本技术涉及使得能够确定活体的内部状态的信息处理装置、信息处理方法、程序以及感测装置。信息处理装置使得能够通过将根据表现活体具有的功能的瞬态模型的计算算法应用于关于从待测活体获得瞬态响应的测量数据以及通过计算与瞬态模型相关的参数中的未知参数来确定活体的内部状态。本技术可以应用于例如信息处理装置来计算植物光合作用的量子产率。
Information Processing Device, Information Processing Method, Program and Sensor
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】信息处理装置、信息处理方法、程序和传感装置
本技术涉及信息处理装置、信息处理方法、程序和感测装置，并且具体地，涉及各自适于能够确定活体内部的状态的信息处理装置、信息处理方法、程序和感测装置。
技术介绍
植物的生长受到诸如日照和温度等环境的状态的影响，但即使在相同环境中，取决于植物的种类和对环境的适应状态也表现出不同的行为。因此，为了使植物良好地生长，不仅需要了解环境的状态，还需要诊断植物的生长并根据植物的状态来安排生长环境。例如，PTL1中公开的技术已知为用于植物生长的这种类型的诊断方法。引用列表专利文献日本专利公开No.Hei11-332375
技术实现思路
技术问题关于上述内容，通常难以快速且准确地确定诸如植物生长的活体内部的状态，因此期望能够进行这样的确定。考虑到上述情况构思了本技术，并且能够确定活体内部的状态。问题的解决方案本技术的一个方面中的信息处理装置是包括计算部的信息处理装置，该计算部将根据表现待测量的活体具有的功能的瞬态模型的计算算法应用于从活体获得的瞬态响应的测量数据，所述计算部由此计算与瞬态模型相关的参数中的未知参数。本技术的一个方面中的信息处理方法或程序是与本技术的上述方面中的信息处理装置对应的信息处理方法或程序。利用该信息处理装置、信息处理方法和程序，根据表现待测量的活体具有的功能的瞬态模型的计算算法被应用于从活体获得的瞬态响应的测量数据，并且由此计算与瞬态模型有关的参数中的未知参数。本技术的一个方面中的感测装置是感测装置，包括感测要测量的活体的传感器，以及将根据表现待测量的活体具有的功能的瞬态模型的计算算法应用于通过传感器的感测从活体获得的瞬态响应的测量数据的计算部，所述计算部由此计算与瞬态模型相关的参数中的未知参数。利用本技术方面的感测装置，对待测量的活体执行感测，并且根据表现活体具有的功能的瞬态模型的计算算法被应用于通过感测从活体获得的瞬态响应的测量数据，并且计算与瞬态模型相关的参数中的未知参数。另外，信息处理装置和感测装置均可以是独立的装置，或者可以是构成一个装置的内部块。本专利技术的有益效果根据本技术的一个方面，可以确定活体内部的状态。另外，本文描述的效果不必受限制，并且可以是本公开中描述的任何一种效果。附图说明图1是描绘植物的光合作用的机理的图。图2是说明植物的叶绿素荧光的图。图3是说明短响应和长响应的图。图4是说明光合作用的量子产率的图。图5是描绘使用脉冲调制荧光测量的光合作用计量装置的配置的图。图6是描绘施加到植物的光束中的每个的发光强度与叶绿素荧光强度之间的关系的图。图7是描绘由电模型表示的用于计算光合作用的量子产率的计算算法的图。图8是用于说明与脉冲调制荧光测量有关的补充的图。图9是概念性地描绘使用本技术的瞬态模型和光合作用量子产率计算算法的参数估计的图。图10是描绘第一实施例的光合作用计量装置的配置的示例的图。图11是描绘施加到植物的光束中的每个的发光强度与叶绿素荧光强度之间的关系的图。图12是说明光合作用计量处理的流程图。图13是描绘瞬态模型的配置的图。图14是描绘使用瞬态模型的模拟结果的示例的图表。图15是说明时间常数的计算算法的图。图16是说明在计算Fv/Fm的情况下直到应用计算算法的流程的图。图17是说明在计算φPSII的情况下直到应用计算算法的流程的图。图18是说明用于当前状态的方案和本技术的方案之间的测量的光束的差异的表。图19是描绘第二实施例的光合作用计量装置的配置的示例的图。图20是描绘第三实施例的光合作用计量装置的配置的示例的图。图21是描绘第四实施例的光合作用计量装置的配置的示例的图。图22是描绘第五实施例的信息处理装置的配置的示例的图。图23是描绘执行植物测量的测量装置的具体示例的图。图24是描绘计算机的配置的示例的图。具体实施方式下面将参考附图描述本技术的实施例。另外，将按以下顺序进行描述。1.现有技术总结2.第一实施例：基本配置3.第二实施例：使用激光束的配置4.第三实施例：使用外部发光装置的配置5.第四实施例：使用环境光的强度变化的配置6.第五实施例：使用外部测量数据的配置7.修改示例8.计算机的配置<1.现有技术总结>植物的光合作用活性和与之相关的植物体的生长受到环境(例如日照、温度、蒸气压差、二氧化碳浓度(CO2浓度)、土壤水分以及土壤中的肥料成分)的状态的影响，并且即使在相同的环境中，取决于植物的种类和对环境的适应状态，每种都表现出不同的行为。因此，为了使植物良好生长，不仅需要了解环境的状态，还需要监测(勘测)植物内部的状态及其随时间的变化，并根据该状态控制生长环境。然而，通常极难快速且准确地监测植物内部的状态。例如，根据过去的经验确定植物处于由于温度过低，即使具有足够的太阳光植物也不能充分进行光合作用的状态，或者只要不能观测到这种状态在经过几天后仍然存在的结果，以发现植物生长不足，这种确定就是困难的事实。此外，在环境条件不稳定的露天环境等中，难以识别和量化影响植物生长的环境条件或采取应对该状态的任何对策。鉴于这些当前情况，本技术能够确定(诊断)植物内部的状态，而在该部分中，首先将描述作为用于描述本技术的前提的光合作用的机理、当前状态的技术等，然后将描述本技术的具体内容。(光合作用的机理)图1是说明植物的光合作用的机理的图。如图1中所示，将光合作用大致划分，光合作用包括光化学反应(光化学系统)和碳还原反应(卡尔文本森循环(Calvin-BensonCycl))。光化学反应是通过利用光能分解水(H2O)来获得能量的反应处理。碳还原反应是使用从前期的光化学反应获得的能量分解二氧化碳(CO2)和生成糖(CH2O)的反应处理。更具体地，基于所接收光的波长带的差异，将光化学反应分为光化学系统I(PSI)和光化学系统II(PSII)。如图1中所示，光化学反应主要包括光捕获天线(LHCI和LHCII)、反应中心(RCI和RCII：在图1中用“P680”和“P700”表示)以及中间池(QA、QB、PQ、A0等)，其中每个天线收集光，每个反射中心激发电子使用光的能量，以及每个中间池沿电子传递系统传递并临时存储电子。此外，烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)通过Z-方案的氧化还原反应合成，该方案表现该电子传递系统中的电子的能量梯度。烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸存在于活体中的任何地方，具有氧化形式(NADP+)和还原形式(NADPH)两种状态，并且起到传输电子和氢的作用。然而，氧化形式(NADP+)倾向于接收电子，并且还原形式(NADPH)倾向于释放电子。此外，在光化学反应中，水(H2O)被放氧复合物(OEC)分解并产生氧(CO2)。利用在该分解中获得的质子(H+)的能量，ATP合成酶(ATP合酶)从腺苷二磷酸(ADP)合成三磷酸腺苷(ATP)。另外，为了消散作为热量不能被处理的剩余能量，光化学反应中存在有叶黄素循环，其可以通过根据剩余能量的大小改变其化学组成来释放适当量的作为热量的能量。另一方面，在碳还原反应中，使用在光化学反应中产生的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)和三磷酸腺苷(ATP)分解二氧化碳(CO2)，以产生糖(CH2O)。(叶绿素荧光)叶绿素荧光是从植物发出的与植物的光合作用相关的荧光，并且是如下现象，即当特本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种信息处理装置，包括：计算部，所述计算部将根据表现待测量的活体具有的功能的瞬态模型的计算算法应用于从活体获得的瞬态响应的测量数据，所述计算部由此计算与瞬态模型相关的参数中的未知参数。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.26 JP 2016-1864781.一种信息处理装置，包括：计算部，所述计算部将根据表现待测量的活体具有的功能的瞬态模型的计算算法应用于从活体获得的瞬态响应的测量数据，所述计算部由此计算与瞬态模型相关的参数中的未知参数。2.根据权利要求1所述的信息处理装置，其中活体为植物，瞬态模型包括如下模型，所述模型表现植物的光合作用中的光化学反应的电子传递系统，计算算法包括利用瞬态模型来根据植物的叶绿素荧光瞬态响应计算光合作用的量子产率的算法，测量数据包括植物的叶绿素荧光的瞬态响应的测量数据，以及计算部通过将计算算法应用于作为输入的测量数据来计算作为未知参数的植物的光合作用的量子产率。3.根据权利要求2所述的信息处理装置，其中植物的光合作用的量子产率是光合作用的电子传递系统的最大量子产率Fv/Fm或光合作用的电子传递系统的量子产率φPSII中的至少之一。4.根据权利要求1所述的信息处理装置，其中准备一个或多个瞬态模型，以及根据瞬态模型准备一个或多个计算模型。5.根据权利要求1所述的信息处理装置，还包括：存储部，所述存储部中存储瞬态模型和计算算法。6.根据权利要求2所述的信息处理装置，还包括：发光控制部，其控制发光部，从而使得获得测量数据，所述发光部向植物发射光束。7.根据权利要求6所述的信息处理装置，还包括：发光部；以及感测植物的叶绿素荧光的传感器。8.根据权利要求6所述的信息处理装置，还包括：发射激光束的发光部；用于扫描激光束的扫描部；以及感测植物的叶绿素荧光的传感器。9.根据权利要求6所述的信息处理装置，其中发光部为...
【专利技术属性】
技术研发人员：小川哲，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP
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