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技術 動物の快適性評価方法

出願人 東洋紡株式会社
発明者 小松陽子
出願日 2016年4月28日 (3年6ヶ月経過) 出願番号 2016-090554
公開日 2017年11月2日 (2年0ヶ月経過) 公開番号 2017-195836
状態 未査定
技術分野 家畜、動物の飼育(3)(その他の飼育) 家畜,動物の飼育(1)(畜舎,鳥舎)
主要キーワード 筋負担 低反発ウレタン 面積積分 大円筋 動作変化 レインウエア 生体アンプ 所定基準値
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年11月2日)のものです。
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図面 (5)

課題

主に動物が使用するために供される寝装具及び衣服の評価にあたり、客観的指標を用いて評価する方法を提供する。

解決手段

動物が用いる寝装具又は着用する衣服の快適性評価方法であって、寝装具上での又は衣服着用時の被験動物の静的姿勢から動的姿勢への移行における筋電図を測定し、判定することを特徴とする快適性評価方法。

概要

背景

動物は寝装具の上で、臥位姿勢で寝るだけでなく、座位姿勢立位姿勢歩行走行といった動作を行う。繋ぎ飼養乳牛は、牛床マットの上で365日生活する。例えば、非特許文献1では、ビデオ画像により乳牛の行動観察を行い、クッション性が高く、起立横臥行動における衝撃やすべりによるストレスが少ないマットほど乳牛の横臥時間が長く、総そしゃく時間/乾物摂取量(分/kg)が長く、乳量が多い傾向がみられることを報告している。このように、ビデオ画像による乳牛の行動観察により、寝装具の上での横臥時間とそしゃく時間/乾物摂取、乳量の関係を評価する方法は報告されているが、寝装具が動物の動きやすさにどのような影響を与えるのかについての検討は行われていない。

下肢の動き易さに関し、これを下肢の筋負担と関連づけて検討する報告が知られている。例えば、特許文献1では、動物と同様に、直接意見を聞くことができない這い歩き期の幼児や、つかまり立ちやひとり歩きができ出した幼児に対して、パンツ型おむつを装着した状態で歩行させたときの着用者の下肢の筋負担の程度に基づき、該おむつを装着した状態での下肢の動き易さを評価している。しかし、これまでに、動物を対象とした、動物用衣服の動作しやすさに着目した客観的な評価についての検討は行われていない。

概要

主に動物が使用するために供される寝装具及び衣服の評価にあたり、客観的な指標を用いて評価する方法を提供する。動物が用いる寝装具又は着用する衣服の快適性評価方法であって、寝装具上での又は衣服着用時の被験動物の静的姿勢から動的姿勢への移行における筋電を測定し、判定することを特徴とする快適性評価方法。

目的

本発明は、主に動物が使用するために供される寝装具又は動物が着用するために供される衣服の評価にあたり、客観的な指標を用いて評価する方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

動物が用いる寝装具又は着用する衣服快適性評価方法であって、寝装具上での又は衣服着用時の被験動物の静的姿勢から動的姿勢への移行における筋電図を測定し、判定することを特徴とする快適性評価方法。

請求項2

被験動物の静的姿勢から動的姿勢への移行の開始時から所定時間C秒間(Cは定数、C>0)における筋電図を測定し判定する、請求項1に記載の快適性評価方法。

請求項3

異なる2種以上の寝装具又は異なる2種以上の衣服において、異なる寝装具間又は衣服間で被験動物の動作の速度が同じであると評価できる活動時の、被験動物の静的姿勢から動的姿勢への移行における筋電図を比較し判定する、請求項1又は2に記載の快適性評価方法。

請求項4

被験動物を写真もしくは映像撮影し、異なる寝装具間又は衣服間で被験動物の動作の速度が同じであることの評価を行う、請求項3に記載の快適性評価方法。

請求項5

所定時間内の筋電図の積分値、合計又は平均値所定基準値より小さい、又は異なる2種以上の寝装具間、もしくは異なる2種以上の衣服間における比較で小さい場合に、動物が動作しやすく快適性が高いと判定する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の快適性評価方法。

請求項6

前記寝装具がマットマットレスシートクッションおよびベッドからなる群より選ばれる1種以上である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の快適性評価方法。

請求項7

前記動物が哺乳類に属する家畜動物又は愛玩動物である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の快適性評価方法。

技術分野

0001

本発明は、主に動物が用いる寝装具及び衣服快適性客観的指標で評価する方法に関する。

背景技術

0002

動物は寝装具の上で、臥位姿勢で寝るだけでなく、座位姿勢立位姿勢歩行走行といった動作を行う。繋ぎ飼養乳牛は、牛床マットの上で365日生活する。例えば、非特許文献1では、ビデオ画像により乳牛の行動観察を行い、クッション性が高く、起立横臥行動における衝撃やすべりによるストレスが少ないマットほど乳牛の横臥時間が長く、総そしゃく時間/乾物摂取量(分/kg)が長く、乳量が多い傾向がみられることを報告している。このように、ビデオ画像による乳牛の行動観察により、寝装具の上での横臥時間とそしゃく時間/乾物摂取、乳量の関係を評価する方法は報告されているが、寝装具が動物の動きやすさにどのような影響を与えるのかについての検討は行われていない。

0003

下肢の動き易さに関し、これを下肢の筋負担と関連づけて検討する報告が知られている。例えば、特許文献1では、動物と同様に、直接意見を聞くことができない這い歩き期の幼児や、つかまり立ちやひとり歩きができ出した幼児に対して、パンツ型おむつを装着した状態で歩行させたときの着用者の下肢の筋負担の程度に基づき、該おむつを装着した状態での下肢の動き易さを評価している。しかし、これまでに、動物を対象とした、動物用衣服の動作しやすさに着目した客観的な評価についての検討は行われていない。

0004

新出昭吾、番匠宏行著,「牛床マットの違いが乳牛の乳生産と行動に及ぼす影響」,広島総技研畜技セ・研報,第16号,2012年,P.1−5

先行技術

0005

特開2011−15747号公開

発明が解決しようとする課題

0006

本発明は、主に動物が使用するために供される寝装具又は動物が着用するために供される衣服の評価にあたり、客観的な指標を用いて評価する方法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

0007

本発明者らは、寝装具の上の動物の動きを観察していると、動物の動きが軽やかで動作しやすいように見える寝装具と、動物の動きが重く、動作しにくいように見える寝装具があることを見出した。そこで、鋭意検討を重ねた結果、動物が動作する時の力の大きさ、つまり、筋電図を測定し、比較したい試料間の筋電図を比較すれば、寝装具の上での動物の動作しやすさ又は衣服を着用した動物の動作しやすさを評価し、寝装具及び衣服の動物に対する快適性を客観的に評価できることに想到し、本発明を完成させた。

0008

本発明は以下の代表的な発明を提供する。
[1]動物が用いる寝装具又は着用する衣服の快適性評価方法であって、寝装具上での又は衣服着用時の被験動物の静的姿勢から動的姿勢への移行における筋電図を測定し、判定することを特徴とする快適性評価方法。
[2] 被験動物の静的姿勢から動的姿勢への移行の開始時から所定時間C秒間(Cは定数、C>0)における筋電図を測定し判定する、[1]に記載の快適性評価方法。
[3] 異なる2種以上の寝装具又は異なる2種以上の衣服において、異なる寝装具間又は衣服間で被験動物の動作の速度が同じであると評価できる活動時の、被験動物の静的姿勢から動的姿勢への移行における筋電図を比較し判定する、[1]又は[2]に記載の快適性評価方法。
[4] 被験動物を写真もしくは映像撮影し、異なる寝装具間又は衣服間で被験動物の動作の速度が同じであることの評価を行う、[3]に記載の快適性評価方法。
[5] 所定時間内の筋電図の積分値、合計又は平均値所定基準値より小さい、又は異なる2種以上の寝装具間、もしくは異なる2種以上の衣服間における比較で小さい場合に、動物が動作しやすく快適性が高いと判定する、[1]〜[4]のいずれかに記載の快適性評価方法。
[6] 前記寝装具がマット、マットレスシートクッションおよびベッドからなる群より選ばれる1種以上である、[1]〜[5]のいずれかに記載の快適性評価方法。
[7] 前記動物が哺乳類に属する家畜動物又は愛玩動物である、[1]〜[6]のいずれかに記載の快適性評価方法。

発明の効果

0009

本発明の評価方法によれば、主に動物の使用に供される寝装具又は着用に供される衣服の快適性が定量的かつ客観的に評価できるようになる。ヒトであればパネリストによる主観評価が可能であるが、動物の場合、評価を口頭等で表現することは事実上困難であり、主観評価ができない。本発明は、従来重視されていなかった動物を対象とする評価方法を提供することができ、動物にとって動作に負担が掛からず、ストレスを軽減させる、快適性の高い動物用寝装具及び衣服を提供できることに寄与する。

図面の簡単な説明

0010

図1は、本発明の実施の検証1に係る網状構造クッション材の上で静的動作である座位姿勢から動的動作である歩行、さらに静的動作である座位姿勢を実施した場合のイヌ(体重8kg)の筋電位を表す。
図2は、本発明の検証1に係る筋電位の積分値の解析結果を表す。
図3は、本発明の検証2に係る筋電位の積分値の解析結果を表す。
図4は、本発明の検証3に係る筋電位の積分値の解析結果を表す。

0011

本発明は、寝装具上での又は衣服着用時の被験動物の静的姿勢から動的姿勢への移行における筋電図を測定し、判定することにより、寝装具又は衣服の快適性を評価する。静的姿勢とは、立位座位、臥位など、動物の大きな位置変化がない状態のことをいい、動的姿勢とは、歩行、走行、跳躍など、動作を伴う動物の位置変化が見られる状態のことをいう。

0012

間節を曲げ伸ばしする、または力を入れる作業をすると、筋肉収縮し、それに伴う電位変化が生じる。筋電図とは、その電位変化のことであり、電位変化は専用の筋電計ポリグラフ装置、脳波計などの生体アンプを使って増幅して測定することができる。特に限定しないが、測定は、筋繊維に沿って皮膚上に2つの電極を貼りつけ、その他アースを一箇所とり、電位変化を検出する。2つの電極の距離は約2cmが好ましい。筋電計の電極は針電極ワイヤー電極表面電極のいずれを用いてもよいが、好ましくは、表面電極を用いる。

0013

特に限定しないが、静的姿勢から動的姿勢への移行動作において、例えばイヌにおいては、胸骨舌骨筋肩甲横突筋、鎖骨上腕筋三角筋上腕三頭筋、上腕筋、深胸筋縫工筋大腿二頭筋、半模様筋、浅殿筋大腿筋膜張筋中殿筋内腹斜筋外腹斜筋広背筋大円筋僧帽筋、鎖骨頸筋胸骨頭筋などが活発に活動するので、測定に適している。特に、大腿二頭筋、上腕筋、上腕三頭筋の活動が活発でありより測定に適している。測定する筋肉は、1箇所でもかまわないし、複数箇所を測定してもかまわない。

0014

筋電図の測定から得られるパラメータとして、所定単位時間内の振幅の積分値、合計又は平均値がある。積分の方法としては、振幅の絶対値を積分する方法、または、振幅の絶対値を求め時間経過に従い面積積分する方法がある。本発明においてはいずれを用いてもよく、好ましい例として振幅の積分値を用いる。例えば、筋電図の積分値が小さいほど、動作する時の力が小さく、動作しやすく、快適性が高いと評価できる。

0015

静的姿勢から動的姿勢への移行における、とは、静的姿勢から動的姿勢への動作変化開始時点の前後を含む一定時間、又は動作変化の開始時点及びその後の一定時間のことをいう。動的姿勢では、動作に伴い筋肉が収縮して電位変化が生じるため、筋電図において静的姿勢より大きな振幅が観察される。静的姿勢から動的姿勢に移行すると、動的姿勢、つまり、動作の開始に伴い筋電図が大きくなることから、筋電図において動作を開始した起点が判別できる。本発明において、前記動作変化(移行)の開始時からC秒間(Cは定数、C>0)の筋電図を測定することが好ましい。C秒間は、被験対象となる動物の種類や大きさ、活動の活発さによって適宜設定することができるが、例えば動物がイヌの場合、C=1.0、1.5もしくは2.0に設定できる。

0016

評価対象となる寝装具又は衣服が1種類の場合、筋電図の振幅の積分値、合計又は平均値が所定基準値より小さいときに、動物が動作しやすく快適性が高い寝装具又は衣服であると判定し、所定基準値以上であるときに、動物にとって動作の負担が大きく、快適性に劣る寝装具又は衣服であると判定することができる。所定基準値は、複数の寝装具又は衣服で試験して経験則的に求めた基準値であるか平均値から求めてもよいし、複数の動物を用いて試験して得られた基準値であってもよい。

0017

本発明の好ましい態様の一つは、同時に評価対象となる寝装具又は衣服を2種以上用意し、異なる2種以上の寝装具もしくは異なる2種以上の衣服において、寝装具上での又は衣服着用時の被験動物の動作の速度が同じであると評価できる活動時の、各被験動物の静的姿勢から動的姿勢への移行における筋電図を比較し判定するものである。筋肉が大きく収縮すると電位変化も大きくなり、筋電図の振幅の積分値も大きくなる。逆に、筋肉が小さく収縮すると電位変化も小さくなり、筋電図の振幅の積分値も小さくなる。例えば、動物がすばやく走行して動作する場合、大きな力を要するため、筋肉が大きく収縮し、筋電図の積分値も大きくなる。逆に、動物がゆっくりと歩行して動作する場合、要する力が小さくなるため、筋肉が小さく収縮し、筋電図の振幅の積分値も小さくなる。そのため、異なる試料間で筋電位の振幅の積分値を比較する場合は、静的姿勢から動的姿勢における動作の速度が同じであるとみなせる時の筋電図を比較しなければならない。

0018

動作の速度が同じであることの評価は、目視による直接観察によって、観察者の主観評価もしくは時間計測との併用により行うこともできるが、本発明において、筋電図の計測と同時に動作する動物を写真もしくは映像撮影し、複数枚連続写真もしくは動画から、動物の動作の速度を評価することが好ましい。より具体的には、定量的に動作の速度を求めるために、静的姿勢であった場所から動的姿勢で一定距離を進む時間、または、静的姿勢から動的姿勢で寝装具の上を進む平均速度を求め、被験動物の動作の速度が同じであることの評価を行う。一定距離を進む時間は、写真もしくは映像の目視観察により計測することができ、平均速度は、一定距離を前記計測時間で除算して算出することができる。一連の計測は、動作解析ソフトを用いて行ってもよい。

0019

「動作の速度が同じであると評価できる」とは、一定距離を進む時間もしくは平均速度が有効数字で一致しているときのみならず、その前後の値を含みうる。すなわち、例えば、体重4kgのイヌにおいて、ある寝装具における、静的姿勢から動的姿勢となり120cm歩行した時の時間が1.5秒であった場合において、他の寝装具における静的姿勢から動的姿勢となり120cm歩行した時の時間が1.3〜1.7秒であった場合には、動作の速度が同じであると評価できる。一例として、動作の速度を、0.5秒、1.0秒、1.5秒、2.0秒というように0.5秒単位区切り、前後0.2〜0.3秒に属するものを近似値として同じとみなすことができる。

0020

本発明の別の態様では、動作が同じであるかどうかを判断するために、動物の活動量を測定し、活動量が同じ場合におけるC秒間(Cは定数、C>0)の筋電図の振幅の積分値を試料間で比較してもよい。活動量とは、被検者の動きに伴う加速度または角速度である。ここで加速度とはX軸、Y軸、Z軸方向の加速度x、y、zの二乗和平方根から重力加速度g(=9.8m/s2)分を減じた値である(ここで単位gは重力加速度の大きさを表す)。従って、加速度Aは以下の(1)式で表され、動物の動きがないときの加速度はゼロであり、動物が動作しているときの加速度は0よりも大きい。

0021

0022

一方、角速度Ωは被検者のX軸、Y軸、Z軸周り角速度ωx、ωy、ωzの二乗和の平方根であり、単位はrad/sまたは1/sである。つまり、角速度Ωは以下の(2)式で表される。

0023

0024

評価対象となる寝装具又は衣服を2種以上用意した場合、各寝装具間又は各衣服間での被験動物の動作の速度が同じであると評価できる活動時の、各寝装具上又は各衣服を着用した状態での筋電図の振幅の積分値、合計又は平均値を比較し、それらの数値がより小さい方の寝装具又は衣服を動物が動作しやすく快適性が高い寝装具又は衣服であると判定し、それらの数値がより大きい方の寝装具又は衣服を動物にとって動作の負担が大きく、快適性に劣る寝装具又は衣服であると判定することができる。

0025

本発明における寝装具は、特に制限されないが、マット、マットレス、シート、クッション又はベッドであり、動物が臥位姿勢となる際に敷物として用いる製品である。

0026

本発明における衣服は、特に制限されないが、主に動物が着用することを念頭に作製された、タンクトップTシャツシャツ、コート、マントカバーオール、パーカー、スカートジャンパーワンピースジャケットセーターノースリーブベストパンツポロシャツ、スウェットレインコートレインウエアレインポンチョブーツシューズ下、おむつ等に属する衣服であり、動物が身にまとう製品である。

0027

動物は、特に制限されないが、哺乳類に属する家畜動物又は愛玩動物を対象とすることが望ましくは、イヌ、ネコウシウマヒツジブタなどが挙げられる。

0028

(検証1)
イヌ(体重8kg)の大腿二頭筋に対応する部位に表面電極を取り付け、外腹斜筋に対応する位置にアースを取り付けた。前記イヌを幅98cm、長さ195cm、厚さ5cmの網状構造クッション材(東洋紡(株)製、商品プレスエアー)の上で座位姿勢から1.2m歩行させ、静的姿勢から動的姿勢における筋電図を測定した。筋電図の測定はワイヤレス生体計測システムMap8000(ニホンサンテク(株))、電極は双極ACT生体電極(ニホンサンテク(株))を用いた。解析は筋電図マルチ解析プログラムMaP1038L(ニホンサンテク(株))を用い、動的姿勢の開始に伴い筋電図が大きくなった起点から1.5秒間の筋電図の振幅の積分値を算出した。筋電図の測定と同時に、イヌの行動の様子をビデオカメラで撮影した。得られた動画を目視観察し、前記イヌが1.2m歩行した時の時間が1.5秒であることを計測した。

0029

図1に、検証1に係る網状構造クッション材の上で静的動作である座位姿勢から動的動作である歩行を実施したイヌ(体重8kg)の筋電位を表す。

0030

網状構造クッション材の代わりに幅98cm、長さ195cm、厚さ5cmの低反発ウレタンを使用して、網状構造クッション材の場合と同様に、前記イヌについて、低反発ウレタンの上で座位姿勢から1.2m歩行させ、静的姿勢から動的姿勢における筋電図を測定した。筋電図の測定と同時に、イヌの行動の様子をビデオカメラで撮影した。前記イヌが1.2m歩行した時の時間が1.3〜1.7秒の間であったときの筋電図について、動的姿勢の開始に伴い筋電図が大きくなった起点から1.2mの歩行に要した時間までの筋電図の振幅の積分値を算出した。

0031

図2に、検証1において、網状構造クッション材及び低反発ウレタンの上での筋電図の積分値の比較を示す。網状構造クッション材の上で動作する時の筋電図の積分値は、低反発ウレタンのそれより小さく、網状構造クッション材が動物にとって快適性が高いと判定できた。

0032

(検証2)
イヌ(体重3kg)の外腹斜筋に対応する部位に表面電極を取り付け、外腹斜筋に対応する位置にアースを取り付けた。前記イヌを幅98cm、長さ195cm、厚さ5cmの網状構造クッション材(東洋紡(株)製、商品名ブレスエアー)の上で座位姿勢から1.7m歩行させ、静的姿勢から動的姿勢における筋電図を測定した。筋電図の測定装置、電極は、検証1と同様である。筋電図の測定と同時に、イヌの行動の様子をビデオカメラで撮影した。得られた動画を目視観察し、前記イヌが1.7m歩行した時の時間が2.0秒であることを計測した。筋電図の積分値の解析方法は、検証1と同様に実施し、動的姿勢の開始に伴い筋電図が大きくなった起点から2.0秒間の筋電図の振幅の積分値を算出した。

0033

網状構造クッション材の代わりに幅98cm、長さ195cm、厚さ5cmの低反発ウレタンを使用して、網状構造クッション材の場合と同様に、前記イヌについて、低反発ウレタンの上で座位姿勢から1.7m歩行させ、静的姿勢から動的姿勢における筋電図を測定した。筋電図の測定と同時に、イヌの行動の様子をビデオカメラで撮影した。前記イヌが1.7m歩行した時の時間が1.8〜2.2秒の間であったときの筋電図について、動的姿勢の開始に伴い筋電図が大きくなった起点から1.7mの歩行に要した時間までの筋電図の振幅の積分値を算出した。

0034

図3に、検証2において、網状構造クッション材及び低反発ウレタンの上での筋電図の積分値の比較を示す。網状構造クッション材の上で動作する時の筋電図の積分値は、低反発ウレタンのそれより小さく、網状構造クッション材が動物にとって快適性が高いと判定できた。

0035

(検証3)
イヌ(体重26kg)の大腿二頭筋に対応する部位に表面電極を取り付け、外腹斜筋に対応する位置にアースを取り付けた。前記イヌに綿60%、ポリエステル40%のニット生地からなるイヌ用カバーオールを着用させ、座位姿勢から1.2m歩行させ、静的姿勢から動的姿勢における筋電図を測定した。筋電図の測定装置、電極は、検証1と同様である。筋電図の測定と同時に、イヌの行動の様子をビデオカメラで撮影した。得られた動画を目視観察し、前記イヌが1.2m歩行した時の時間が1秒であることを計測した。筋電図の積分値の解析方法は、検証1と同様に実施し、動的姿勢の開始に伴い筋電図が大きくなった起点から1.0秒間の筋電図の振幅の積分値を算出した。

0036

ニット生地からなるイヌ用カバーオールの代わりに、組成は同じで織物生地からなるイヌ用カバーオールを着用させて、ニット生地の場合と同様に、前記イヌについて、座位姿勢から1.2m歩行させ、静的姿勢から動的姿勢における筋電図を測定した。筋電図の測定と同時に、イヌの行動の様子をビデオカメラで撮影した。前記イヌが1.2m歩行した時の時間が0.8〜1.2秒の間であったときの筋電図について、動的姿勢の開始に伴い筋電図が大きくなった起点から1.2mの歩行に要した時間までの筋電図の振幅の積分値を算出した。

実施例

0037

図4に、検証3において、ニット生地からなるイヌ用カバーオール及び織物生地からなるイヌ用カバーオールを着用時の筋電図の積分値を示す。ニット生地からなる衣服を着用し、動作する時の筋電図の積分値は、織物生地のそれよりやや小さく、ニット生地からなる衣服が、織物生地からなる衣服との比較において動物にとって快適性が高いと判定できた。

0038

本発明により、寝装具の上で動作する時、又は衣服着用時の動物の筋電図を計測し、定量的に動物の動作しやすさを評価できるようになることから、動物のために快適性の高い寝装具や衣服を提供することが可能となり、産業界に大きく寄与することが期待される。

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