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Development of a plantar tactile measurement system for prevention of lifestyle diseases

Research Project

Project/Area Number 15K12090
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Human interface and interaction
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

INO Shuichi  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 副研究部門長 (70250511)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高橋 紀代  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 外来研究員 (80296714)
布川 清彦  東京国際大学, 人間社会学部, 教授 (90376658)
Research Collaborator HONDA Tetsumi  
OZAWA Emi  
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2017: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywordsヒューマンインタフェース / 触覚 / ヘルスケア / 感覚計測 / 糖尿病 / 末梢神経障害 / 生活習慣病予防 / 生活習慣病
Outline of Final Research Achievements

In this study, a novel plantar tactile measurement system is proposed that can perform early detection of reduced tactile sensitivity caused by lifestyle diseases such as diabetic peripheral neuropathy and cutaneous sensory disorder. The proposed tactile measurement system comprises a tablet PC for psychophysical testing and processing of measurement data, a plantar tactile stimulator with a linear motor stage, and a motor driver with a wireless control unit. By employing the proposed tactile measurement system, it is observed that the tactile absolute threshold for the lateral stretching stimulus on the plantar skin is approximately 20 μm for healthy participants and is negligibly affected by the skin hardness. Furthermore, compared to conventional methods, the proposed testing approach incorporating lateral skin stretching can be effectively employed as an accurate and noninvasive method for quantitative identification of tactile sensory abnormalities in daily healthcare management.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

社会環境やライフスタイルの変化に伴い、世界各国で糖尿病などの生活習慣病の患者数が急増している。これらの疾病は、本人による自覚が乏しく、QOLを著しく低下させる合併症や障害などを誘発する場合が多い。本研究では、これらに関連して比較的早期に出現する末梢神経障害の予兆を簡便・無侵襲・高感度にチェックする足底感覚計測システム(触覚ヘルスメータ)の開発を医工連携で取り組み、足底へのずれ刺激に対するヒトの感覚特性を人間工学実験により明らかにした。これらの成果は、生活習慣病予防の健康セルフチェックの土台となる基礎知見であり、触覚技術の応用に関する幅広い学術的な波及効果が期待される。

Report

(5 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • 2015 Research-status Report
  • Research Products

    (47 results)

All 2019 2018 2017 2016 2015 Other

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (32 results) (of which Int'l Joint Research: 10 results,  Invited: 4 results) Book (1 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Buckling Force Variability of Semmes-Weinstein Monofilaments in Successive Use Determined by Manual and Automated Operation2019

    • Author(s)
      Chikai Manabu、Ino Shuichi
    • Journal Title

      Sensors

      Volume: 19 Issue: 4 Pages: 803-803

    • DOI

      10.3390/s19040803

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] ワイヤレス触覚計測システムのためのアプリケーション開発と足底感覚評価への適用2019

    • Author(s)
      野村理博, 近井学, 土井幸輝, 布川清彦, 高橋紀代, 井野秀一
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告(福祉情報工学)

      Volume: 118 Pages: 177-181

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  • [Journal Article] Basic Study of the Influence of the Manner of Grasping, Number of Contacts, and Auditory Information on Recognition of Hardness of Objects by Visually Impaired Persons Using White Canes2018

    • Author(s)
      K. Nunokawa, M. Chikai, K. Doi, and S. Ino
    • Journal Title

      Journal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics

      Volume: 22 Issue: 1 Pages: 121-132

    • DOI

      10.20965/jaciii.2018.p0121

    • NAID

      130007493417

    • ISSN
      1343-0130, 1883-8014
    • Year and Date
      2018-01-20
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  • [Journal Article] ずれ刺激を用いた足底感覚閾値に対する立位・座位姿勢の影響2018

    • Author(s)
      野村理博, 近井学, 土井幸輝, 布川清彦, 高橋紀代, 井野秀一
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告(福祉情報工学)

      Volume: 118 Pages: 13-18

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  • [Journal Article] Influence of the Manner of Grasping a White Cane on the Ability of Visually Impaired Persons to Use These Canes for Estimating Object Weights2018

    • Author(s)
      Nunokawa Kiyohiko、Chikai Manabu、Doi Kouki、Ino Shuichi
    • Journal Title

      Advances Physical Ergonomics and Human Factors, The series "Advances in Intelligent Systems and Computing"

      Volume: 789 Pages: 186-195

    • DOI

      10.1007/978-3-319-94484-5_20

    • ISBN
      9783319944838, 9783319944845
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  • [Journal Article] A Pilot Study of a Tactile Measurement System Using Lateral Skin Stretch on Foot Plantar Surface2017

    • Author(s)
      S. Ino, M. Chikai, E. Ozawa, T. Ohnishi, T. Honda
    • Journal Title

      Journal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics

      Volume: 21 Issue: 1 Pages: 74-78

    • DOI

      10.20965/jaciii.2017.p0074

    • NAID

      130007520144

    • ISSN
      1343-0130, 1883-8014
    • Year and Date
      2017-01-20
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  • [Journal Article] Current Chronic Pain Management Programs in Japan2016

    • Author(s)
      T. Honda, M. Chikai, T. Ohnishi, K. Honda, S. Ino, H. Takahashi, H. Kigawa
    • Journal Title

      Physical Medicine and Rehabilitation - International

      Volume: 3 Pages: 1-6

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  • [Journal Article] 表在感覚ディスプレイを用いて人工的に惹起される材質感に関する基礎的研究2015

    • Author(s)
      近井学, 三宅仁, 布川清彦, 土井幸輝, 井野秀一
    • Journal Title

      ヒューマンインタフェース学会論文誌

      Volume: 17 Pages: 433-440

    • NAID

      130007671525

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  • [Journal Article] Evaluation of the Variation in Sensory Test Results using Semmes-Weinstein Monofilaments2015

    • Author(s)
      M. Chikai, E. Ozawa, N. Takahashi, K. Nunokawa, S. Ino
    • Journal Title

      Proceedings of the 37th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society

      Volume: 1 Pages: 1259-1262

    • DOI

      10.1109/embc.2015.7318596

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    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 健康な暮らしを創る福祉テクノロジーの分野横断的な研究展開2015

    • Author(s)
      井野秀一
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告(パターン認識・メディア理解)

      Volume: 115 Pages: 35-38

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  • [Journal Article] 折りたたみ式白杖による対象の硬さ判断に及ぼす接合部の影響2015

    • Author(s)
      布川清彦, 土井幸輝, 近井学, 井野秀一
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告(福祉情報工学)

      Volume: 115 Pages: 33-36

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  • [Presentation] Development of a Wireless Tactile Measurement System for Quantitative Sensory Testing in Plantar Skin2019

    • Author(s)
      S. Ino, M. Chikai, Y. Nomura, K. Doi, K. Nunokawa, and T. Honda
    • Organizer
      41th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC2019)
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  • [Presentation] 皮膚感覚の客観的評価を目指した刺激呈示装置の開発2019

    • Author(s)
      近井学, 野村理博, 遠藤博史, 西尾大祐, 本田哲三, 井野秀一
    • Organizer
      第94回日本医療機器学会大会
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  • [Presentation] 皮膚感覚の知覚異常の精密な定量評価を行う装置の試作と評価2019

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      近井学, 西尾大祐, 本田哲三, 井野秀一
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      第56回日本リハビリテーション医学会学術集会
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  • [Presentation] ワイヤレス触覚計測システムのためのアプリケーション開発と足底感覚評価への適用2019

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      野村理博, 近井学, 土井幸輝, 布川清彦, 高橋紀代, 井野秀一
    • Organizer
      電子情報通信学会第100回福祉情報工学研究会
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  • [Presentation] Influence of the Manner of Grasping a White Cane on the Ability of Visually Impaired Persons to Use These Canes for Estimating Object Weights2018

    • Author(s)
      K. Nunokawa, M. Chikai, K. Doi, and S. Ino
    • Organizer
      AHFE 2018 International Conference on Physical Ergonomics & Human Factors
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  • [Presentation] ずれ刺激を用いた足底感覚閾値に対する立位・座位姿勢の影響2018

    • Author(s)
      野村理博, 近井学, 土井幸輝, 布川清彦, 高橋紀代, 井野秀一
    • Organizer
      電子情報通信学会第98回福祉情報工学研究会
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  • [Presentation] 小型精密自動ステージを用いた足底皮膚の感覚閾値特性の計測2018

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      野村理博, 近井学, 井野秀一
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      ヒューマンインタフェースシンポジウム2018
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  • [Presentation] 足底皮膚のずれ刺激に対する感覚閾値の計測2018

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      近井学, 野村理博, 西尾大祐, 本田哲三, 井野秀一
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      第18回日本VR医学会学術講演会
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  • [Presentation] 簡便な糖尿病性神経障害の定量的評価のためのデバイス開発2018

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      野村理博, 近井学, 井野秀一
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      第93回日本医療機器学会大会
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  • [Presentation] 生活習慣病の予兆発見のための簡便な触覚モニタリングシステムの試作2018

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      野村理博, 近井学, 井野秀一
    • Organizer
      つくば医工連携フォーラム2018
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  • [Presentation] 生活習慣病の予兆発見のための簡便な触覚モニタリングシステムの研究開発2018

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      野村理博, 近井学, 井野秀一
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      SATテクノロジー・ショーケース2018
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  • [Presentation] 慢性痛患者に対する入院集学的治療の特徴とその効果2017

    • Author(s)
      高橋紀代
    • Organizer
      第46回日本慢性疼痛学会
    • Place of Presentation
      京都大学(京都)
    • Year and Date
      2017-02-17
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  • [Presentation] Variability of a monofilament buckling force with human hand motionduring a Semmes-Weinstein monofilaments test2017

    • Author(s)
      M. Chikai, K. Nunokawa, and S. Ino
    • Organizer
      8th International Conference on Applied Human Factors and Ergonomics
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Sensing an object's weight through the use of a white cane for visually impaired users2017

    • Author(s)
      K. Nunokawa, M. Chikai, K. Doi, and S. Ino
    • Organizer
      8th International Conference on Applied Human Factors and Ergonomics
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 触覚の質感情報の客観的評価のための刺激呈示デバイスの考案2016

    • Author(s)
      近井学, 土井光輝, 布川清彦, 井野秀一
    • Organizer
      計測自動制御学会第17回システムインテクグレーション部門講演会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(札幌市)
    • Year and Date
      2016-12-15
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  • [Presentation] 慢性痛患者に対する入院集学的治療の効果2016

    • Author(s)
      高橋紀代
    • Organizer
      第9回運動器疼痛学会
    • Place of Presentation
      御茶ノ水ソラシティカンファレンスセンター(東京都)
    • Year and Date
      2016-11-26
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  • [Presentation] Effects of exercise therapy for outpatients with chronic pain2016

    • Author(s)
      N. Takahashi
    • Organizer
      The 16th World Congress on Pain
    • Place of Presentation
      Yokohama (Japan)
    • Year and Date
      2016-09-26
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 触覚機能検査に用いられるモノフィラメントによる発生力の一考察2016

    • Author(s)
      近井学, 小澤恵美, 高橋紀代, 布川清彦, 井野秀一
    • Organizer
      日本生体医工学会生体医工学シンポジウム2016
    • Place of Presentation
      大雪クリスタルホール国際会議場(旭川市)
    • Year and Date
      2016-09-17
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  • [Presentation] 白杖による探索対象の重さ判断における杖先接触位置の影響2016

    • Author(s)
      布川清彦, 土井幸輝, 近井学, 井野秀一
    • Organizer
      ヒューマンインタフェースシンポジウム2016
    • Place of Presentation
      東京農工大学(小金井市)
    • Year and Date
      2016-09-06
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  • [Presentation] Psychophysical Experiments on Hardness Sensation of an Object from the Sounds of Tapping Created by a White Cane2016

    • Author(s)
      K. Nunokawa, Y. Seki, M. Chikai, K. Doi, S. Ino
    • Organizer
      The 31st International Congress of Psychology
    • Place of Presentation
      Yokohama (Japan)
    • Year and Date
      2016-07-24
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 慢性疼痛患者に対するリハビリテーション入院プログラムの効果2016

    • Author(s)
      高橋紀代
    • Organizer
      第53回日本リハビリテーション医学会学術集会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館(京都)
    • Year and Date
      2016-06-09
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  • [Presentation] モノフィラメントを用いた触覚機能検査時の徒手動作に関する実験的検討2016

    • Author(s)
      近井学, 小澤恵美, 高橋紀代, 布川清彦, 井野秀一
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクスメカトロニクス講演会2016
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • Year and Date
      2016-06-08
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  • [Presentation] 人間計測と異分野連携に基づく福祉技術の研究展開の試み2015

    • Author(s)
      井野秀一
    • Organizer
      統計数理研究所共同研究集会(非侵襲生体信号の解析・モデル化技術とその周辺)
    • Place of Presentation
      統計数理研究所(立川市)
    • Year and Date
      2015-12-12
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      2015 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 健康・福祉工学に関わる触覚テクノロジー2015

    • Author(s)
      井野秀一
    • Organizer
      日本バーチャルリアリティ学会(触覚技術の基礎と応用-ヒトの触覚理解からヒューマンマシンインタフェースやロボットへの応用まで-)
    • Place of Presentation
      立命館大学(大津市)
    • Year and Date
      2015-11-27
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    • Invited
  • [Presentation] 健康な暮らしを創る福祉テクノロジーの分野横断的な研究展開2015

    • Author(s)
      井野秀一
    • Organizer
      電子情報通信学会パターン認識・メディア理解専門研究会(CEATEC JAPAN 2015)
    • Place of Presentation
      幕張メッセ国際会議場(千葉市)
    • Year and Date
      2015-10-08
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    • Invited
  • [Presentation] 白杖による探索対象の重さ判断における握り方の影響2015

    • Author(s)
      布川清彦
    • Organizer
      日本応用心理学会第82回大会
    • Place of Presentation
      東京未来大学(東京都)
    • Year and Date
      2015-09-05
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      2015 Research-status Report
  • [Presentation] Evaluation of the Variation in Sensory Test Results using Semmes-Weinstein Monofilaments2015

    • Author(s)
      M. Chikai, E. Ozawa, N. Takahashi, K. Nunokawa, S. Ino
    • Organizer
      The 37th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • Place of Presentation
      Milan (Italy)
    • Year and Date
      2015-08-25
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 折りたたみ式白杖による対象の硬さ判断に及ぼす接合部の影響2015

    • Author(s)
      布川清彦, 土井幸輝, 近井学, 井野秀一
    • Organizer
      電子情報通信学会福祉情報工学研究
    • Place of Presentation
      信州大学(長野市)
    • Year and Date
      2015-08-25
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  • [Presentation] 異分野連携による多様な福祉技術の研究開発の試み2015

    • Author(s)
      井野秀一
    • Organizer
      エレクトロニクス実装学会ヘルスケアデバイス実装技術研究会(第2回公開研究会)
    • Place of Presentation
      MMC新テクノサロン(東京都)
    • Year and Date
      2015-07-27
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    • Invited
  • [Presentation] Quantitative sensory testing using lateral skin stretch at the foot for simple screening of diabetic neuropathy2015

    • Author(s)
      S. Ino, M. Chikai, N. Takahashi, T. Ohnishi, K. Doi, K. Nunokawa
    • Organizer
      IUPESM 2015 World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering
    • Place of Presentation
      Toronto (Canada)
    • Year and Date
      2015-06-07
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  • [Presentation] Basic Study on Variability of Measured Data from Touch Test Using Semmes-Weinstein Monofilaments2015

    • Author(s)
      M. Chikai, E. Ozawa, N. Takahashi, S. Ino
    • Organizer
      IUPESM 2015 World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering
    • Place of Presentation
      Toronto (Canada)
    • Year and Date
      2015-06-07
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Judging Weight of an Object by a White Cane2015

    • Author(s)
      K. Nunokawa, K. Doi, M. Chikai, S. Ino
    • Organizer
      IUPESM 2015 World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering
    • Place of Presentation
      Toronto (Canada)
    • Year and Date
      2015-06-07
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    • Int'l Joint Research
  • [Book] 感覚重視型技術の最前線-心地良さと意外性を生み出す技術-2018

    • Author(s)
      秋山庸子,近井学,井野秀一ほか
    • Total Pages
      218
    • Publisher
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781313221
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Remarks] 研究グループホームページ

    • URL

      https://unit.aist.go.jp/hiri/hi-fitness/index.html

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      2018 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 皮膚感覚の評価装置、および皮膚感覚の評価方法2015

    • Inventor(s)
      井野秀一、佐藤満、高橋紀代、吉村眞一
    • Industrial Property Rights Holder
      産業技術総合研究所、昭和大学、高橋紀代、飛鳥電機製作所
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2015-04-14
    • Acquisition Date
      2016-12-02
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 皮膚感覚の評価装置、および皮膚感覚の評価方法2015

    • Inventor(s)
      井野秀一,佐藤満,高橋紀代,吉村眞一
    • Industrial Property Rights Holder
      井野秀一,佐藤満,高橋紀代,吉村眞一
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2015-082754
    • Filing Date
      2015-04-14
    • Related Report
      2015 Research-status Report

URL: 

Published: 2015-04-16   Modified: 2020-03-30  

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