ＪＳＴにおけるＩＣＴ分野の取り組み

稲上 泰弘

・戦略研究推進部 ＩＣＴグループ 上席主任調査員

・経営企画部 科学技術イノベーション推進室 重点分野推進チーム 情報通信分野 研究監

平成２７年１２月２３日

ERATO 河原林巨大グラフプロジェクト Winter FESTA

【総務省：多様なｌＯＴサービスを創出する共通基盤

技術の確立・実証(11億円)】

膨大な数のｌＯＴ機器を迅速・効率的に接続する人工

知能等を活用した革新的ネットワーク技術等の基盤技

術を確立。

【経産省:CPSによるデータ駆動型社会の実現

(67.9億円)】

省エネルギーで高度なデータ利活用を可能とする次世

代技術を、産学官連携で開発。｢人工知能研究セン

ター｣において、基礎研究から人工知能技術の実用化と

実世界への応用・橋渡しを推進。

【文科省：人工知能/ビッグデータ/ｌＯＴ/サイバー セキュリティ統合プロジェクト(100億円)】

人工知能技術を中核とし、世界最先端の人材が集ま

る研究開発拠点を構築。また、独創的な研究者を支援

「超スマート社会」の実現に向けた共通基盤技術の開発

未来の産業創造･社会変革に必要な、世界に先駆けた｢超スマート社会｣の実現に向けて

共通基盤技術の開発を強化する。特にシステムの価値創造の主要技術であり、

国際競争が激化している人工知能技術をCSTIがリーダーシップを発揮し推進する。

必要なもの・こと（サービス）を、 必要な人に、必要な時に、必要なだけ提供でき、 社会の様々なニーズにきめ細やかに、かつ効率的に対応

超スマート社会 人工知能に関する重点化対象施策の例

CSTI 平成27年9月18日資料 2 2

（２） 世界に先駆けた「超スマート社会」の実現 （Society 5.0）

世界では、ものづくり分野を中心に、ネットワークやｌｏＴを活用していく取組が打ち出されている。我が国ではその活用を、ものづくりだけでなく様々な分野に広げ、経済成長や健康長寿の形成、さらには社会変革につなげていく。また、科学技術の成果のあらゆる分野や領域への浸透を促し、ビジネスカの強化、サービスの質の向上につなげる

サイバー空間とフィジカル空間 （現実社会） が高度に融合した 「超スマート社会」 を未来の姿として共有し、その実現に向けた一連の取組を 「Society 5.0」＊ とし、さらに深化させつつ強力に推進

※狩猟社会､農耕社会､工業社会､情報社会に続くような新たな社会を生み出す変革を科学技術イノベーションが先導していくという意味を持つ

サービスや事業の 「システム化」、システムの高度化、複数のシステムの連携協調が必要であり、産学官･関係府省連携の下、共通的なプラットフオーム（超スマート社会サービスプラットム）構築に必要となる取組を推進

超スマート社会とは、

「必要なもの・サービスを、必要な人に、必要

な時に、必要なだけ提供し、

社会の様々なニーズにきめ細かに対応でき、

あらゆる人が質の高いサービスを受けられ、

年齢、性別、地域、言語といった様々な違い

を乗り越え、活き活きと快適に暮らすことの

できる社会」であり、

人々に豊かさをもたらすことが期待される。

第5期科学技術基本計画(答申案)の概要 抜粋 総合科学技術会・イノベーション会議

第15回 基本計画専門調査会

H27.12.10

3

10月29日CSTI基本計画専門調査会 4

5

ＩＣＴ分野のこれまでの研究領域

ICTミドルウェア層

IC

Tプラットフォーム層

IC

T基盤層

ICT CREST研究領域（22領域）

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025

生活情報科学 デジタルメディア

情報環境

知的情報処理

ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ マルチ

組込みOS

ﾃﾞｨﾍﾟﾝﾀﾞﾌﾞﾙVLSI

ULP EMS

ビッグデータ応用・基盤

情報社会

ポストペタスケール

ナノデバイス

センシング

次世代ﾃﾞﾊﾞｲｽ ﾅﾉｴﾚ ２次元

量子情報 数学

数理ﾓﾃﾞﾘﾝｸﾞ

人工知能

ﾋｭｰﾏﾝ･ｺﾝﾋﾟｭｰﾀ･ ｲﾝﾀﾗｸｼｮﾝ

ﾊｲﾊﾟﾌｫｰﾏﾝｽ ｺﾝﾋﾟｭｰﾃｨﾝｸﾞ

セキュアICT

ITアーキテクチャ

通信と ネットワーク

ITﾒﾃﾞｨｱと ﾃﾞｰﾀﾏﾈｼﾞﾒﾝﾄ

ソフトウェア

ハードウェア

ｴﾚｸﾄﾛﾆｸｽ･ ﾌｫﾄﾆｸｽ

基礎理論

6

収集・

伝送

流通・

管理

蓄積・

処理

解析

（理論・アルゴリズム）

解析

（学習・マイニング）

アプリ・ サービス

医療・ ヘルスケア

安心・安全

創薬

地球環境

災害・都市インフラ

自然科学

社会 システム

産業・ ビジネス

マルチメディア データの 理解・要約・検索基盤 （原田）

ディープ ナレッジの 発見 （山西）

CREST ビッグデータ基盤 研究課題ポートフォリオ（CREST）

ビッグデータ用スパコンアーキテクチャ （松岡）

基盤 H25 基盤 H26

革新的アルゴリズム基盤（加藤）

データ粒子化による高速高精度マイニング （宇野）

離散構造統計学の創出と癌科学への展開（津田）

基盤 H27

アプリケーション 中心型

オーバレイクラウド技術 （合田）

ビッグデータ統合利用のためのセキュアな コンテンツ共有・流通基盤の構築（山名）

プライバシー保護解析基盤と 個別化医療・ゲノム易学への展開（佐久間）

セキュリティ基盤（宮地）

日本語 テキスト からの

知識インフラ （黒橋）

CREST ビッグデータ応用 研究課題ポートフォリオ

医療・ヘルスケア

創薬

サービス

蓄積／処理 解析 収集／伝送

災害対策

文献情報からの知識抽出

自然・科学

H25年度：創薬向けケモ・インフォ（船津）

H25年度：ゲリラ豪雨の高精度予測（三好）

H26年度：オーダーメイド医療（角田）

H26年度：地震・津波災害減災システム（越村）

H26年度：パンデミックの予測（西浦）

農業・漁業

H26年度：ダークマターの正体にせまる宇宙物理（吉田）

安心・安全

H27年度：農業ビッグデータの構築（平藤）

H27年度：大規模文献からの知識発見（松本）

H27年度：多細胞生物の発生メカニズム解明（大浪）

医療、災害対策

農業、文献情報からの知識抽出

H26年度総括方針の重点分野

H27年度総括方針の重点分野

ICTミドルウェア層

IC

Tプラットフォーム層

IC

T基盤層

ICT さきがけ研究領域（15領域）

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

情報と知 デジタルメディア

情報環境

情報基盤技術

ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ

ビッグデータ基盤

機能と構成

知の創生

人工知能

ﾋｭｰﾏﾝ･ｺﾝﾋﾟｭｰﾀ･ ｲﾝﾀﾗｸｼｮﾝ

ﾊｲﾊﾟﾌｫｰﾏﾝｽ ｺﾝﾋﾟｭｰﾃｨﾝｸﾞ

セキュアICT

ITアーキテクチャ

通信と ネットワーク

ITﾒﾃﾞｨｱと ﾃﾞｰﾀﾏﾈｼﾞﾒﾝﾄ

ソフトウェア

ハードウェア

ｴﾚｸﾄﾛﾆｸｽ･ ﾌｫﾄﾆｸｽ

基礎理論

情報基盤

協調と制御

数学と諸分野の協働

1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025

9

マテリアルズインフォマティクス

植物協働栽培

数学と社会的課題

ICTミドルウェア層

IC

Tプラットフォーム層

IC

T基盤層

ERATO 情報分野（１１領域）＋ハード・エレクトロニクス分野（7領域）

人工知能

ﾋｭｰﾏﾝ･ｺﾝﾋﾟｭｰﾀ･ ｲﾝﾀﾗｸｼｮﾝ

ﾊｲﾊﾟﾌｫｰﾏﾝｽ ｺﾝﾋﾟｭｰﾃｨﾝｸﾞ

セキュアICT

ITアーキテクチャ

通信と ネットワーク

ITﾒﾃﾞｨｱと ﾃﾞｰﾀﾏﾈｼﾞﾒﾝﾄ

ソフトウェア

ハードウェア

ｴﾚｸﾄﾛﾆｸｽ･ ﾌｫﾄﾆｸｽ

基礎理論

1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025

川人学習動態脳

北野共生システム

今井量子計算機構

合原複雑数理モデル

浅田共創知能システム

五十嵐デザインインターフェース

岡ノ谷情動情報

湊離散構造処理系

河原林巨大グラフ

石黒共生ヒューマンロボットインタラクション

前中センシング融合

香取創造時空間

美野島知的光シンセサイザ 平山核ｽﾋﾟﾝｴﾚｸﾄﾛﾆｸｽ 十倉ﾏﾙﾁﾌｪﾛｲｯｸｽ

大野半導体ｽﾋﾟﾝﾄﾛﾆｸｽ 染谷生体調和エレクトロニクス

川原万有情報網

10

11

分野融合研究

12

社会が必要とする基礎研究の推進

○今後の社会状況に応じてEMSの用件が変化すると予想されるため、 対応できる再編の仕組みが必要

○研究領域から、科学技術に裏付けられたEMSのあるべき姿を発信し、 研究を推進

広範な分野における先端研究者の融合・連携

スモールスタート

最強チーム構築

■ 目標・課題

■ アクションプラン

分野融合研究 ①ＥＭＳ（Energy Management System）

13

■ 最強チーム編成

分野融合研究 ①ＥＭＳ（Energy Management System）

14

分野融合研究 ①ＥＭＳ（Energy Management System）

他分野融合 ②マテリアルズインフォマティクス

15

• 逆問題アプローチによる、新物質・材料発見の加速

• 物質・材料設計の新たな指導原理の構築

合成・ 計算

測定・ 可視化

解析・ 理解

さきがけ「マテリアルズインフォ」によるベストプラクティス創出と、イノベーションハブ「NIMS-MI2I」による基盤構築の両側面からの研究推進。さきがけでは異分野融合を促進するため、連携提案を可能にする。

合成・評価実験 理論・シミュレーション

化学組成、結晶構造 電子状態、粒界・組織

情報科学技術 数理・統計的手法

機械学習、データ同化 数理モデル、統計分析

プラットフォーム データベース 計算・解析ツール

■ 目標・課題

■ アクションプラン

さきがけ「理論・実験・計算科学とデータ科学が連携・融合した先進的 マテリアルズインフォマティクスのための基盤技術の構築」 研究総括： 常行 真司（東京大学 教授）

1. 新物質発見の促進、設計指針の構築

2. 大規模データからの相関・法則の帰納的解明

3. 候補物質の高速・大量スクリーニング

4. 物質・材料データの包括的記述

5. データ取得・蓄積・管理手法、計算・解析ツール

•未知物質の物性の高精度予測 •合成・評価の実験計画に資する候補物質を高速・大量スクリーニング

•構造-物性相関、構造-活性相関 •背後にある物理法則の推定

•機械学習による物性予測の高精度化・高速化 •未知の候補物質、未知の反応経路の網羅的探索 •設計に有用な記述子の抽出、設計指針に資する新概念

•各種測定データの管理・共有の方法論 •見通しのよい物理的概念 •多次元データの解析・可視化

•ハイスループットの試料評価手法 •データベースの構築・管理手法 •各種計算・解析ツールの構築

16

17

戦略プログラムパッケージ

18

ＪＳＴ戦略プログラムパッケージ

イノベーション創出に向けて重点分野を定めて戦略的推進

「グリーンイノベーション」、「ライフイノベーション」、「ナノテクノロジー・材料」、「情報通信技術」、「社会技術・社会基盤」を

特に重点推進していくべき分野として設定

基礎研究から企業化開発までを一貫して強力に推進する必要のある特定技術群の設定

強力に推進することによりイノベーションの創出につながる課題の設定

基本的考え方

ＪＳＴ各制度を重点分野毎に一気通貫する運営戦略 （イノベーショ創出の「かぎ」→つなぐこと）

社会・産業に還元し得る最終的なイノベーション創出を加速 府省を越えた機関間の連携、国内拠点や海外拠点との連携を強化

戦略的取組

重点分野

戦略プログラム

パッケージ

未来挑戦・革新

プロジェクト

19

JAPAN SCIENCE AND TECHNOLOGY AGENCY

情報通信技術分野 戦略プログラムパッケージ

環境/エネルギー

ナノシステムの実現による社会的課題の解決

医療健康 安心安全 アンビエント社会

将来ビジョン

革新的な技術の創生により、人とICT*がフレキシブルに役割分担して、豊かで安心/安全な超スマート社会を構築する。

ニーズ

戦略重点領域

新産業/サービスの創出農林水産業、ものづくり、観光、アート、教育、アクティブシニア

社会インフラの高度化エネルギー管理システム、防災、都市インフラ、セキュリティ

人間らしいくらしの創造コミュニケーション

個人活動支援、文化/芸術

科学研究インフラの革新E-サイエンス

科学技術情報流通基盤

応用技術

スマートな社会を目指した社会情報システムのデザインモデリング、シミュレーション、社会心理学、社会インフラ設計、ものづくり基盤

システム化技術

ビッグデータ知識抽出、分散並列処理

データ共有/保護

人間機械共生知のコンピューティング、HCI*人間-機械-社会共生基盤

IoT*CPS*, セキュアICT

情報処理基盤 (革新的アーキテクチャ)高速大容量/低諸費電力、ディペンダブル、スケーラブル

基盤技術

*HCI: Human Computer Interaction *CPS: Cyber Physical System *IoT: Internet of Things

*ICT: Information Communication Technology

ELS

I

技術

20

超スマート社会に向けた取り組み （案）

超スマート社会におけるICT関連技術俯瞰

コンピューティング基盤

データベース基盤整備

ELSI/セキュリティ規制

実現化技術開発

基盤技術開発

サービス

クラウド/モバイル 知識処理計算基盤 スパコン/高速計算基盤

オープンデータ/制限付きオープンデータ/非公開データ 分野別DB

国際規格策定 プライバシー権利章典

社会インフラ高度化 人間らしい暮らしの創造 新産業/サービス創出

ITアーキテクチャ

ITメディアとデータマネージメント

人工知能 ビジョン・ 言語処理

インタラクション

ソフトウェア 通信と

ネットワーク 基礎理論

デバイス・ ハードウェア

社会制度設計

科学研究インフラの革新

防災/減災 PF

システム 統合化

生活PF

ロボティクス

研究PF モビリティPF 社会システム PF 次世代ものづくりPF

ビッグデータ処理 知のコンピューティング セキュリティ IoT

レジリエンス処理 リアルタイム性

ロボティクス

インフォマティクス

ドメイン

個別P

F

統合化技術

非機能

要件

人工知能 利用PF

センサー 統合化

データ 統合化

テレマティクス

ELSI対応

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コンピューティング基盤

データベース

基盤整備

ELSI/セキュリティ規制

実現化技術開発

基盤技術開発

サービス

クラウド/モバイル 知識処理計算基盤 スパコン/高速計算基盤

オープンデータ/制限付きオープンデータ/非公開データ 分野別DB

国際規格策定 プライバシー権利章典

社会インフラ高度化 人間らしい暮らしの創造 新産業/サービス創出

ITアーキテクチャ

ITメディアとデータマネージメント

人工知能 ビジョン・ 言語処理

ソフトウェア 通信と

ネットワーク デバイス・ ハードウェア

社会制度設計

科学研究インフラの革新

防災/減災 PF

システム 統合化

生活PF

ロボティクス

研究PF モビリティPF 社会システム PF 次世代ものづくりPF

ビッグデータ処理 知のコンピューティング セキュリティ IoT

リアルタイム性

ロボティクス

インフォマティクス

ドメイン

個別P

F

統合化技術

非機能

要件

人工知能 活用PF

センサー 統合化

データ 統合化

テレマティクス

2016/3/7 科学技術

振興機構 さきがけ ERATO CREST COI A-STEP 情報事業 RISTEX イノベハブ 国際関連

ELSI対応 レジリエンス処理

インタラクション

基礎理論

マルチ スケール

離散構造処理系

知的情報処理システム

情報と知

知の創生

知と構成

デジタル メディア

デジタル メディア

ポストペタ シミュレー ション

シミュレー ション

センシング 巨大グラフ プロジェクト

ビッグデータ 基盤

ビジョン2 感性イノベーション拠点

ビジョン3 共進化社会システム創生拠点

ビジョン3 ファブ地球社会創造拠点

EMS

ビジョン1 『健やか力』創造拠点

ビジョン2 『以心電心』ハピネス共創社会構築拠点

ビッグデータ 基盤

ビジョン1 Last 5X イノベーション拠点

情報環境

情報環境

ビッグデータ 応用

情報環境

情報環境

生活情報

協調と制御

37課題 (製造)

10課題 (社会インフラ)

18課題 (サービス)

2課題 27課題 (情報)

J-STAGE JaLC

RDA支援 NDBC

日化辞

サービス科学 研究開発

研究開発成果実装支援

安全安心 高齢社会

多世代共創社会のデザイン

植物 NIMS

災害ビッグデータ

共生ヒューマンロボットインタラクション

ビジョン2 スーパー日本人の育成拠点

ビジョン3 イノベーションデザイン拠点

ビジョン1 Last 5X イノベーション拠点

機能と構成 情報基盤 情報社会 共生ヒューマンロボット インタラクション

現代の 数理科学

数学と 諸分野

数学と 諸分野

社会的 課題

巨大グラフ プロジェクト

離散構造処理系

デザイン インタフェース

共創知能 システム

学習動態脳 情動情報

共生 システム

組込みOS

超スマート社会におけるICT関連技術俯瞰と過去成果

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超スマート社会に向けた研究開発の取り組み

トップサイエンスからトップイノベーションへ 基盤技術と応用システム/サービスとの間に距離があり、これを埋める実現化研究(Enabling Technology)の開発を充実させることにより、円滑な社会実装を可能とする。

実現のための研究開発

革新的な基礎・基盤技術： JST 戦略的創造研究事業など

応用ドメイン： JST 産連事業、RISTEXなど

実現化技術（Enabling Technology）： （スパイラル型スキーム） • 基盤技術とそれにより実現される応用システム/サービスをペアにして明確に定義

• 基盤技術、必要な実現化技術、応用システム/サービスを一体化して研究開発推進

• 各研究開発要素と対象サービスに不確定さ(Moving Target）が多いため、同時平行なスパイラル開発手法により研究開発を推進

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基盤技術研究とサービス検討を並行したスパイラル開発 • 開発すべき基盤技術と対象となるサービスの双方を明確に定義 (前提：サービスは不確定要素が多く流動的)

• 各々から核となる要素を抽出し、サービス側からバックヤードで、技術展開。基盤技術も同時進行。

• ある程度の見通しができた時点で基盤技術の統合化を行い、PoCで実証すると共にユーザ評価も受ける。

• サービスと基盤技術の双方の結果をフィードバック。このスパイラル開発を繰り返す。研究開発内容を柔軟に更新。

研究開発の進め方について

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サービス

実現化技術

基盤技術

スタート

核となる 部分を抽出

核となる 部分を抽出

展開フェーズ 統合フェーズ

ユーザ評価 フィードバック

実現化開発 技術統合

バックキャスト 技術展開

核となる部分で繰り返し実行(スパイラル開発)

PoC等により、新たな技術開発のネタのフィードバック

サービスに必要な付随機能を追加

継続的改善 (スパイラル)

研究

継続的改善 (スパイラル)

情報科学技術の研究開発スコープ

CREST/ERATO/さきがけ

RISTEX 産連

スパイラル開発

25

ACCEL

ご清聴ありがとうございました

稲上 泰弘 独立行政法人科学技術振興機構

戦略研究推進部 ＩＣＴグループ 上席主任調査員

経営企画部 重点分野推進チーム 情報通信技術分野 研究監

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