(57)【要約】【課題】受粉処理可能な範囲を柔軟に変更できる受粉方法を提供する。【解決手段】本発明の一態様に係る受粉方法は、植物の受粉方法であって、空中で重心の位置が半径３０ｃｍの仮想球内に維持される停止飛行が可能な無人飛行体を用い植物を受粉させる受粉工程を備える。受粉工程を花毎に無人飛行体を空中で停止飛行させて行うとよい。受粉工程において、花に振動を与えることにより受粉を行うとよい。無人飛行体が送風機構を備え、受粉工程において、植物の花に送風機構により発生する風を当てることで振動を与えるとよい。無人飛行体が飛行用の１又は複数の回転翼を備え、送風機構がこの回転翼で構成されるとよい。送風機構が、回転翼を囲むよう配設される円筒状のケーシングをさらに備えるとよい。送風機構が、ケーシングの両開放端の少なくともいずれかを閉塞する網目状の保護部材をさらに備えるとよい。【選択図】図１
2017012137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物の受粉方法であって、
空中で重心の位置が半径３０ｃｍの仮想球内に維持される停止飛行が可能な無人飛行体を用い植物を受粉させる受粉工程を備える受粉方法。
【請求項２】
上記受粉工程を花毎に無人飛行体を空中で停止飛行させて行う請求項１に記載の受粉方法。
【請求項３】
上記受粉工程において、花に振動を与えることにより上記受粉を行う請求項１又は請求項２に記載の受粉方法。
【請求項４】
上記無人飛行体が送風機構を備え、
上記受粉工程において、植物の花に上記送風機構により発生する風を当てることで振動を与える請求項３に記載の受粉方法。
【請求項５】
上記無人飛行体が飛行用の１又は複数の回転翼を備え、上記送風機構がこの回転翼で構成される請求項４に記載の受粉方法。
【請求項６】
上記送風機構が、上記回転翼を囲むよう配設される円筒状のケーシングをさらに備える請求項５に記載の受粉方法。
【請求項７】
上記送風機構が、上記ケーシングの両開放端の少なくともいずれかを閉塞する網目状の保護部材をさらに備える請求項６に記載の受粉方法。
【請求項８】
上記回転翼から、この回転翼を囲むケーシングの両開放端までの最小距離が、上記回転翼の半径以上である請求項６に記載の受粉方法。
【請求項９】
上記受粉工程において、上記風が主枝の上方から花に当たるよう上記無人飛行体を停止飛行させる請求項４から請求項８のいずれか１項に記載の受粉方法。
【請求項１０】
上記植物が屋内で栽培されており、上記送風機構により植物の近傍に旋回気流を発生させる請求項４から請求項９のいずれか１項に記載の受粉方法。
【請求項１１】
上記無人飛行体の一部を植物に当接させることで花に振動を与える請求項３に記載の受粉方法。
【請求項１２】
上記無人飛行体が噴射ノズルを備え、
上記噴射ノズルで植物の受粉部分に花粉又はホルモン剤を射出することにより上記受粉を行う請求項１又は請求項２に記載の受粉方法。
【請求項１３】
上記無人飛行体が撮影機構を備え、
上記受粉工程において、上記撮影機構により得られる画像から受粉対象の花の位置を特定する請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の受粉方法。
【請求項１４】
上記受粉工程において、上記無人飛行体に予め定めた経路を飛行させる請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の受粉方法。
【請求項１５】
上記無人飛行体が植物の育成データを取得するセンサを備え、
このセンサにより育成データを取得する工程をさらに備える請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の受粉方法。
【請求項１６】
空中で重心の位置が半径３０ｃｍの仮想球内に維持される停止飛行が可能な無人飛行体と、
上記無人飛行体を制御して植物を受粉させる制御機構と
を備える受粉システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受粉方法及び受粉システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
トマトなどの栽培において、花に受粉処理を行うことにより果実を実らせることが行われている。この受粉処理としては、受粉用の蜂を使用する方法や、人手作業による方法等がある。
【０００３】
しかし、受粉用の蜂を使用する方法では、蜂がランダムに訪花した花のみが着果するために花の位置によって受粉しない場合があることや、蜂が冬場に活動しないなどの不都合がある。また、受粉を促す人手作業による方法では、作業者の人件費が高価であるため、栽培のコストアップを招くという不都合がある。
【０００４】
このような不都合を解決すべく、例えば栽培施設を走行する陸上移動型の受粉ロボットを用いて、受粉ロボットが備えるアーム部の先端の振動子を花に接触させることにより複数の花を個別に揺らすことで受粉させる方法が提案されている（特開２０１１−２００１９６号公報参照）。この方法により、受粉しない花の数を低減できると共に、人件費を低減することができる。
【０００５】
また、上記不都合を解決すべく、３軸のマニピュレータを用いて花房に疑似受粉させるためのホルモン剤をスポット散布する陸上移動型の着果処理ロボットが開発されている（黒崎・大森・高市・岩崎、「トマト低段密植栽培に対応した着果処理ロボットの開発（第１報）」、農業機械学会誌、第７４巻第６号（２０１２）、ｐ．４９０−４９７参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２００１９６号公報
【非特許文献１】黒崎・大森・高市・岩崎、「トマト低段密植栽培に対応した着果処理ロボットの開発（第１報）」、農業機械学会誌、第７４巻第６号（２０１２）、ｐ．４９０−４９７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上述のような陸上移動型のロボットを用いる場合、このロボットは一定の決まった位置にしか移動できないため、受粉処理可能な範囲が限定される。そのため、例えば局所的に長く伸びた葉の部分の花に対して受粉させることができなかったり、植物の株数を増加させ難いという不都合が生じ易い。このように、陸上移動型のロボットを用いる場合には、受粉処理可能な範囲変更の柔軟性が低いという不都合があった。
【０００８】
本発明は以上のような事情に基づいてなされたものであり、受粉処理可能な範囲を柔軟に変更できる受粉方法及び受粉システ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】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係る受粉方法は、植物の受粉方法であって、空中で重心の位置が半径３０ｃｍの仮想球内に維持される停止飛行が可能な無人飛行体を用い植物を受粉させる受粉工程を備える受粉方法である。
【００１０】
別の本発明の一態様に係る受粉システムは、空中で重心の位置が半径３０ｃｍの仮想球内に維持される停止飛行が可能な無人飛行体と、上記無人飛行体を制御して植物を受粉させる制御機構とを備える受粉システムである。
【発明の効果】
【００１１】
当該受粉方法及び受粉システムは、受粉処理可能な範囲を柔軟に変更できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第一実施形態に係る受粉システムの構成を示す模式図である。
【図２Ａ】図１の無人飛行体の模式的平面図である。
【図２Ｂ】図１の無人飛行体の模式的側面図である。
【図３】植物の植付配置を示す模式的平面図である。
【図４】本発明の第二実施形態に係る無人飛行体の模式的側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［本発明の実施形態の説明］
本発明の一実施形態に係る受粉方法は、植物の受粉方法であって、空中で重心の位置が半径３０ｃｍの仮想球内に維持される停止飛行が可能な無人飛行体を用い、植物を受粉させる受粉工程を備える受粉方法である。
【００１４】
当該受粉方法は、空中で重心の位置が半径３０ｃｍの仮想球内に維持される停止飛行が可能な無人飛行体を用いるので、飛行経路を変更することにより、受粉処理可能な範囲を柔軟に変更できる。これにより、当該受粉方法は、例えば植物の株数の増加などにより受粉処理の範囲が変動した場合でも、容易に受粉処理可能な範囲を変更することができる。ここで、「停止飛行」とは、上述のように、無人飛行体の重心の位置が半径３０ｃｍ以内の仮想球内で維持されるような狭い範囲で移動しながらの飛行を含む状態を意味し、いわゆる「ホバリング」の状態も含むものである。なお、停止飛行中の「飛行経路」は、上記仮想球の中心位置を示すものとする。
【００１５】
上記受粉工程を花毎に無人飛行体を空中で停止飛行させて行うとよい。このように、花毎に無人飛行体を空中で停止飛行させて行うことで、各花がより受粉し易くなる。
【００１６】
上記受粉工程において、花に振動を与えることにより上記受粉を行うとよい。このように、花に振動を与えることにより受粉を行うことで、花粉やホルモン剤等を供給する機構が必要ないので、無人飛行体を比較的簡易な構成にできる。
【００１７】
上記無人飛行体が送風機構を備えるとよく、上記受粉工程において、植物の花に上記送風機構により発生する風を当てることで振動を与えるとよい。このように、送風機構で発生する風を植物の花に当てて振動を与えることにより、受粉処理時の花へのダメージを抑制しつつ、受粉を行うことができる。
【００１８】
上記無人飛行体が飛行用の１又は複数の回転翼を備えるとよく、上記送風機構がこの回転翼で構成されるとよい。このように、飛行用の１又は複数の回転翼で送風機構を構成することにより、上記振動を与えるための風を発生させる翼等を別に設ける必要がないので、無人飛行体を簡易かつ軽量な構成とし易い。
【００１９】
上記送風機構が、上記回転翼を囲むよう配設される円筒状のケーシングをさらに備えるとよい。このように、回転翼を囲む円筒状のケーシングを備えることで、回転翼を植物に絡み難くできる。
【００２０】
上記送風機構が、上記ケーシングの両開放端の少なくともいずれかを閉塞する網目状の保護部材をさらに備えるとよい。このように、ケーシングの両開放端の少なくともいずれかを閉塞する網目状の保護部材を備えることで、回転翼をより植物に絡み難くできる。
【００２１】
上記回転翼から、この回転翼を囲むケーシングの両開放端までの最小距離が、上記回転翼の半径以上であるとよい。このように、回転翼からこの回転翼を囲むケーシングの両開放端までの最小距離を回転翼の半径以上とすることで、回転翼をより植物に絡み難くできる。
【００２２】
上記受粉工程において、上記風が主枝の上方から花に当たるよう上記無人飛行体を停止飛行させるとよい。このように、風が主枝の上方から花に当たるよう無人飛行体を停止飛行させることにより、時間と共に上方に着花していく植物の花に効率よく受粉させることができる。
【００２３】
上記植物が屋内で栽培され、上記送風機構により植物の近傍に旋回気流を発生させるとよい。このように、屋内で栽培する植物の近傍に送風機構による旋回気流を発生させることで、花粉の飛散を抑えて、より効果的に植物を受粉させることができる。ここで「植物の近傍」とは、植物の主枝に近い領域であり、例えば植物の主枝から２０ｃｍ以内の領域を意味する。
【００２４】
上記無人飛行体の一部を植物に当接させることで花に振動を与えてもよい。このように、無人飛行体の一部の植物への当接により花に振動を与えることで、より確実に花を振動させることができ、花がより受粉し易くなる。
【００２５】
上記無人飛行体が噴射ノズルを備え、上記噴射ノズルで植物の受粉部分に花粉又はホルモン剤を射出することにより上記受粉を行うとよい。このように、無人飛行体が備える噴射ノズルで植物の受粉部分に花粉又はホルモン剤を射出することにより、より確実に植物を受粉させることができる。
【００２６】
上記無人飛行体が撮影機構を備えるとよく、上記受粉工程において、上記撮影機構により得られる画像から受粉対象の花の位置を特定するとよい。このように、無人飛行体が備える撮影機構により得られる画像から受粉対象の花の位置を特定することで、植物の花毎に受粉処理を行うことができる。
【００２７】
上記受粉工程において、上記無人飛行体に予め定めた経路を飛行させるとよい。このように、無人飛行体に予め定めた経路を飛行させることにより、監視不要で自動的に受粉処理を行わせることができる。
【００２８】
上記無人飛行体が植物の育成データを取得するセンサを備えるとよく、このセンサにより育成データを取得する工程をさらに備えるとよい。このように、無人飛行体が備えるセンサにより植物の育成データを取得することで、植物の育成管理が容易に行える。
【００２９】
本発明の他の一態様に係る受粉システムは、空中で重心の位置が半径３０ｃｍの仮想球内に維持される停止飛行が可能な無人飛行体と、上記無人飛行体を制御して植物を受粉させる制御機構とを備える受粉システムである。
【００３０】
当該受粉システムは、制御機構が無人飛行体の飛行経路を制御することにより、受粉処理可能な範囲を柔軟に変更できる。これにより、当該受粉システムは、例えば植物の株数の増加などにより受粉処理の範囲が変動した場合でも、容易に受粉処理可能な範囲を変更することができる。
【００３１】
［本発明の実施形態の詳細］
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態に係る受粉システム及び受粉方法について詳説する。
【００３２】
〔第一実施形態〕
［受粉システム］
図１に示す当該受粉システムは、空中で重心の位置が半径３０ｃｍの仮想球内に維持される停止飛行が可能な無人飛行体１と、この無人飛行体１を制御して植物を受粉させる制御機構としての受粉処理制御部２とを主に備える。当該受粉システムは、植物Ｐの周囲に無人飛行体１を飛行させ、無人飛行体１から植物Ｐへ送風させることにより花に振動を与え、植物Ｐを受粉させる。
【００３３】
ここで、当該受粉システム及び後述の当該受粉方法が対象とする「植物」とは、受粉により種子が作られる種子植物であり、例えば野菜、果樹、穀物、花卉、工芸農作物等が挙げられる。野菜としては、例えばトマト、なす、きゅうり、イチゴ、スイカなどの果菜類、白菜、キャベツ、ねぎなどの葉茎菜類、だいこん、にんじん、さといもなどの根菜類等が挙げられる。果樹としては、例えばみかん、りんご、ぶどう、かき、なし等が挙げられる。穀物としては、例えば米、麦、とうもろこし、大豆、えんどう等が挙げられる。花卉としては、例えば観賞用のきく、ばら、カーネーション、ゆり等が挙げられる。工芸農作物としては、例えばなたね、生茶、さとうきび、ホップ等が挙げられる。
【００３４】
＜制御機構＞
上記受粉処理制御部２は、植物Ｐを受粉させるための制御を行う。つまり、受粉処理制御部２は、例えば無人飛行体１の飛行を制御する飛行用制御部に対して、受粉処理を行う領域で無人飛行体１を停止飛行させるよう指示を出す。
【００３５】
本実施形態の受粉処理制御部２は、図１に示すように無人飛行体１内に格納される。ただし、受粉処理制御部２は、無人飛行体１に対して受粉処理のための制御ができればよく、無人飛行体１と別体であってもよい。例えば無人飛行体１以外の場所に配設する受粉処理制御部２と無人飛行体１とを無線により接続し、この受粉処理制御部２が無人飛行体１に対して無線で受粉処理のための制御を行うようにしてもよい。
【００３６】
＜無人飛行体＞
上記無人飛行体１は、空中で停止飛行が可能な飛行体である。無人飛行体１は、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、本体３と、本体３に連結する飛行用の複数の回転翼４とを備える。また、無人飛行体１は、送風機構５を備える。
【００３７】
無人飛行体１の水平飛行時の上方からの平面視における最大長さとしては、例えば５ｃｍ以上６０ｃｍ以下程度が好ましい。無人飛行体１の上記最大長さが上記下限に満たないと、無人飛行体１のサイズが小さくなり過ぎることにより送風可能な風量が小さくなり過ぎ、花に十分な振動を与えられないおそれがある。逆に、無人飛行体１の上記最大長さが上記上限を超えると、無人飛行体１のサイズが大きくなり過ぎ、植付間隔が狭い植物を受粉させ難くなり、栽培面積に対する果実等の収穫効率が低下するおそれがある。なお、「無人飛行体の水平飛行時の上方からの平面視における最大長さ」とは、水平飛行時の無人飛行体が上方からの平面視で内接する最小円の直径を意味する。
【００３８】
（本体）
上記本体３には、受粉処理制御部２、飛行用制御部、回転翼４を回転駆動するモーター及びバッテリー（図示せず）などが格納される。
【００３９】
（回転翼）
上記複数の回転翼４は、無人飛行体１の飛行用の翼である。飛行用制御部により各回転翼４の回転数が制御されることにより、無人飛行体１の飛行が制御される。
【００４０】
（送風機構）
本実施形態の送風機構５は、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、回転翼４と、各回転翼４を囲むよう配設される円筒状のケーシング６とを備える。また、送風機構５は、ケーシング６の上側の開放端を閉塞する保護部材７を備える。
【００４１】
送風機構５は、花に振動を与えるために、花に向けて送風する機構である。この送風機構５が、植物Ｐの花に風を当てることにより、花に振動を与えて植物Ｐを受粉させる。このように、送風機構５は、直接花に当接せずに振動を与えることができるため、受粉処理時の花へのダメージを抑制しつつ受粉を行うことができる。
【００４２】
上述したように、本実施形態の送風機構５は、飛行用の回転翼４で発生する風を植物Ｐへ送る。つまり、送風機構５は、回転翼４を送風翼として利用する。このように、飛行用の回転翼４で送風機構５を構成することにより、植物Ｐへ送る風を発生させる翼等を別に設ける必要がないので、無人飛行体を簡易かつ軽量な構成とし易い。
【００４３】
また、送風機構５は、飛行用の回転翼４とは別に送風用の回転翼を備える構成としてもよい。このように、飛行用の回転翼４とは別に送風用の回転翼を配設することで、送風用の翼を植物Ｐへの送風に適した構造とし易く、植物Ｐを受粉させ易くできる。
【００４４】
〈ケーシング〉
上記ケーシング６は円筒状であり、本実施形態では、図２Ｂに示すように回転翼４を囲み、回転翼４で発生する下向きの風が上記円筒内を流通するよう配設される。なお、送風機構５が飛行用の回転翼４とは別に送風用の回転翼を備える場合には、送風用の回転翼を囲むようにケーシング６を配設するとよい。また、この場合、各回転翼４についても、回転翼４を囲むようにケーシング６を配設してもよい。このようにケーシング６を配設することにより、飛行用の回転翼４及び送風用の回転翼を植物Ｐに絡み難くできる。
【００４５】
送風翼（図２Ａでは回転翼４）の先端とケーシング６の内周面との平均距離としては、例えば０．５ｍｍ以上３ｃｍ以下程度が好ましい。上記平均距離が上記下限に満たないと、送風翼及びケーシング６の高い組付精度が要求され、製品コストが増加するおそれがある。逆に、上記平均距離が上記上限を超えると、送風翼により発生する風の利用効率が低下するおそれがある。
【００４６】
回転翼４とケーシング６の下側の開放端との最小距離の下限としては、回転翼４の半径の１倍が好ましく、１．５倍がより好ましい。一方、上記最小距離の上限としては、回転翼４の半径の２．５倍が好ましく、２倍がより好ましい。上記最小距離が上記下限に満たないと、回転翼４が植物Ｐの葉などに絡み易くなるおそれがある。逆に、上記最小距離が上記上限を超えると、無人飛行体１の高さが大きくなり過ぎ、無人飛行体１が植物Ｐに接触し易くなるため、無人飛行体１の飛行制御が困難となるおそれがある。なお、保護部材７が無い場合、すなわちケーシング６の上側の開放端が閉塞されていない場合、回転翼４とケーシング６の上側の開放端との最小距離も上記範囲内とすることが好ましい。また、ケーシング６の下側にも開放端を閉塞する保護部材を取り付けてもよい。なお、ケーシング６の下側の開放端を閉塞する保護部材を取り付ける場合、上記最小距離は上記範囲内でなくてもよく、この場合、回転翼４と保護部材との最小距離が後述する範囲内であるとよい。
【００４７】
なお、ケーシング６の形状は、図２Ｂに示すような内周断面積が一定の円筒形状に限らず、内周断面積が下方に向かって縮小又は拡大するような形状であってもよい。
【００４８】
〈保護部材〉
上記保護部材７は、図２Ａに示すように網目状の部材であり、ケーシング６の上側の開放端を閉塞する。この保護部材７により、回転翼４を植物Ｐに絡み難くする。
【００４９】
保護部材７は、例えば複数の糸状部材を平行に配列したものを交差するよう配設することで形成できる。このような糸状部材として、例えば天然繊維又は化学繊維で形成された糸や、針金などの金属で形成された糸を用いることができる。これらの中でも、低コストで植物Ｐの葉などの巻き込みを抑制し易い点において、針金が好ましい。従って、保護部材７として、針金が網目状に形成された金網を好適に用いることができる。
【００５０】
網目状の保護部材７の目開きとしては、例えば１ｃｍ以上２ｃｍ以下程度が好ましい。保護部材７の目開きが上記下限に満たないと、回転翼４により発生する風力が低下するおそれがある。逆に、保護部材７の目開きが上記上限を超えると、植物Ｐの葉の回転翼４への巻き込みを十分に抑制できないおそれがある。
【００５１】
保護部材７を構成する糸状部材の平均径としては、例えば０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下程度が好ましい。糸状部材の平均径が上記下限に満たないと、植物Ｐとの当接により糸状部材が破断し易くなるおそれがある。逆に、糸状部材の平均径が上記上限を超えると、回転翼４により発生する風力が低下するおそれがある。
【００５２】
回転翼４と保護部材７との最小距離としては、例えば２ｃｍ以上３ｃｍ以下程度が好ましい。網目状の保護部材７により植物Ｐのケーシング６内への進入が抑制されるが、回転翼４と保護部材７との最小距離が上記下限に満たないと、網目の間に入り込んだ植物Ｐの葉の先端などが回転翼４に当接する可能性が生じ、植物Ｐの葉などの回転翼４への巻き込みを十分に抑制できないおそれがある。逆に、回転翼４と保護部材７との最小距離が上記上限を超えると、無人飛行体１の高さが大きくなり、無人飛行体１が植物Ｐに当接し易くなるおそれがある。なお、ケーシング６の下側にも開放端を閉塞する保護部材を取り付けてもよく、この場合、回転翼４とケーシング６の下側に取り付けた保護部材との最小距離は上記範囲内にするとよい。
【００５３】
また、上記送風機構５は、旋回気流を発生させるように構成されるとよい。又は、旋回気流が発生するよう無人飛行体１を飛行させるとよい。植物Ｐの近傍に旋回気流を発生させることで、花粉の飛散を抑えて、より効果的に植物Ｐを受粉させることができる。上記旋回気流は、下向きに発生した風が上方に戻るように循環して流れるものが好ましい。
【００５４】
なお、当該受粉システムは屋外でも屋内でも使用できるが、上述のように旋回気流を発生させる場合、屋内で使用する方が、周囲の自然の風の影響を受け難いため、旋回気流による花粉の飛散抑制効果が得易い。
【００５５】
また、無人飛行体１は、撮影機構を備えてもよい。無人飛行体１が撮影機構を備えると、この撮影機構により得られる画像から色の識別により花の位置を特定することができる。従って、無人飛行体１が撮影機構を備える場合、例えば受粉処理制御部２が撮影機構により得られる画像から花の位置を特定し、その特定した花毎に空中で停止飛行させるよう無人飛行体１を制御できる。このように無人飛行体１が撮影機構を備える場合、当該受粉システムは、無人飛行体１の飛行経路を予め設定しなくても、植物Ｐの花毎の受粉処理を行うことができる。
【００５６】
当該受粉システムは、受粉処理制御部２が受粉処理を行えるよう無人飛行体１の飛行経路を制御するため、受粉処理可能な範囲を柔軟に変更できる。これにより、当該受粉システムは、例えば植物の株数の増加などにより受粉処理の範囲が変動した場合でも、容易に受粉処理可能な範囲を変更することができる。
【００５７】
［受粉方法］
当該受粉方法は、植物の受粉方法であり、空中で停止飛行が可能な無人飛行体１を用い植物Ｐを受粉させる受粉工程を備える。当該受粉方法は、植物Ｐの周囲に無人飛行体１を飛行させ、無人飛行体１から植物Ｐへ送風させることにより花に振動を与え、植物Ｐを受粉させる。
【００５８】
＜受粉工程＞
上記受粉工程では、受粉処理制御部２により、植物Ｐの花毎に空中で停止飛行するよう無人飛行体１を制御し、送風機構５が備える回転翼４により発生する風を植物Ｐの花に当てる。この風により花に振動が与えられることで、その花が受粉する。
【００５９】
（植物の植付位置）
図３に、当該受粉方法により受粉処理を行う植物Ｐの植付位置の例を示す。図３に示すように、一直線状に等間隔で植物Ｐを植付けた複数の縦長の条Ｆを所定間隔を開けて平行に配設することで、植物Ｐの管理がし易く、かつ栽培面積に対する果実等の収穫量を向上させ易い。なお、図３は、平行に配設した複数の条Ｆのうち、隣接する２つの条Ｆの配置関係を示す図である。
【００６０】
条Ｆとして、例えばトレイ状の枠体内に土壌を充填させたものを用いることができる。条Ｆの長手方向の長さＬとしては、例えば１５ｍ以上５０ｍ以下程度が好ましい。条Ｆの長さＬが上記下限に満たないと、土地面積に対する果実等の収穫量が小さくなり過ぎるおそれがある。逆に、条Ｆの長さＬが上記上限を超えると、例えば温室内で植物Ｐを栽培する場合、温室の対向する壁間の距離が大きくなり過ぎ、天井部分に要求される強度が大きくなるため、温室の建設コストが増加するおそれがある。
【００６１】
条Ｆの幅Ｗとしては、例えば５ｃｍ以上１００ｃｍ以下程度が好ましい。条Ｆの幅Ｗが上記下限に満たないと、植物Ｐが成長するに伴って条Ｆが不安定となり易く、植物Ｐが倒れ易くなるおそれがある。逆に、条Ｆの幅Ｗが上記上限を超えると、土壌等の使用量が多くなり過ぎ、栽培コストが増加するおそれがある。
【００６２】
条Ｆに一直線状に植付ける植物植付位置Ｑの平均間隔Ｄ１としては、例えば１５ｃｍ以上２５ｃｍ以下程度が好ましい。植物植付位置Ｑの平均間隔Ｄ１が上記下限に満たないと、隣接する植物Ｐ間の接触する部分が多くなり過ぎるため、植物Ｐの生育が不良となり易いおそれがある。逆に、植物植付位置Ｑの平均間隔Ｄ１が上記上限を超えると、栽培面積に対する果実等の収穫量が小さくなり過ぎるおそれがある。
【００６３】
植物Ｐの条間の平均距離Ｄ２としては、例えば６０ｃｍ以上２００ｃｍ以下程度が好ましい。植物Ｐの条間の平均距離Ｄ２が上記下限に満たないと、植物Ｐの管理がし難くなるおそれがある。逆に、植物Ｐの条間の平均距離Ｄ２が上記上限を超えると、土地面積に対する果実等の収穫量が小さくなり過ぎるおそれがある。
【００６４】
上記受粉工程において、植物Ｐの花毎にその花の上方の空中で停止飛行するよう無人飛行体１を制御するとよい。これにより、回転翼４の回転により発生する風が効率よく植物Ｐの花に当たるため花が振動し易くなり、その結果、花の受粉をし易くできる。
【００６５】
また、上記受粉工程において、回転翼４の回転により発生する風が植物Ｐの主枝の上方から花に当たる位置で無人飛行体１が停止飛行するよう制御するとよい。ここで、植物Ｐの種類によるが、例えばトマトの花は、時間と共に主枝の上方に着花していく。このように時間と共に主枝の上方に着花するような植物Ｐに対し、上述のように受粉処理制御部２が植物Ｐの主枝の上方から風が当たるように無人飛行体１を制御することで、効率よく花に風を当てて振動させることができるため、植物Ｐを効率よく受粉させることができる。
【００６６】
また、上記受粉工程において、送風機構５により植物Ｐの近傍に旋回気流を発生させるとよい。なお、旋回気流を発生させる場合、上述したように受粉工程を温室などの屋内で行うことで、花粉の飛散抑制効果が得易い。
【００６７】
また、上記受粉工程において、予め定めた経路を飛行するよう無人飛行体１を制御するとよい。当該受粉方法は、このように無人飛行体１を制御することで、人が監視していなくても自動的に受粉処理を行わせることができ、受粉処理に伴う労力を軽減できる。
【００６８】
また、上述のように無人飛行体１が撮影機構を備える場合、上記受粉工程において、この撮影機構により得られる画像から受粉対象の花の位置を特定し、無人飛行体１を飛行させてもよい。
【００６９】
当該受粉方法は、このように空中で停止飛行が可能な無人飛行体１を用いるので、飛行経路を変更することにより、受粉処理可能な範囲を柔軟に変更できる。これにより、当該受粉方法は、例えば植物Ｐの株数の増加などにより受粉処理の範囲が変動した場合でも、容易に受粉処理可能な範囲を変更することができる。
【００７０】
〔第二実施形態〕
［受粉システム］
当該受粉システムは、空中で重心の位置が半径３０ｃｍの仮想球内に維持される停止飛行が可能な図４に示す無人飛行体１１と、この無人飛行体１１を制御して植物を受粉させる制御機構としての受粉処理制御部１２とを主に備える。当該受粉システムは、植物Ｐの周囲に無人飛行体１１を飛行させ、無人飛行体１１から植物Ｐの受粉部分、例えば花に花粉又はホルモン剤を供給することにより、植物Ｐを受粉させる。
【００７１】
＜制御機構＞
上記受粉処理制御部１２は、植物Ｐを受粉させるための制御を行う。つまり、受粉処理制御部１２は、例えば無人飛行体１１の飛行を制御する飛行用制御部に対して、受粉処理を行う領域で無人飛行体１１を停止飛行させるよう指示を出す。また、受粉処理制御部１２は、後述する噴射ノズル１８からの花粉の懸濁液又はホルモン剤の希釈溶液の射出を制御する。
【００７２】
本実施形態の受粉処理制御部１２は、図４に示すように無人飛行体１１内に格納される。受粉処理制御部１２は、無人飛行体１１に対して受粉処理のための制御ができればよく、無人飛行体１１と別体であってもよい。
【００７３】
＜無人飛行体＞
上記無人飛行体１１は、空中で停止飛行が可能な飛行体である。無人飛行体１１は、図４に示すように、飛行用の複数の回転翼１４、溶液貯留部１７及び噴射ノズル１８を備える。
【００７４】
（回転翼）
上記複数の回転翼１４は、無人飛行体１１の飛行用の翼である。無人飛行体１１の飛行用制御部により各回転翼１４の回転数が制御されることで、無人飛行体１１の飛行が制御される。
【００７５】
（溶液貯留部）
上記溶液貯留部１７は、花粉の懸濁液又はホルモン剤の希釈溶液を貯留する。花粉を用いる場合は、対象とする植物Ｐの花粉を用い、ホルモン剤を用いる場合は、対象とする植物Ｐの着果促進に適したホルモン剤を用いるとよい。具体的には、ホルモン剤を用いる場合、例えばトマト、なすなどに対しては４−クロロフェノキシ酢酸を用いるとよく、メロン、すいか、かぼちゃなどに対してはホルクロルフェニュロンを用いるとよい。
【００７６】
（噴射ノズル）
上記噴射ノズル１８は、一端が溶液貯留部１７内の花粉の懸濁液又はホルモン剤の希釈溶液中に配設される管１９の他端に連結する。受粉処理制御部１２の制御により、溶液貯留部１７内の花粉の懸濁液又はホルモン剤の希釈溶液が、管１９内を流通し噴射ノズル１８から射出される。
【００７７】
当該受粉システムは、例えば受粉処理制御部１２が、植物Ｐの花毎に、噴射ノズル１８から射出される花粉の懸濁液又はホルモン剤の希釈溶液がその花に供給される位置で停止飛行するよう無人飛行体１１を制御する。さらに、受粉処理制御部１２は、無人飛行体１１を停止飛行させた位置で、溶液貯留部１７に貯留される花粉の懸濁液又はホルモン剤の希釈溶液が先端から射出されるよう噴射ノズル１８を制御する。このようにして、当該受粉システムは、植物Ｐの受粉部分である花に花粉又はホルモン剤を供給し植物Ｐを受粉させる。
【００７８】
〔その他の実施形態〕
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００７９】
例えば無人飛行体が、育成データを取得するセンサをさらに備えてもよい。無人飛行体がこのようなセンサを備えることで、例えば花数や草丈などの情報を取得することができる。これらの情報に基づいて、受粉処理時期や無人飛行体の飛行経路などを決定することで、より効果的な受粉処理を行うことができる。
【００８０】
また、無人飛行体が、環境データを取得するセンサをさらに備えてもよい。ここで、「環境データ」とは、例えば温度、湿度、日照情報、二酸化炭素濃度などのデータである。無人飛行体がこのようなセンサを備えることで、受粉処理を行いつつ環境データを取得することができるので、環境データ取得の手間が省略できる。
【００８１】
また、無人飛行体が、飛行高さを検出する機構をさらに備えてもよい。例えば時間と共に上方に着花していく植物を栽培する場合、その植物の成長過程に応じて無人飛行体の飛行高さを設定することが好ましい。このように、無人飛行体が飛行高さ検出機構を備えることで、精度よく設定した高さで無人飛行体を飛行させることができる。上記飛行高さ検出機構として、例えば無人飛行体に設けた光や超音波を使用する距離センサ、地面の一定の高さに設置したガイドとこのガイドを検出する無人飛行体に設けたセンサとを有する機構、無人飛行体に設けた気圧計で検出される気圧より飛行高さの変化を判断する機構等が挙げられる。
【００８２】
また、上記第一実施形態では、風を当てることにより花に振動を与えることとしたが、その他の方法により花に振動を与えてもよい。例えば花以外に振動を与えても生育に影響しないような植物が受粉対象の場合、無人飛行体の一部を植物の葉や枝に当接させるよう飛行制御することにより花に振動を与えてもよい。また、花以外には振動を与えない方がよい植物が受粉対象の場合、例えば無人飛行体にアーム等の突起物を取り付け、この突起物の先端を花に当接させるよう無人飛行体を制御することにより花に振動を与えてもよい。この突起物の先端を花に当接させるパターンとして、例えば上記突起物の先端で花を叩くパターンや掴むパターンが挙げられる。また、上記突起物の先端を花に当接させる方法としては、受粉処理制御部により無人飛行体の飛行を制御する方法や、上記突起物を直接動かす方法が挙げられる。また、上記突起物の先端にバイブレータを取り付けてもよい。
【００８３】
また、上記第一実施形態では、ケーシングの上側の開放端にのみ保護部材を配設する無人飛行体について説明したが、ケーシングの下側の開放端も保護部材で閉塞された無人飛行体を用いてもよいし、ケーシングの下側の開放端のみ保護部材で閉塞された無人飛行体を用いてもよい。
【００８４】
また、無人飛行体が、予め設定された時間に自動的に飛行及び受粉処理を行うようにしてもよい。さらに、無人飛行体が、自動的に充電を行うようにしてもよい。例えば無人飛行体の充電残量が所定値以下となった場合に無人飛行体が充電器の位置に着陸するよう設定しておくとよい。このようにすることで、人が監視していなくても受粉処理を確実に行わせることができ、例えば夜間の受粉処理も容易に行うことができる。
【００８５】
また、上記各実施形態では、無人飛行体として複数の回転翼を備える飛行体について説明したが、停止飛行が可能なものであれば、回転翼が１つのみの飛行体や回転翼のない飛行体を用いてもよい。例えばこのような無人飛行体として、ラジコンヘリコプターや気球などを用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明の受粉方法及び受粉システムは、受粉処理可能な範囲を柔軟に変更できるので、労力の軽減、高品質の果実や野菜の栽培を図ることができる。
【符号の説明】
【００８７】
１、１１  無人飛行体
２、１２  受粉処理制御部
３  本体
４、１４  回転翼
５  送風機構
６  ケーシング
７  保護部材
１７  溶液貯留部
１８  噴射ノズル
１９  管
Ｆ  条
Ｐ  植物
Ｑ  植物植付位置
【図１】
2017012137.tif 000003
【図２Ａ】
2017012137.tif 000004
【図２Ｂ】
2017012137.tif 000005
【図３】
2017012137.tif 000006
【図４】
2017012137.tif 000007