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公開番号2025129023
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-03
出願番号2024225579
出願日2024-12-20
発明の名称湿度制御装置、プログラム、湿度制御システムおよび湿度制御方法
出願人国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構,公立大学法人大阪
代理人弁理士法人 HARAKENZO WORLD PATENT & TRADEMARK
主分類A01G 9/24 20060101AFI20250827BHJP(農業;林業;畜産;狩猟;捕獲;漁業)
要約【課題】施設内において栽培される植物体の水ストレスを効果的に低減する。
【解決手段】湿度制御装置(10)は、湿度変化情報(INF)を取得する情報取得部(11)と、湿度変化情報(INF)が示す湿度と、当該湿度の変化速度と、当該湿度の変化加速度と、を決定木(20)に入力して得られた予測指標(PI)に基づいて、施設(F)内の湿度を変化させる調湿装置(200、250)を制御する湿度制御部(12)と、を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
植物体が栽培されている施設内の湿度を制御する湿度制御装置であって、
前記施設内の湿度変化の計測結果を示す湿度変化情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部により取得された前記湿度変化情報が示す湿度と、当該湿度の時間一次微分値と、当該湿度の時間二次微分値と、を予測モデルに入力して得られた出力結果に基づいて、前記施設内の湿度を変化させる調湿装置を制御する湿度制御部と、を備える、湿度制御装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記予測モデルは、所定の時点における前記湿度変化情報が示す湿度と、当該湿度の時間一次微分値と、当該湿度の時間二次微分値と、を例題データとし、前記所定の時点における前記植物体の水ストレスの状態を示す基準指標を正解データとする教師データを用いた機械学習により構築されており、
前記出力結果は、前記施設内の湿度変化が計測された時点における前記植物体の水ストレスの予測状態を示す予測指標である、請求項１に記載の湿度制御装置。
【請求項３】
前記基準指標は、前記所定の時点における前記植物体の任意部位の径から第１期間の開始時点における前記植物体の任意部位の径を差し引いた値を、前記第１期間の開始時点における前記植物体の任意部位の径で除して任意径基準変化量としたときの、少なくとも前記任意径基準変化量の時間一次微分値に基づく指標であり、
前記予測指標は、前記施設内の前記湿度変化が計測された時点における前記植物体の任意部位の径から前記第１期間と異なる第２期間の開始時点における前記植物体の任意部位の径を差し引いた値を、前記第２期間の開始時点における前記植物体の任意部位の径で除して任意径変化量としたときの、少なくとも前記任意径変化量の時間一次微分値に基づく指標である、請求項２に記載の湿度制御装置。
【請求項４】
前記予測モデルは、決定木である、請求項２または３に記載の湿度制御装置。
【請求項５】
前記湿度制御部は、
前記決定木のルートノードに記録された、前記予測指標の予測要因を示す第１要因情報と、
前記決定木の中間ノードに記録された、前記第１要因情報と異なる第２要因情報と、
前記決定木のリーフノードに記録された前記予測指標と、
に基づいてアルゴリズムを生成するとともに、
前記調湿装置を前記アルゴリズムによって制御し、
前記アルゴリズムには、前記湿度制御部が前記調湿装置を動作させるか否かを決定するための条件として、
前記施設内の湿度の数値範囲と、
前記施設内の湿度の時間一次微分値の数値範囲と、
前記施設内の湿度の時間二次微分値の数値範囲と、
が含まれている、請求項４に記載の湿度制御装置。
【請求項６】
前記湿度変化は、飽差、相対湿度および絶対湿度の少なくともいずれかである、請求項１から３のいずれか１項に記載の湿度制御装置。
【請求項７】
請求項１に記載の湿度制御装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、前記情報取得部および前記湿度制御部としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【請求項８】
植物体が栽培されている施設内の湿度を制御する湿度制御システムであって、
前記施設内の湿度変化の計測結果を示す湿度変化情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部により取得された前記湿度変化情報が示す湿度と、当該湿度の時間一次微分値と、当該湿度の時間二次微分値と、を予測モデルに入力して得られた出力結果に基づいて、前記施設内の湿度を変化させる調湿装置を制御する湿度制御部と、を備える、湿度制御システム。
【請求項９】
１または複数のコンピュータによって実行される、植物体が栽培されている施設内の湿度を制御する湿度制御方法であって、
前記施設内の湿度変化の計測結果を示す湿度変化情報を取得する情報取得ステップと、
前記情報取得ステップにおいて取得された前記湿度変化情報が示す湿度と、当該湿度の時間一次微分値と、当該湿度の時間二次微分値と、を予測モデルに入力して得られた出力結果に基づいて、前記施設内の湿度を変化させる調湿装置を制御する制御ステップと、を含む、湿度制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物体が栽培されている施設内の湿度を制御する湿度制御装置、プログラム、湿度制御システムおよび湿度制御方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、施設内において栽培される植物体の各種ストレスを低減するための研究開発が行われている。例えば、特許文献１には、植物体の水分不足に起因するストレス（以下、「水ストレス」）を低減するための技術が開示されている。具体的には、飽差計測手段によって計測された飽差の時間二次微分値に基づいて、植物体が栽培されている施設内の湿度を制御する技術が特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１２２２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された技術は、時間二次微分値と所定の設定値とを比較し、かつ、時間二次微分値以外の数種類のパラメータのいずれかと所定の設定値とを比較することで、施設内の湿度を制御する。そのため、施設内の湿度を緻密かつ柔軟に制御するという点において、特許文献１に開示された技術には改善の余地がある。
【０００５】
本発明の一態様は、施設内の湿度を緻密かつ柔軟に制御することにより、施設内において栽培される植物体の水ストレスを効果的に低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る湿度制御装置は、植物体が栽培されている施設内の湿度を制御する湿度制御装置であって、前記施設内の湿度変化の計測結果を示す湿度変化情報を取得する情報取得部と、前記情報取得部により取得された前記湿度変化情報が示す湿度と、当該湿度の時間一次微分値と、当該湿度の時間二次微分値と、を予測モデルに入力して得られた出力結果に基づいて、前記施設内の湿度を変化させる調湿装置を制御する湿度制御部と、を備える。
【０００７】
湿度、当該湿度の時間一次微分値、および当該湿度の時間二次微分値の３つのパラメータは相互に作用しながら植物体の水ストレスの状態に影響を与えるため、これら３つのパラメータは植物体の水ストレスの状態と複雑な関係にある。そのため、これら３つのパラメータをルールベースのアルゴリズムに入力したとしても、得られた出力結果が植物体の水ストレスの状態を精度高く予測したものになっているとは必ずしも言えない。同様に、これら３つのパラメータをそれぞれ所定の設定値と比較したとしても、得られた比較結果が植物体の水ストレスの状態を精度高く予測したものになっているとは必ずしも言えない。
【０００８】
その点、前記構成によれば、予測モデルから得られた出力結果に基づいて調湿装置を制御する。この出力結果は、ルールベースのアルゴリズムから得られた出力結果および所定の設定値との比較結果に比べて予測精度が高い。したがって、湿度制御部は、植物体の水ストレスの状態に応じて緻密かつ柔軟に調湿装置を制御できる。これにより、施設内の湿度を緻密かつ柔軟に制御でき、ひいては植物体の水ストレスを効果的に低減できる。
【０００９】
本発明の一態様に係る湿度制御装置は、前記予測モデルは、所定の時点における前記湿度と、当該湿度の時間一次微分値と、当該湿度の時間二次微分値と、を例題データとし、前記所定の時点における前記植物体の水ストレスの状態を示す基準指標を正解データとする教師データを用いた機械学習により構築されており、前記出力結果は、前記施設内の湿度変化が計測された時点における前記植物体の水ストレスの予測状態を示す予測指標であってもよい。
【００１０】
前記構成によれば、湿度制御部は、調湿装置の制御パラメータとして予測指標を用いることにより、植物体の水ストレスの状態に応じて緻密かつ柔軟に調湿装置を制御できる。これにより、施設内の湿度を緻密かつ柔軟に制御でき、ひいては植物体の水ストレスを効果的に低減できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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