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図面 (6)

課題

トレーニング時に身体にセンサを装着することなく、ユーザの生体情報を取得してトレーニングに活用することが可能なトレーニングシートを提供する。

解決手段

トレーニングシート1は、シート本体Sと、シート本体Sに設けられたシート本体Sに座っているユーザの生体情報を取得するセンサ(圧力センサPS)と、シート本体Sと一体または別体に設けられ、ユーザが運動をするための運動器具10と、センサと接続された制御部30と、を備える。制御部30は、センサから生体情報を取得し、生体情報に基づいて、ユーザの運動状況に関連する情報をユーザに報知する。

概要

背景

従来、リハビリ筋力トレーニング等に用いられるトレーニング装置として、ユーザの身体状況に応じて負荷を制御する装置が知られている。例えば、特許文献1には、複数の測定電極を身体に装着し、取得した心電図の波形データのパターンに応じて負荷を調整する装置が開示されている(特許文献1)。

概要

トレーニング時に身体にセンサを装着することなく、ユーザの生体情報を取得してトレーニングに活用することが可能なトレーニングシートを提供する。トレーニングシート1は、シート本体Sと、シート本体Sに設けられたシート本体Sに座っているユーザの生体情報を取得するセンサ(圧力センサPS)と、シート本体Sと一体または別体に設けられ、ユーザが運動をするための運動器具10と、センサと接続された制御部30と、を備える。制御部30は、センサから生体情報を取得し、生体情報に基づいて、ユーザの運動状況に関連する情報をユーザに報知する。

目的

本発明は、トレーニング時に身体にセンサを装着することなく、ユーザの生体情報を取得してトレーニングに活用することが可能なトレーニングシートを提供する

効果

実績

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請求項1

シート本体と、前記シート本体に設けられ、前記シート本体に座っているユーザの生体情報を取得するセンサと、前記シート本体と一体または別体に設けられ、ユーザが運動をするための運動器具と、前記センサと接続された制御部と、を備え、前記制御部は、前記センサから生体情報を取得し、前記生体情報に基づいて、ユーザの運動状況に関連する情報をユーザに報知することを特徴とするトレーニングシート

請求項2

前記センサは、圧力センサを含み、前記制御部は、圧力値を所定の基準と比較してユーザの運動姿勢を評価することを特徴とする請求項1に記載のトレーニングシート。

請求項3

シート本体と、前記シート本体に設けられ、前記シート本体に座っているユーザの生体情報を取得するセンサと、前記シート本体と一体または別体に設けられ、ユーザが運動をするための運動器具と、前記センサと接続されるとともに、前記運動器具の負荷を制御可能に前記運動器具と接続された制御部と、を備え、前記制御部は、前記センサから生体情報を取得し、前記生体情報に基づいて、前記運動器具の負荷を制御することを特徴とするトレーニングシート。

請求項4

前記制御部は、前記生体情報に基づいて、ユーザの運動の負荷が所定の基準値より大きいと判定したときは、前記運動器具の負荷を減少させることを特徴とする請求項3に記載のトレーニングシート。

請求項5

前記制御部は、前記生体情報に基づいて、ユーザの運動の負荷が所定の基準値より小さいと判定したときは、前記運動器具の負荷を増大させることを特徴とする請求項3または請求項4に記載のトレーニングシート。

請求項6

前記生体情報は、ユーザからの圧力、温度、湿度脈拍およびユーザの心拍数の少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の記載のトレーニングシート。

技術分野

0001

本発明は、センサを有するトレーニング用のシートに関する。

背景技術

0002

従来、リハビリ筋力トレーニング等に用いられるトレーニング装置として、ユーザの身体状況に応じて負荷を制御する装置が知られている。例えば、特許文献1には、複数の測定電極を身体に装着し、取得した心電図の波形データのパターンに応じて負荷を調整する装置が開示されている(特許文献1)。

先行技術

0003

特開2017−65504号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかし、従来のトレーニング装置においては、ユーザの身体の状況を検出するのに、身体にセンサを取り付ける必要があり、リラックスして運動できなかったり、衛生面が気になったりなど、不便に感じることがあった。

0005

そこで、本発明は、トレーニング時に身体にセンサを装着することなく、ユーザの生体情報を取得してトレーニングに活用することが可能なトレーニングシートを提供することを目的とする。

0006

また、ユーザの運動姿勢を評価することができるトレーニングシート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

前記した課題を解決するためのトレーニングシートは、シート本体と、シート本体に設けられ、シート本体に座っているユーザの生体情報を取得するセンサと、シート本体と一体または別体に設けられ、ユーザが運動をするための運動器具と、センサと接続された制御部と、を備える。
制御部は、センサから生体情報を取得し、生体情報に基づいて、ユーザの運動状況に関連する情報をユーザに報知するように構成される。

0008

このような構成によれば、制御部は、センサから取得した生体情報に基づいて、運動状況に関する情報をユーザに報知するので、トレーニングをしているユーザは、運動状況を知ることができる。そして、ユーザの生体情報を取得するセンサは、シート本体に設けられているので、ユーザは、身体にセンサを装着する必要がない。このため、ユーザは、センサを気にせずにリラックスした状態でトレーニングをすることができる。また、身体にセンサを装着する必要がないため、衛生面も気にならない。

0009

前記したトレーニングシートにおいて、センサは、圧力センサを含み、制御部は、圧力値を所定の基準と比較してユーザの運動姿勢を評価するように構成してもよい。

0010

このような構成によれば、所定の基準値と比較してユーザの運動姿勢を評価し、報知することができる。このため、ユーザは、適切な姿勢でトレーニングを試みることができる。

0011

前記した課題を解決するトレーニングシートは、シート本体と、シート本体に設けられ、シート本体に座っているユーザの生体情報を取得するセンサと、シート本体と一体または別体に設けられ、ユーザが運動をするための運動器具と、センサと接続されるとともに、運動器具の負荷を制御可能に運動器具と接続された制御部と、を備える。
制御部は、センサから生体情報を取得し、生体情報に基づいて、運動器具の負荷を制御する構成とすることができる。

0012

このような構成によれば、制御部は、センサから取得した生体情報に基づいて、運動器具の負荷を制御するので、ユーザは、適切な負荷で効果的なトレーニングをすることができる。そして、ユーザの生体情報を取得するセンサは、シート本体に設けられているので、ユーザは、身体にセンサを装着する必要がない。このため、ユーザは、センサを気にせずにリラックスした状態でトレーニングをすることができる。また、身体にセンサを装着する必要がないため、衛生面も気にならない。

0013

前記したトレーニングシートにおいて、制御部は、生体情報に基づいて、ユーザの運動の負荷が所定の基準値より大きいと判定したときは、運動器具の負荷を減少させることが望ましい。

0014

また、制御部は、生体情報に基づいて、ユーザの運動の負荷が所定の基準値より小さいと判定したときは、運動器具の負荷を増大させることが望ましい。

0015

前記したトレーニングシートにおいて、生体情報は、ユーザからの圧力、温度、湿度脈拍およびユーザの心拍数の少なくとも1つを含むことができる。

発明の効果

0016

制御部が、センサから取得した生体情報に基づいて、運動状況に関する情報をユーザに報知することで、トレーニングをしているユーザは、運動状況を知ることができる。そして、ユーザの生体情報を取得するセンサは、シート本体に設けられているので、ユーザは、身体にセンサを装着する必要がない。このため、ユーザは、センサを気にせずにリラックスした状態でトレーニングをすることができる。また、身体にセンサを装着する必要がないため、衛生面も気にならない。

0017

また、所定の基準値と比較してユーザの運動姿勢を評価し、報知することで、ユーザは、適切な姿勢でトレーニングを試みることができる。

0018

また、制御部が、センサから取得した生体情報に基づいて、運動器具の負荷を制御することで、ユーザは、適切な負荷で効果的なトレーニングをすることができる。そして、ユーザの生体情報を取得するセンサは、シート本体に設けられているので、ユーザは、身体にセンサを装着する必要がない。このため、ユーザは、センサを気にせずにリラックスした状態でトレーニングをすることができる。また、身体にセンサを装着する必要がないため、衛生面も気にならない。

図面の簡単な説明

0019

一実施形態に係るトレーニングシートの側面図である。
シート本体の斜視図である。
制御部の処理の一例を示すフローチャートである。
圧力の状態とメッセージを表示する画面を示す図である。
変形例に係るトレーニングシートの斜視図である。

実施例

0020

次に、本発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図1に示すように、本実施形態のトレーニングシート1は、シート本体Sと、シート本体Sと別体に設けられた、ユーザPが運動するための運動器具10と、制御部30とを備えてなる。

0021

なお、本明細書にいうトレーニングとは、健常者筋力を増強するための筋力トレーニングと、病気事故などにより身体が不自由になった者が運動能力回復させるためのリハビリの両方を含むものとする。

0022

シート本体Sは、図2に示すように、シートクッションS1と、シートバックS2と、ヘッドレストS3とを含む。ヘッドレストS3は、備えなくてもよいし、シートバックS2と一体のものでもよい。

0023

シートクッションS1、シートバックS2およびヘッドレストS3は、図示しないフレームウレタンフォームなどからなるパッドが被せられ、パッドをさらにファブリック皮革人工皮革等からなる表皮を被せることで構成されている。

0024

シートクッションS1およびシートバックS2には、シート本体Sに座っているユーザの生体情報を取得するセンサの一例である圧力センサPS(PS1〜PS12)が設けられている。圧力センサPSは、例えば、表皮とパッドの間に配置されている。

0025

圧力センサPSは、一例として、シートクッションS1とシートバックS2に6つずつ設けられている。具体的には、シートバックS2には、右の肩に対応する部分に圧力センサPS1、右の背中に対応する部分に圧力センサPS2、右のに対応する部分に圧力センサPS3が設けられている。圧力センサPS1,PS2,PS3は、上から下へこの順に配置されている。また、シートバックS2には、圧力センサPS1,PS2,PS3と左右対称に圧力センサPS4,PS5,PS6が設けられている。

0026

一方、シートクッションS1には、右の臀部に対応する部分に圧力センサPS7、右の大腿部に対応する部分に圧力センサPS8,PS9が設けられている。圧力センサPS7,PS8,PS9は、後から前へこの順に配置されている。また、シートクッションS1には、圧力センサPS7,PS8,PS9と左右対称に圧力センサPS10,PS11,PS12が設けられている。

0027

図1戻り、運動器具10は、例えば、大胸筋を主に鍛えるバタフライマシンである。運動器具10は、フレーム11と、可動部12と、ワイヤ13と、ウエイト14と、負荷発生器21とを備える。フレーム11の前部には、シート本体Sが固定されている。

0028

可動部12は、フレーム11の上部に、鉛直軸を中心に回動可能に設けられている。可動部12は、左右に2つ設けられ、ユーザPが左右の上腕を使って開いたり閉じたりする運動をするのに適した配置で設けられている。各可動部12には、ワイヤ13が固定されたプーリ15Aが設けられ、可動部12の回動とともにプーリ15Aが回動するようになっている。

0029

ワイヤ13は、一端がプーリ15Aに接続されるとともに、他端がウエイト14と負荷発生器21とに固定されている。
具体的には、フレーム11には、プーリ15Aの後方に、プーリ15Bが設けられている。そして、ワイヤ13は、プーリ15Aとプーリ15Bに巻き掛けられ、プーリ15Bにより下向きに向きを変えられている。そして、ワイヤ13の上下に延びる部分には、ウエイト14が通され、固定具14Aによってワイヤ13とウエイト14が固定されている。

0030

負荷発生器21は、例えばモータからなり、モータの出力軸に相当する部分にプーリ21Aが設けられている。ワイヤ13の端部は、プーリ21Aに固定されている。

0031

フレーム11の上部の前端には、ブラケット19が取り付けられ、ブラケット19にはディスプレイDSPが固定されている。
トレーニングシート1は、適宜な位置、例えばディスプレイDSPの付近に制御部30を起動するための図示しないスイッチが設けられている。

0032

制御部30は、各圧力センサPSと接続されている。そして、制御部30は、運動器具10の負荷を制御可能にするため運動器具10の負荷発生器21と接続されている。また、制御部30は、ディスプレイDSPと接続され、ユーザPに運動状況やアドバイス等を報知可能となっている。

0033

制御部30は、CPU、ROM、RAM等を有し、予め記憶されたプログラムを実行することで各種の処理を実行可能に構成されている。

0034

制御部30は、圧力センサPSから生体情報を取得し、生体情報に基づいてユーザの運動状況に関連する情報をユーザPに報知するように構成されている。
具体的には、制御部30は、圧力センサPSの、特にユーザPの背中に対応する圧力センサPS2,PS5の圧力変化から、生体情報の一つとしての心拍の信号を取得可能である。

0035

そして、制御部30は、心拍数Nに基づいてトレーニング中のユーザPの運動の負荷を制御する。例えば、制御部30は、心拍数Nに基づいてユーザPの運動の負荷が所定の基準値N1より小さいと判定したときは、運動器具10の負荷を増大させる。一方、制御部30は、心拍数Nに基づいてユーザPの運動の負荷が所定の基準値N2より大きいと判定したときは、運動器具10の負荷を減少させる。基準値N2は、基準値N1よりも大きな値である。運動の負荷は、負荷発生器21により調整することができる。負荷発生器21は、モータと同様の構成を有するので、いわゆる回生ブレーキと同様に、プーリ21Aからワイヤ13を繰り出すときに抵抗を発生することができる。
なお、制御部30は、トレーニングを始めるときにおいて、負荷発生器21により負荷を発生する。このため、ユーザPは、トレーニングを始めたときには、ウエイト14による負荷と負荷発生器21による負荷を合わせた負荷でトレーニングを行うことになる。

0036

また、制御部30は、ユーザPの運動状況として、各圧力センサPSで取得した圧力値を、画像によってディスプレイDSPに出力する。このとき、圧力値が高い部分と低い部分とを、色や濃さ(明るさ)を異ならせて表示する。

0037

また、制御部30は、圧力値を所定の基準と比較してユーザPの運動姿勢を評価するように構成されている。例えば、各圧力センサPS1〜PS12から取得された圧力値P1〜P12の大きさのバランスを、理想的な運動姿勢でバタフライマシンのトレーニングを行うときの圧力値L1〜L12のバランスと比較することで運動姿勢を評価することができる。

0038

この評価の一例を説明すると、まず、圧力値P1〜P12は、ユーザPの体重によって大きく変わるので、圧力値P1〜P12を、総合計所定値となるように規格化する。
そして、理想的な圧力値L1〜L12と、規格化された圧力値P1〜P12とのバランスのずれ量Mを算出する。ずれ量Mは、例えば、
M=(P1−L1)2+(P2−L2)2+・・・+(P12−L12)2
により計算することができる。

0039

制御部30は、ずれ量Mがしきい値Mthよりも大きいと判断した場合には、ディスプレイDSPに、姿勢がよくないことと、どの部分のバランスが悪いかをメッセージとして表示する。どの部分のバランスが悪いかは、ずれ量Mを計算するときの各項(例えば、P1−L1)2など)の大きさにより判定することが可能である。

0040

次に、制御部30による処理の一例について、図3を参照して説明する。
図3に示すように、制御部30は、ユーザPのスイッチ操作などによりトレーニングが開始されると、まず、圧力センサPS1〜PS12から圧力値P1〜P12を取得する(S101)。そして、制御部30は、圧力センサPS2,PS5の圧力変化から心拍数Nを計算する(S102)。そして、制御部30は、圧力値の画像をディスプレイDSPに出力する(S103)。例えば、図4に示すように、ディスプレイDSPに、シート本体Sの画像を出力し、圧力値の大きさに応じた濃さで塗りつぶした四角形を各圧力センサPSに対応する位置に表示する。
なお、図3には図示していないが、制御部30は、トレーニング中において、設定した負荷値によって負荷発生器21を制御する。

0041

次に、制御部30は心拍数Nが基準値N1より小さいか否かを判定し(S110)、小さい場合には(S110,Yes)、負荷発生器21を制御するときの負荷値を増加させる(S111)。制御部30は、心拍数Nが基準値N1より小さくない場合には(S110,No)、負荷値を増加させない。

0042

次に、制御部30は心拍数Nが基準値N2より大きいか否かを判定し(S120)、大きい場合には(S120,Yes)、負荷発生器21を制御するときの負荷値を減少させる(S121)。制御部30は、心拍数Nが基準値N2より大きくない場合には(S120,No)、負荷値を減少させない。

0043

次に、制御部30は、圧力値P1〜P12を規格化する(S130)。そして、バランスのずれ量Mを計算し(S131)、ずれ量Mがしきい値Mthより大きいか否か判定する(S140)。制御部30は、ずれ量Mがしきい値Mthよりも大きいと判定した場合(S140,Yes)、ディスプレイDSPにメッセージを表示する(S141)。例えば、図4に示すシート本体Sの画像のように、圧力値のバランスが右半身ばかり強くなっている場合には、メッセージMSGのように「姿勢が右に傾いています」「上体をしっかり伸ばしましょう」などと表示することができる。

0044

制御部30は、メッセージMSGを表示した後、または、ずれ量Mがしきい値Mthよりも大きくないと判定した場合(S140,No)、ステップS150でトレーニングが終了したか否か判定し(S150)、終了しないと判定した場合(S150,No)、ステップS101からの処理を繰り返し、終了すると判定した場合(S150,Yes)、処理を終了する。

0045

以上のようなトレーニングシート1によれば、次のような効果を奏することができる。
制御部30は、圧力センサPSから取得した生体情報に基づいて、運動状況に関する情報として、圧力値の分布を画像化してをディスプレイDSPに表示し、ユーザPに報知するので、トレーニングをしているユーザPは、運動状況を知ることができる。

0046

また、制御部30は、圧力センサPSから取得した生体情報に基づいて、運動器具10の負荷を制御するので、ユーザPは、適切な負荷で効果的なトレーニングをすることができる。

0047

そして、ユーザPの生体情報を取得する圧力センサは、シート本体Sに設けられているので、ユーザPは、身体にセンサを装着する必要がない。このため、ユーザPは、センサを気にせずにリラックスした状態でトレーニングをすることができる。また、身体にセンサを装着する必要がないため、衛生面も気にならない。

0048

また、制御部30は、所定の基準値Mthと比較してユーザPの運動姿勢を評価し、ディスプレイDSPにメッセージMSGとして報知するので、ユーザPは、適切な姿勢でトレーニングを試みることができる。

0049

以上に本発明の実施形態について説明したが、本発明は、以下の他の形態に示すように、適宜変形して実施することが可能である。なお、以下の説明において、前記実施形態と略同様の構成については、同一符号を付し、説明を省略する。
例えば、前記実施形態において、トレーニングシート1は、シート本体Sとは別体の運動器具10が設けられていたが、図5に示すトレーニングシート1Bのように、シート本体Sと一体に運動器具が設けられていてもよい。トレーニングシート1Bは、シートバックS2の左右に運動器具の一例としてのアームレスト40を有し、シートクッションS1の前端に運動器具の一例としてのオットマン50を有している。

0050

アームレスト40は、シートバックS2に回動可能に支持されている。アームレスト40の回動軸には、モータからなる負荷発生器41が設けられている。

0051

オットマン50は、シートクッションS1に回動可能に支持されている。オットマン50の回動軸には、モータからなる負荷発生器51が設けられている。

0052

制御部30は、負荷発生器41および負荷発生器51が発生する負荷を制御するように構成されている。

0053

このようなトレーニングシート1Bは、例えば、負荷発生器41によりアームレスト40を上に付勢するように負荷を発生し、ユーザPが前腕でアームレスト40を下げる運動をすることができる。

0054

また、トレーニングシート1Bは、例えば、負荷発生器51によりオットマン50を上に付勢するように負荷を発生し、ユーザPが下腿によりオットマン50を下げる運動をすることができる。ユーザPがリハビリをする場合には、逆に、ユーザPが下腿を持ち上げる運動をする際に、オットマン50によりサポートしてもらうように使用してもよい。

0055

また、前記実施形態においては、生体情報を取得するための信号として、圧力を取得していたが、温度や、湿度であってもよい。また、圧力以外の物理量、例えば赤外線等の光により、ユーザPの心拍数を取得してもよい。

0056

前記実施形態において、制御部30とディスプレイDSPが別体の場合を示したが、制御部30とディスプレイDSPとは一体でもよい。例えば、制御部30とディスプレイDSPを合わせたものとして、スマートフォンタブレットを用いることもできる。

0057

前記実施形態においては、運動状況として、圧力値のみをディスプレイDSPに表示したが、心拍数や、体温等他の運動状況を報知してもよい。

0058

前記実施形態においては、圧力センサとして、個別の箇所の圧力を取得するセンサを例示したが、圧力センサとして、圧力の分布を測定する圧力分布センサを用いることもできる。

0059

また、実施形態において、センサは、シートの表皮の下に設けられ、いわばシートに内蔵される形で設けられていたが、シートの外側に設けることもできる。この場合、ユーザの体格に合わせてセンサの位置を調整できるように設けることができる。例えば、最初に使うときに、ユーザが、自分の体格に合ったシートの適切な位置に接着してもよい。また、面ファスナ等でシートの表面にセンサを着脱可能に取り付けてもよい。

0060

前記実施形態においては、運動器具としてバタフライマシンを例示したが、運動器具の種類は限定されない。例えば、運動器具は、エアバイクであってもよいし、車椅子にエアバイクのような足こぎペダルが設けられたようなものであってもよい。

0061

前記実施形態においては、心拍数によって、ユーザの運動の負荷を判定したが、姿勢の乱れによって負荷を判定してもよい。例えば、姿勢の乱れが小さい場合には負荷が小さいと判定し、姿勢の乱れが大きい場合には負荷が大きいと判定することができる。
また、生体情報として温度を取得する場合には、温度、すなわち体温が高い場合に負荷が大きく、低い場合に負荷が小さいと判定することができる。
また、生体情報として湿度を取得する場合には、湿度、すなわち発汗状態が高い場合に負荷が大きく、低い場合に負荷が小さいと判定することができる。

0062

トレーニングシートで取得した運動状況のデータは、サーバや、ユーザの所有する端末蓄積してもよい。この運動状況のデータにより、ユーザの運動能力を判定することができる。例えば、他のトレーニングシートでトレーニングをする場合に、トレーニングシートの制御部が、この蓄積された運動状況を読込み、負荷発生器で付与する負荷をユーザに適した大きさに設定することもできる。

0063

前記実施形態においては、トレーニングシートは、シートバックを備えていたが、シートバックを備えていなくてもよい。

0064

前記実施形態において、ユーザへの運動状況等の報知は、ディスプレイへの表示により行ったが、音や点字等、他の手段によって報知することもできる。

0065

前記した実施形態および変形例で説明した各要素を、任意に組み合わせて実施してもよい。

0066

1トレーニングシート
10運動器具
30 制御部
DSPディスプレイ
P ユーザ
Sシート本体

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