンテナが貯蔵エリア２４０に進入している間にコンベヤに沿ってコンテナ２００が移動するのを防止する。ストップ２４６は、たとえばリニアアクチュエータにより制御することができ、コンテナが貯蔵エリア２４０の内部に完全にあることが検出されると、ストップ２４６を下方に移動させて、コンテナ２００の経路から外すことができる。
【００８８】
１つ以上のエレベータ２４８が、貯蔵エリア２４０の反対側に設けられ、貯蔵エリア２４０からベンチ２２５の上部にてシール可能なドア２５２を介して収穫エリア２５０へとコンテナ２００を持ち上げる。エレベータ２４８は、任意の適切な油圧、空気圧または電気エレベータであることができる。
【００８９】
図１８は、第１の搬送デバイス２３０から第２の搬送デバイス２３５へのコンテナ２００の移動を示す、ベンチ２２５およびラック３００の最低位置３１０の側面図である。コンテナ２００は、重力により第１の搬送デバイス２３０を下って第２の搬送デバイス２３５の１つ以上のローラ２３７上へと移動する。いくつかの実施形態において、第２の搬送デバイス３３５のローラ２３７は、コンテナ２００が第２の搬送デバイス２３５上への残りの経路を移動できるように駆動され、たとえば、それにより、コンテナ２００は、エレベータ装置４００によって持ち上げることができる。
【００９０】
図１９は、第２の搬送デバイス２３５から貯蔵エリア２４０へのコンテナ２００の移動を示すベンチ２２５およびラック３００の最低位置３１０の側面図である。エレベータ装置４００が、第２の搬送デバイス２３５上へとコンテナを下げる場合、第２の搬送デバイス２３５のローラ２３７は、シール可能なドア２４２を通って貯蔵エリア２４０内へとコンテナ２００を移動させるように駆動される。ローラ２３７は、コンテナ２００がローラ２３７を離れると、貯蔵エリア２４０の内部に完全に移動するのに十分な運動量を有するように駆動することができる。
【００９１】
図２０は、図３に示す線１２に沿ったベンチ２２５の正面断面図であり、作物貯蔵エリア２４０を示す。コンテナ２００は、エレベータ２４８によって開放ドア２５２を介して貯蔵エリア２４０から出て収穫エリア２５０へと上昇され／持ち上げられる前に、２４時間などの所定の期間、貯蔵エリア２４０に留まる。コンテナ２００が貯蔵エリア２４０から出て持ち上げられると、貯蔵エリア２４０内の他のコンテナ２００は、ローラ２４４により形成された傾斜コンベア２４５に沿って移動し、それにより、別のコンテナ２００は、エレベータ２４８によって持ち上げられる位置となる。
【００９２】
図２１は、ラック３００およびエレベータ装置４００の一部の正面図であり、第２の搬送デバイス２３５との間でロード／アンロードされるコンテナ２００を示す。エレベータ装置４００のキャリア４１０のプラットフォーム４１４は、キャリア４１０上でコンテナ２００を受容するように傾斜している。これにより、コンテナ２００がキャリア４１０の縁に向かって受容され、キャリア４１０が脱落するリスクが軽減される。
【００９３】
図２２は、本発明の一実施形態に係る足場１２０の平面図である。足場１２０は、ラック３００のフレーム３３０が載置されているピアＰ１、および、エレベータ装置４００のフレーム４８０が載置されているピアＰ２を含む。ラック３００およびエレベータ装置４００が配置される栽培エリアでは、地面は、雑草マット１２１で覆われている。コンクリートスラブ１２２は、植栽エリア２２０および収穫エリア２５０のための床として提供される。代替的な実施形態において、植栽および収穫エリアの床は、たとえば、砂利地面、プラスチック被覆地面または別の雑草防止バリアを備えることができる。足場１２０はまた、フレーム１１０が載置されるコラムマウント１２８および壁１３０が接続されるビーム１２６も含む。ドレイン１２４が、加圧エントランス２９０の床に提供される。
【００９４】
図２３は、本発明の一実施形態に係る作物栽培方法６００の全般的なフロー図である。たとえば、方法は、本明細書に記載の高密度園芸栽培システム１０において実装することができる。ステップ６１０において、方法６００は、コンテナ２００内の作物を栽培することを備える。
【００９５】
ステップ６２０において、方法６００は、作物を栽培しつつ、１つ以上のエレベータ装置４００を介して垂直方向に離間した位置３１０間でコンテナ２００を自動的に移動させることを備える。たとえば、コンテナは、本明細書に記載されるように、照明などのコンテナ２００内の作物の栽培条件を制御するために、１つ以上のエレベータ装置４００を介して垂直方向に離間した位置４１０間で移動させることができる。好ましい実施形態において、方法６００は、最大自然光位置にそれぞれのコンテナ内の作物を露出させるために、垂直方向に離間した位置３１２のうち最高のものを通して各コンテナ２００を移動させることを備える。各コンテナ２００は、たとえば、日中は毎日、同じまたは同様の期間、垂直方向に離間した位置３１２のうち最高のものに移動させることができる。いくつかの実施形態において、コンテナが垂直方向に離間した位置３１２のうち最高のものにあるときに、コンテナ２００内の作物は給水される。作物栽培方法６００は、本明細書に記載されるように、作物栽培に関する作用に対応するさらなる方法ステップを含むことができることが理解されよう。
【００９６】
図２４は、本発明の一実施形態によるコンピューティングデバイス７００の概略図である。コンピューティングデバイスは、コンテナ２００のロードおよびアンロード、ラック３００の位置３１０間ならびに、植栽、栽培、収穫および貯蔵エリア間のコンテナ移動、植栽回数、栽培期間、収穫回数、給水回数、期間および量、洗浄、電力消費、ならびに、たとえば、肥料および栄養素または肥料もしくは栄養素の量およびタイプ、二酸化炭素（ＣＯ２）レベル、光スペクトル、タイミング、期間および強度を含む照明レベル、温度、湿度、および、換気などの特定作物についての栽培条件などの高密度園芸栽培システムの１つ以上の態様を制御するためのプロセッサ７１０を備える。メモリ７２０は、プロセッサ７１０に結合されている。メモリ７２０は、本明細書に記載の実施形態の種々の方法および機能を含む本発明の種々の態様を実装するコンピュータプログラムコード構成要素７２４を備えるコンピュータ可読媒体７２２を備える。プロセッサ７１０は、選択的に、本明細書に記載の高密度園芸栽培システムの方法６００および機能を実行するためにメモリ７２０に記憶されたコンピュータプログラムコード構成要素７２４を実行する。
【００９７】
コンピュータ可読媒体７２２はまた、高密度園芸栽培システムにおいて、センサから受信したデータなどのデータを格納することができる。当業者によって理解されるように、メモリ７２０などの単一メモリは、動的および静的の両方のデータを格納するために使用することができる。メモリ７２０の構造は、当業者に広く知られており、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）に格納された基本入力／出力システム（ＢＩＯＳ：Ｂａｓｉｃ Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｙｓｔｅｍ）およびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）に格納されたオペレーティングシステム、アプリケーションプログラムおよびプログラムデータなどの１つ以上のプログラムモジュールを含むことができる。
【００９８】
１つ以上のインターフェース７３０は、本明細書に記載のシステムの制御および本明細書に記載のシステムのプログラミングまたは本明細書に記載のシステムの制御もしくは本明細書に記載のシステムのプログラミングを可能にするために、プロセッサ７１０に結合されている。たとえば、１つ以上のインターフェース７３０は、１つ以上の通信デバイス、ならびに／または、ディスプレイ、タッチスクリーン、キーパッドおよび／もしくはキーボードなどの１つ以上のユーザインターフェース要素を含むことができる。いくつかの実施形態において、高密度園芸栽培システムは、高密度園芸栽培システムに関連する１つ以上のパラメータを監視するために１つの以上のセンサ８１０を備え、１つ以上のインターフェース７３０は、１つ以上のセンサ８１０からデータを受信する。たとえば、１つ以上のセンサは、温度センサ、湿度センサ、圧力センサ、光センサ、コードリーダなどの位置センサ、カメラ、製品トレーサビリティセンサ、灌漑センサ、水質センサ、電気伝導度センサ、ｐＨセンサ、二酸化炭素センサおよび植物栽培センサを含むことができる。
【００９９】
いくつかの実施形態において、メモリ７２０は、方法６００の１つ以上のステップを実行するためのコンピュータプログラムコード構成要素７２４を備える。
図２５は、本発明の一実施形態に係る制御システム８００の概略図である。制御システムは、コンピューティングデバイス７００を備える。コンピューティングデバイス７００は、１つ以上のセンサ８１０からデータを受信し、本明細書で記載の本発明の態様を制御する。
【０１００】
たとえば、制御システム８００は、コンテナ２００の移動を制御するためにエレベータ装置４００を制御することができる。１つの例では、コンテナ２００を、エレベータ装置４００によってラック３００を介して所定のシーケンスで移動させ、そして、貯蔵エリア２４０にアンロードする。別の例では、コンテナ２００の位置は、リーダ（複数可）３６０を介して、またはエレベータ装置４００によってコンテナ２００の動きをロギングすることにより監視され、コンピューティングデバイス７００は、エレベータ装置（複数可）４００を制御して、コンテナ２００内の作物２０５の収穫の準備ができているときにラック３００からコンテナ２００を出すよう移動させる。いくつかの実施形態において、コンテナ２００内の作物２０５の栽培段階は、ラック３００上のカメラを介してコンピューティングデバイス７００上で監視することができる。コンピューティングデバイス７００はまた、各コンテナの位置を示すラック３００内のコンテナ２００の位置、ならびに、各コンテナ２００内の作物２０５の栽培段階および／またはタイプの視覚化を表示することができる。たとえば、作物の栽培段階およびタイプまたは栽培段階もしくはタイプは、色でコード化することができる。いくつかの実施形態において、栽培段階は、コンテナ２００がラック３００内に存在する時間を介しておよびコンテナ２００内の作物２０５のカメラ画像を介して、またはコンテナ２００がラック３００内に存在する時間を介してもしくはコンテナ２００内の作物２０５のカメラ画像を介して、自動的に決定される。
【０１０１】
いくつかの実施形態において、たとえば作物２０５が疾患を有すると特定される場合、コンピューティングデバイス７００は、緊急アンロードサイクルを実施し、そこでは、作物２０５が位置３１０の一方の側に移動され、そして、それぞれのエレベータ４００を介してラック３００からアンロードされる。
【０１０２】
コンピューティングデバイス７００はまた、１つ以上のセンサ８１０を介して、温度、光レベル、湿度および空気圧などの建物１００の環境条件を監視することができる。コンピューティングデバイス７００は、環境条件に基づいて、ファンおよび開閉可能な通気孔１２２などの気流システム、人工照明３４０、および／または、給水システム５００を制御することができる。いくつかの実施形態において、コンピューティングデバイス７００はまた、屋根１２０および１つ以上の壁１１０または屋根１２０もしくは１つ以上の壁１１０に隣接して設けられる１つ以上のシェードスクリーンを制御し、これは、屋根１２０および壁１１０または屋根１２０もしくは壁１１０を介して建物１００に入る光を変える。
【０１０３】
いくつかの実施形態において、コンピューティングデバイス７００は、作物単位ベースで動作するようにプログラムされている。たとえば、独立および所定の、または独立もしくは所定の栽培サイクルは、各作物２０５またはコンテナ２００について実装することができ、ならびに／または、各個々の作物２０５およびコンテナ２００の両方もしくは一方は、監視されて、必要に応じてシステムを通って移動させることができる。
【０１０４】
いくつかの実施形態において、制御システム８００は、たとえば、クラウドベースシステムまたは中央サーバにリモートでデータを記憶する。たとえば、いくつかの実施形態において、集中型データ監視および収集システム８３０を、通信ネットワーク８４０を介して複数の建物１００または高密度園芸栽培システムのそれぞれからデータを収集および監視するために提供することができる。たとえば、システムが提供される各場所において、既存および新規の植物品種についてのデータが、その場所での植物品種の栽培のために集中型データ監視および収集システム８３０からコンピューティングデバイス７００にダウンロードすることができる。特定の植物品種の栽培に関するデータを、各場所から集中型データ監視および収集システム８３０へとアップロードすることができ、グローバルに他の場所において他のシステムにより、照合および分析、ならびに、使用することができる。
【０１０５】
当業者は、コンテナ２００内の作物の植栽、栽培、貯蔵および移動を監視および制御する前述の例が、特定の作物が栽培されている栽培条件を最適化し、資源の消費を最小化するために、必要に応じて選択的に組み合わせられて変えることができることを理解するであろう。
【０１０６】
作物移動シーケンス
垂直方向に離間した位置３１０間で作物を移動させるためのシーケンス例を以下に提供する。いくつかのシーケンスにおいて、作物２０５は、１８時間の間に、１時間の自然光、９時間の人工光、および、８時間の暗闇を受ける。たとえば、作物２０５が各連続日の異なる時間に自然光を受けるように、１８時間の期間が選択される。ラック３００内の単一のコンテナ２００についてのそのようなシーケンスの例が、以下の表１および表２に示されており、表１はコンテナ２００が最高位置３１２にある時間を示し、表２はコンテナが他の位置３１０のそれぞれにある時間を示している。
【０１０７】
【表１】
2018527023.tif 000003
【０１０８】
【表２】
2018527023.tif 000004
システム内のコンテナ２００についてのこのようなシーケンスを達成するために、エレベータ装置４００が位置間で移動し、選択されたシーケンス内でそれぞれのラム４２５を拡張する。このようなシーケンスの例を表３に示す。表３のシーケンスを実装することにより、コンテナ２００が位置３１０に追加されると、コンテナ２００は位置３１０にわたって移動する。コンテナ２００が位置３１２の端部に到達すると、コンテナは、別の位置３１２に移動されるか、またはコンテナ２００の収穫の準備ができている場合には、第２の搬送デバイス３２５に移動される。
【０１０９】
【表３】
2018527023.tif 000005
コンテナ２００が収穫のためにラック３００から除去されると、別のコンテナ２００がラック３００に追加される。表４は、たとえば第２の搬送デバイス２３５からの、コンテナ２００のラック３００上へのロードについてのシーケンス例を示す。シーケンス例は、コンテナ２００が最高位置３１２上へとロードされ、コンテナ２００が最高位置の反対側から受容され、別の位置３１０へと移動されるサイクルを備える。シーケンスが次のサイクルに移る前に、各サイクルを、たとえば２０回、繰り返すことができる。
【０１１０】
【表４】
2018527023.tif 000006
作物２０５をラック３００から除去する必要がある場合、たとえば、作物２０５に疾患がある場合、緊急アンロードシーケンスを実施することができる。緊急アンロードシーケンスの一例では、所望のコンテナ２００が位置３１０の側に到達し、エレベータ装置４００を介してアンロードすることができるまで、コンテナ２００は、ラック３００の２つの位置３１０間で移動される。
【０１１１】
本発明の実施形態は、このように、先行技術の上述の問題の１つ以上に対処するか、またはそれを少なくとも改善する高密度園芸栽培システム、方法および装置を提供する。たとえば、本発明の実施形態は、各作物２０５が等量の自然光を受容することが可能な高密度園芸栽培システムを提供する。本発明の実施形態はまた、公知の高密度園芸栽培システムより各作物へのより完全な自然光を提供する。本発明の高密度園芸栽培システムは、より少ないエネルギーを消費し、従来技術のシステムよりもより費用効果的である。たとえば、高価であり、かなりの量の電力を消費する人工照明は、ラック３００の各位置３１０で使用する必要はない。ＬＥＤはまた、人工照明のはるかにより効率的な方法を提供する。さらに、本発明の実施形態において、コンテナ２００は、従来技術で植物トレイを支持する植物ラック全体を移動させるよりもはるかに少ない電力を消費しつつ移動される。
【０１１２】
本発明の高密度園芸栽培システムは、標準の運送用コンテナで輸送可能であってモジュール式であるように設計され、それにより、それらは異なるサイズにスケーリングまたは拡大され、異なる用途に適合するようにすることができる。たとえば、システム１０の構成要素は、標準の運送用コンテナの長さよりも短く軽量であるように設計され、それにより、それらは容易に輸送され、組み立てられる。たとえば、建物１００を含む本発明のシステムは、３〜４週間以内に組み立てることができる。システムは、異なる作物および栽培のさまざまな段階に合わせてラック３００の垂直方向に離間した位置３１０間の距離も調整することができるという点で、柔軟で適応可能である。
【０１１３】
本発明のシステムの態様は、労力を低減するように自動的に制御される。栽培環境の自動制御も提供される。リモート報告および監視は、たとえば、環境条件および栽培プロセスに関するデータを収集するセンサ８１０により提供される。これにより、作物が疾患を有する場合などシステムに問題がある場合の迅速な対応が可能となり、また、収穫時期を正確に監視し、選択することが可能となる。本発明の実施形態はまた、作物が栽培される環境条件を制御する。たとえば、建物の外部温度が約−２５℃と低いか、または約４５℃と高い場合でも、本発明の実施形態が動作することができると予想される。
【０１１４】
本発明の実施形態において、水は、作物２０５が栽培されるコンテナ２００に直接、提供され、再利用のためにリサイクルされる。これは、たとえば、水が作物に噴霧される従来技術の発明と比較した場合、無駄な水の量を減少させる。重力駆動搬送デバイスおよび低電力／低トルクモータにより、低レベルのノイズを生成するだけで、低レベルのエネルギーを使用しながら、作物が移動することが可能となる。たとえば、いくつかの実施形態において、各エレベータ装置４００は、３分間毎に２０秒間、移動するのみである。
【０１１５】
本発明の実施形態は、多くの従来技術のシステムよりもより大きな平方メートル当たり作物収量を提供する。たとえば、本発明の実施形態は、従来の水耕ガラスハウスの平方メートル当たり収量の４．５倍、生産できることが予想される。
【０１１６】
本明細書において、用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」または類似の用語は、非排他的な包含を意味することが意図され、要素の一覧を備える装置が、それらの要素だけを含むのではなく、一覧にない他の要素をもまた含み得る。
【０１１７】
本明細書における任意の先行技術への言及は、先行技術が、共通の一般的知識の一部を形成するという承認または示唆のいずれかの形態として解釈されず、また、そのように解釈されるべきでもない。
【０１１８】
本明細書を通して、その目的は、いずれかの実施形態または特徴の特定の集合に本発明を限定することなく、本発明を説明することである。関連技術の当業者は、それでもなお本発明の範囲内に入る特定の実施形態からの変形例を実現し得る。
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【国際調査報告】
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