具体实施方式

如图1和图2所示，称为容器10的可堆叠容器被堆叠在彼此的顶部以形成堆叠12。堆叠12在仓储环境或制造环境中被布置在框架结构14中。图1是框架结构14的示意性透视图，图2是布置在框架结构14内的容器10的单一堆叠12的俯视图。每个容器10通常容纳多个产品项目(product item)(未示出)，并且容器10内的产品项目根据应用可以是相同的，或者可以是不同的产品类型。

框架结构14包括支撑水平构件18、20的多个直立构件16。第一组平行的水平构件18垂直于第二组平行的水平构件20布置以形成由直立构件16支撑的多个水平网格结构。构件16、18、20通常由金属制成。容器10堆叠在框架结构14的构件16、18、20之间，以使得框架结构14防止容器10的堆叠12的水平移动，并引导容器10的竖直移动。

框架结构14的顶层包括横过堆叠12的顶部以网格图案布置的轨道22。另外参考图3和图4，轨道22支撑多个机器人负载操作装置30。平行轨道22的第一组22a引导负载操作装置30在第一方向(X)上横过框架结构14的顶部的移动，并且垂直于第一组22a布置的平行轨道22的第二组22b引导负载操作装置30在垂直于第一方向的第二方向(Y)上的移动。以此方式，轨道22允许负载操作装置30在X-Y平面中的两个维度上移动，使得负载操作装置30可以被移动到任何堆叠12上方的位置。

每个负载操作装置30包括车辆32，车辆32布置在堆叠12上方，在框架结构14的轨道22上沿X和Y方向行驶。第一组车轮34由车辆32前部的一对车轮34和车辆32后部的一对车轮34组成，且布置为与轨道22的第一组22a的两个相邻轨道接合。类似地，第二组车轮36由车辆32的每一侧的一对车轮36组成，且布置为与轨道22的第二组22b的两个相邻轨道接合。每组车轮34、36可以被提升和降低，以使得第一组车轮34或者第二组轮子36中在任何时候与各自的一组轨道22a、22b接合。

当第一组车轮34与第一组轨道22a接合并且第二组车轮36被提升离开轨道22时，通过容纳在车辆32中的驱动机构(未示出)能够驱动车轮34，以在X方向上移动负载操作装置30。为了在Y方向上移动负载操作装置30，第一组车轮34被提升离开轨道22，并且第二组车轮36被降低以与第二组轨道22a接合。然后可以使用驱动机构来驱动第二组车轮36以实现在Y方向上的移动。

通过这种方式，一个或多个机器人负载操作装置30可以在中央分拣系统(未示出)的控制下在框架结构14上绕着堆叠12的顶面移动。每个机器人负载操作装置30都设置有用于从堆叠中提起一个或多个容器或容器以获取所需产品的装置。通过这种方式，可以在任何时候从网格和堆叠中的多个位置获取多个产品。

图4示出了如上所述的典型的储存系统，该系统具有在堆叠12上运转的多个负载操作装置30。

图1和图4示出了储存系统内的堆叠12中的容器10。应当理解，在任何给定的储存系统中可具有大量的容器，并且许多不同的植物或作物品种可以在堆叠12中的容器中生长。

图5示出了用于生长植物的单个容器10。植物在位于容器10中的生长装置13，例如垫子或土壤上生长。在垫子13下方，容器可以包括贮存器54(未示出)，该贮存器容纳适合于在容器中生长的植物的水和/或植物养分。

通过相邻容器10上的协作表面，容器10被保持成堆叠状。图5的容器10另外包括定位在容器10的预期协作表面处的连接装置40。连接装置40可以包括沉积在容器10的协作表面上的导电层，或者可以包括弹簧加载式接触器(contact)或弹簧作为接触器或能够承载两个或多个容器10之间的力的任何其它连接装置。此外，连接装置40可包括能够承载堆叠中的两个或多个协作容器10之间的信号的碳加载式橡胶接触器。

图5中所示的连接装置40包括能够承载力、流体(例如水和肥料)和植物生长系统中所需的其它服务项或实用程序(utility)的可释放闩锁连接器。

各个容器10可包括用于向例如加热装置、冷却装置、数据记录装置、通信装置和/或光照装置60供电的电源装置。如果电力将被传输到堆叠12中的相邻容器10，每个单独的容器10还可包括电力控制装置，该电力控制装置用于控制电力到服务或每个服务、及控制电力到堆叠12中的其它容器10。应当理解，包括电力控制和控制装置的容器10不限于为加热器、冷却器或光照装置提供电力。需要电力的任何事物都可以利用电源装置。电源装置可包括电池或可包括用于通过容器10上的连接装置40或经由框架结构的立柱16从外部电源传输电力的装置。也可以使用非接触式电力传输方法，例如磁感应或RF感应和光学方法。

图5详细示出了适合于生长植物装置的容器10。该容器包括光照装置60，该光照装置可以辐射适合于生长所需作物的预定波长的光。此外，容器10包括流体供应装置52，其在启动后可以将预定量的水喷洒在容器10中生长的作物上。供给光照装置60的电力和供应给喷洒装置52的流体经由沿容器10的一侧延伸的路由装置17路由(route)经过容器10。容器还设置有连接装置40以当容器10位于生长系统中时使得服务项被向上路由经过容器10的堆叠12。

应当理解，虽然在图5中示出的路由装置安装在容器10上，但是可以形成容器10以使得容器包括适合用作路由装置17的模制品(mouldings)。

图6a至图6d示出了来自堆叠12的容器10的另一种形式，容器10包括光照装置60的各种配置。如图6a和图6b所示，光照装置60可以包括盖子，该盖子包含合适的灯泡、LED或任何其他合适形式的光照装置60。盖子可以可移除地被附接到容器10并且在从堆叠12中移除容器10的过程中被折叠起来。

或者，如图6c所示，光照装置60可设置在容器10的基底以照亮堆叠12中下方的容器10。

此外，如图6d所示，容器10可以从容器10外部的点被照亮，例如从网格的立柱16或储存系统位于其中的仓库的天花板。如图6d中可见，将光照装置60定位在框架的立柱16上需要移除容器10的侧面。本质上，这种形式的容器是仅在角部具有支撑件的植物生长托盘，以允许容器10堆叠在其它容器10的顶部上并支撑上方的容器10。

各个容器10还可以包括数据记录装置和通信装置，用于将记录的数据传输到远程中央数据记录设备。数据记录装置包括传感器，该传感器适合于监测容器10中的状况，例如温度、例如因水果腐烂而导致的任何气体排放，和湿度。数据记录装置和通信装置能够使得各个容器10的内容物和状况被监控。此外，知晓关于系统中的堆叠12中的特定容器10的信息使得能够监控储存系统整体的状况。应当理解，通信的类型和方法可以是但不必限于WiFi。可以使用任何合适形式的通信协议或方法。

堆叠12中的各个容器10还可包括加热和/或冷却装置以及用于监测容器10中的温度的温度监测装置。加热装置可包括经由直接装置例如热空气或经由间接装置例如散热器装置的热流体流，或可进一步包括电加热器或电磁感应加热器。

冷却装置可包括珀耳帖(Peltier)冷却器或可包括经由直接装置例如冷空气或经由间接装置例如散热器装置的冷流体流，该散热器装置包括被驱动的冰浆压缩机。

以此方式，可根据单个容器10的内容物控制和改变各个容器10的温度。如果容器内的内容物需要制冷，则单个容器可保持5摄氏度的温度而无需储存系统中的一部分堆叠12通过空间加热器和冷却器保持在预定温度。应当理解，这些只是示例，可以使用任何合适形式的加热器或制冷器来实现所希望的效果。

优选的是，使空气吹过植物生长系统的堆叠12内的容器10。这可以通过利用风扇或其他气流装置在整个系统中产生气流来实现。

图7a至图7d示出了来自堆叠12的容器10的另一种形式，容器10包括流体供应装置52并且还包括流体贮存器(未示出)。容器10的内容物可能需要供应给其的水。因此，容器10设置有可填充液体或气体的贮存器。为了填充贮存器54，通过机器人负载操作装置可将容器10从堆叠12中移除并且带到系统中可以根据需要加满贮存器的位置。如图7a和图7b所示，可经由容器10的盖子部分中的喷洒器系统52供应水和营养物。或者，如图7c所示，喷洒器52可位于容器10的基底以给堆叠12中下方的容器10中的植物提供水和/或营养物。在另一个例子中，如图7c所示，包括流体供应装置的容器盖子72可移除地附接到容器10并且在从堆叠12中移除容器10的过程中被折叠起来。

图7d示出了容器10的另一种形式，其中流体供应装置经由框架的立柱16进行路由。这再次需要移除容器10的侧面。本质上，这种形式的容器是仅在角部具有支撑件的植物生长托盘，以允许容器10堆叠在其它容器10的顶部上并支撑上方的容器10。

应当理解的是，生长系统的网格的立柱16可承载本文涉及的任何服务或用于通过电线、电缆或管道或任何其它合适的装置向前传输到容器10的替代服务。

英国专利申请号GB1518091.2和GB1518115.9(本申请要求它们的优先权)详述了通过容器10和框架结构的路由服务项的系统和方法，在此通过引用并入本文。

图8a和图8b示出了上述生长系统的服务部。为了清楚起见，仅示出了框架结构的一部分，并且在框架内的堆叠12中示出了代表性数量的容器10。位于系统内的容器110的一部分仅包括准备使用的生长装置。系统中的容器10的一部分包括对于最初种植时的间距方式来说已经变得太大的植物。因此，系统的服务区域的一个功能可以是通过从过度拥挤的容器10中挑选一定比例的植物以重新种植在仅包括生长装置的容器110中来使包含过度拥挤的植物的容器10变稀疏。

可提供机器人分拣装置100以完全地使该任务自动化。然而，应当理解，该任务可以由生长系统的服务区域的操作人员手动执行。

图9a和图9b示出了用于生长系统的容器10的另一种形式。在系统中生长的作物的生命周期中，相关作物可能达到从容器10的顶部突出的高度。图9a和图9b中所示的容器是间隔容器10’，其作用是即使植物达到了这样的高度，仍允许植物150继续在系统中生长。间隔容器10’可放置在植物上方并且充当容器10的堆叠12中位于上方的任何容器10的支撑件。间隔容器10’可包括允许光从中穿过的塑料材料。此外，间隔容器10’可包括如上针对普通容器10所述的路由的服务项。

图10示出了在容器10上方、位于堆叠中的两个上述间隔容器10’，与容器10相比，这种方式承载了相当高的植物150。图10进一步示出了承载有光照装置60和浇水装置52的生长系统的立柱16。此外，图10示出了包括实用程序供应装置40的容器10，该实用程序供应装置40从生长系统的基底经由路由装置17被供应。

应当理解，间隔容器10’可设置有可释放的闩锁机构以允许间隔容器10’被附接到下面的容器10。如果需要负载操作装置30来分拣其上安装有间隔容器10’的容器10，闩锁机构是需要的。然而，将进一步理解的是，可以使用替代形式的负载操作装置来使高大的植物150能够在标准尺寸的容器10中被操作。

在使用中，种子或幼苗被种植在每个容器10内的生长装置中。容器10设置有容纳于其中的植物生长所需的水或食物。容器10通过负载操作装置30被放置在储存系统内的堆叠12中。通过位于系统内的传感装置来远程地监控植物的繁殖或通过定期地从系统中移除容器10以检查作物来监控植物的繁殖。通过在安装在框架上的基本水平的网格结构上操作的负载操作装置，将容器10从系统中移除。从系统中分拣目标容器10并且通过负载操作设备将目标容器10运输到服务区域。负载操作装置将目标容器10放在传送带环路(conveyorloop)上，该传送带环路包括驱动辊装置或能够围绕传送带环路120移动目标容器的其他合适的移动机构。

当容器10在传送带环路上时，可以执行任务，例如可以挑选作物，可以可将幼苗变稀疏，可以添加肥料，这些任务由操作人员手动进行或在中央计算机化实用程序的控制下自动进行。

一旦完成所需的任务，容器10可以由负载操作装置收集并被放回到生长系统内的堆叠12中。

应当理解，以这种方式可以自动进行大量通常是劳动密集型和耗时的动作。此外，合适的传感装置的使用可以确保系统内的每个植物品种都可以接收到该品种的最佳生长条件。以此方式，可以以有效的方式增加产量。

考虑到该系统的高度自动化和受控的特点，设想了大量用途。这些用途中的一些被描述如下，但不应被视为限制性的。

例如，该系统可用于开发新的植物变种，或者如果正在建立给定变种的最佳生长条件，则该系统的使用将需要持续监测，并且每个容器内的所有条件都需要核查单独的参数，并且有规律地检查内容物。水、营养物和光的量需要被密切地监测并相应地进行改变。这将需要每隔一段时间移除、检查和更换许多容器。有利地，这可以在本发明的系统中实现，因为传感、监测及从系统移除容器10的过程是高度自动化的。

如果该系统用于给定植物或作物的大量生产，则生产成本需要被最小化且因此最佳生长所需的参数将事先地被建立。因此，每种植物或作物品种所需的光照、水、营养物和温度在生长周期开始时将被确定。仅每3至10天将容器从储存系统中移除，用于重新间隔幼苗并随后最终进行收获以及重新播种容器10。

有利地，可以在单个储存系统中存在两种类型的用途。一部分容器10可容纳用于大量生产的作物，一部分容器可容纳正在开发的产品或新变种，其正在被监测和最佳生长方案正被建立。

应当理解，系统的一部分可以通过合适的分割装置进行分割。

在本文描述的示例中，应当理解的是，并非所有容器10都包括所描述的所有服务项。此外，一些容器，特别是用于大量生产的容器，除了适当水平的光、水和营养物外，可能不需要任何其他服务项。相反，对于用于研究和开发或试验的容器10，每个容器中可能需要更多的传感和监测装置。

在研究和开发型容器的情况下，一个容器或多个容器10以规则的间隔时间通过负载操作装置30从堆叠12中移除并且被带到系统内的检查口。核查植物的状况，并根据需要向容器中添加营养物或水。如果容器内的植物仍需要时间来达到成熟，则将容器10放回堆叠12中。如果植物已经充分生长并且作物是成熟的，则将植物或作物移除并且将容器10进行清洁及重新种植，然后放回堆叠12中。

在大量生产的情况下，相关容器10可以不被移除以进行检查，而可以仅当预计作物已经成熟时才被移除。

设置在容器10内的传感器装置监测在其中生长的植物的状况。虽然可以使用容器10中的植物的维护计划，但是应当理解，传感器可以在维护计划之外引发容器10从堆叠12中移除。例如，如果容器10包含正在生长的蘑菇但是蘑菇已经过熟，则传感器可以检测与食物成熟相关的气体，并且可以在维护计划之外移除容器10以进行检查。

某些温室在二氧化碳水平升高的气氛中运行。应当理解，在这些情况下，合适的气体传感装置将能够相应地监测和控制CO₂的水平。

应当理解，许多作物可以生长在这种机械化温室中。这些包括但不限于蘑菇、辣椒、香草和生菜。在一些能源丰富但缺水的地方，这种系统也可用于生长谷类作物和其他生物。虽然这里描述的实施方式主要涉及用于大量生产或研究和开发目的的植物生长，但是应当理解，任何活的生物体、植物、动物或菌类都可以在这样的储存系统中生长。例如，储存系统可用于鱼、鸡、牡蛎和龙虾的生长。此外，该系统可用于GM试验、药物试验、需要特定成熟条件的葡萄酒的储存，或需要仔细控制温度和湿度的奶酪。

生长作物的此系统的优势在于：由于不同的容器10可以容纳不同的作物，所以可在单一的位置生长多种作物。此外，由于疾病、枯萎、真菌或其它与植物相关的问题将会被限制在单个容器10中，所以在容器10中生长植物可以防止疾病通过大范围的作物传播。同时通过系统仓库中的过滤器可限制来自外部环境的感染，任何这方面的破坏都可以限制在单个容器中，使得“和植物相关的问题”可以被最少化。

应当理解，储存系统包括布置在堆叠12中的大量容器10。在本发明的一个实施方式中，储存系统包括分布在系统内的不同类别的容器10。例如，可能有空的容器10、生长植物的容器10、容纳有待储存物品的容器10、容纳有诸如电源或通信装置等服务项的容器、包括加热装置的容器10、包括冷却装置的容器10、容纳有需要液体和/或光的物品的容器10。

应当理解，一些容器10可以容纳一种或多种上述服务项或设备。例如，具有贮存器54的容器10也可以设置有光照装置60。

光照装置60可以采用LED灯或荧光管的形式或任何其他合适的光照形式。

在堆叠12内的容器10中提供数据记录和状况监测装置使得能够生成系统的状况和地形图，否则这是不可能的，除非移除和检查特定的容器10。

此外，经由立柱16或经由容器至容器的接触器向特定的单个容器10提供服务项，使得具有不同需求的物品能够被储存在同一储存系统中，而无需依靠于对系统进行分割并将具有不同需求的物品分开储存在单独的网格区间。

此外，容器10和容器10之间的连接以及容器10与堆叠12之间的通信将实时生成储存系统的知识库，这将对例如停电的事件有帮助，及这将有助于从可能的灾难中恢复。另一种方法是清空所有容器并重建堆叠，这将是低效且成本高昂的。

应当理解，可以通过负载操作装置30将所有容器10从堆叠12中移除。没有容器10被固定在某一位置上，并且容器10和容器10之间的所有接触器都是可建立连接和可断开连接的。此外，需要通过立柱16的服务项的容器10不以任何方式固定到立柱16上。可以使用任何合适的方式建立连接和断开连接。

还应当理解，单个容器可设置有一种服务项、选择的服务项或所描述的所有服务项。此外，所列的服务项不应被视为限制性的。可以设想能够被承载或传输到容器10的任何形式的服务项。

在本发明的一个实施方式中，仅作为示例，容器10包括上面生长有植物的托盘。托盘大约为1000×1400mm。托盘包括框架，该框架是足够高的以使得植物可以生长到它们的自然收获高度。在一具体实施方式中，托盘被堆叠至20m高或更高。或者通过附接到托盘的顶部框架的灯，或者通过上方的托盘的基底或通过网格中的灯(如仅在上面的图6a到图6d中的示例形式所示的)，每个托盘都接收光照。所有处理(种植、收割、修剪、喷洒和可能的浇水)都在具有良好工效学和可能的机器人或其他自动化的专业工作站进行。

应当理解，可以使用多个不同的光照阵列。例如，可以在植物生长的早期和植物生长的后期使用不同的阵列。在开始阶段，优选的是将所有光集中在植物上并减少光照周围土壤的浪费。可以使用单独的阵列或者可以关闭一部分灯。因此，光照装置60相对于容器10中生长的作物可以是可移动的。例如，如果作物在高度上生长，则光照装置60的高度可以相对于容器10中作物的高度升高和降低。

在进一步的实施方式中，植物可以倒置生长并从下方接受光照。有利地，这将减少植物抵抗重力来移动水和营养物所消耗的能量，并且可以使一些品种生长得更快。

将植物从储存系统中移除以将它们重新盆栽或重新间隔(re-space)的主要原因是使得最大化地利用所提供的光照。关键的优势是，这种操作可以使用自动化装置(其可以24×7充分利用)进行，从而使其非常具有资本和劳动力效率。原本很昂贵的检查也可以通过自动化装置完成。

在进一步的实施方式中，将植物移动到24×7使用的检查站而不是在每个容器中进行连续监测是有利的。

在进一步的实施方式中，可将储存系统的区间(section)与生长系统的其余部分分割开。例如，如果系统的一部分需要与系统其余部分不同的特性，则可以分割若干堆叠12。应当理解，这些分割可以是永久固定的，或者这些分割可包括可打开和可关闭的遮板系统，以能够得到更灵活的分割系统。

还应当理解，该分割可具有额外的优点，例如，分割使得储存系统的区间能够与其他区间隔离，例如系统的不同部分可以保持在不同的温度。此外，在系统用于这样的植物生长用途的情况下，在系统的不同部分具有不同的气态气氛可具有优势。例如，在某些作物的生长周期中的不同时间点，将作物暴露于不同水平的CO₂气氛中会是有利的。这可以通过分割系统来实现。

此外，虽然上面描述的及附图中示出的本发明的实施方式描述了容器10都具有基本相同的尺寸和形状的系统，但是应当理解，情况并非必须如此。如2015年4月15日提交的英国专利申请号GB1506364.7中所述的(该申请通过引用并入本文)，应当理解，这样的系统可以被配置为通过使用不同尺寸的负载操作装置30(该负载操作装置30能够提起和移动多种尺寸的容器10)来操作多种尺寸的容器10。

在所有上述的示例中，该系统设置有可控制的环境服务项。这些服务项由控制实用程序控制，该控制实用程序适用于能够根据预定的环境配方来监测、测量和提供环境服务项。

例如，如图11所示，已知用于生长1982年拉图酒庄的好酒(波雅克，一级葡萄园)(Grand Vin de Chateau Latour,Paulliac,1er Cru Classé)的确切环境条件。因此，在受控的城市或直立农场中，例如但不一定限于上述示例，可以在几乎相同的条件下生长所需的葡萄以重现质量和口感基本相同的葡萄品种，从而以较低的工艺成本再造昂贵的葡萄酒。

一旦知道一组环境标准，控制实用程序就可以将这些标准应用于生长室中的生物体，以重现与先前生长的生物体相同的生物体的品种和质量。

可以通过这种方式重现生物体的品种或质量的其它示例可包含某些类型的木材。例如，已知制造高品质音乐器材的木材随着木材的生长会受到环境条件的严重影响，导致树木具有环状结构的特殊构造。为了生产具有所需或期望特性的木材，可以通过将相同的环境气氛(包括但不限于温度、压力、湿度、气压和应用这些参数的时间长度)应用于生长室内可控制的气氛中的合适树木或植物来进行重现。

应当理解，具有许多其他示例，其中，为了生产所需质量和品种的活生物体，可以使用适用于控制一系列环境服务项的控制实用程序来控制和改变生长室中的气氛。

应当理解，生长室可包括基本密封的容器单元，该容器单元包括容器内的一系列生长托盘。容器可以包括几个生长托盘。经由许多已知的装置，可将环境服务项供应到容器。例如，英国专利公开号GB2541766 A1(Ocado创新有限公司)描述了向这种容器供应环境服务项的方法。然而，应当理解，本领域技术人员已知有许多向容器化系统供应这样的服务项的方法。

还应当理解的是，生长室可以包括大于上述容器的容积，例如容器可以包括船运容器大小的容器。此外，生长室可包括能够如上所述进行环境控制的房间或更大的容积。

上面详述的环境服务项不是限制性的。应当理解，通过根据本发明的控制实用程序可以进行适当地控制的环境服务项有许多。

上述描述的储存系统仅为可用于在城市环境中生产活的生物体(例如植物)的系统的一个示例。可以使用任何其它合适形式的直立或城市农场。

在不脱离如所附权利要求书中限定的本发明的范围的情况下，上文未明确描述的许多变化和修改也是可能的。