(57)【要約】アセンブリライン成長ポッドにおいて使用するための分散制御システムは、マスタコントローラと、ハードウェアコントローラデバイスとを含む。マスタコントローラは、第１のプロセッサと、植物成長動作を指示する命令の第１のセットおよび複数の分散制御機能を指示する命令の第２のセットを記憶するための第１のメモリとを含む。ハードウェアコントローラデバイスは、プラグインネットワークインターフェースを介してマスタコントローラに結合される。ハードウェアコントローラデバイスは、第２のプロセッサと、複数の分散制御機能の選択された制御機能を指示する命令の第３のセットを記憶するための第２のメモリとを含む。プラグイン接続に応じて、マスタコントローラは、ハードウェアコントローラデバイスのアドレスを識別し、選択された制御機能に関連する複数のタスクを定義するパラメータのセットを送信する。
2020522985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アセンブリライン成長ポッドにおいて使用するための分散制御システムであって、
制御筐体であって、前記制御筐体は、１つ以上の離散ハードウェアコントローラデバイスを設置するように成形および定寸される複数のベイを備え、各ベイは、プラグインネットワークインターフェースを具備する、制御筐体と、
前記制御筐体内に常駐しているマスタコントローラであって、前記マスタコントローラは、第１のプロセッサと、植物成長動作を指示する命令の第１のセットおよび複数の分散制御機能を指示する命令の第２のセットを記憶するための第１のメモリとを含む、マスタコントローラと、
前記制御筐体のベイ内の設置の時間に前記プラグインネットワークインターフェースを介して前記マスタコントローラに通信可能かつ可撤式に結合されるハードウェアコントローラデバイスであって、前記ハードウェアコントローラデバイスは、第２のプロセッサと、前記複数の分散制御機能の選択された制御機能を指示する命令の第３のセットを記憶するための第２のメモリとを備える、ハードウェアコントローラデバイスと
を備え、
前記プラグインネットワークインターフェースの中への接続に応じて、前記マスタコントローラは、前記ハードウェアコントローラデバイスのアドレスを識別し、前記選択された制御機能に関連する複数のタスクを定義するパラメータのセットを前記ハードウェアコントローラデバイスに送信する、分散制御システム。
【請求項２】
前記ハードウェアコントローラデバイスは、前記第２のプロセッサを用いて前記命令の第３のセットを実行し、前記選択された制御機能と関連付けられる１つ以上のコンポーネントを制御することによって、前記選択された制御機能に関連する前記複数のタスクを実施する、請求項１に記載の分散制御システム。
【請求項３】
前記ハードウェアコントローラデバイスは、複数の投与制御コンポーネントに結合される投与コントローラを備え、前記命令の第３のセットは、前記第２のプロセッサによる実行に応じて、
特定のタイプの植物に関する投与情報を決定することであって、前記投与情報は、投与量と、流体の内容物と、前記投与制御コンポーネントの設定と、流体供給場所とを備える、ことと、
前記投与情報に基づいて、前記流体を供給する前記投与制御コンポーネントの中から１つ以上のコンポーネントを選択することと、
前記投与情報に基づいて、前記選択されたコンポーネントに関する設定を決定することと、
前記アセンブリライン成長ポッドにおける前記特定のタイプの植物の場所に基づいて、前記流体を供給するための場所を決定することと、
前記選択された投与制御コンポーネントの前記設定を制御することによって、前記決定された投与量の前記流体を前記流体供給場所に供給することと
を含む動作を実施する、請求項１に記載の分散制御システム。
【請求項４】
前記投与コントローラは、前記決定された投与量の前記流体を前記流体供給場所に提供するために、Ｉ／Ｏポートを介して、弁、ポンプ、および流体分配マニホールドのうちの１つ以上のものと通信する、請求項３に記載の分散制御システム。
【請求項５】
前記ハードウェアコントローラデバイスはさらに、ロボットコントローラデバイスを含み、前記選択された制御機能はさらに、アセンブリライン成長ポッドにおいて動作する１つ以上の給水ロボットを制御することを含む、請求項１に記載の分散制御システム。
【請求項６】
前記ハードウェアコントローラデバイスはさらに、光コントローラデバイスを含み、前記選択された制御機能はさらに、複数のＬＥＤ光デバイスを制御し、前記命令の第１のセットによって指示されるような異なる光波長色を生成することを含む、請求項１に記載の分散制御システム。
【請求項７】
前記ハードウェアコントローラデバイスはさらに、カートおよび軌道コントローラを含み、前記選択された制御機能はさらに、軌道上で植物を搬送するカートの移動を制御することを含む、請求項１に記載の分散制御システム。
【請求項８】
前記命令の第２のセットは、前記第１のプロセッサによる実行に応じて、前記第１のプロセッサに、
植物、種子、ＬＥＤ照明デバイス、流体保持タンク、給水ロボット、ポンプ、弁、およびカートを含む、アセンブリライン成長ポッドにおいて動作する複数の資産を識別することと、
前記識別された資産および前記第１のプロセッサによる前記命令の第１のセットの実行からもたらされる事象に基づいて、タスクのリストに投入することと、
１つ以上のタスク、前記識別された資産、および前記事象を分散制御機能にグルーピングすることによって、前記複数の分散制御機能を決定することと、
前記第１のメモリ内に前記複数の分散制御機能を記憶することと
を含む動作を実施させる、請求項１に記載の分散制御システム。
【請求項９】
アセンブリライン成長ポッドにおいて使用するための分散制御システムであって、
マスタコントローラであって、前記マスタコントローラは、第１のプロセッサと、植物成長動作を指示するコマンドの第１のセットを記憶するための第１のメモリとを備える、マスタコントローラと、
第１のハードウェアコントローラデバイスであって、前記第１のハードウェアコントローラデバイスは、第２のプロセッサと、第１のコンポーネントの動作を制御するコマンドの第２のセットを記憶するための第２のメモリとを備える、第１のハードウェアコントローラデバイスと、
第２のハードウェアコントローラデバイスであって、前記第２のハードウェアコントローラデバイスは、第３のプロセッサと、第２のコンポーネントの動作を制御するコマンドの第３のセットを記憶するための第３のメモリとを備え、
前記第１のコンポーネントおよび前記第２のコンポーネントは、前記コマンドの第１のセットによって指示される前記植物成長動作の一部である動作を実施する、第２のハードウェアコントローラデバイスと、
プラグアンドプレイネットワークインターフェースであって、前記プラグアンドプレイネットワークインターフェースは、共通通信プロトコルを使用して、前記マスタコントローラを前記第１のハードウェアコントローラデバイスおよび前記第２のハードウェアコントローラデバイスと通信可能かつ可撤式に接続するように適合される、プラグアンドプレイネットワークインターフェースと
を備える、分散制御システム。
【請求項１０】
給水ロボットの動作を制御するように構成されるロボットコントローラを含む前記第１のハードウェアコントローラデバイスと、
前記第２のハードウェアコントローラデバイスであって、
軌道上のカートの移動を制御するように構成されるカートおよび軌道コントローラ、
アセンブリライン成長ポッドにおける温度、空気流、湿度、および大気に関連する動作を制御するように構成される環境コントローラ、
流体の投与量および前記流体の送達を制御するように構成される投与コントローラ、または、
複数のＬＥＤ照明デバイスの動作を制御するように構成される光コントローラ
のうちの１つを含む、前記第２のハードウェアコントローラデバイスと
をさらに備える、請求項９に記載の分散制御システム。
【請求項１１】
前記マスタコントローラは、前記共通通信プロトコルを使用して、前記第１のコンポーネントの前記動作に関連するパラメータのセットを前記第１のハードウェアコントローラデバイスに伝送する、請求項９に記載の分散制御システム。
【請求項１２】
前記第１のハードウェアコントローラデバイスは、前記共通通信プロトコルを使用して、前記タスクの完了を示す通知を前記マスタコントローラに送信する、請求項９に記載の分散制御システム。
【請求項１３】
第３のハードウェアコントローラデバイスであって、前記第３のハードウェアコントローラデバイスは、前記プラグアンドプレイネットワークインターフェースを介して前記マスタコントローラに通信可能かつ可撤式に結合され、アップグレードまたは修理されたバージョンの前記コマンドの第３のセットを含む、第３のハードウェアコントローラデバイス
をさらに備える、請求項９に記載の分散制御システム。
【請求項１４】
アセンブリライン成長ポッドにおいて使用するための分散制御システムを提供するための方法であって、
制御筐体を配列することであって、前記制御筐体は、１つ以上の離散ハードウェアコントローラデバイスを設置するように成形および定寸される複数のベイを備え、各ベイは、プラグインネットワークインターフェースを具備する、ことと、
前記制御筐体内に常駐するようにマスタコントローラを配列することであって、前記マスタコントローラは、第１のプロセッサと、植物成長動作を指示する命令の第１のセットおよび複数の分散制御機能を指示する命令の第２のセットを記憶するための第１のメモリとを備える、ことと、
ハードウェアコントローラデバイスをベイの前記プラグインネットワークインターフェース内にプラグ接続することによって、前記ハードウェアコントローラデバイスを前記マスタコントローラと接続することであって、
前記ハードウェアコントローラデバイスは、第２のプロセッサと、前記複数の分散制御機能の選択された制御機能を指示する命令の第３のセットを記憶するための第２のメモリとを備える、ことと、
前記マスタコントローラを用いて、前記ハードウェアコントローラデバイスのアドレスを識別することと、
前記マスタコントローラから前記ハードウェアコントローラデバイスに、前記選択された制御機能に関連する複数のタスクを定義するパラメータのセットを送信することと、
前記ハードウェアコントローラデバイスを用いて、前記複数のタスクを実施するようにアセンブリライン成長ポッドにおいて動作する１つ以上のコンポーネントの動作を制御することと
を含む、方法。
【請求項１５】
前記ベイの前記プラグインネットワークから前記ハードウェアコントローラデバイスを除去することと、
アップグレード、再構成、または修理のために前記命令の第３のセットを修正すること、または代替として、前記命令の第３のセットを命令の新しいセットと置換することと、
修正された命令の第３のセットを有する前記ハードウェアコントローラデバイスを前記ベイと再接続することと
をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ハードウェアコントローラデバイスを用いて、前記プラグインネットワークを介して、共通通信プロトコルを使用して、前記複数のタスクの完了を示す通知を前記マスタコントローラに送信することをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
植物、種子、ＬＥＤ照明デバイス、流体保持タンク、給水ロボット、ポンプ、弁、およびカートを含む、アセンブリライン成長ポッドにおいて動作する複数の資産を識別することと、
前記識別された資産および前記第１のプロセッサによる前記命令の第１のセットの実行からもたらされる事象に基づいて、タスクのリストに投入することと、
１つ以上のタスク、前記識別された資産、および前記事象を分散制御機能にグルーピングすることによって、前記複数の分散制御機能を決定することと、
前記第１のメモリ内に前記複数の分散制御機能を記憶することと
をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
ハードウェアコントローラのうちの１つ以上のものを前記制御筐体内に配列し、前記制御筐体の各ベイ内にプラグ接続すること
をさらに含み、前記ハードウェアコントローラは、
給水ロボットの動作を制御するように構成されるロボットコントローラと、
軌道上のカートの移動を制御するように構成されるカートおよび軌道コントローラと、
温度、空気流、湿度、および大気に関連する動作を制御するように構成される環境コントローラと、
流体の投与量および前記流体の送達を制御するように構成される投与コントローラと、
複数のＬＥＤ照明デバイスの動作を制御するように構成される光コントローラと
を備える、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記制御筐体の各ベイ内にプラグ接続することによって、前記制御筐体内に投与コントローラを配列することと、
特定のタイプの植物に関する投与情報を決定することであって、前記投与情報は、投与量と、流体の内容物と、前記投与制御コンポーネントの設定と、流体供給場所とを備える、ことと、
前記投与情報に基づいて、前記流体を供給する前記投与制御コンポーネントの中から１つ以上のコンポーネントを選択することと、
前記投与情報に基づいて、前記選択されたコンポーネントに関する設定を決定することと、
前記アセンブリライン成長ポッドにおける前記特定のタイプの植物の場所に基づいて、前記流体を供給するための場所を決定することと、
前記選択された投与制御コンポーネントの前記設定を制御することによって、前記決定された投与量の前記流体を前記流体供給場所に供給することと
をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記ハードウェアコントローラデバイスを前記マスタコントローラと接続することはさらに、共通通信プロトコルを使用して、前記マスタコントローラと前記ハードウェアコントローラデバイスとの間で通信することを含む、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、米国仮出願第６２／５１９，４１９号、出願日２０１７年６月１４日、発明の名称“ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＰＲＯＶＩＤＩＮＧ  Ａ  ＭＯＤＵＬＡＲ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ  ＩＮ  ＡＮ  ＡＳＳＥＭＢＬＹ  ＬＩＮＥ  ＧＲＯＷ  ＰＯＤ”の利益を主張するものであり、これは、全体が参照により本明細書中に援用される。本願はさらに、米国仮出願第６２／５１９，４２０号、出願日２０１７年６月１４日、発明の名称“ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＰＲＯＶＩＤＩＮＧ  ＣＲＯＰ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＨＡＲＤＷＡＲＥ  ＦＯＲ  Ａ  ＭＯＤＵＬＡＲ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ  ＩＮ  ＡＮ  ＡＳＳＥＭＢＬＹ  ＬＩＮＥ  ＧＲＯＷ  ＰＯＤ”；米国仮出願第６２／５１９，４２１号、出願日２０１７年６月１４日、発明の名称“ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＰＲＯＶＩＤＩＮＧ  ＤＯＳＡＧＥ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＨＡＲＤＷＡＲＥ  ＦＯＲ  Ａ  ＭＯＤＵＬＡＲ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ  ＩＮ  ＡＮ  ＡＳＳＥＭＢＬＹ  ＬＩＮＥ  ＧＲＯＷ  ＰＯＤ”；米国仮出願第６２／５１９，４２５号、出願日２０１７年６月１４日、発明の名称“ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＰＲＯＶＩＤＩＮＧ  ＶＡＬＶＥ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＨＡＲＤＷＡＲＥ  ＦＯＲ  Ａ  ＭＯＤＵＬＡＲ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ  ＩＮ  ＡＮ  ＡＳＳＥＭＢＬＹ  ＬＩＮＥ  ＧＲＯＷ  ＰＯＤ”；米国仮出願第６２／５１９，４２８号、出願日２０１７年６月１４日、発明の名称“ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＰＲＯＶＩＤＩＮＧ  ＰＵＭＰ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＨＡＲＤＷＡＲＥ  ＦＯＲ  Ａ  ＭＯＤＵＬＡＲ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ  ＩＮ  ＡＮ  ＡＳＳＥＭＢＬＹ  ＬＩＮＥ  ＧＲＯＷ  ＰＯＤ”および米国出願第１５／９９１，１９８号、出願日２０１８年５月２９日、発明の名称“ＤＩＳＴＲＩＢＵＴＥＤ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＵＳＥ  ＩＮ  ＡＮ  ＡＳＳＥＭＢＬＹ  ＬＩＮＥ  ＧＲＯＷ  ＰＯＤ”の利益を主張するものであり、これらの開示は、全体が参照により本明細書中に援用される。
【０００２】
本明細書に説明される実施形態は、概して、アセンブリライン成長ポッドにおいて使用するための分散制御システムおよび方法に関し、より具体的には、アセンブリライン成長ポッドの種々のコンポーネントの動作を制御するための分散機能を実施し、アセンブリライン成長ポッドをシームレスかつ効率的に起動するように構成される、マスタコントローラおよび複数の制御モジュールを提供するための分散制御システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
作物成長技術が長年にわたって進歩しているが、依然として、今日の農業および作物産業において多くの問題が存在している。実施例として、技術的進歩が種々の作物の効率および生産を増加させているが、気象、病気、蔓延、および同等物等の多くの因子が、収穫に影響を及ぼし得る。加えて、米国は、現在、米国の人口のための食料を適正に提供するために好適な農地を有しているが、他の国および将来の人口は、適切な量の食料を提供するために十分な農地を有していない場合がある。
【０００４】
編成された植物成長ポッドシステムは、マイクログリーンおよび収穫するための他の植物を成長させることに対する、迅速に成長する、小さい占有面積の、化学物質のない、低労働の解決策を促進する。編成された植物成長ポッドシステムは、植物成長および産出を最大限にするために、制御された最適な環境条件（例えば、光のタイミングおよび波長、圧力、温度、給水、栄養素、分子大気、および／または他の変数）を提供し得る。編成された植物成長ポッドでは、植物または種子毎に個々のカスタマイズされた配慮を提供し、成長問題を被る植物または種子のために適切な措置を講じるために、植物または種子の成長パターンおよび成長ステータスを監視およびチェックすることが重要である。
【０００５】
編成された植物成長ポッドは、給水、照明、栄養素給送、空気圧、湿度、温度、大気、酸素レベル、ＣＯ２レベル等の多様かつ異なる環境条件を要求する多数の多様な植物および種子を同時に支援する。いったん植物および種子が編成された植物成長ポッドの中に進入すると、環境条件の連続的制御および供給が、植物の収穫まで要求され得る。そのような環境条件の制御および供給は、コンピューティングシステムを使用して自動化されている。
【０００６】
コンピューティングシステムは、編成された植物成長ポッドの種々のコンポーネントの動作を制御する。編成された植物成長ポッドと併用するためのコンピューティングシステムは、カスタマイズされた環境条件を決定し、種々のコンポーネントを制御し、タイムリーかつ精密な環境条件を提供する必要があり得る。例えば、異なる成長サイクルおよび照明要件とともに、異なる量および頻度の給水および栄養素給送を要求する、いくつかの異なる植物が存在し得る。異なる植物集団による各異なる必要性に対処し、関連するコンポーネントを効果的に制御することは、膨大な処理リソースおよび処理負荷を要求する傾向がある。多数かつ連続的なタスクを実行する際、コンピューティングシステムは、高処理負担を被り得る。加えて、コンピューティングシステムの短い中断時間であっても、いくつかの植物および種子の成長条件に有意に影響を及ぼし得、編成された植物成長ポッド全体の保守および動作も同様に、好ましくない影響を受け得る。例えば、コンピューティングシステムのオペレーティングシステムがアップグレードされ、コンピューティングシステムの完全なリセットを要求し得るとき、コンピューティングシステムのそのようなリセットまたは再起動動作は、編成された植物成長ポッド環境に許容可能ではない場合がある。
【０００７】
加えて、編成された植物成長ポッド環境は、有意に変動し得る。例えば、編成された植物成長ポッドは、植物を支持するいくつかのトレイまたは植物を支持する多数のトレイを有し得る。編成された植物成長ポッドは、給水ロボット、発光ダイオード（ＬＥＤ）照明デバイス、水ポンプ、弁、水ライン、カート、流体タンク等の種々の資産を含み得る。小型成長ポッドは、利用可能な資産の全てを利用しない場合がある一方、大型成長ポッドは、より多くの資産の利用を要求する。編成された植物成長ポッドが、小型成長ポッドを動作させるように設計および構成されるコンピューティングシステムを用いて自動化され得る場合、より大きいスケールを有する成長ポッドのためにそのようなコンピューティングシステムを利用することは、困難である。資産のうちのいくつかは、それらの資産が利用可能であるにもかかわらず、使用されない場合がある。同様に、大型成長ポッドを動作させるように構成されるコンピューティングシステムは、小型成長ポッドを効果的かつ効率的に維持しない場合がある。さらに、編成された成長ポッドが動作している間、資産のうちのいくつかは、故障中であり、修理または完全な交換を要求し得る。各異なる編成された植物成長ポッドに適応させるために自動化システムを再設計および再構成すること、および資産の在庫の継続的変化は、資源の不要な浪費および非効率性をもたらし得る。
【０００８】
故に、編成された植物成長ポッドにおける利用可能な資産の最も効率的な使用および必要に応じて主要コントローラからの処理負荷の分散を促進するために制御機能を分散し得る、編成された植物成長ポッドにおいて使用するための制御システムを提供する必要性がある。また、編成された植物成長ポッドの動作の中断時間を引き起こすことなく、必要に応じて、制御システムの修理、再プログラミング、再展開、および拡張を促進し得る、信頼性および互換性のある制御システムを提供する必要性もある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
分散制御システムを提供するためのシステムおよび方法が、説明される。一実施形態では、アセンブリライン成長ポッドにおいて使用するための分散制御システムは、制御筐体と、マスタコントローラと、ハードウェアコントローラデバイスとを含む。制御筐体は、１つ以上の離散ハードウェアコントローラデバイスを設置するように成形および定寸される複数のベイを含む。各ベイは、プラグインネットワークインターフェースを具備する。マスタコントローラは、制御筐体内に常駐し、第１のプロセッサと、第１のメモリとを含む。第１のメモリは、植物成長動作を指示する命令の第１のセットおよび複数の分散制御機能を指示する命令の第２のセットを記憶する。ハードウェアコントローラデバイスは、制御筐体のベイ内の設置の時間にプラグインネットワークインターフェースを介してマスタコントローラに通信可能かつ可撤式に結合される。ハードウェアコントローラデバイスは、第２のプロセッサと、複数の分散制御機能の選択された制御機能を指示する命令の第３のセットを記憶するための第２のメモリとを含む。プラグインネットワークインターフェースの中への接続に応じて、マスタコントローラは、ハードウェアコントローラデバイスのアドレスを識別し、選択された制御機能に関連する複数のタスクを定義するパラメータのセットをハードウェアコントローラデバイスに送信する。
【００１０】
別の実施形態では、アセンブリライン成長ポッドにおいて使用するための分散制御システムは、マスタコントローラと、第１のハードウェアコントローラデバイスと、第２のハードウェアコントローラデバイスと、プラグアンドプレイネットワークインターフェースとを含む。マスタコントローラは、第１のプロセッサと、植物成長動作を指示するコマンドの第１のセットを記憶するための第１のメモリとを含む。第１のハードウェアコントローラデバイスは、第２のプロセッサと、第１のコンポーネントの動作を制御するコマンドの第２のセットを記憶するための第２のメモリとを含む。第２のハードウェアコントローラデバイスは、第３のプロセッサと、第２のコンポーネントの動作を制御するコマンドの第３のセットを記憶するための第３のメモリとを含む。第１のコンポーネントおよび第２のコンポーネントは、コマンドの第１のセットによって指示される植物成長動作の一部である動作を実施する。プラグアンドプレイネットワークインターフェースは、共通通信プロトコルを使用して、マスタコントローラを第１のハードウェアコントローラデバイスおよび第２のハードウェアコントローラデバイスと通信可能かつ可撤式に接続するように適合される。
【００１１】
さらに別の実施形態では、アセンブリライン成長ポッドにおいて使用するための分散制御システムを提供するための方法は、（ｉ）１つ以上の離散ハードウェアコントローラデバイスを設置するように成形および定寸される複数のベイを備え、各ベイは、プラグインネットワークインターフェースを具備する、制御筐体を配列するステップと、（ｉｉ）制御筐体内に常駐するようにマスタコントローラを配列するステップであって、マスタコントローラは、第１のプロセッサと、植物成長動作を指示する命令の第１のセットおよび複数の分散制御機能を指示する命令の第２のセットを記憶するための第１のメモリとを備える、ステップと、（ｉｉｉ）ハードウェアコントローラデバイスをベイのプラグインネットワークインターフェース内にプラグ接続することによって、ハードウェアコントローラデバイスをマスタコントローラと接続するステップと、（ｉｖ）マスタコントローラを用いて、ハードウェアコントローラデバイスのアドレスを識別するステップと、（ｖ）マスタコントローラからハードウェアコントローラデバイスに、選択された制御機能に関連する複数のタスクを定義するパラメータのセットを送信するステップと、（ｖｉ）ハードウェアコントローラデバイスを用いて、複数のタスクを実施するようにアセンブリライン成長ポッドにおいて動作する１つ以上のコンポーネントの動作を制御するステップとを含む。ハードウェアコントローラデバイスは、第２のプロセッサと、複数の分散制御機能の選択された制御機能を指示する命令の第３のセットを記憶するための第２のメモリとを含む。
【００１２】
本開示の実施形態によって提供されるこれらおよび付加的特徴は、図面と併せて以下の詳細な説明に照らしてより完全に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
図面に記載される実施形態は、本質的に例証的かつ例示的であり、本開示を限定するように意図されない。例証的実施形態の以下の詳細な説明は、同様の構造が同様の参照番号を用いて示される、以下の図面と併せて熟読されると、理解されることができる。
【００１４】
【図１】図１は、本明細書に示され、説明される１つ以上の実施形態による、例証的アセンブリライン成長ポッドを描写する。
【００１５】
【図２】図２は、本明細書に示され、説明される１つ以上の実施形態による、軌道が除去されたアセンブリライン成長ポッドを描写する。
【００１６】
【図３】図３は、本明細書に示され、説明される１つ以上の実施形態による、アセンブリライン成長ポッドの後側を描写する。
【００１７】
【図４】図４は、本明細書に示され、説明される１つ以上の実施形態による、アセンブリライン成長ポッドにおいて使用するための分散制御システムのブロック図を描写する。
【００１８】
【図５】図５は、本明細書に示され、説明される１つ以上の実施形態による、アセンブリライン成長ポッドにおいて使用するための分散制御システムのマスタコントローラの例証的動作を描写する。
【００１９】
【図６Ａ】図６Ａは、本明細書に示され、説明される１つ以上の実施形態による、分散制御システムの例証的モジュール式インターフェースを描写する。
【００２０】
【図６Ｂ】図６Ｂは、本明細書に示され、説明される１つ以上の実施形態による、分散制御システムの別の例証的モジュール式インターフェースを描写する。
【００２１】
【図６Ｃ】図６Ｃは、本明細書に示され、説明される１つ以上の実施形態による、ハードウェアコントローラを受容するための分散制御システムの別の例証的モジュール式インターフェースを描写する。
【００２２】
【図７Ａ】図７Ａは、本明細書に示され、説明される１つ以上の実施形態による、ハードウェアコントローラの斜視図を描写する。
【００２３】
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａに示されるようなハードウェアコントローラの内部構成を描写する。
【００２４】
【図８】図８は、本明細書に示され、説明される１つ以上の実施形態による、アセンブリライン成長ポッドにおいて使用するための例証的流体保持タンクを描写する。
【００２５】
【図９】図９は、本明細書に示され、説明される１つ以上の実施形態による、分散制御システムを提供する例証的方法のフロー図を描写する。
【００２６】
【図１０】図１０は、本明細書に示され、説明される１つ以上の実施形態による、投与コントローラを提供する例証的方法のフロー図を描写する。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本明細書に開示される実施形態は、アセンブリライン成長ポッドにおいて使用するための分散制御システムを提供するためのシステムおよび方法を含む。主要コントローラとしてのマスタコントローラは、アセンブリライン成長ポッドの種々のコンポーネントの動作を制御する。マスタコントローラは、分散される具体的機能を実施する複数の制御モジュールとともに動作する。制御モジュールは、アセンブリライン成長ポッドの種々のコンポーネントを制御するようにカスタマイズされるハードウェアコントローラを含む。複数の制御モジュールとの通信およびその制御を促進するために、マスタコントローラは、プラグアンドプレイネットワークインターフェース等のモジュール式制御インターフェースを提供し得る。
【００２８】
分散制御システムは、アセンブリライン成長ポッドにおいて利用可能であり、動作する資産に適応するように構成および構築される。いくつかの実施形態では、資産は、植物、カート、弁、ポンプ、流体タンク、給水ロボット、水ライン、空気パイプ、発光ダイオード（ＬＥＤ）照明デバイス、軌道、トレイ等の種々のハードウェアコンポーネントを含んでもよい。分散制御システムは、アセンブリライン成長ポッドにおいて利用可能な資産を識別し、資産の利用を最適化するために、マスタコントローラと離散制御モジュールとの間で制御機能を分散する方法を決定する。分散制御システムはさらに、離散制御デバイスを用いて制御機能の分散を実装する際に、アセンブリライン成長ポッドを起動する効率、信頼性、および持続可能性を考慮する。
【００２９】
いくつかの実施形態は、垂直に上向き方向に第１の軸の周囲に巻着し、垂直に下向き方向に第２の軸の周囲に巻着する軌道を辿る植物のアセンブリラインを用いて構成される。これらの実施形態は、植物が成長するための複数の異なる光波長をシミュレートするための発光ダイオード（ＬＥＤ）コンポーネントを利用してもよい。実施形態はまた、カート上のトレイの１つ以上の区分に個別に播種し、およびそれらの種子を保持する個々のセルにカスタマイズされた水および栄養素を提供するように構成されてもよい。これらの種々のコンポーネントの制御は、下記により詳細に説明されるであろうように、モジュール式制御インターフェースを介して複数のホットスワップ可能制御モジュールと接続される中央デバイスにおいて完了され得る。
【００３０】
ここで図面を参照すると、図１は、本明細書に説明される実施形態による、アセンブリライン成長ポッド１００を描写する。図示されるように、アセンブリライン成長ポッド１００は、１つ以上のカート１０４を保持する軌道１０２を含み得、１つ以上のカート１０４はそれぞれ、その上に１つ以上のトレイ１０５を支持する。軌道１０２は、上昇部分１０２ａと、下降部分１０２ｂと、接続部分１０２ｃとを含み得る。軌道１０２は、カート１０４が垂直方向に上向きに上昇するように第１の軸の周囲に（図１の反時計回り方向に、但し、時計回りまたは他の構成もまた、考慮される）巻着し得る。接続部分１０２ｃは、比較的に水平であり得（但し、これは要件ではない）、カート１０４を下降部分１０２ｂに移送するために利用される。下降部分１０２ｂは、カート１０４が地上レベルにより近接して戻され得るように、第１の軸に略平行である第２の軸の周囲に（再び、図１の反時計周り方向に）巻着され得る。
【００３１】
図１に明示的に図示されないが、アセンブリライン成長ポッド１００はまた、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の複数の照明デバイスを含み得る。照明デバイスは、カート１０４と対向する軌道１０２上に配置され得、したがって、照明デバイスは、真下にある軌道１０２の部分上のカート１０４に光波を指向させる。いくつかの実施形態では、照明デバイスは、用途、生育されている植物のタイプ、および／または他の因子に応じて、複数の異なる色および／または波長の光を生成するように構成される。いくつかの実施形態では、ＬＥＤが本目的のために利用されるが、これは、要件ではない。低熱を生産し、所望の機能性を提供する任意の照明デバイスが、利用され得る。
【００３２】
また、図１に描写されるものは、マスタコントローラ１０６である。マスタコントローラ１０６は、コンピューティングデバイスと、水分配制御モジュール、栄養素分配制御モジュール、作物コントローラモジュール、弁制御モジュール、ポンプ制御モジュール、および／または同等物等のアセンブリライン成長ポッド１００の種々のコンポーネントを制御するための種々の制御モジュールとを含み得る。いくつかの実施形態では、制御モジュールは、離散ハードウェアコントローラを含む。実施例として、水分配制御モジュール、栄養素分配制御モジュール、空気分配制御モジュール等を制御するための制御モジュールは、モジュール式制御インターフェースを提供し得るマスタコントローラ１０６の一部として含まれてもよい。マスタコントローラ１０６のモジュール式制御インターフェースは、他の制御モジュールの動作を変更する、またはそれに影響を及ぼすことなく、またはアセンブリライン成長ポッド１００のマスタコントローラ１０６または他のコンポーネントをシャットダウンすることなく、各制御モジュールの除去、交換、アップグレード、および拡張を可能にする。マスタコントローラ１０６は、複数のホットスワップ可能制御モジュールを含有するモジュール式制御インターフェースとして配列され得る。
【００３３】
いくつかの実施形態では、マスタコントローラ１０６は、光のタイミングおよび波長、圧力、温度、給水、栄養素、分子大気、および／またはカートの速度、アセンブリライン成長ポッド１００に留まる時間周期等の植物成長および産出を最適化する他の変数を指示し得る植物のためのマスタレシピを記憶し得る。例えば、マスタレシピは、アセンブリライン成長ポッド１００における特定の植物の３日目の照明要件、植物の４日目の異なる照明要件等を指示する。別の実施例として、マスタレシピは、植物がアセンブリライン成長ポッド１００の中に導入される日付からカウントされる特定の日の特定の場所におけるカート上で搬送される植物を対象とする給水必要性、栄養素給送等を指示する。マスタレシピは、アセンブリライン成長ポッド１００によって支持される植物を網羅するように具体的であり、広範であり、カスタマイズされる。実施例にすぎないが、レシピは、アセンブリライン成長ポッド１００において同時に動作し、植物の多様な集団を搬送する１，５００個のカートを補助するための命令を有してもよい。いくつかの実施形態では、マスタコントローラ１０６は、給水レシピ、栄養素レシピ、投与レシピ、波レシピ、温度レシピ、圧力レシピ等の具体的レシピを記憶してもよい。
【００３４】
いくつかの実施形態では、マスタレシピは、データが行、列、および表に編成されるように、データの構造化セット、データベース等の任意の形態をとってもよい。加えて、または代替として、マスタレシピは、データ処理動作を通してデータの記憶、読出、修正、追加、および消去を促進するように構築されてもよい。
【００３５】
いくつかの実施形態では、マスタコントローラ１０６は、マスタレシピから情報を読み取り、アセンブリライン成長ポッド１００における植物の既知の場所に基づいて、情報を調節する。例えば、マスタコントローラ１０６は、アセンブリライン成長ポッド１００における植物の成長段階を示すカート識別子に基づいて、植物場所を識別し得る。いったん植物が、アセンブリライン成長ポッド１００の中に進入すると、植物は、植物が収穫段階に到達するまで、上昇側から下降側まで渦巻軌道に沿って移動する。いくつかの実施形態では、植物を搬送するカートの場所は、アセンブリライン成長ポッド１００における植物の成長段階を示し得る。次いで、マスタコントローラ１０６は、アセンブリライン成長ポッド１００における４日目の植物成長に特有な照明、給水、圧力、および／または波要件等の植物の段階に関連するマスタレシピを適用し得る。他の実施形態では、アセンブリライン成長ポッド１００へのマスタレシピの異なる適用が、利用可能である。
【００３６】
マスタコントローラ１０６は、マスタレシピを処理し、アセンブリライン成長ポッド１００の種々のコンポーネントを制御する。処理負荷、例えば、植物の多様な集団を搬送する多数の同時に動作するカートを取り扱うためのマスタレシピおよび全ての関連する事象の処理を低減させるために、マスタコントローラ１０６は、異なる具体的機能をロボットコントローラ、光コントローラ、環境コントローラ、投与コントローラ、ポンプコントローラ等のいくつかの制御モジュールに分散し得る。これらの制御モジュールは、自律的に機能し、タスクを完了し、マスタコントローラ１０６に報告する。いくつかの実施形態では、制御モジュールは、安定性を改良し、強制更新および再起動／リセットを回避するために、それらの独自の命令のセット（例えば、専用）を伴うハードウェアモジュールとして構成されてもよい。他の実施形態では、関連技術において利用可能な制御モジュールの他の構成も、可能性として考えられる。
【００３７】
一実施形態では、マスタコントローラ１０６は、制御信号を１つ以上の弁１０８に提供する、および／または弁１０８からステータス信号を受信する、弁制御モジュール（図示せず）と協働してもよい。これらの信号に基づいて、弁制御モジュールは、アセンブリライン成長ポッド１００内の任意の場所への流体の流量を制御するように弁１０８に効果的に指図することができる。例えば、弁１０８のうちのあるものは、１つ以上の水ライン１１０に流体的に結合され得、それに応じて開放または閉鎖することによって水ライン１１０を介して水および／または栄養素を指向し得る。タスクの完了に応じて、弁制御モジュールは、通知をマスタコントローラ１０６に送信し、これは、順に、関連する情報およびステータスを更新する。
【００３８】
別の実施形態では、マスタコントローラ１０６は、制御信号を１つ以上のポンプ１０９に提供する、および／またはポンプ１０９からステータス信号を受信する、ポンプ制御モジュール（図示せず）と協働してもよい。これらの制御信号に基づいて、ポンプ制御モジュールは、アセンブリライン成長ポッド１００内の任意の場所に流体を圧送するように１つのポンプ１０９に効果的に指図することができる。タスクの完了に応じて、ポンプ制御モジュールは、通知をマスタコントローラ１０６に送信し、これは、順に、関連する情報およびステータスを更新する。
【００３９】
水ライン１１０は、弁１０８および／またはポンプ１０９と併せて、そのような水および／または栄養素がポンプ１０９によって圧送されるとき、アセンブリライン成長ポッド１００の特定の面積における１つ以上のトレイ１０５に水および／または栄養素を分配し得る。いくつかの実施形態では、弁１０８はまた、流体分配マニホールドに進入する流体の量が、弁１０８を開放または閉鎖することによって制御され、それによって、流体分配マニホールド内の流体の圧力を制御するように、水ライン１１０を介して水および／または栄養素を分配する流体分配マニホールドに流体的に結合されてもよい。いくつかの実施形態では、種子は、浮力を低減させるために噴霧され、次いで、浸水され得る。加えて、水使用量および消費量が、後続給水ステーションにおいて、本データがその時間に種子に適用する水の量を決定するために利用され得、水の制御が少なくとも部分的に１つ以上の弁によって完了され得るように、監視され得る。
【００４０】
図１の実施形態は、複数の軸の周囲に巻着するアセンブリライン成長ポッド１００を描写するが、これは、単に、一実施例であることを理解されたい。本開示の実施形態は、アセンブリライン成長ポッド１００の２塔構造を使用して議論されるが、本開示は、それに限定されない。他の実施形態では、成長ポッドの４塔構造が、利用可能である。任意の構成のアセンブリラインまたは定常成長ポッドが、本明細書に説明される機能性を実施するために利用され得る。
【００４１】
いくつかの実施形態では、アセンブリライン成長ポッド１００の種々のコンポーネントは、それらの成長状態、それらの場所、汚染、アセンブリライン成長ポッド１００またはそのコンポーネントに影響を及ぼす任意の他の因子に関する植物、種子、または両方に関連する情報を検出するセンサを含んでもよい。例えば、重量センサが、植物の重量、カートの有効荷重の重量等を検出するために提供されてもよい。重量センサは、カート上、軌道上、または植物の重量を検出するために好適な任意の場所に配列されてもよい。実施例として、重量センサは、植物の重量を検出するためにカート上に配列されてもよい。別の実施例として、重量センサは、軌道上に位置してもよい。軌道上に配列される重量センサによって検出される重量情報は、マスタコントローラ１０６に提供され得る。マスタコントローラ１０６は、重量情報からカートの重量を減算し、植物の重量を決定する。いくつかの実施形態では、植物の重量は、アセンブリライン成長ポッドの平衡状態を決定するために使用されてもよい。他の実施形態では、植物の重量は、植物の成長状態を決定する、トレイ上の種子または植物の場所を追跡する、カートの場所を決定する等、他の目的のために使用されてもよい。
【００４２】
他の実施形態では、マスタコントローラ１０６は、植物の重量を推定してもよい。特定のカート１０４がアセンブリライン成長ポッド１００の中に進入すると、進入点における種子を保持するトレイを搬送する特定のカート１０４の重量が、カート１０４の既知の重量およびトレイの既知の重量および本システムに把握される種子の量に基づいて推定され得る。マスタコントローラ１０６は、種子および植物に供給される流体の量を指示するマスタレシピを含有する。したがって、種子および植物に供給される流体の量は、既知であり得る。既知の情報のセットに基づいて、マスタコントローラ１０６は、収穫点におけるカート１０４の重量を測定し得る。例えば、カート１０４は、収穫が起こる前に収穫ステーションに留まり得る。本情報は、マスタコントローラ１０６が植物の重量を推定することを可能にする。
【００４３】
図２は、渦巻軌道を示すことなく、複数の流体保持タンク２０６を有するアセンブリライン成長ポッド１００を描写する。流体保持タンク２０６は、循環水部分２０６ａと、雑排水部分２０６ｂと、栄養水部分２０６ｃと、処理水部分２０６ｄとを含む。例えば、サニタイザコンポーネント１２０が、カート１０４および／またはトレイ１０５を洗浄するための水を要求する場合、流体保持タンク２０６の処理水部分２０６ｄは、流体の移動を制御し得る弁１０８を介して、サニタイザコンポーネント１２０に水を提供する。雑排水部分２０６ｂ内に含有される雑排水はまた、浄化および再循環される水である。流体保持タンク２０６は、水を絶えず再循環させ、水を栄養素とよく混合された状態に保ち、酸素とともに水を注入する。
【００４４】
図３は、アセンブリライン成長ポッド１００の後側の一実施形態を描写する。図２および３に示されるように、マスタコントローラ１０６に結合されるものは、播種器コンポーネント１０８である。播種器コンポーネント１０８は、図３に示されるように、カート１０４がアセンブリラインにおいて播種器コンポーネント１０８を通過する際、１つ以上のカート１０４のそれぞれによって支持される１つ以上のトレイ１０５に種子を提供するように構成され得る。特定の実施形態に応じて、各カート１０４は、複数の種子を受容するための単一区分トレイを含み得る。いくつかの実施形態は、各区分（またはセル）内に個々の種子を受容するための複数区分トレイを含み得る。いくつかの実施形態では、種子は、これらの実施形態が種子を成長させるために土を利用しない場合があり、したがって、浸漬される必要があり得るため、栄養素および／または浮力防止剤（水等）を用いて事前処理され得る。
【００４５】
給水コンポーネントは、１つ以上の水ライン１１０に結合され得、これは、水および／または栄養素をアセンブリライン成長ポッド１００の所定の面積における１つ以上のトレイ１０５に分配する。いくつかの実施形態では、種子は、浮力を低減させるために噴霧され、次いで、浸水され得る。加えて、水使用量および消費量が、監視され得、したがって、後続給水ステーションにおいて、本データは、その時間に種子に適用する水の量を決定するために利用され得る。
【００４６】
また、図１に描写されるものは、空気流ライン１１２である。具体的には、マスタコントローラ１０６は、温度制御、圧力、二酸化炭素制御、酸素制御、窒素制御等のために空気流を送達する１つ以上のコンポーネントを含む、および／またはそれに結合され得る。故に、空気流ライン１１２は、アセンブリライン成長ポッド１００における所定の面積に空気流を分配し得る。
【００４７】
図１の実施形態は、複数の軸の周囲に巻着するアセンブリライン成長ポッド１００を描写するが、これは、単に、一実施例であることを理解されたい。図１および２は、アセンブリライン成長ポッド１００の２塔構造を図示するが、他の実施形態では、４塔構造も、利用可能である。加えて、任意の構成のアセンブリラインまたは定常成長ポッドが、本明細書に説明される機能性を実施するために利用され得る。
【００４８】
図２および３は、本明細書に説明される実施形態による、アセンブリライン成長ポッド１００のための複数のコンポーネントを描写する。図２および３に図示されるように、播種器コンポーネント１０８、および照明デバイス２０６、収穫機コンポーネント２０８、およびサニタイザコンポーネント２１０が、図示される。上記に説明されるように、播種器コンポーネント１０８は、カート１０４のトレイ１０５に播種するように構成され得る。照明デバイス２０６は、植物成長を促進し得る光波を提供し得る。特定の実施形態に応じて、照明デバイス２０６は、定常および／または移動可能であってもよい。実施例として、いくつかの実施形態は、植物タイプ、発育の段階、レシピ、および／または他の因子に基づいて、照明デバイス２０６の位置を改変してもよい。
【００４９】
加えて、植物が照射され、給水され、栄養素を提供される際、カート１０４は、アセンブリライン成長ポッド１００の軌道１０２を横断するであろう。加えて、アセンブリライン成長ポッド１００は、植物の成長および／または果実産出を検出し得、収穫が正当となるときを決定し得る。カート１０４が収穫機に到達することに先立って収穫が保証される場合、植物成長に関するマスタレシピの修正が、カート１０４が収穫機に到達するまで、その特定のカート１０４に対して行われ得る。いくつかの実施形態では、植物成長に関するレシピは、光のタイミングおよび波長、圧力、温度、給水、栄養素、分子大気、および／または植物成長および産出を最適化する他の変数を指示し得る。逆に、カート１０４が収穫機に到達し、カート１０４内の植物が収穫できる状態にないと決定された場合、アセンブリライン成長ポッド１００は、そのカート１０４をもう一周させ得る。本付加的一周は、光、水、栄養素等の異なる投与を含み得、カート１０４の速度は、カート１０４上の植物の発育に基づいて変化し得る。カート１０４上の植物が収穫できる状態であると決定される場合、収穫機コンポーネント２０８は、そのような収穫プロセスを促進し得る。
【００５０】
いくつかの実施形態では、収穫機コンポーネント２０８は、収穫のための所定の高さで植物を切断し得る。いくつかの実施形態では、トレイは、トレイから植物を除去し、細断、すり潰し、搾汁等のために加工容器の中に入れるために反転され得る。アセンブリライン成長ポッド１００の多くの実施形態は、土を使用しないため、植物の洗浄は、殆ど（または全く）処理に先立って必要ではない場合がある。
【００５１】
同様に、いくつかの実施形態は、振盪、梳き等を介して、植物から果実を自動的に分離するように構成され得る。残りの植物物質が付加的果実を成長させるために再使用され得る場合、カート１０４は、残りの植物を保ち、アセンブリラインの成長部分に戻り得る。植物物質が付加的果実を成長させるために再使用されるべきではない場合、これは、必要に応じて廃棄または処理され得る。
【００５２】
いったんカート１０４およびトレイが植物物質を空にすると、サニタイザコンポーネント２１０が、カート１０４上に残留し得るいずれの微粒子、植物物質等も除去するために実装され得る。したがって、サニタイザコンポーネント２１０は、高圧水、高温水、および／またはカート１０４および／またはトレイを浄化するための他の溶液等の複数の異なる洗浄機構のうちのいずれかを実装し得る。いくつかの実施形態では、トレイは、処理のために植物を出力するために反転され得、トレイは、本位置に留まり得る。したがって、サニタイザコンポーネント２１０は、本位置においてトレイを受容し得、これは、カート１０４および／またはトレイを洗浄し、成長位置に戻るようにトレイを戻し得る。いったんカート１０４および／またはトレイが浄化されると、トレイは、再び、播種器コンポーネント１０８を通過し得、これは、トレイが播種を要求していると決定し、播種のプロセスを開始するであろう。
【００５３】
いくつかの実施形態では、アセンブリライン成長ポッド１００の種々のコンポーネントはそれぞれ、関連付けられるコンポーネントの種々の機能を制御するように特に構成される特定の制御モジュールによって制御可能であってもよい。例えば、図２に示されるサニタイザコンポーネント２１０は、サニタイザコンポーネント２１０の種々の機能を制御するように特に構成される制御モジュール（図示せず）を含んでもよい。別の実施例では、収穫機コンポーネント２０８は、図２に示されるように、収穫機コンポーネント２０８の種々の機能を制御するように特に構成される制御モジュールを含んでもよい。制御モジュールはまた、複数のコンポーネントを制御し得る、またはコンポーネントの一部のみを制御し得ることを理解されたい。
【００５４】
図４は、種々の実施形態による、アセンブリライン成長ポッドと併用するための分散制御システム４００のブロック図を図示する。図４では、マスタコントローラ１０６およびロボットコントローラ４１０、カートおよび軌道コントローラ４２０、環境コントローラ４３０、投与コントローラ４４０（栄養素コントローラと称される）、および光コントローラ４４５等の種々の制御モジュールが、分散制御システム４００内に含まれる。これらのコントローラは、実施例にすぎず、分散制御システムは、それに限定されない。図４に示されるように、各コントローラは、アセンブリライン成長ポッド１００の関連する資産と関連付けられる。そのような資産は、ロボット、弁、カート、水ポンプ、空気ポンプ、水ライン、水タンク、空気ライン、水ライン、照明デバイス、図２および３に関連して上記に議論されるようなサニタイザ２１０、播種器１０８、収穫機２０８等のアセンブリライン成長ポッド１００の種々のコンポーネントを含む。いくつかの実施形態では、資産はさらに、アセンブリライン成長ポッド１００において成長プロセスにある植物および種子を含む。
【００５５】
分散制御システム４００は、資産の効率的かつ最適な使用を考慮して実装される。例えば、マスタコントローラ１０６は、例えば、アセンブリライン成長ポッド１００において同時に動作している１，５００個のカートによって搬送される植物に関連するマスタレシピ４０４を記憶する。制御を要求する多数のポンプ、弁、給水ロボット等、および種々のコンポーネントが存在する。分散制御システム４００は、これらの資産に照らして、マスタコントローラ１０６と種々の制御モジュールとの間で制御機能を分散するために実装される。図４に示されるように、種々の制御モジュールは、いくつかの実施形態では、ロボットコントローラ４１０と、カートおよび軌道コントローラ４２０と、環境コントローラ４３０と、投与コントローラ４４０と、光コントローラ４４５とを含んでもよい。ロボットコントローラ４１０は、ロボット４５０に関連する制御機能を実施するように構成される。ロボット４５０は、給水ロボットを含み、アセンブリライン成長ポッド１００の空間全体を通して植物にわたって給水を実施し得る。カートおよび軌道コントローラ４２０は、アセンブリライン成長ポッド１００のカート１０４および軌道に関連する制御機能を実施するように構成される。環境コントローラ４３０は、温度、相対湿度、空気流、および大気（酸素およびＣＯ２割合）に関連する制御機能を実施するように構成される。投与コントローラ４４０は、給水、栄養素給送等の投与供給に関連する制御機能を実施するように構成される。光コントローラ４４５は、植物の必要性に基づいて光スペクトルをカスタマイズする、ＬＥＤ照明システム等の照明システムに関連する制御機能を実施するように構成される。
【００５６】
ロボットコントローラ４１０、カートおよび軌道コントローラ４２０、環境コントローラ４３０、投与コントローラ４４０、および光コントローラ４４５の動作および機能はさらに、下記に詳細に議論される。ポンプ制御モジュールの動作は、２０１７年６月１４日に出願され、「ＤＥＶＩＣＥＳ，  ＳＹＳＴＥＭＳ，  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＰＲＯＶＩＤＩＮＧ  ＡＮＤ  ＵＳＩＮＧ  Ａ  ＰＵＭＰ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＭＯＤＵＬＥ  ＩＮ  Ａ  ＭＡＳＴＥＲ  ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＲ  ＩＮ  ＡＮ  ＡＳＳＥＭＢＬＹ  ＬＩＮＥ  ＧＲＯＷ  ＰＯＤ」と題された、米国仮出願第６２／５１９，４２８号の利益を請求する、２０１８年４月２７日に出願された係属中の米国出願第１５／９６５，１６３号（その開示が、全体として本明細書に組み込まれる）に議論されている。
【００５７】
図４に示されるような分散制御システム４００では、マスタコントローラ１０６は、アセンブリライン成長ポッド１００において利用可能であり、動作する資産に照らして、ロボットコントローラ４１０、カートおよび軌道コントローラ４２０、環境コントローラ４３０、投与コントローラ４４０、および光コントローラ４４５等の他の制御モジュールに種々の機能を委譲および分散する。これらのコントローラ４１０、４２０、４３０、４４０、および４４５は、関連するコンポーネントおよび資産の制御機能を取り扱う。いったん委譲および分散されると、これらのコントローラ４１０、４２０、４３０、４４０、および４４５によって取り扱われる制御機能は、マスタコントローラ１０６から独立し、自律的である。いったん委譲されたタスクが完了されると、コントローラ４１０、４２０、４３０、４４０、および４４５は、タスクの完了をマスタコントローラ１０６に報告し、関連する記録およびデータが、マスタコントローラ１０６において更新される。
【００５８】
コントローラ４１０、４２０、４３０、４４０、および４４５は、マスタコントローラ１０６に通信可能に結合される。一実施例として、コントローラ４１０、４２０、４３０、４４０、および４４５は、有線接続を介して、マスタコントローラ１０６に結合される。有線接続は、いかなるアドレス設定も要求しない、プラグアンドプレイネットワーク４９０を含み得る。分散制御システム４００は、マスタコントローラ１０６およびコントローラ４１０、４２０、４３０、４４０、および４４５が１つの共通通信プロトコルを経由して接続されることを可能にする。いくつかの実施形態では、コントローラ４１０、４２０、４３０、４４０、および４４５のうちの１つ以上のものは、プラグ接続され、マスタコントローラ１０５と実質的に同時に接続されてもよい。同様に、コントローラ４１０、４２０、４３０、４４０、および４４５のうちの１つ以上のものは、プラグ接続解除され、マスタコントローラ１０６から接続解除されてもよい。いったん有線接続が成され得ると、マスタコントローラ１０６は、例えば、物理的ロケータに基づく、それらの一意のアドレスを用いて、各コントローラ４１０、４２０、４３０、４４０、および４４５を識別し得る。他の実施形態では、コントローラ４１０、４２０、４３０、４４０、および４４５は、マスタコントローラ１０６に無線で結合されてもよい。
【００５９】
いくつかの実施形態では、分散制御システム４００は、専用ネットワークを経由して動作する。通信チャネル４９０は、専用ネットワークであり得る。さらに、いくつかの実施形態では、マスタコントローラ１０６のオペレーティングシステムは、本願の譲渡人であるＧｒｏｗ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ  Ｔｅｃｈ  ＬＬＣによって開発された専用プログラミング言語を使用している。分散制御システム４００の本専用性質は、分散制御システム４００が商業的に入手可能なソフトウェアおよびオペレーティングシステムによって開始され、強制リセット、シャットダウン、および再起動を受け得ないため、アセンブリライン成長ポッド１００の改良されたセキュリティおよび実質的にゼロの中断時間を提供することに有用であり得る。言い換えると、ネットワーク４９０の動作および保守、マスタコントローラ４９０および他のコントローラ４１０、４２０、４３０、４４０、および４４５のアップグレード、再構成、修理、および交換は、アセンブリライン成長ポッド１００の必要性および要件に完全に基づいてスケジューリングおよび／または制御され得る。
【００６０】
いくつかの実施形態では、分散制御システム４００は、エッジコンピューティング技術を使用して実装されてもよい。マスタコントローラ１０６および種々のコントローラ４１０、４２０、４３０、４４０、および４４５は、クラウドにおいて利用可能な集中コンピューティングシステムから離れるように常駐してもよい。代わりに、分散制御システム４００は、データのソースに近接して、すなわち、アセンブリライン成長ポッド１００内またはそれに隣接して配列されてもよい。故に、データ採集および収集およびデータの分析が、データのソースが存在する場所で起こり得る。分散制御システム４００の本能力および特性は、アセンブリライン成長ポッド１００に有益および／または必須であり得る。アセンブリライン成長ポッド１００は、多数の変数を伴う大量のデータを生成し、植物の成長パターン／成長結果に基づいて、迅速、シームレス、かつカスタマイズされた応答を要求し得る。エッジコンピューティングを用いて分散制御システム４００を実装する利点は、計画されていない中断時間の低減、資産性能の改良、より低い保守のコスト、クラウドに／からデータを往復して転送する必要性がないこと、システム構成柔軟性等を含み得る。そのような利点は、アセンブリライン成長ポッド１００の動作に大いに関連し、有益であり得る。
【００６１】
いくつかの実施形態では、分散制御システム４００は、専用システムであり、アセンブリライン成長ポッド１００を動作させるためのその独自のオペレーティングシステムを使用する。他の実施形態では、分散制御システム４００は、必要な場合、必要に応じて、クラウドシステムにデータを転送してもよい。アセンブリライン成長ポッド１００が動作し続けるにつれて、大量のデータが、蓄積され得、オンサイトの記憶装置は、もはや最良のオプションではない場合がある。クラウドシステムは、データ記憶目的または他の目的のために使用されてもよい。
【００６２】
図５は、マスタコントローラ１０６の例証的ブロック図を描写する。上記に議論されるように、マスタコントローラ１０６は、マスタレシピ４０４を記憶する。いくつかの実施形態では、マスタレシピは、具体的植物に関する専用プログラミング言語を使用して設計される。各レシピは、以下のコマンド、すなわち、ＨＶＡＣ（ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ、ＨＵＭＩＤＩＴＹ、ＡＩＲＦＬＯＷ）、ＬＩＧＨＴ（ＲＥＤ、ＢＬＵＥ、ＷＡＲＭ、ＣＯＯＬ、ＵＶ）、ＷＡＴＥＲ、ＴＩＭＥＲ、ＤＯＳＥＲ、ＣＹＣＬＥ、ＢＲＥＡＫ、ＥＸＩＴ、ＡＬＥＲＴ等を含む。ここで列挙されるコマンドは、例示目的のためであり、マスタレシピに関するコマンドは、それに限定されない。ＨＶＡＣコマンドは、温度、湿度、空気流等の環境変数を変化させる。ＬＩＧＨＴコマンドは、オンにされる光を規定する。例えば、ＬＩＧＨＴコマンドは、赤色、青色、暖色、または寒色光等の異なる光の使用を規定し得る。ＷＡＴＥＲコマンドは、給水を制御するために使用される。ＷＡＴＥＲコマンドは、給水を実施するために給水が引き込まれるタンクを規定する。ＷＡＴＥＲコマンドはさらに、給水デバイスがオンにされるであろう秒数を規定する。給水デバイスの動作持続時間は、ＴＩＭＥＲコマンドを使用することによって制御され得る。ＤＯＳＥＲコマンドは、ＷＡＴＥＲコマンドによって規定されたタンクの中に具体的栄養素を追加するために使用される。ＤＯＳＥＲコマンドは、栄養素の量もまた規定する。ＣＹＣＬＥコマンドは、指定されたコマンドに関するループの設定回数を規定する。例えば、ＣＹＣＬＥコマンドは、赤色光を７５秒にわたって１２回オンにすることを指定し得る。ＢＲＥＡＫコマンドは、サイクルをループすることを停止し、ＥＸＩＴコマンドは、実行を停止する。ＡＬＥＲＴコマンドは、所定のオペレータまたはユーザに通知するためのメッセージを送信し、プログラムを停止または中止しない。
【００６３】
いくつかの実施形態では、マスタレシピ４０４は、小型単一トレイから数千エーカーを被覆する多数の成長ポッド等までの異なる成長環境を網羅するように構成される。これは、マスタレシピ４０４が、必要に応じて具体的植物に関する各レシピを定義するように構成され得るためである。いったんレシピが設定されると、レシピは、レシピが機能するかどうかを決定するために、カスタマイズされた試験チャンバ内でエミュレートされ得る。本エミュレーションプロセスの間、レシピの調節が、行われ得、エミュレーションプロセスは、レシピが機能するように試験されるまで繰り返される。いったんレシピが完了されると、それらは、より大きいポッドオペレーティングシステムにエクスポートされる。ポッドオペレーティングシステムは、その性質において専用であり、外部からの強制アップグレード、修正、または再構成を受けない。ポッドオペレーティングシステムは、１つの共通通信プロトコルを実行し、図４に示されるような他のコントローラとの通信を促進する。
【００６４】
図６Ａ−６Ｃは、種々の実施形態による、分散制御システム４００の筐体の例証的構成を描写する。図６Ａに示されるように、分散制御システム４００は、マスタコントローラ１０６および種々の制御モジュールを格納する筐体を含む。筐体は、プラグアンドプレイネットワーク等のマスタコントローラ１０６と種々の制御モジュールとの間の接続を促進する。筐体はさらに、種々の制御モジュールの単純かつ便宜的な設置および除去を促進する。
【００６５】
分散制御システム４００は、複数の制御モジュール５１０を支持し得るモジュール式制御インターフェースを有する。制御モジュール５１０は、図４に示されるように、ロボットコントローラ４１０、カートおよび軌道コントローラ４２０、環境コントローラ４３０、投与コントローラ４４０、および光コントローラ４４５として機能するように構成され得る。したがって、分散制御システム４００の筐体は、各制御モジュール５１０が設置され得る複数のベイ５０２を含み得る。各ベイ５０２は、概して、制御モジュール５１０のうちのいずれか１つを受容するように定寸および成形される分散制御システム４００内のキャビティである。加えて、各ベイ５０２は、任意の制御モジュール５１０が任意のベイ５０２内に挿入され得るように、マスタコントローラ１０６の他のベイ５０２と類似する形状およびサイズを有し得る。すなわち、いくつかの実施形態では、いかなるベイ５０２も、ある制御モジュール５１０のみを受け取るように特に成形されない。
【００６６】
複数のベイ５０２はそれぞれさらに、支持機構５０４を含み得る。支持機構５０４は、制御モジュール５１０上の対応する支持体５０６を支持するレールまたは同等物であり得る。加えて、支持機構５０４はまた、制御モジュール５１０がベイ５０２内に適切に挿入され、位置付けられることを確実にするためのガイドとして作用し得る。
【００６７】
図６Ｂを参照すると、複数のベイ５０２はそれぞれさらに、ベイＩ／Ｏポート６１０を含み得る。ベイＩ／Ｏポート５０６は、ベイＩ／Ｏポート５０６および制御モジュール５１０上のＩ／Ｏポート８０８（図７Ａ）が噛合してともに結合され得るように、制御モジュール５１０上のＩ／Ｏポート８０８（図７Ａ）に対応し得る。さらに、ベイＩ／Ｏポート５０６は、ベイＩ／Ｏポート５０６が制御モジュール５１０上のＩ／Ｏポート８０８（図７Ａ）に噛合されると、制御モジュール３０２とベイＩ／Ｏポート５０６を介して通信可能に結合される外部デバイスとの間の通信が起こり得るように、種々の通信コンポーネントを含有し得る。いくつかの実施形態では、制御モジュール５１０は、例えば、プラグイン接続機構を介してマスタコントローラ１０６に接続されるケーブルに結合され、マスタコントローラ１０６との通信を開始してもよい。ケーブルが制御モジュール５１０に接続されると、マスタコントローラ１０６は、直ちに制御モジュール５０１のアドレスを取得し得る。同様に、制御モジュール５１０が、例えば、ケーブルを接続解除することによって、ベイ５０２からプラグ接続解除され得ると、制御モジュール５１０は、マスタコントローラ１０６から接続解除され得る。
【００６８】
ベイ５０２はそれぞれ、形状およびサイズが類似し、同一のコンポーネント（すなわち、支持機構５０４およびベイＩ／Ｏポート５０６）を含有するため、機能性にかかわらず、任意の制御モジュール５１０が、動作するためにベイ５０２のうちのいずれか１つの中に設置され得る。図６Ｂに描写されるように、あるベイ５０２は、アセンブリライン成長ポッド１００（図１）の１つ以上の機能を制御するために動作している制御モジュール５１０を含有し得る一方、他のベイ５０２は、空いたままであり、制御モジュール５１０を受け取ることができる状態であり得る。
【００６９】
加えて、マスタコントローラ１０６は、これが制御モジュール５１０がホットスワップ可能であることを可能にするように構成される。すなわち、各制御モジュール５１０は、機能するために任意の時点でマスタコントローラ１０６のベイ５０２の中に挿入されることができる。さらに、ベイ５０２からの制御モジュール５１０の除去は、他のベイ５０２内に挿入される他の制御モジュール５１０の機能性を改変しない。したがって、ユーザは、残りの配設された制御モジュール５１０の機能性を改変することなく、任意の時点でベイ５０２から特定の制御モジュール５１０を除去し得る。これは、そのように行うためにアセンブリライン成長ポッド１００（図１）全体をシャットダウンすることなく、ベイ５０２から制御モジュール５１０を除去することが必要であり得る状況において特に有用であり得る。特定の制御モジュール５１０が、任意の数の理由でベイ５０２から除去され得ることを理解されたい。例えば、制御モジュール５１０は、修理のために、アップグレードのために、１つの制御モジュール５１０を別の制御モジュール５１０（すなわち、異なる機能性を提供する制御モジュール）に切り替えるために、および／または同等物のためにベイ５０２から除去され得る。加えて、制御モジュール５１０のホットスワップ可能能力は、各アセンブリライン成長ポッド１００の機能性が所望の仕様に特に精密にカスタマイズされ得るように、アセンブリライン成長ポッド１００（図１）またはそのコンポーネントの特定の使用に応じて、多くの異なる制御モジュールが特定の仕様に構築されることを可能にする。
【００７０】
いくつかの実施形態では、マスタコントローラ１０６はさらに、制御モジュール５１０への熱関連損傷を回避するためにそれらが動作している間に種々の制御モジュール５１０を冷却するために使用される、ダクト、ファン、および／または同等物を含んでもよい。動作の間に制御モジュール５１０によって生成される熱エネルギーは、ある種子および／または植物が最適な成長条件のために加熱された大気を必要とする事例等において、アセンブリライン成長ポッド１００（図１）の種々の部分に加熱された空気を提供するために捕捉および／または使用されてもよい。熱エネルギーはまた、アセンブリライン成長ポッド１００（図１）の種々のコンポーネントに給電するために使用され得る電気エネルギーに変換されてもよい。
【００７１】
いくつかの実施形態では、マスタコントローラ１０６は、修理、アップグレード、交換等のある理由でアセンブリライン成長ポッド１００から除去されてもよい。図４に示されるように、種々のコントローラ４１０、４２０、４３０、４４０、および４４５は、分散制御機能および動作を実施するように構成される。マスタコントローラ１０６および種々のコントローラ４１０、４２０、４３０、４４０、および４４５をサポートおよび接続するネットワークは、いかなるアドレス設定も要求しないプラグアンドプレイネットワーク４９０であり得、自己診断およびエラー補正を実行する。本ネットワーク４９０は、多くの異なるハードウェアデバイスが１つの共通通信プロトコルを経由して接続されることを可能にする。マスタコントローラ１０６が除去され得る場合であっても、そのような除去は、コントローラ４１０、４２０、４３０、４４０、および４４５の制御機能の動作に影響を及ぼし得ない。マスタコントローラ１０６が再接続されると、コントローラ４１０、４２０、４３０、４４０、および４４５は、完了されたタスクを報告し、コントローラ４１０、４２０、４３０、４４０、および４４５に委譲された各制御機能に関してマスタコントローラ１０６を更新し得る。分散制御システムの本側面は、分散制御システム４００の柔軟性および信頼性を改良し得る。
【００７２】
図６Ａ−６Ｃは、制御モジュール５１０を受容するための５つの垂直に配列されたベイ５０２を具備する筐体を有する分散制御システム４００を描写するが、これは、単に、例証的である。すなわち、分散制御システム４００の筐体は、任意の数のベイ５０２を有し得、本開示の範囲から逸脱することなく任意の構成でさらに配列され得ることを理解されたい。
【００７３】
例えば、図６Ｃに描写されるように、各ベイ５０２内の支持機構５０４はそれぞれ、制御モジュール５１０が正しい位置付けにおいてベイ５０２の中に摺動するように、制御モジュール５１０上の対応する支持体５０６を受け取る。いったん制御モジュール５１０がベイ５０２内に摺動すると、これは、図４のネットワーク４９０等のプラグアンドプレイネットワークに接続され得る。支持機構５０４および支持体５０６の特定の配列および構成は、単に、例証的であり、制御モジュール５１０がベイ５０２内に適切に設置されることを確実にする他の手段が、本開示の範囲から逸脱することなく可能であることを理解されたい。
【００７４】
図７Ａは、種々の実施形態による、例証的制御モジュール５１０を描写する。制御モジュールおよびコントローラは、本明細書に説明される実施形態において同義的に使用され得る。制御モジュール５１０は、支持体８０６に結合される筐体８０４を含み得る。支持体８０６は、本明細書により詳細に説明されるように、マスタコントローラユニット内で筐体８０４を支持し得る。制御モジュール５１０はさらに、筐体８０４内にＩ／Ｏポート８０８を含み得る。Ｉ／Ｏポート８０８は、本明細書により詳細に説明されるように、制御モジュール５１０内の種々のコンポーネントが制御モジュール５１０の外部のデバイスと通信することを可能にする回路および機械的結合コンポーネントを含有する通信ポートまたは同等物であり得る。制御モジュール５１０は、一実施例であり、本開示は、それに限定されない。他の実施形態では、異なる形状および構成の制御モジュールも、利用可能である。
【００７５】
図７Ｂに示されるように、制御モジュール５１０は、ハードウェア制御モジュールとして構成され得る。図４と関連して上記に議論されるように、制御モジュール５１０は、コンピューティングデバイスを含み、独立して動作する。制御モジュール５１０の本ハードウェア構成は、アセンブリライン成長ポッド１００に信頼性を提供し得る。例えば、制御モジュール５１０は、強制アップグレード、ソフトウェア交換またはアップグレードに起因する中断等を受け得ない。別の実施例として、制御モジュール５１０は、アセンブリライン成長ポッド１００の動作に影響を及ぼし得る、本システムの強制リセットまたは再起動を受け得ない。上記に議論されるように、制御モジュール５１０が接続され、共通通信プロトコルが使用されるネットワーク４９０は、専用であり得る。制御モジュール５１０は、機能実施に関して外部からのソフトウェアアップグレード、外部からの、または強制中断等を受け得ない。
【００７６】
さらに、図７Ａに示されるようなハードウェア制御モジュールは、拡張、交換、修理、およびアップグレードのための単純かつ便宜的な機構を提供し得る。例えば、カートおよび軌道コントローラ４２０が交換を要求する場合、アセンブリ成長ラインポッド１００において利用可能な任意のハードウェア制御モジュールが、別のカートおよび軌道コントローラ４２０として構成されるように使用され得る。システムプロバイダから任意の出荷を受け取るために待機するいかなる必要性も存在しない。任意のハードウェア制御モジュールが、分散機能、すなわち、古いコントローラ４１０に取って代わり、ベイ構造５０２の中にプラグ接続され、プラグアンドプレイネットワーク４９０を介して分散制御システム４００に接続されるカートおよび軌道制御機能を実施するためにプログラムされるように使用され得る。本柔軟性は、植物を成長させるために必須であり得るアセンブリライン成長ポッド１００の連続的かつ信頼性のある動作を促進し、確実にし得る。
【００７７】
いくつかの実施形態では、分散制御システム４００は、アセンブリライン成長ポッド１００において利用可能な資産を考慮し、資産および／またはマスタコントローラ１０６への処理負荷に基づいて、制御機能を分散および委譲する決定を行い得る。いったんそのような決定が行われると、ハードウェア制御モジュールは、分散および委譲された制御機能をプログラミングすること、および分散および委譲された制御機能を実施するための制御モジュールとして設定することを促進する柔軟性を提供し得る。そのような構成およびプログラミングは、要件およびＭｉｃｒｏｓｏｆｔ  Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）等の商業的に入手可能なプログラムおよびオペレーティングシステムとの互換性を考慮することを必要としない場合がある。
【００７８】
いくつかの実施形態では、制御モジュール５１０は、アセンブリライン成長ポッドにおいて使用するための種々のコンポーネントの動作および機能を実施するように構成されてもよい。一実施形態では、係属中の米国特許出願第１５／９２６，７７１号および米国仮出願第６２／５１９，４２０号に説明されるように、制御モジュール５１０は、作物制御モジュールとして実装されてもよい。さらなる別の実施形態では、係属中の米国出願第１５／９６５，１６３号および米国仮出願第６２／５１９，４２８号に説明されるように、制御モジュール５１０は、ポンプ制御モジュールとして実装されてもよい。
【００７９】
図４に議論されるように、制御モジュール５１０は、ロボットコントローラ４１０、カートおよび軌道コントローラ４２０、環境コントローラ４３０、投与コントローラ４４０、および光コントローラ４４５として構成され得る。ロボットコントローラ４１０は、ロボット４５０の動作を制御し得る。これらのロボット４５０は、給水ロボットを含み得る。ロボットコントローラ４１０は、接続４１５を介してマスタコントローラ１０６から受信されるパラメータに基づいて、ロボット４５０の動作を制御する。ロボットコントローラ４１０は、自律的に動作し、マスタコントローラ１０６によって委譲される制御機能の範囲内でマスタコントローラ１０６の制御から独立している。例えば、１つまたは２つのロボットが動作を停止し、交換される必要がある場合、ロボットコントローラ４１０は、そのようなロボットを交換する決定を行い、残りのロボットの動作が影響を受けないことを確実にし得る。
【００８０】
図８は、ロボットコントローラ４５０によって制御されるロボット４５０の動作に関連する例示的コンポーネントを描写する。上記に議論されるように、ロボット４５０は、給水ロボットを含み得る。図８に示されるように、ロボット４５０は、流体保持タンク８８０に結合され得る。タンク８８０は、図８に示されるように、水を絶えず再循環させ、水を栄養素とよく混合された状態に保ち、酸素とともに水を注入する。いくつかの実施形態では、図８に示されるような低温交換が、水を周囲環境未満の５度に保つ。ロボット４５０は、流体を供給するために、流体保持タンク８８０に結合される。一実施例として、給水ロボットは、アセンブリライン成長ポッド１００における任意の所与のトレイ内に場所あたりわずか０．０７５ミリリットルで５０，０００箇所にわたって給水することができる。いくつかの実施形態では、本給水は、機器への飛跳ねの量を減少させるために、加圧スプレーではなく、水滴として起こる。
【００８１】
他の実施形態では、制御モジュール５１０は、カートおよび軌道コントローラ４２０、環境コントローラ４３０、投与コントローラ４４０、および光コントローラ４４５として動作してもよい。カートおよび軌道コントローラ４２０は、アセンブリライン成長ポット１００の中へのカートの進入から植物の収穫段階までのカート１０４の滞在または移動等、軌道上のカート１０４の移動を制御する。いくつかの実施形態では、カート１０４は、一意の識別子を割り当てられてもよく、カートおよび軌道コントローラ４２０は、これらの識別子を受信し、生育される植物を伴うカート１０４の重量、カートによって搬送されるトレイ上に存在する種子の量、カート１０４によって搬送される植物のタイプ等のカート１０４からの別の情報のセットをマスタコントローラ１０６に提供してもよい。加えて、カートおよび軌道コントローラ４２０は、アセンブリライン成長ポッド１００におけるカート１０４の特定の場所を検出してもよい。いくつかの実施形態では、カートおよび軌道コントローラ４２０は、カートの在庫を制御する。例えば、１つのカートが故障中である場合、カートおよび軌道コントローラ４２０は、交換用カートが存在するかどうか、故障中のカートを修理するかどうか、新しいカートを要求するかどうか等を決定する。
【００８２】
光コントローラ４４５は、植物にカスタマイズされた異なる光波長色を提供するＬＥＤ照明システムを制御する。アセンブリライン成長ポッドにおいて利用可能なＬＥＤ照明システムの詳細な解説が、２０１７年６月１４日に出願され、「ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＵＴＩＬＩＺＩＮＧ  ＬＥＤ  ＲＥＣＩＰＥＳ  ＦＯＲ  Ａ  ＧＲＯＷ  ＰＯＤ」と題された、仮出願第６２／５１９，６０７号の優先権を主張する、２０１８年４月１０日に出願された係属中の米国出願第１５／９４９，４３２号に見出されることができる。光コントローラ４４５は、マスタレシピからのＬＩＧＨＴコマンドと関連して上記に議論されるように、植物が照明に関連するレシピに基づいて異なる光波長色に暴露されるであろうように、ＬＥＤ照明システムの動作および持続時間を制御する。投与コントローラ４４０の動作はさらに、図１０と関連して下記に詳細に議論されるであろう。
【００８３】
再び図７Ｂを参照すると、例証的制御モジュール５１０の種々の内部コンポーネントが、図示される。いくつかの実施形態では、そのような内部コンポーネントは、概して、コンピューティング環境であってもよい。図示されるように、制御モジュール５１０は、コンピューティングデバイス７２０を含み得る。コンピューティングデバイス７２０は、プロセッサ７３０と、入力／出力ハードウェア７３２と、ネットワークインターフェースハードウェア７３９と、データ記憶コンポーネント７３６（これは、システムデータ７３８ａ、植物データ７３８ｂ、および／または他のデータを記憶する）と、メモリコンポーネント９９０とを含む。メモリコンポーネント７９０は、揮発性および／または不揮発性メモリとして構成され得、したがって、ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、および／または他のタイプのＲＡＭを含む）、フラッシュメモリ、セキュアデジタル（ＳＤ）メモリ、レジスタ、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、および／または他のタイプの非一過性コンピュータ可読媒体を含み得る。特定の実施形態に応じて、これらの非一過性コンピュータ可読媒体は、コンピューティングデバイス７２０内および／またはコンピューティングデバイス７２０の外部に常駐し得る。
【００８４】
メモリコンポーネント７９０は、動作論理７９２、システム論理７４４ａ、および植物論理７４４ｂを記憶し得る。システム論理７４４ａおよび植物論理７４４ｂは、それぞれ、複数の異なる論理を含み得、そのそれぞれは、実施例として、コンピュータプログラム、ファームウェア、および／またはハードウェアとして具現化され得る。下記により詳細に説明されるように、システム論理７４４ａは、アセンブリライン成長ポッド１００（図１）のコンポーネントのうちの１つ以上のものの動作を監視および制御し得る。植物論理７４４ｂは、植物成長に関するレシピを決定および／または受信するように構成され得、システム論理７４４ａを介してレシピの実装を促進し得る。
【００８５】
動作論理７４２は、オペレーティングシステムおよび／またはコンピューティングデバイス７２０のコンポーネントを管理するための他のソフトウェアを含み得る。また、上記に議論されるように、システム論理７４４ａおよび植物論理７４４ｂは、メモリコンポーネント７４０内に常駐し得、本明細書に説明されるように、機能性を実施するように構成され得る。
【００８６】
いくつかの実施形態では、制御モジュール５１０は、図４に示されるように、投与コントローラ４４０を含んでもよい。システム論理７４４ａおよび植物論理７４４ｂは、アセンブリライン成長ポッドを動作させるために必要とされる必要な投与機能性を実施するようにプログラムされる。すなわち、流体の量、流体のタイプ（例えば、水、栄養素等）、流体が圧送される場所、投与を制御するために使用される種々のコンポーネント、および／または同等物が、所望の流体提供機能性を決定する際に考慮され得る。投与コントローラ４４０は、図６Ａ、６Ｂ、および６Ｃに示されるように、分散制御システム４００の筐体を介してマスタコントローラ１０６を用いて構成され、それと接続される。種子および／または植物に提供される投与に関する入力が、受信される。いくつかの実施形態では、入力は、特定のタイプの種子および／または植物に関連する入力であってもよい、またはレシピおよび投与コントローラ４４０からの入力が、それに応じて投与を決定してもよい。次いで、投与コントローラ４４０のシステム論理７４４ａは、適切な投与を提供するためにどのコンポーネントが必要とされるか、およびコンポーネント毎に必要とされる設定の内容を決定するようにプログラムされる。次いで、投与コントローラ４４０は、１つ以上の信号を種々のコンポーネントに送信し、それに応じて調節し、適切な投与を提供する。したがって、投与コントローラ４４０は、入力に基づいて植物または種子に関する適切な投与を決定し、決定された投与を提供するために関連するコンポーネントを制御する。
【００８７】
図７Ｂのコンポーネントは、コンピューティングデバイス７２０内に常駐するものとして図示されるが、これは、単に、実施例であることを理解されたい。いくつかの実施形態では、コンポーネントのうちの１つ以上のものは、コンピューティングデバイス７２０の外部に常駐してもよい。また、コンピューティングデバイス７２０は、単一のデバイスとして図示されるが、これもまた、単に、実施例であることを理解されたい。いくつかの実施形態では、システム論理７４４ａおよび植物論理７４４ｂは、異なるコンピューティングデバイス上に常駐してもよい。実施例として、本明細書に説明される機能性および／またはコンポーネントのうちの１つ以上のものは、ユーザコンピューティングデバイスおよび／または遠隔コンピューティングデバイスによって提供され得る。
【００８８】
加えて、コンピューティングデバイス７２０は、別個の論理コンポーネントとしてのシステム論理７４４ａおよび植物論理７４４ｂとともに図示されるが、これもまた、実施例である。いくつかの実施形態では、単一の論理（および／またはいくつかのリンクされたモジュール）が、コンピューティングデバイス７２０に説明される機能性を提供させ得る。
【００８９】
ローカルインターフェース７４６もまた、図７Ｂに含まれ、コンピューティングデバイス７２０のコンポーネント間の通信を促進するためのバスまたは他の通信インターフェースとして実装され得る。
【００９０】
プロセッサ７３０は、（データ記憶コンポーネント７３６および／またはメモリコンポーネント７９０等からの）命令を受信および実行するために動作可能な任意の処理コンポーネントを含み得る。入力／出力ハードウェア７３２は、マイクロホン、スピーカ、ディスプレイ、および／または他のハードウェアを含む、および／またはそれとインターフェースをとるように構成され得る。
【００９１】
ネットワークインターフェースハードウェア７３９は、アンテナ、モデム、ＬＡＮポート、ワイヤレスフィデリティ（Ｗｉ−Ｆｉ）カード、ＷｉＭａｘカード、ＺｉｇＢｅｅカード、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）チップ、ＵＳＢカード、モバイル通信ハードウェア、および／または他のネットワークおよび／またはデバイスと通信するための他のハードウェアを含む、任意の有線または無線ネットワーキングハードウェアを含む、および／またはそれと通信するために構成され得る。本接続から、通信が、コンピューティングデバイス７２０と制御モジュール５１０の外部の他のデバイスとの間で促進され得る。したがって、ネットワークインターフェースハードウェア７３９は、制御モジュール５１０のＩ／Ｏポート８０８に通信可能に結合され得る。
【００９２】
いくつかの実施形態では、制御モジュール５１０は、ネットワークに結合され得る。ネットワークは、インターネットまたは他の広域ネットワーク、ローカルエリアネットワーク等のローカルネットワーク、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）または近距離無線通信（ＮＦＣ）ネットワーク等の近距離ネットワークを含み得る。種々の他の制御モジュール、他のコンピューティングデバイス、および／または同等物もまた、ネットワークに結合され得る。例証的な他のコンピューティングデバイスは、例えば、ユーザコンピューティングデバイスおよび遠隔コンピューティングデバイスを含む。ユーザコンピューティングデバイスは、パーソナルコンピュータ、ラップトップ、モバイルデバイス、タブレット、サーバ等を含み得、ユーザとのインターフェースとして利用され得る。実施例として、ユーザは、制御モジュール５１０による少なくとも部分的な実装のためにレシピをコンピューティングデバイス７２０に送信し得る。別の実施例は、ユーザコンピューティングデバイスのユーザに通知を送信する制御モジュール５１０を含み得る。
【００９３】
同様に、遠隔コンピューティングデバイスは、サーバ、パーソナルコンピュータ、タブレット、モバイルデバイス等を含み得、機械間通信のために利用され得る。実施例として、アセンブリライン成長ポッド１００（図１）が、使用されている種子のタイプ（および／または周囲条件等の他の情報）を決定する場合、コンピューティングデバイス７２０は、それらの条件に関して以前に記憶されたレシピを読み出すために、遠隔コンピューティングデバイスと通信し得る。したがって、いくつかの実施形態は、これまたは他のコンピュータ間通信を促進するために、アプリケーションプログラムインターフェース（ＡＰＩ）を利用し得る。
【００９４】
図９は、種々の実施形態による、分散制御システムを提供するフローチャートを描写する。図９に示されるように、本方法は、ブロック９０２において、マスタコントローラを提供するステップを含む。上記に議論されるように、マスタコントローラ１０６は、植物成長命令またはコマンドのセットを含むマスタレシピを記憶および管理する。マスタレシピ４０４に基づいて、マスタコントローラ１０６は、植物、種子、または両方にカスタマイズされる流体、照明、空気流等の供給を制御する。アセンブリライン成長ポッド１００において同時に動作する多数のカートが存在する。マスタコントローラ１０６は、多数の事象の発生を検出し、種々のコンポーネントをシームレスに制御し、必要な投与を植物にタイムリーかつ十分に提供する。
【００９５】
ブロック９０４において、アセンブリライン成長ポッドを動作させるために必要とされる必要な機能性に関する決定が、行われる。いくつかの実施形態では、アセンブリライン成長ポッドは、図１−２に示されるように、２塔構造を有してもよい。アセンブリライン成長ポッドの各塔は、同じ機能性のセットを有してもよい、または２つの塔は、異なる機能性を有してもよい。他の実施形態では、アセンブリライン成長ポッドは、４塔構造（図示せず）を有してもよい。そのようなアセンブリライン成長ポッドの各塔はまた、同じ機能性のセットまたは異なる機能性を有してもよい。上記に議論されるように、アセンブリライン成長ポッド１００において利用可能な資産が、必要な機能性を決定する際に考慮される。マスタコントローラ１０６は、必要な機能性を分散および委譲し、資産の使用を最大限にし、資産を使用するために最良のシステム構成を見出す。いくつかの実施形態では、マスタコントローラ１０６は、図４に示されるように、ロボットコントローラ４１０、カートおよび軌道コントローラ４２０、環境コントローラ４３０、投与コントローラ４４０、および光コントローラ等のいくつかのノードを設定する。しかしながら、本開示は、それに限定されず、より多いまたは少ないコントローラが、ノードとして設定されてもよい。上記に議論されるように、アセンブリライン成長ポッドのサイズは、単一のトレイから大量の土地を占有する複数のポッド等まで有意に変動し得る。これらの因子は、アセンブリライン成長ポッドを起動するために必要とされる必要な機能性を決定する際に考慮されるべきである。いくつかの実施形態では、単一トレイの自動化成長プロセスが、機能性を分散することなく、マスタコントローラ１０６によって取り扱われてもよい。アセンブリライン成長ポッドのサイズが拡張され、スケールがより大きくなるにつれて、機能を離散制御モジュールに分散することが、より効率的であり得る。
【００９６】
各ノードの設定および接続がアクティブ化されることに応じて、マスタコントローラ１０６は、各ノードのアドレスを識別し、関連するパラメータを各ノードに送信する。単純かつ便宜的な接続が、図６Ａ−６Ｂに示されるように、種々の制御モジュールを受容するように成形および定寸される複数のベイ５０２を有する分散制御システムの筐体を使用することによって可能である。各ベイは、プラグインタイプの接続機構を有し、いったん制御モジュール５０２がプラグ接続されると、マスタコントローラ１０６との接続が、アクティブ化され、マスタコントローラ１０６は、特定の制御モジュール５０２のアドレスを取得することができる。故に、コントローラ４１０、４２０、４３０、４４０、および４４５等の種々のコントローラのプラグアンドプレイが、可能である。
【００９７】
ブロック９０６において、アセンブリライン成長ポッドの機能性を達成する必要な制御モジュールに関する決定が、行われる。上記に議論されるように、必要な制御モジュールの構成は、アセンブリライン成長ポッド１００において利用可能な資産に基づいて決定され得る。例えば、アセンブリライン成長ポッド１００において利用可能な少数の給水ロボットが存在し得る場合、マスタコントローラ１０６は、ロボットコントローラ４１０等の離散制御モジュールにそのような動作を委譲または分散するのではなく、給水ロボットの動作を制御し得る。しかしながら、例えば、１，５００個のカートによって搬送される植物に給水する、および／または５０，０００箇所に給水するようにシームレスに動作する給水ロボットが存在し得る場合、ロボットコントローラ４１０は、それらの給水ロボットを自律的に制御するように構成および設定され得る。例えば、投与コントローラ４４０は、図１０と関連して下記に議論されるように、アセンブリライン成長ポッドの種々の部分への給水および栄養素分配を制御するために必要とされ得る。
【００９８】
別の実施例として、ポンプ制御モジュールまたは弁制御モジュールは、ポンプおよび／または弁の動作を制御および命令するために必要とされ得る。さらなる別の実施例として、収穫制御モジュールは、収穫機コンポーネント２０８（図２）の動作を制御および命令するために必要とされ得る。加えて、または代替として、種子制御モジュールは、播種器コンポーネント１０８（図２）の動作を制御および命令するために設定され得る。他の実施形態では、収穫制御モジュールは、収穫コンポーネント２０８を制御するように構成されてもよい。加えて、作物制御モジュール、バラストとして水を使用する平衡制御モジュール等が、構成されてもよい。いったん必要な制御モジュールが決定されると、図７Ａおよび７Ｂに示されるような制御モジュール５１０のような制御モジュールが、決定されたような制御機能性をプログラムおよび構成するために使用され得る。
【００９９】
ブロック９０８において、いったん構成されると、必要な制御モジュールは、マスタコントローラ１０６と接続されるために、分散制御システム４００のベイを介してネットワークに接続される。いくつかの実施形態では、ベイは、制御モジュールが受容されるとき、そのようなモジュールがプラグアンドプレイモードにあるようにケーブル、ワイヤ、接続ポート等を具備してもよい。ベイはまた、制御モジュールが受容されるとき、マスタコントローラ１０６が各ノードのネットワーク場所を決定し得るように物理的ロケータを割り当てられる。
【０１００】
ブロック９１０において、例えば、制御モジュールまたはそのコンポーネントが修理を必要とする、制御モジュールの機能性の変更が所望される、制御モジュールの異なる制御モジュールとの交換が所望される、または同等物等の問題が存在するかどうかに関する決定が、行われる。上記に議論されるように、ネットワーク４９０は、異なるハードウェアデバイスが１つの共通通信プロトコルを経由して接続されることを可能にする。さらに、ネットワーク４９０は、いかなるアドレス設定も要求しないプラグアンドプレイネットワークであり、自己診断およびエラー補正を実行する。該当しない場合、プロセスは、問題が生じる時間まで終了し得る。そうでなければ、ブロック９１２において、問題に関与する制御モジュールが、決定される。ブロック９１４において、決定された制御モジュールは、分散制御システム４００から除去される。いくつかの実施形態では、制御モジュールの除去は、ベイ内に設置される他の制御モジュールの動作に影響を及ぼさない。いくつかの実施形態では、他の制御モジュールは、制御モジュールの除去を示す信号または情報を受信してもよい。除去された制御モジュールによって制御される動作および機能は、残りの制御モジュールによって制御される動作および機能に関連し得る。それらの事例では、残りの制御モジュールは、除去情報を受信し、制御モジュールの除去を通知され得る。
【０１０１】
ブロック９１６において、問題は、修理、交換、新しい機能性の追加、アップグレード等を実施することによって是正される。ブロック９１８において、制御モジュールは、マスタコントローラの中に再挿入される。再び、制御モジュールの再挿入は、マスタコントローラのベイの中に挿入される他の制御モジュールの動作に影響を及ぼさない。制御モジュールの再挿入は、制御モジュールがマスタコントローラ１０６とともに具体的コンポーネントを制御することを可能にする、再挿入された制御モジュールとマスタコントローラ１０６との間の通信を促進し得る。分散制御システム４００によって提供される単純かつ便宜的な接続機構はさらに、マスタコントローラ１０６と他のハードウェア制御モジュールとの間の種々の制御機能の分散および委譲を促進する。
【０１０２】
図１０は、一実施形態による、モジュール式制御インターフェースのための投与コントローラ４４０（図４）等の投与制御ハードウェアを提供する例証的フローチャートを描写する。図１０に示されるように、マスタコントローラは、ブロック１００２において提供される。図１および２と関連して上記に議論されるように、マスタコントローラ１０６は、アセンブリライン成長ポッドの種々のコンポーネントと通信し、それを制御することによって、アセンブリライン成長ポッド１００の動作全体を制御する。上記に議論されるように、マスタコントローラ１０６は、投与コントローラ４４０を支持し得るモジュール式制御インターフェースを含む。マスタコントローラ１０６は、各ベイが異なる制御モジュールを収容し、各ベイの中に挿入される異なる制御モジュールとマスタコントローラ１０６との間の通信を可能にする、複数のベイ５０２を含む。いったん投与制御モジュール４４０がベイの中に挿入されると、制御モジュールは、マスタコントローラ１０６の監督および制御下で投与制御モジュール４４０と関連付けられる種々の関連するコンポーネントと通信し、それを制御する。
【０１０３】
ブロック１００４において、アセンブリライン成長ポッドを動作させるために必要とされる必要な投与機能性に関する決定が、行われる。いくつかの実施形態では、必要な投与機能性は、流体の量、量体のタイプ（例えば、水、栄養素等）、流体が圧送される場所、投与を制御するために使用される種々のコンポーネント、および／または同等物を決定および識別すること等、所望の流体提供機能性を決定することを含む。さらに、上記に議論されるように、必要な投与機能性の決定は、アセンブリライン成長ポッド環境内の現在の資産の最良の使用を促進および可能にするために、アセンブリライン成長ポッド１００において利用可能な資産に照らして行われる。
【０１０４】
ブロック１００６において、アセンブリライン成長ポッドの機能性を達成する所望の投与制御モジュールに関する決定が、行われる。所望の投与制御モジュール５１０は、決定された機能性を実装するシステム論理７４４ａおよび植物論理７４４ｂを有するように構成され得る。図４、７Ａ、および７Ｂと関連して上記に議論されるように、投与コントローラ４４０として構成される制御モジュール５１０は、機能性を実装するシステム論理７４４ａおよび植物論理７４４ｂを有するように構成される。投与コントローラ４４０は、特定の投与を種子および／または植物に提供するためのコンポーネントを含有する投与制御コンポーネント、ポンプ、水ライン、弁、流体分配マニホールド、または他のコンポーネントのうちの１つ以上のものの動作が監視および制御されるように、システム論理７４４を有するように構成される。植物論理７４４ｂは、植物成長に関するレシピを決定および／または受信するように構成され得、システム論理７４４ａを介してレシピの実装を促進し得る。いくつかの実施形態では、植物成長に関するレシピは、光のタイミングおよび波長、圧力、温度、給水、栄養素、分子大気、および／または植物成長および産出を最適化する他の変数を指示してもよい。いくつかの実施形態では、植物論理７４４ｂはまた、アセンブリライン成長ポッド１００における植物およびそれらの場所を関連付ける情報を含有する。故に、植物論理７４４ｂは、植物およびそれらの対応する場所に関する情報をシステム論理７４４ａに提供し得る。次いで、システム論理７４４ａは、そのような情報に基づいて、流体が圧送および供給される場所を決定し得る。別の実施形態では、投与コントローラ４４０は、近接センサ、重量センサ、カメラ等の他のセンサから植物の場所情報を取得してもよい。さらなる別の実施形態では、投与コントローラ４４０は、カート上の特定のトレイ内の植物または種子の場所を追跡する別の制御モジュールから植物の場所情報を取得してもよい。さらなる別の実施形態では、投与コントローラ４４０は、マスタコントローラ１０６から植物の場所情報を受信してもよい。
【０１０５】
投与制御モジュール５１０は、単一の投与制御モジュールまたは複数の制御モジュールであってもよい。投与制御モジュール５１０の数は、アセンブリライン成長ポッドのサイズ、植物の数、投与制御コンポーネントの数、ポンプの数、弁の数、投与供給の頻度等の複数の因子に基づいて決定され得る。上記に議論され、図４−７に示されるように、分散制御システム４００のモジュール式制御インターフェースは、２つ以上の投与制御モジュールが技術的問題を伴わずに収容され得るように複数のベイ５０２を具備し得る。
【０１０６】
ブロック１００８において、所望の機能性を実装するための構成後、所望の投与コントローラ４４０は、図４−７に示されるように、分散制御システム４００の筐体の中に挿入されることによって接続される。いったん投与コントローラ４４０が挿入されると、投与コントローラ４４０は、マスタコントローラ１０６および投与制御コンポーネント、ポンプ、弁等のアセンブリライン成長ポッドの種々のコンポーネントに通信可能に結合され得る。
【０１０７】
ブロック１０１０において、投与コントローラ４４０がアクティブ化され、動作している間、種子および／または植物に提供される投与に関する入力が、受信される。いくつかの実施形態では、入力は、特定のタイプの種子および／または植物に関連する入力または植物成長に関するレシピからの入力であってもよい。上記に議論されるように、ユーザは、ユーザコンピューティングデバイスを使用して、投与コントローラにレシピを送信し得る。入力に応答して、投与制御モジュール３０２は、それに応じて投与を決定し得る。
【０１０８】
ブロック１０１２において、入力に基づいて、どのコンポーネントが適切な投与を提供するために必要とされるかに関する決定が、行われる。上記に議論されるように、投与制御モジュール５１０のシステム論理７４４ａは、投与制御コンポーネントと、関連する他のコンポーネントとを含み得る。ブロック１０１４において、コンポーネント毎に必要とされる設定の内容に関する決定が、行われる。例えば、設定は、入力に基づく適切な投与に基づいて、ポンプ、弁、投与制御コンポーネント等を調節することを含む。別の実施例として、設定は、投与供給の場所および投与供給を要求する植物または種子の場所に基づいて、投与制御コンポーネント、ポンプ、弁等の使用をスケジューリングおよび協調することを含む。
【０１０９】
ブロック１０１６において、１つ以上の信号が、投与コントローラ４４０を介して種々のコンポーネントに送信され、それに応じて調節し、適切な投与を提供する。プロセスは、必要に応じて、連続的投与決定毎にブロック１１１０において繰り返され得る。
【０１１０】
上記に例証されるように、分散制御システムおよび方法を提供するための種々の実施形態が、開示される。アセンブリライン成長ポッドにおいて使用するための分散制御システムは、制御筐体と、マスタコントローラと、ハードウェアコントローラデバイスとを含む。制御筐体は、１つ以上の離散ハードウェアコントローラデバイスを設置するように成形および定寸される複数のベイを含む。各ベイは、プラグインネットワークインターフェースを具備する。マスタコントローラは、制御筐体内に常駐し、第１のプロセッサと、第１のメモリとを含む。第１のメモリは、植物成長動作を指示する命令の第１のセットおよび複数の分散制御機能を指示する命令の第２のセットを記憶する。ハードウェアコントローラデバイスは、制御筐体のベイ内の設置の時間にプラグインネットワークインターフェースを介してマスタコントローラに通信可能かつ可撤式に結合される。ハードウェアコントローラデバイスは、第２のプロセッサと、複数の分散制御機能の選択された制御機能を指示する命令の第３のセットを記憶するための第２のメモリとを含む。プラグインネットワークインターフェースの中への接続に応じて、マスタコントローラは、ハードウェアコントローラデバイスのアドレスを識別し、選択された制御機能に関連する複数のタスクを定義するパラメータのセットをハードウェアコントローラデバイスに送信する。
【０１１１】
別の実施形態では、ハードウェアコントローラデバイスは、第２のプロセッサを用いて命令の第３のセットを実行し、選択された制御機能と関連付けられる１つ以上のコンポーネントを制御することによって、選択された制御機能に関連する複数のタスクを実施する。別の実施形態では、ハードウェアコントローラデバイスは、複数の投与制御コンポーネントに結合される投与コントローラを含む。命令の第３のセットは、第２のプロセッサによる実行に応じて、（ｉ）特定のタイプの植物に関する投与情報を決定するステップであって、投与情報は、投与量と、流体の内容物と、投与制御コンポーネントの設定と、流体供給場所とを備える、ステップと、（ｉｉ）投与情報に基づいて、流体を供給する投与制御コンポーネントの中から１つ以上のコンポーネントを選択するステップと、（ｉｉｉ）投与情報に基づいて、選択されたコンポーネントに関する設定を決定するステップと、（ｉｖ）アセンブリライン成長ポッドにおける特定のタイプの植物の場所に基づいて、流体を供給するための場所を決定するステップと、（ｖ）選択された投与制御コンポーネントの設定を制御することによって、決定された投与量の流体を流体供給場所に供給するステップとを含む、動作を実施する。
【０１１２】
別の実施形態では、投与コントローラは、決定された投与量の流体を流体供給場所に提供するために、Ｉ／Ｏポートを介して弁、ポンプ、および流体分配マニホールドのうちの１つ以上のものと通信する。別の実施形態では、ハードウェアコントローラデバイスはさらに、ロボットコントローラデバイスを含み、選択された制御機能はさらに、アセンブリライン成長ポッドにおいて動作する１つ以上の給水ロボットを制御することを含む。ハードウェアコントローラデバイスはさらに、光コントローラデバイスを含み、選択された制御機能はさらに、複数のＬＥＤ光デバイスを制御し、命令の第１のセットによって指示されるような異なる光波長色を生成することを含む。ハードウェアコントローラデバイスはさらに、カートおよび軌道コントローラを含み、選択された制御機能はさらに、軌道上で植物を搬送するカートの移動を制御することを含む。
【０１１３】
別の実施形態では、命令の第２のセットは、第１のプロセッサによる実行に応じて、（ｉ）植物、種子、ＬＥＤ照明デバイス、流体保持タンク、給水ロボット、ポンプ、弁、およびカートを含む、アセンブリライン成長ポッドにおいて動作する複数の資産を識別するステップと、（ｉｉ）識別された資産および第１のプロセッサによる命令の第１のセットの実行からもたらされる事象に基づいて、タスクのリストに投入するステップと、（ｉｉｉ）１つ以上のタスク、識別された資産、および事象を分散制御機能にグルーピングすることによって、複数の分散制御機能を決定するステップと、（ｉｖ）第１のメモリ内に複数の分散制御機能を記憶するステップとを含む、動作を実施する。
【０１１４】
別の実施形態では、アセンブリライン成長ポッドにおいて使用するための分散制御システムは、マスタコントローラと、第１のハードウェアコントローラデバイスと、第２のハードウェアコントローラデバイスと、プラグアンドプレイネットワークインターフェースとを含む。マスタコントローラは、第１のプロセッサと、植物成長動作を指示するコマンドの第１のセットを記憶するための第１のメモリとを含む。第１のハードウェアコントローラデバイスは、第２のプロセッサと、第１のコンポーネントの動作を制御するコマンドの第２のセットを記憶するための第２のメモリとを含む。第２のハードウェアコントローラデバイスは、第３のプロセッサと、第２のコンポーネントの動作を制御するコマンドの第３のセットを記憶するための第３のメモリとを含む。第１のコンポーネントおよび第２のコンポーネントは、コマンドの第１のセットによって指示される植物成長動作の一部である動作を実施する。プラグアンドプレイネットワークインターフェースは、共通通信プロトコルを使用して、マスタコントローラを第１のハードウェアコントローラデバイスおよび第２のハードウェアコントローラデバイスと通信可能かつ可撤式に接続するように適合される。
【０１１５】
別の実施形態では、第１のハードウェアコントローラデバイスは、給水ロボットの動作を制御するように構成されるロボットコントローラを含み、第２のハードウェアコントローラデバイスは、軌道上のカートの移動を制御するように構成される、カートおよび軌道コントローラ、アセンブリライン成長ポッドにおける温度、空気流、湿度、および大気に関連する動作を制御するように構成される、環境コントローラ、流体の投与量および流体の送達を制御するように構成される、投与コントローラ、および複数のＬＥＤ照明デバイスの動作を制御するように構成される、光コントローラのうちの１つを含む。マスタコントローラは、共通通信プロトコルを使用して、第１のコンポーネントの動作に関連するパラメータのセットを第１のハードウェアコントローラデバイスに伝送する。第１のハードウェアコントローラデバイスは、共通通信プロトコルを使用して、タスクの完了を示す通知をマスタコントローラに送信する。分散制御システムはさらに、プラグアンドプレイネットワークインターフェースを介してマスタコントローラに通信可能かつ可撤式に結合され、アップグレードまたは修理されたバージョンのコマンドの第３のセットを含む、第３のハードウェアコントローラデバイスを含む。
【０１１６】
別の実施形態では、アセンブリライン成長ポッドにおいて使用するための分散制御システムを提供するための方法は、（ｉ）１つ以上の離散ハードウェアコントローラデバイスを設置するように成形および定寸される複数のベイを備え、各ベイは、プラグインネットワークインターフェースを具備する、制御筐体を配列するステップと、（ｉｉ）制御筐体内に常駐するようにマスタコントローラを配列するステップであって、マスタコントローラは、第１のプロセッサと、植物成長動作を指示する命令の第１のセットおよび複数の分散制御機能を指示する命令の第２のセットを記憶するための第１のメモリとを備える、ステップと、（ｉｉｉ）ハードウェアコントローラデバイスをベイのプラグインネットワークインターフェース内にプラグ接続することによって、ハードウェアコントローラデバイスをマスタコントローラと接続するステップと、（ｉｖ）マスタコントローラを用いて、ハードウェアコントローラデバイスのアドレスを識別するステップと、（ｖ）マスタコントローラからハードウェアコントローラデバイスに、選択された制御機能に関連する複数のタスクを定義するパラメータのセットを送信するステップと、（ｖｉ）ハードウェアコントローラデバイスを用いて、複数のタスクを実施するようにアセンブリライン成長ポッドにおいて動作する１つ以上のコンポーネントの動作を制御するステップとを含む。ハードウェアコントローラデバイスは、第２のプロセッサと、複数の分散制御機能の選択された制御機能を指示する命令の第３のセットを記憶するための第２のメモリとを含む。
【０１１７】
別の実施形態では、分散制御システムを提供するための方法はさらに、（ｉ）ベイのプラグインネットワークからハードウェアコントローラデバイスを除去するステップと、（ｉｉ）アップグレード、再構成、または修理のために命令の第３のセットを修正する、または代替として、命令の第３のセットを命令の新しいセットと置換するステップと、（ｉｉｉ）修正された命令の第３のセットを有するハードウェアコントローラデバイスをベイと再接続するステップとを含む。分散制御システムを提供するための方法はさらに、ハードウェアコントローラデバイスを用いて、プラグインネットワークを介して、共通通信プロトコルを使用して、複数のタスクの完了を示す通知をマスタコントローラに送信するステップを含む。
【０１１８】
上記に例証されるように、アセンブリライン成長ポッドにおいてモジュール式制御インターフェースを提供するための種々の実施形態が、開示される。これらの実施形態は、アセンブリライン成長ポッド全体をシャットダウンする必要性なく、カスタマイズ可能かつ修理可能であり得る制御インターフェースを作成する。モジュール式制御インターフェースは、モジュール式制御インターフェース内に配列される複数の制御ハードウェアモジュールを受容するように成形および定寸される複数のベイを含む。第１の制御ハードウェアモジュールが、複数のベイの第１のベイの中に挿入される。第２の制御ハードウェアモジュールが、複数のベイの第２のベイから除去される。第３の制御ハードウェアモジュールが、複数のベイの第２のベイの中に挿入される。アセンブリライン成長ポッドの第１のコンポーネントが、第１の制御ハードウェアモジュールの制御によって制御され、アセンブリライン成長ポッドの第３のコンポーネントが、第３の制御ハードウェアモジュールの制御によって制御される。故に、いくつかの実施形態は、そのそれぞれが複数の制御モジュールのうちのいずれか１つを受容する、複数の同じベイを有するマスタコントローラを含む、アセンブリライン成長ポッドにおけるモジュール式制御インターフェースを含み得る。複数の制御モジュールはそれぞれ、特定の機能性をアセンブリライン成長ポッドに提供するように構成される。
【０１１９】
上記の開示は、アセンブリライン成長ポッドのモジュール式制御インターフェースに関し、モジュール式制御インターフェースは、それぞれ、その中に複数のホットスワップ可能制御モジュールのうちのいずれか１つを受容するように構成される１つ以上の同じまたは異なるベイを備え、モジュール式制御インターフェースの各ベイは、複数のホットスワップ可能制御モジュールのうちのいずれか１つが、モジュール式制御インターフェースの機能性全体に影響を及ぼすことなくモジュール式制御インターフェースから除去され得るように、複数のホットスワップ可能制御モジュールのうちのいずれか１つの上の対応するポートと結合するように構成されるＩ／Ｏポートを備える。加えて、各制御モジュールが、それに割り当てられ、構成された具体的機能を実施する際、そのような制御は、アセンブリライン成長ポッドの動作全体に適用される統合された制御とは対照的に、アセンブリライン成長ポッドの動作および制御に効率および柔軟性を提供し得る。
【０１２０】
議論されるように、モジュール式制御インターフェースは、具体的に、アセンブリライン成長ポッドと併用するためのものである。本開示のアセンブリライン成長ポッドは、マイクログリーンおよび収穫するための他の植物を成長させることに対する、迅速に成長する、小さい占有面積の、化学物質のない、低労働の解決策を促進する、編成された植物成長ポッドシステムを提供し得る。同時に、アセンブリライン成長ポッドは、植物成長および産出を最適化するために、制御された環境条件（例えば、光のタイミングおよび波長、圧力、温度、給水、栄養素、分子大気、および／または他の変数）を提供し、各植物または種子が、植物または種子に関連する個々の成長因子およびパラメータに基づいて、カスタマイズされた選択的配慮を受けることを確実にし得る。アセンブリライン成長ポッドのモジュール式制御インターフェースは、アセンブリライン成長ポッドの種々のコンポーネントの効率的、柔軟性、かつ効果的な制御を確実にし得る。
【０１２１】
上記に例証されるように、アセンブリライン成長ポッドにおいてモジュール式制御インターフェースのための種々の制御ハードウェアを提供するための種々の実施形態が、開示される。一実施形態は、アセンブリライン成長ポッドの種々の流体ポンプ、弁、水ライン、および／または流体分配マニホールドを具体的に制御する投与制御インターフェースを作成する。別の実施形態は、種々の弁、対応して、アセンブリライン成長ポッド内の流体流動の方向を具体的に制御する弁制御インターフェースを作成する。投与制御インターフェースおよび弁制御インターフェースは、これが必要に応じて挿入および除去され得るように、モジュール式制御インターフェース内でホットスワップ可能である。
【０１２２】
故に、いくつかの実施形態は、そのそれぞれが投与制御モジュールを受容し得る、複数の同じベイを有するマスタコントローラを含む、アセンブリライン成長ポッドにおけるモジュール式制御インターフェースのための投与制御ハードウェアを含み得る。投与制御モジュールは、流体の適切な投与が特定の時間にアセンブリライン成長ポッド内の特定の種子および／または植物に提供されるように、アセンブリライン成長ポッド内に位置する種々のポンプ、弁、水ライン、および／または流体分配マニホールドを制御するように特に構成される。
【０１２３】
投与制御ハードウェア／モジュールは、投与制御コンポーネントの投与供給および動作の制御を具体的に取り扱う。これは、マスタコントローラからの投与供給の委譲および独立した制御を可能にし、これは、マスタコントローラへの処理負担を低減させることに役立ち得る。また、アセンブリライン成長ポッドは、そのサイズにおいて拡張または縮小され得るため、投与制御ハードウェア／モジュールを拡張または縮小することが、単純かつ効果的であり得る。言い換えると、より多くの植物または種子がアセンブリライン成長ポッドに追加され得る場合、１つ以上の投与制御ハードウェア／モジュールは、マスタコントローラの再プログラミング、交換、またはアップグレードを要求することなく、追加された植物または種子を収容するように構成および調製され得る。植物が収穫され得、投与供給が低減され得る場合、余剰投与制御モジュールは、マスタコントローラのベイから除去され得、これは、処理リソースの節約につながり得る。さらに、投与制御モジュールの構成柔軟性は、既存のコンポーネント、マスタコントローラ、および関連付けられるコンポーネントを制御するための他の制御モジュールを殆ど変更することなく、アセンブリライン成長ポッドが、任意の新しい、または更新された投与供給必要性または変更を反映することを可能にし得る。
【０１２４】
上記の開示は、アセンブリライン成長ポッドのモジュール式制御インターフェースにおけるマスタコントローラのための投与制御ハードウェアに関する。投与制御ハードウェアは、マスタコントローラの１つ以上のベイ内でホットスワップ可能であるモジュールとして具現化される。投与制御ハードウェアは、処理デバイスと、処理デバイスによって実行されると、処理デバイスに、弁、ポンプ、およびマニホールドのうちの１つ以上のものを制御させ、測定された投与量の水および／または栄養素をアセンブリライン成長ポッドにおける種子または植物に提供させる、プログラミング命令をその上に含有する非一過性プロセッサ可読記憶媒体とを含む。
【０１２５】
本開示の特定の実施形態および側面が本明細書に例証および説明されたが、種々の他の変更および修正が、本開示の精神および範囲から逸脱することなく成されることができる。さらに、種々の側面が本明細書に説明されたが、そのような側面は、組み合わせにおいて利用される必要はない。故に、したがって、添付される請求項は、本明細書に示され、説明される実施形態の範囲内である全てのそのような変更および修正を網羅することが意図される。
【０１２６】
ここで、本明細書に開示される実施形態は、アセンブリライン成長ポッドにおいて使用するためのモジュール式制御インターフェースを提供するためのシステム、方法、および非一過性コンピュータ可読媒体を含むことを理解されたい。また、これらの実施形態は、単に、例示的であり、本開示の範囲を限定するように意図されないことを理解されたい。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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