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学会のアカデミック・ロードマップと の連携促進
第２０回研究開発小委員会 資料４ー１ 学会のアカデミック・ロードマップと の連携促進 アカデミック・研究ロードマップの策定意義 ○アカデミアの知恵と英知を結集し、知の創造をイノベーション創出に結びつけ社会へ還元 ○学会のアカデミック・ロードマップ、経済産業省の技術戦略マップ、産業界のロードマップの相互の連携と活用 により、基礎研究から応用開発研究をつなぐ双方向の知の流れを円滑化 ○学会横断的な取組による異分野研究の融合によって、「新たなフロンティア研究領域と価値」を創出 各学会における活動状況 産学官によるロードマップの取組の広がり 機械分野 （会長：東京大学 笠木伸英教授） 技術水準 産業化の目途は見えないが、 大学等に於いて研究すべき 領域 Science アカデミック・ロードマッ プアカデミック・ロードマッ プ 産学官連携で新技術を導 入してクリアする領域 経済産業省 経済産業省 技術戦略マップ 技術戦略マップ 産業界で現状水準を 基に開発 ３∼５年後 ○学会内に技術ロードマップ委員会を設 置 ○学会内の将来計画委員会のもとでビ ジョン・ロードマップ検討ＷＧを設置 ○個別の検討分野は、学会内の１４分野 の中に検討ＷＧを設置し、ロードマッピ ング活動を実施中 ○１９の要素技術クラスターについて検 討グループを発足 （関連部門） ・計算力学 ・流体力学 ・熱工学 ・機械力学・計測制御 ・材料力学 ・設計工学・システム 等 （要素技術クラスター） ・オプティクス ・量子情報・物理 ・フォトニクス ・テラヘルツ ・バイオエレクトロニクス 等 ○科学分野の融合領域の創成を目的に、 技術戦略マップと連携したロードマップ 作成を目指す （検討体制） ・バイオ計測とナノ・マイクロ化学分析 の新展開 ・均一・不均一系の融合：協奏機能 ・ケミカルバイオロジー：化学から 生物へ 等 【学会横断的取組例】 ロボット分野 ○相互の強みを生かしながら共同作業として「次世代ロ ボット」のアカデミック・ロードマップを作成。 Technology 時間 ５∼２０年後 化学分野 （会長：神奈川化学技術ｱｶﾃﾞﾐｰ 藤嶋昭理事長） ロボット分野 企業内技術ロードマッ プ企業内技術ロードマッ プ Business/ Management 応用物理分野 （会長：大阪大学 尾浦憲治郎教授） ２０年後以降 （会長：富士通研究所 内山隆取締役） （検討体制） ３学会合同による以下の委員会を設立 ・幹事会 ・工学系先端領域アカデミックロードマップ委員会 ・情報系複合領域アカデミックロードマップ委員会 ・人間系融合領域アカデミックロードマップ委員会 （会長：大阪大学 溝口理一郎教授） 人工知能分野 （会長：健康科学研究所 大久保堯夫） 人間工学分野 （平成１９年２月時点） 学会への期待 • イノベーション創出に向けたアカデミアの知恵と 英知の社会への還元 • 技術戦略マップへの前向きなご意見・ご提案 • 技術ロードマップをツールとして活用した継続的 な産学官のコミュニケーション促進 • 学会によるアカデミック視点での研究ロードマップ の策定と公開 • マップに基づく戦略的研究開発プロジェクトのご 提案 等 主な論点と方向性 • イノベーション・トレンドは、「Technology to Products」 か ら「Science to Service」へ • 学術的価値 ｖｓ． 産業政策的価値 • 基礎研究領域にロードマップ活用は不適切？ • 学術的価値観に基づく将来の研究展開を見据えたビジョ ン→アカデミックロードマップ • サイエンス、産業技術及びビジネスの連続的な流れを作 り出すのがイノベーション・スーパ−ハイウェイ • ロードマップをコミュニケーション・ツールとして活用した 産学官連携の促進を ＷＩＮ−ＷＩＮ関係の構築を前提とした学 協会との連携強化 研究者 外部研究資金 学術的名誉 学 会 研究者は、自らの研究テーマの選定を検討する際、学会のアカデ ミックロードマップ及びＭＥＴＩ技術戦略マップを参照 ○日本機械学会（４万人） ○応用物理学会（２．５万人） 経済産業省 ○日本化学会（３．５万人） ○日本ロボット学会、日本人間 工学会、人工知能学会 アカデミックロードマップ ・融合ロードマップ Ｔｅｃｈ Ｒｅｆ. 経済産業省 技術戦略マップ ２４分野 目的基礎研究の充実 産学官の英知を結集したオープン・イノベーション・シス テムの構築 （出所：渡辺政嘉、研究・技術計画学会ＭＯＴ分科会講演資料より） アカデミックロード マップ策定及び異分 野融合に関するディ スカッション活動の 支援 技術ロードマッピングプロセスを活用 した異分野技術の融合 A discipline Technology Roadmapping Technology Roadmapping Trans-discipline New Value B discipline C discipline Technology Roadmapping （出所：渡辺政嘉、産総研・技術情報セミナー講演資料より） 第２０回研究開発小委員会 資料４−２ ロボット分野の取り組み状況 日本ロボット学会、 人工知能学会、 日本人間工学会 ロボット分野に関するアカデミック･ロードマップ 日本ロボット学会の取り組み 佐藤知正 2006 年5 月に検討準備会を発足、７月にロボット学会内の受け皿「ＲＴ学術技術融合戦略調査研究委員 会」を設立するなど、経済産業省で2005 年度より策定されている「技術戦略マップ」よりさらに、長期で基 礎研究領域を含むアカデミアとしてのロードマップを策定することを狙い、下記体制で積極的に取り組んだ。 幹事会 ［幹事長］ 日本ロボット学会 会長 内山 隆 ［幹事］ 日本ロボット学会 副会長 佐藤 知正 副会長 和田 充雄 理事 小林 政己（代表幹事） 理事代行 小森谷 清（代表幹事） 事務局長 松浦 道雄 人工知能学会 会長 溝口 理一郎 副会長 淺川 和雄（代表幹事） 副会長 堀 浩一 日本人間工学会 理事 富田 豊（代表幹事） 評議委員 藤田 祐志 評議委員 岡田 有策 事務局長 松尾 有祐 委員会 ・人間系融合領域ＡＲＭ委員会 （日本ロボット学会、人工知能学会、日本人間工学会） 委員長 : 富田 豊 （日本人間工学会 理事） 副委員長 : 和田 充雄 （日本ロボット学会 副会長） 副委員長 : 堀 浩一 （人工知能学会副 会長） 幹事:小林 政巳 （日本ロボット学会理事） ・情報系複合領域ＡＲＭ委員会 （日本ロボット学会、人工知能学会） 委員長 : 淺川 和雄 （人工知能学会 副会長） 副委員長 : 佐藤 知正 （日本ロボット学会 副会長） 幹事：小森谷 清（日本ロボット学会理事） ・工学系先端領域ＡＲＭ委員会 （日本ロボット学会） 委員長 : 金子 真 （日本ロボット学会 理事） 副委員長 : 國井 康晴 （日本ロボット学会 理事） 幹事：日本ロボット学会 神田 真司 株式会社富士通研 ロボットの役割と注意すべき点 ●人の役に立つ役割 →自動車につぐ新しい産業の創成 →社会問題の解決 ※人へのラスト 1m は、 形と動きをもったロボットの世界 ●人を知る役割 →ロボットによる学問領域見直し ※ロボットは出口だけではない、Scienceあり 作ってみることで、理解が深まる ●人を感動させる役割→ロボットによる教育、意識高揚 ※ソフトとハードを融合して扱える人材育成 人間系融合領域アカデミック ロードマップ全体図 人間とロボットのインタラクションのあ り方に関する指針 その他 研究領域の広がり 大脳生 理学と 心理学 の融合 脳研 究 知性 人間並みの 感覚・知覚 ロボット アニマシ 知覚 コンピュータ 感性の社会 応用 人間とロボットのインタラクション を理解し、応用基盤を整理する ための研究 認知 環境 認知行動障害 対応ロボット 感性計算 モデル 感性計測・ 五感情報 心理 医療 ストレス、情動 表現ロボット 完全手術 ロボット 認知機能シ ミュレータ ロボットとの 意識イン ターフェイス 人工臓器 感覚・知覚 代行ロボット ウェアラブル ロボット BMI／BCI 認知計測 ストレス・快 適性評価 サイボーグ パワーアシスト ロボタイゼー ション 倫理 高齢化 基盤技術 2007年 サイボーグ、 ヒューマノイド 福祉 人間と調和す るロボット家族 ブレインロボットイ ンターフェイス BMI マンマシンインター フェイス 医療・福祉 ロボット 系 テム シ ス 学） 環境 社会 人間ボット （ロ 発達知能 モデル 人間 （人 −知能 間メ − カニ ロボッ ズム ト 解明 系 ） 感情 DB、DM,標 準データ他 2025年 2050年 情報系融合領域アカデミック ロードマップ全体図 工学系先端領域アカデミック ロードマップ全体図 超 環境 空間知能化 プラットフォーム 全環境情報化 研究領域の広がり インプラント 治療チップ ・標準化 ・空間情報の再構築 ・RTによる空間制御 ・シームレス化 ・ケミカル通信 ・新陳代謝システム ・超分散処理 ソ ・高機能ポリマ ・バイオ発電 ・超音波細胞破砕 リ ・RT要素のネットワーク化 ・空間構造化手法 ア ル ワ ー ・マイクロ流体制御 ・蛍光吸光検出 ・MEMS&ナノテク ・マイクロ操作技術 理 トイ ワ ー 本 ル ド 理 論 の の 実 解 明 ・静止画の撮像 ・内視鏡、鉗子のRT化 ・臓器レベル治療 践 環 ・体内の3D可視化 ・リアルタイム連続撮像 ・細胞レベル治療 ・診断と治療の一体化 ・多自由度化(100DOF) ・化学反応による駆動 ・動作の柔軟化と器用さの獲得 ・宇宙機のRT化 ・RT基地建設と自己整備 ・専用電子部品 による高性能化 2007 ボ ット 高 度 生 物 型 ロ ボ ット 微小駆動 システム ・化学エネルギ利用 ・ネットワーク化 ・生体駆動系 ・人工衛星の商用化 ・建設作業などの実利用 ・RTの標準化 ロ ル ド 発 ・複数の試作機 ・可能性の模索 ・電磁モータで構成 境 型 子 高 齢 診断治療 システム ・機能解析イメージング ・再生医療 ・診断と治療の自動化 ・カプセル型診断治療環境 ヒューマノイド ・多自由度化(数百DOF) ・連続長期間稼働 ・高出力化 宇宙開拓RTA ・有人&RT基地の保守管理 ・自己整備、修理 2025 2050 エネルギー 基 論 RT 爆 ル ド 度 シ ャ フ ルワ ロ ン ール テ ィア ド ワ ー ・空間知能化のミニマムセット ・キャリレーションの自動化 ・空間情報の記録 ・RFIDの実用化 ・CPU&電池などの小型化 高 ー ・ケミカルコンピューティング ・ケミカルセンシング ・生体適合材料 ・DDS技術 ・無線電源供給 ・無線情報伝達&制御 小 まとめに かえて ロボット分野アカデミックロードマップ全体図 情報系 環境型ロボット システム 研究領域の広がり 情報処理 アーキテク チャ サイバー ワールド エネルギー インフラ ロボット 高度データマイ ニングとロボット の競合 環境 ロボット工学系 食料生産 知能 ユビキタス ワールド 高度生物型 ロボット ソーシャル ワールド マルチエー ジェント 集合知 フロンティア ワールド ヒューマンロ ボットイン ターフェイス Web2.0 ＲＴカンブリア 爆発 ネットワークの 展開 モデル・知識 処理 高齢社会 福祉 ウェアラブル ロボット 個体知 記号処理 トイワールド 理論の実践 基本理論の解 明 感覚・知覚代行 パワーアシスト ロボット BCI、BMI 人工臓器 完全手術ロボット 感性計測（五 感モデル） マンマシンインター フェイス 2007年 ヒューマノイドの実 用化 認知シミュレー心理・脳生理 学の融合 タ 2025年 人間系 サイボーグ 型ロボット リアルワールド 人間メカニズ ムの解明 意図理解 ロボットに よる共生 2050年 医療 第２０回研究開発小委員会 資料４−３ 応用物理分野の取り組み状況 日本応用物理学会 応用物理分野の アカデミック・ロードマップについて ∼産学官連携によるイノベーション創出に向けて∼ 将来計画委員会 ビジョン・ロードマップＷＧ 小田 俊理 （東京工業大学） イノベーション創出に向けたビジョンづくり ∼サイエンス、テクノロジー、ビジネスの「知の交流」∼ 学術・知 の創造 ｲﾉﾍﾞｰｼｮﾝの 種の創出 Phase I サイエンス 応用物理 ビジョンロードマップ ゴール ∼３０年 ｲﾉﾍﾞｰｼｮﾝの 実現 ｲﾉﾍﾞｰｼｮﾝ の種の育成 Phase II テクノロジー METIロードマップ ∼１０年 マーケットドリブン テクノロジー 企業内技術・ 事業ロードマップ ∼５年 目的 • 応用物理学の俯瞰による新学術分野の創成 • 作業を通じた会員相互の自由闊達な議論 • 新しい産業技術の芽の開拓 • 国家の研究戦略策定への貢献 • 応用物理学の魅力や将来ビジョンの社会提示 • アカデミアから産業界にわたる人材育成 活動の枠組み • 経済産業省の委託事業の一環 • 応用物理７５周年事業展示 • 学術会議の活動 応用物理７５周年事業展示 日本学術会議の活動 総合工学委員会（委員長：後藤俊夫：中部工業大） - 未来社会と応用物理分科会（委員長：小舘香椎子：日本女子大） 目的 - 未来社会を展望し、応用物理関連分野の連携・融合による 研究開発強化と新たな創成へ向けた課題の検討 - 産学連携による研究協力のあり方の推進 - 発展性のある基盤構築のための教育と人材育成の検討 - 提言およびまとめ ＷＧの設置 ①将来ビジョンＷＧ ②産学連携ＷＧ ③人材育成ＷＧ （世話人：荒川：東大） （世話人：財満：名大） （世話人：吉野：東工大） 学会における取り組み体制 ・将来計画委員会のもとで、応用物理学将来ビジョ ンWGを設置し、事業を担当し企画・運営にあた る。 ・１９の要素技術クラスターに分類して取り組む ・成果報告会等を開催し、ビジョンマップの調査・広 報・普及に努める。 応用物理学将来ビジョンＷＧの構成 荒川泰彦 小田俊理 尾浦憲治郎 石原 宏 小舘香椎子 榊 裕之 堀越佳治 横山直樹 荒井滋久 大見俊一郎 染谷隆夫 （東大） 委員長 （東工大） 副委員長 （阪大） 学会会長 （東工大） 学会副会長 （日本女子大）学会会長特別補佐 （豊田工大） 学会前会長 （早大） （富士通研） （東工大） （東工大） 幹事 （東大） 幹事 作成の基本方針 • 時間軸を入れ、２０４０年を右端とする • クラスターの分類はボトムアップ • しかし、各ロードマップには社会ニーズなど、トップダウン の視点からの議論も期待 • 全体を俯瞰する統合的ビジョンマップや融合ビジョンマッ プも作成 要素技術クラスター No 要素技術クラスター 関係する主な研究グループ 1 シリコン技術 シリコンテクノロジー分科会 2 有機・分子，バイオエレクトロニクス 有機分子バイオエレクトロニクス分科会 有機ナノ界面制御素子研究グループ 3 テラヘルツエレクトロニクス テラヘルツ電磁波技術研究会 4 量子情報・物理 量子エレクトロニクス研究会 5 フォトニクス 日本光学会 フォトニックICT研究会 6 オプティクス 日本光学会 7 X線・深紫外計測技術 放射線分科会 8 ワイドバンドギャップ(GaN, ZnO, SiC) SiC関連ワイドギャップ半導体研究会+α 9 結晶成長技術 結晶工学分科会 シリサイド系半導体と関連物質研究会 10 プロセス技術 プラズマエレクトロニクス分科会 11 磁性スピンエレクトロニクス スピンエレクトロニクス研究会 12 バイオエレクトロニクス 有機分子バイオエレクトロニクス研究会 13 医療エレクトロニクス 春名先生（大阪大）他 14 マイクロ・ナノメカニクス 藤田先生（東大）他 15 ナノ構造技術 応用電子物性分科会、薄膜・表面分科会 励起ナノプロセス研究グループ 16 超伝導技術 超伝導分科会 17 環境・エネルギー技術 エネルギー・環境研究会 18 人材育成 小舘先生（日本女子大）他 19 食糧技術 成瀬氏（ＪＳＴ）他 これまでの経過と今後の進め方 2007年10月 全体方針決定の会議 2007年2月 2006年度報告書（中間報告の位置付け）作成 2007年3月 春の応物講演会シンポジウム講演会 2007年8月 応物誌75周年記念事業 2007年末 − 最終バージョンの作成、報告書の提出 それまでに随時検討会を開催 その後は２年程度ごとにバージョンアップを予定 ビジョンマップ（中間報告） の例 1. 集積化Siテクノロジービジョンマップ 2. テラヘルツ科学技術のビジョンマップ 3. 医療エレクトロニクスビジョンマップ 4. シリコンテクノロジーと医療エレクトロニクス ∼融合ビジョンマップ策定の試み∼ 5. 統合的ビジョンマップのフレーム. 集積化Siテクノロジービジョンマップ デバイスサイズ 微細化 Si-CMOSの最盛期 高性能 低消費電力 より高効率 より高効率 ・高性能 ・高性能 量子効果･スピンデバイス 自立ロボット：人の代わり だれでもユビキタス：手間なし 自在な情報管理：記憶補助、 電子秘書 2.5nm 超微細ロボット：自動医療ロボット 思えばユビキタス：考えるだけで 空間すべてが情報発信源： 感覚の壁を越える：仮想体験 25nm 2010年 バイオナノ テクノロジー Si -CMOS Si-CMOS テクノロジー テクノロジー 2020年 1.5nm 5nm ３次元集積化 ３次元集積化 ３次元構造 ３次元構造 トランジスタ 10nm トランジスタ システムオン システムオン チップ チップ 50nm 機器を感じ 機器を感じ させない させない より便利 より便利 （自由自在） （自由自在） 会話型作業支援ロボット どこでもユビキタス：全ての物に 自由な情報処理：自動通訳 原子・分子デバイスへ 西暦 2030年 モレキュラー テクノロジー 2040年 テラヘルツ科学技術のビジョンマップ 情報通信 THz制御量子情報処理 THzシンセサイザ 超高速THz無線通信 広帯域THz帯増幅器 位相と振幅を制御した任意のTHz 電磁波形の発生 Source Drain Gate THz波イメージング セキュリティ THzセンサーネットワーク 薬物検査・爆薬検査 物質科学・創薬 安全・安心な社会の構築 結晶多型解析 THz帯近接場分光 THzデータベース構築 大規模分子動力学計算 生体・医療 農業・工業 生体分子分光 THz病理診断学 プロセス管理 生産品質管理 専用機器・ソフト開発 生体分子制御 １細胞、１分子THz分光 遺伝子・タンパク質 機能解析など THzナノサイエンス THz波医療・創薬 環境センシングÆ地球・宇宙 エネルギー変換技術 エネルギー・環境・宇宙 電波天文学 Dark Energy 宇宙モデル解明 THz波電力伝送 共通基盤技術 THz分光技術 コンポーネント コンパクト，モバイル フォトニクス技術 近接場分光 フォトニック結晶 導波技術（フレキシブル） フェムト秒レーザ パラメトリック光源 半導体デバイス技術 QCL, RTD ミリ波デバイス 2005 2010 THzシンセサイザ 高度なシステム インテグレーション THｚ単一光子検出 ヘテロダイン検波 アレイ化検出器 2015 2020 2025 2030 2035 2040 医療エレクトロニクスビジョンマップ 情報・ ネットワーク ユビキタス先端医療 遺伝子診断による 疾病リスク解析 救急車でのモニタリング 情報による遠隔診断 電子カルテ 医療情報の 一元管理 （病院+在宅） 在宅モニタリング 情報の統合管理 インテリジェント 画像診断支援システム 診断機器 4次元画像診断 装置（3D+t） 機能画像診断装置 （PET, f-MRI, MEG, OT） 治療機器 重粒子線治療 強度変調放射線治療 （IMRT） 内視鏡手術 在宅医療 精神情報の 画像診断 カプセル内視鏡 による光線力学治療 手術支援ロボット 2020 全身スキャンで 疾病を早期発見する 画像診断機器 微細カプセル 内視鏡（血管） 超早期診断 低侵襲治療 レーザ加速粒子線治療 内視鏡手術 シミュレーター 2010 ストレスの 定量化 自走式 カプセル内視鏡 ｲﾝﾃﾘｼﾞｪﾝﾄ 手術室 光線力学治療 健康の自己管理 光バイオプシー （非観血生検） カプセル内視鏡 （管腔臓器） 2005 病理情報の 画像診断 （分子イメージング） 予防医学 テーラーメード 医療データベース インプラント型 モニタ機器 マルチモーダル 画像診断装置 高速・高精細 3次元画像診断装置 （X-CT, MRI） e-ホスピタル 自走式カプセル 内視鏡を用いた遠隔治療 手術ロボットに よる遠隔手術 手術支援ロボットの インテリジェント化 QOLの向上 2030 2040 シリコンテクノロジーと医療エレクトロニクス ∼融合ビジョンマップ策定の試み∼ Keywords: 微細ロボット、３Dデバイス、センサー、画像表示、医療関係、Siデバイスと の融合 微細化 高性能 低消費電力 自己組織化ナノ機械 ナノ電気機械素子 ナノチューブ電気機械 ＭＥＭＳ高密度記録 高集積複合ＭＥＭＳ 環境ネットワークＭＥＭＳ ロボット技術との融合 携帯型質量分析 デバイスサイズ MEMS バイオナノプロセス センサー センシングチップのインテリジェント ＭＥＭＳ燃料電池 ウエアラブルＭＥＭＳ 化 知的判断機能を備えた 通信用ＭＥＭＳ部品 アクティブマイクロチッ （マルチバンド対応） 埋め込み型スマートチップ プ バイオ･医療関係デバイス 無電源化・ワイヤレスマイクロ チップ ウエアラブル・マルチモーダ ル・ワイヤレスセンサチップ 埋め込み型医療デバイス カプセル型医療デバイス ブレインマシンインターフェイス イメージセンシングチップ 内視鏡用デバイス 感染症診断、自宅健康診断、 生体適合性 POCT用デバイス バイオ基礎研究用 核酸, タンパク質, 細胞計測デバイス 環境モニターデバイス 神経チップSiテクノロジーの融合による 創薬支援用デバイス μTAS、LOC 農薬モニターデバイス 小型高機能化・通信機能付与 2010年 2020年 西暦 2030年 2040年 平成19年 6月 24日 シリコンテクノロジー分科会 統合的応用物理学ビジョンマップのフレーム 環境・エネルギー課題と両立する 快適社会の実現 各クラスター 各クラスター 各クラスター 各クラスター 基礎 各クラスター 出口 ビジョン むすび z ３０年先を見据えた応用物理のサイエンス・テクノロジービ ジョンを打ち出し、学会の今後の発展をはかる z 今後は、融合ビジョンマップや、環境・エネルギー課題解 決と両立する快適社会の実現をめざした統合的応用物理 学ビジョンマップを策定 z 若い世代にとって夢のあるビジョンマップを創る z METIロードマップとの連携の強化 第２０回研究開発小委員会 資料４−４ 化学分野の取り組み状況 日本化学会 ¾ 設 立：明治11年(1878年)。 2008年創立130年。 文科省所管の化学に関する我が国最大の学術研究団体。 ¾ 会員総数： 約 32,468 名 (本年4月現在) 個人正会員・教育会員・学生会員:31,295名 (企業所属の個人正会員約30％） 法人正会員・公共会員: 1,105 社・団体 常陸宮正仁殿下(特別名誉会員)、故福井謙一博士､白川英樹 博士､野依良治博士、田中耕一博士、毛利 衛博士､北野 大 博士らも名誉会員または正会員。 ¾ 主な事業: 学術集会開催、会誌・論文誌等発行、化学教育・ 普及事業、学術・国際交流、産学連携、環境安全推進、調査・ 研究、人材育成、政策提言など。 ¾ 予算規模：約 10億円（平成19年度） 組織機構 理 理事 事会 会 事 事務 務局 局 研究交流部門 会務部門 学術交流部門 学術研究活性化委員会 学術研究活性化委員会 化学分野アカデミックロードマップ作成検討会 化学分野アカデミックロードマップ作成検討会 課題分科会 課題分科会 課題分科会 課題分科会 課題分科会 課題分科会 課題分科会 課題分科会 課題分科会 課題分科会 学術研究活性化委員会 先端ウオッチング調査：２１世紀の潮流を探る ¾ 化学関連各分野の我が国を含む世界の最先端研究の現状および課 題、将来展望の調査。 ¾ 平成11年度から4年間にわたり実施。下記23分野を調査し報告書を 作成。春季年会でイブニングセッションを行い、広く討議。 『先端化学 シリーズ』として丸善㈱から刊行。 ¾ 有機金属化学、光化学、分子認識化学、クラスター科学、バイオマテリアル、 理論化学・計算化学、キラル化学、先端高分子化学、触媒化学、無機固体 化学、錯体化学、バイオインフォマティクス、環境ケミカルサイエンス、糖鎖 工学、電気化学、海洋天然物化学、コンビナトリアル化学、コロイド・界面 化学、ナノ分析化学、分子ナノテクノロジー、分子エレクトロニクス、スペース ケミストリー、全合成。 化学分野アカデミック・ロードマップ 平成１８年度の特徴 １．ロードマップ作成の考え方 イノベーション創出のために重要と考えられる化学分野の融合領域の創成を目的に、 技術戦略マップと連携した化学分野のアカデミックロードマップの作成を目標に実施。 ２．検討体制 ① バイオ計測とナノ・マイクロ化学分析の新展開 （責任者：鈴木孝治 慶應義塾大学理工学部） ※DNAやタンパク質などの細胞や生体を構成する個々の物質の反応やメカニズムを把握し、医療計測、 医療診断に活用する。 ② 均一・不均一系触媒の融合：協奏機能 （責任者：大嶌幸一郎 京都大学大学院工学研究科） ※ファインケミカルズや医農薬品の合成に不可欠な触媒反応は、地球規模の諸問題の解決の有力な手 段でもある。これを社会と融和して複合的かつ学際的領域へと発展させる。 ③ 生命分子科学の進展 （責任者：寺嶋正秀 京都大学大学院理学研究科） ※タンパク質の機能、水和構造、構造変化、相互作用などの反応を生命分子科学の観点から研究する。 ④ ケミカルバイオロジー：化学から生物へ （責任者：上村大輔 名古屋大学大学院理学研究科） ※医薬開発のためのプローブとなる低分子化合物、標的タンパク質をケミカルバイオロジーによって開 発する。 ⑤ 次世代型環境応答性金属錯体 （責任者：田中晃二 分子科学研究所） ※分子性錯体が有する機能、触媒反応性にナノ空間・ナノ反応場を導入・融合し、金属錯体の潜在能 力の発現・高機能化を目指す。 ⑥ 分子性結晶の化学と電子デバイスへの応用（責任者：板谷謹悟 東北大学大学院工学研究科） ※分子性結晶の「電子デバイス」「分子素子」への展開を目的とし、その構造・物性・結晶内反応等に おける最先端課題を明らかにする。 ３．報告書のまとめ方 ※以下の諸点を盛り込み、大学院生や若い研究者に夢を与えること、未来ヘのメッセージを意識し て記述。 ① わが国を含む世界の研究の現状、到達点 ② 課題 ③ まだ知られていない挑戦すべき課題 ④ 将来の予測と可能性（時間軸を入れて） ４．成果報告会 ※ ６分野の調査報告書をもとに、平成１９年３月２５日（日）∼２８日（水）、関西大学千里山キャンパ スで開催の日本化学会第８７春季年会会期中の３月２５日（日）および２７日（火）午後に上記６ 課題の成果報告会(イブニングセッション)を行った。 化学分野アカデミック・ロードマップ 平成１9年度事業 １．ロードマップ作成の基本方針 ¾ 平成１８年度に作成した化学分野のアカデミック・ロードマッ プを「化学・化学技術の現状と将来」の視点から再検証し、 追加、改訂を行う。 ¾ 改訂アカデミック・ロードマップを産学官研究者コミュニィー で共有化し、その成果が社会一般にも自由に「高度科学 技術化社会」のコミュニケーションツールの一つとして活用 されるよう努める。 ¾ 経済産業省の技術戦略ロードマップとのいっそうの有機的 な連携をはかり、もって、化学・化学技術の現状と将来を 社会が理解し、進むべき方向を科学的に選択し得るプラット フォームの形成に資する。 ２．調査事業の内容と検討体制 ①化学分野アカデミック・ロードマップの改訂および 平成１９年度化学分野アカデミック・ロードマップの 作成 ¾予め設定した４∼５の政策課題に対し、化学関連 学術分野としての解決のアプローチをまとめロー ドマップを作成する。 ¾学術研究活性化委員会の下に日本化学会および 化学関連分野の関係学会に所属する研究者等か らなる検討会および政策課題ごとの分科会を設置 し、検討会および分科会を４∼５回程度開催、検 討を行い、その成果を報告書にまとめる。 ② 化学分野アカデミック・ロードマップと「技術戦略 マップ２００７」との関係の整理および技術戦略 マップローリングへの提言 ¾化学分野アカデミック・ロードマップと「技術戦略マッ プ２００７」の中で関連が深い複数の分野で示されて いる重要技術等を比較・検討し、その分野設定にお ける基本的視点、その分野における重要技術や新 たに設定すべき技術課題について検討を行い、結 果を取りまとめる。 ¾取りまとめた結果を基に、化学分野アカデミック・ ロードマップ側から、経済産業省等で毎年度実施し ている技術戦略マップローリング（見直し）に際し、内 容の補足、拡充等についての提言をまとめる ３．広報および普及活動 ¾ 本事業に関係する学術集会等においてアカデミック・ロード マップの広報・普及を行うことは、本事業の目的達成のため に大きな効果が得られる。よって、事業期間内にアカデミッ ク・ロードマップに関するシンポジウム等を開催し、化学関 連分野の研究者および融合・境界領域研究者を含めた化 学者・化学技術者集団で幅広く議論する。 ¾ 平成20年3月26日(木)∼30日(土)、立教大学池袋キャンパ スで開催予定の日本化学会第88春季年会で化学分野アカ デミック・ロードマップに関するシンポジウムを開催し、アカ デミック・ロードマップの広報・普及を行う。 第２０回研究開発小委員会 資料４−５ 機械分野の取り組み状況 日本機械学会 「JSME技術ロードマップ」の作成 日本機械学会 元会長 田口裕也 （元（株）日立製作所 技師長） 日本機械学会110周年記念事業委員会集会等小 委員会委員長、技術ロードマップ委員会委員長 矢部 彰（（独）産業技術総合研究所 産学官連携推進部門長） 目次 １．JSME技術ロードマップの作成プロセス （学会の持つ情報量の限界と学術動向から見通 す技術展開） ２．作成中のJSME技術ロードマップの実例 （平成19年10月26日の110周年記念式典にお ける発表とパネルディスカッション） ３．JSME技術ロードマップ発表までの今後のプ ロセス （学会としてのまとまりとレベルアップの努力、9 月の年次大会における将来の社会に対する議 論） 経済産業省産業構造審議会研究開発小委員会 （平成19年7月11日） 日本機械学会創立110周年記念事業 技術ロード マップを新規作成 技術ロードマップの作成：社会のニーズ把握、法規 制の動向、技術の原理・メカニズムとその限界の把 握、経済性、産業規模、消費者の動向などを総合 的に判断する必要（定量的な議論になりにくい分 野） JSMEロードマップの考え方： ロードマップとして評価されている半導体分野の ムーアの法則と同様、技術のキーとなる汎用的物 理パラメーターを学問的見地で見出す 産業技術： 多くの物理的なパラメーターの組み合わせで体系 的に構成される。 物理的パラメーターは、多くの分野の産業技術に共 通する製品性能の重要なパラメーターである 効果：エンジニアリング分野に社会的・学問的意義 と定量的目標を提示。技術・研究開発の参考にな ると同時に、機械工学をはじめとする工学の学問分 野の一層の進展に貢献を目指す。 【高熱流束除熱】 ①趣旨 熱工学分野でのキー技術である温度制御、伝熱促進、除熱、熱交換技術の最先端 と限界を示す汎用的なパラメーターとして、実現できる除熱限界熱流束を取り上げ、そ のニーズと数値の年代変遷と進展予測、今後の増加の可能性とメカニズム面から見 た限界の議論、さらには、今後増加した場合に実現できる社会の姿を明確にすること により、技術者に社会的・学問的意義と定量的目標を与えることが出来、機械工学の 一層の進展に貢献できる。 ②技術課題に対する社会的・技術的ニーズ 除熱熱流束の増大が実現してきている社会的・技術的ニーズを以下に示す。 ・ボイラの熱流束 ・宇宙船の大気圏再突入時の冷却 ・原子炉事故時の冷却 ・エレクトロニクス冷却、電子デバイスの冷却における小型化、高発熱密度化 ・半導体レーザー冷却で、数百W/cm2が必要になっている ・レーザー照射冷却も今後の課題 ③キーパラメータの高度化を実現するメカニズムの可能性 除熱熱流束の増大を実現する可能性としては以下の事項があげられる。 ・熱伝達は、沸騰限界熱流束が、数十W/cm2の程度まで、通常の対流熱伝達、サブ クール沸騰を含む沸騰熱伝達では対応できないのではないか。理論的な沸騰限界除 熱量は、2200W/cm2. ・MEMSによる伝熱面積拡大で対応しているが、面積拡大には限界があるのではな いか。 ・熱電冷却は現状では１０W/cm2程度、どのようにして増加させるか、技術的なブレー クスルーは何か。 ④将来の社会に関する展望 ・身につけられる軽量のコンピューターの実現（ポケットに入る大きさのコンピューター、 ただし、暖房用カイロのような発熱体である）。 ・コンピューター製品の小型化の一層の推進により、身近なコンピューターの機能が 飛躍的に増大する（モバイルでデスクトップと同等の性能を発揮する）。 ・持ち運びの出来る強力レーザー加工機械の実現。これにより、加工される材料のそ ばに小さな加工機械を持っていき、設置して使用すること（マイクロ・ファクトリーの概 念で、コンビニでめがねレンズの加工など）が出来る。 社会・ 技術ニーズ 小型 化（ﾊ ﾝﾃﾞｨ ﾚｰｻﾞ 加工 機な ど） ｳｪｱ ﾗﾌﾞﾙ ｺﾝ ﾋﾟｭｰ ﾀ ﾊﾟｿｺ ﾝの 小型 化 ｽﾊﾟｺ ﾝ高 速化 ｴﾚｸﾄ ﾛﾆｸ ｽ高 密度 化 原子 力発 電ボ イラ 冷却 ｴﾚｸﾄ ﾛﾆｸ ｽ冷 却 火力 発電 ボイ ラ冷 却 10４ 理論的沸騰除熱限界 ［除熱出来る熱流束（w/cm2）］ 10 3 ● 原子燃料集合体の 限界熱流束 102 ● 火力発電用ボイラ管 101 沸騰高度化 高圧（170atm） Ｂｕｒｎ ｏｕｔレベル ● ● 低圧（1atm） ● スペースシャトル 底面加熱（素材） Ｘ線レーザ照射 冷却レベル （半導体レーザ冷却） ↑ ▲ △ 固体半導体レーザ 冷却レベル （ＭＥＭＳ利用冷却） ◎ ◎ （大型コンピュータ 冷却） 技術的ブレークスルー： □ （熱電冷却） 100 ・ＭＥＭＳで材料変更による 伝熱面積拡大余地 ・メカニズム対応 ● 原子力発電用ボイラ管 （リブド管） 10-1 10-2 ［暦年］ 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 技術的ブレークスルー ｽﾍﾟｰ ｽｼｬﾄ ﾙ月 面着 陸 社会・ 市場の変化 液晶 LSI 電卓 発売 （ｼｬｰ ﾌﾟ） ワー プロ 発売 （東 芝、 ｼｬｰ ﾌﾟ）、 NEC PC パソ コン 発売 2000 2005 2010 半導 体素 子の 液中 沸騰 冷却 高圧 化に よる 対応 世界 初ﾄﾗ ﾝｼﾞｽ ﾀ・ﾃﾚ ﾋﾞ発 売（ｿ ﾆｰ）、 国産 初大 型ｺﾝ ﾋﾟｭﾀ 発売 （NE C） 1995 静止 気象 衛星 ひま わり 2号 打ち 上げ、 放送 衛星 BS-2 打ち 上げ、 ﾚｰ ｻﾞｰ 加工 機商 品化 ﾊﾟｿｺ ﾝ通 信 ｻｰﾋﾞ ｽ 「AS CIINET 」開 始、 ノー ト型 ﾊﾟｿｺ ﾝ発 売 （東 芝、 富士 通） BSﾊ ｲﾋﾞ ｼﾞｮﾝ 試験 放送 開始 ｲﾝ ﾀｰ ﾈｯﾄ 商用 ﾌﾟﾛﾊﾞ ｲﾀﾞｰ 設立 で普 及 2015 2020 国際 宇宙 ｽﾃｰ ｼｮﾝ 日本 実験 棟 （き ぼう） 打ち 上げ、 燃料 電池 駆動 のﾉｰ ﾄﾊﾟｿ ｺﾝ量 産、 政府 を中 心に ｲﾝ ﾀｰ ﾈｯﾄ 機器 がIP ｖ６ (次 小型 燃料 電池 世界 出荷 数8 千万 台、 太陽 電 池･ 燃料 電池 を用 いた 携帯 用 PC 実用 化、 個人 にｶｽ ﾀﾏｲ ｽﾞさ れた 電子 雑誌、 電子 2030 沸騰 限界 熱流 束を 上回 るメ カニ ズム が必 要 ME MS によ る材 料変 更で 伝熱 面積 の拡 大の 可能 性 ｳｪｱﾗ ﾌﾞﾙｺ ﾝ ﾋﾟｭｰ ﾀの 米国 市場 規模 03年 で6 億ﾄﾞ ﾙ 2025 ﾅﾉ ﾒｰﾄ ﾙｽ ｹｰﾙ の3 次元 集積 加工 技術、 ﾜﾝﾁｯ ﾌﾟの ﾕﾋﾞｷ ﾀｽｺ ﾝ ﾋﾟｭｰ ﾀが 実用 化、 ﾉｰﾄ ﾊﾟｿｺ ﾝの 約 50％ が半 導体 ﾄﾞﾗｲ ﾌﾞ装 ｳｪｱﾗ ﾌﾞﾙ な音 声自 動翻 訳装 置が 実用 化、 ｽｰ ﾊﾟｰﾊ ｲﾋﾞ ｼﾞｮﾝ 放送 実用 化 ﾃﾞｽｸ ﾄｯﾌﾟ･ ﾊﾟｿｺ ﾝが ｽｰ ﾊﾟｰｺ ﾝ ﾋﾟｭｰ ﾀな みの 性能 にな る、 ﾃﾚ ﾜｰｸ 人口 が倍 増、 量子 情報 光通 信ｼｽ ﾃﾑ が実 用化 【マイクロ・ナノバイオメカニクス（再生医療への応用を中心に）】 ①趣旨 ②技術課題に対する社会的・技術的ニーズ ・機能の失われた生体組織を新たな生体組織で置き換えたい ・荷重支持組織（骨，腱・靭帯，軟骨，動脈，筋肉，心筋，消化管，・・・）の再生を考え る上で，力学刺激を考慮することが必要である ・細胞や基質を自由に配置した構造物を作りたい ・生体組織の形態形成（全体の形成だけでなく，血管系の走行なども）に力学環境が 密接に関与している ③キーパラメータの高度化を実現するメカニズムの可能性 再生組織のレベルは、細胞、組織、器官へと変遷していくことになる。 ・各組織を再生するのに適切な刺激条件が明らかになり、２次元組織内で細胞の配 向を制御する技術が確立される（2005年∼） ・各組織を再生するのに適切な刺激条件が明らかになり、３次元組織内で細胞の配 向を制御する技術が確立される（2010年∼） ・幾つかの組織の再生に関し適切な刺激条件が判り、３次元組織内に血管を走行さ せる技術が確立される（2015年∼） ・多くの組織の再生に関し、適切な刺激条件が判る（2020年∼） ④将来の社会に対する展望 ・動物実験レベルで再生された天然組織と遜色ない各種組織の出現。 ・ヒトに移植できる天然組織と遜色ない再生組織の出現。 ・本人の細胞から再生された天然組織と遜色ない各種組織の出現。 社会・ 技術ニーズ ・機能の失われた生体組織を新たな生体組織で置き換えたい ・荷重支持組織（骨，腱・靭帯，軟骨，動脈，筋肉，心筋，消化管，・・・）の再生を考える上で，力学刺激を考慮 することが必要である ・細胞や基質を自由に配置した構造物を作りたい ・生体組織の形態形成（全体の形成だけでなく，血管系の走行なども）に力学環境が密接に関与している 器官レベル ８０％ ● 対生体組織比︵力学特性︶ 受動的組織レベル ● ８０％ ７０％ ６０％ 受動的組織レベル ● ５０％ ４０％ 細胞レベル ● ２５％ ２０％ １９ ９０ １９ ９５ ２０ ００ ２０ ０５ ２０ １０ ２０ １５ ２０ ２０ ２０ ２５ 技術的 ブレークスルー 社会・ 市場の変化 各組織を再生するのに 適切な刺激条件が明ら かになり続ける ２次元組織内で細胞の 配向を制御する技術の 確立 各組織を再生するのに 適切な刺激条件が明ら かになり続ける ３次元組織内で細胞の 配向を制御する技術の 確立 幾つかの組織の再生に 関し適切な刺激条件が 判る ３次元組織内に血管を走 行させる技術の確立 多くの組織の再生に関し 適切な刺激条件が判る 後期高齢者医療制度の 開始 動物実験レベルで再生さ れた天然組織と遜色ない 各種組織の出現 小型ｶﾒﾗの映像を眼球に 埋めた人工網膜ﾁｯﾌﾟに 伝えて視力を回復する医 療技術が実用化 DNA塩基配列情報から 種々のｹﾞﾉﾑ機能を予測 する手法が実現 ヒトに移植できる天然組 織と遜色ない再生組織 の出現 人工的に培養した心筋 組織や肝細胞の移植が 実用化 分化した体細胞から幹細 胞を作り出すための初期 化技術が実現 第3期科学技術基本計 画により、心筋や血管の 再生、肝臓の臓器機能 の再生などが可能になる 本人の細胞から再生さ れた天然組織と遜色な い各種組織の出現 ﾀﾝﾊﾟｸ質の高次構造から、 ﾀﾝﾊﾟｸ質同士の相互作用、 DNA・RNAとの相互作用 など、生物活性の予測技 術が実現 【マイクロ・ナノ加工】 ①趣旨 ②技術課題に対する社会的・技術的ニーズ ・従来製品の小型化，軽量化，高性能化 ・電子回路の高集積化に伴う，製造技術，周辺技術の微細化，高集積化． ・小型化による新製品・新産業の創出（μ−TAS，マイクロサテライト，マイクロファクト リー等） ・機能性材料の微細加工，低損傷加工． ・情報・通信機器の大容量化，高速化 ③キーパラメータの解説 マイクロ・ナノ加工のパラメータとして、加工分解能を挙げ、主な加工分解能を有する 方向により加工１次元加工、２次元加工、３次元加工の加工分解能の年代変遷図を示 す。 ④キーパラメータの高度化を実現するメカニズムの可能性 ⑤将来の社会に関する展望 社会・技術ニーズ 携 帯 電 話， ピエ ゾ方 式 のイ ンク ジェ ッ ト プリ ンタ サー マル 方 式 のイ ンク ジェ ッ ト プリ ンタ マイ クロ メ カ ニズ ムの 研究 （林） ナノ テク ノ ロ ジー の 提 唱 （ 谷 口） 半 導 体 圧 力セ ンサ 自 動 車 のイ ンテ リ ジェ ン ト 化 DM Dデ バイ スの 量 産 107 加工分解能 nm 10 5 10 4 ●１次元微細加工（主な加工分解能を有する方向が１次元） ▲２次元微細加工（主な加工分解能を有する方向が２次元） ■３次元微細加工（主な加工分解能を有する方向が３次元） 光造形 106 放電加工 ３次元微細加工 ３D切削機械加工 （マイクロダイヤモンドエンドミル） ２D切削機械加工 （溝入れダイヤモンドバイト） マイクロ放電加工 103 3D リソグラフィ KrFリソグラフィ EPL：電子線縮小転写 EEM 101 10 ２光子吸収効果マイクロ光造形 ２次元微細加工 102 ナノインプリント １次元微細加工 0 EUVL：極紫外線縮小転写 数値制御EEM 原子直径0.2∼0.4 nm 技術的ブレークスルー 10 -1 1960 1965 社会・ 市場の変化 ﾃﾚﾋﾞ のｶ ﾗｰ 放 送 開 始、 国 産 初 大 型ｺ ﾝ ﾋﾟｭｰ ﾀ NE AC 発 表 1970 NH Kの FM ﾗｼﾞ ｵ放 送 開 始 1975 液 晶 LSI 使 用 の 電 卓を ｼｬｰ ﾌﾟが 発 売 1980 ﾊﾟｿｺ ﾝ PC800 1を NE C発 売、 自 動 車 電 話 ｻｰ ﾋﾞｽ 開 始、 ワー プロ 発 売 1985 ME MS 研 究 ﾌﾞｰ ﾑ ST Mの 出 現 LD をﾊﾟ ｲｵﾆ ｱが 発 売 衛 星 放 送 開 始 64K ﾋﾞｯﾄ DR AM 生 産 1990 ﾏｲｸ ﾛﾏｼ ﾝ研 究 会 発 足、 ﾊﾟｿｺ ﾝ通 信 開 始、 ｲ ﾝ ﾀ ｰ ﾈｯﾄ 接 続 始ま る 1995 ﾏｲｸ ﾛﾏｼ ﾝ 国 家ﾌﾟ ﾛｼﾞｪ ｸﾄ 2000 2005 ｱﾒﾘ ｶが ﾅﾉﾃ ｸ を 国 家 戦 略 化 2010 ﾅﾉﾃ ｸﾉﾛ ｼﾞｰ の 市 場 規 模 は 201 0年 で 20 ∼ 30 兆 円 2015 0.01 ﾐｸﾛ ﾝﾙｰ ﾙ LSI 製 造 のた め の 分 解 能1 ﾅﾉ ﾒｰﾄ ﾙの 半 導 体 微 細 加 工 計 測 技 術 が 開 発さ れる 2020 10n mの 最 小 寸 法を 持つ LSI ﾊﾟ ﾀｰﾝ を量 産 加 工で きる 技 術 が 実 用 化さ れる 2025 ﾅﾉ ﾒｰﾄ ﾙｽ ｹｰﾙ の3 次 元 集 積 加 工 技 術 2030 [暦年] ＪＳＭＥ技術ロードマップの役割： ・「技術戦略2007」を読み込み、JSME技術ロード マップから「技術戦略2007」の内容をより充実させ ることが出来ないか検討する ・JSME技術ロードマップの将来予測から推定され る将来の社会の姿を実現することを目指す大型技 術開発プロジェクトの提案を試みる ・「JSME技術ロードマップ」を世界に対して発信 ・日本機械学会内に、今回作成する技術ロードマッ プを、維持・更新するための組織として、「技術ロー ドマップ委員会」を設立済。 ＪＳＭＥ技術ロードマップを現在作成中の技術分野： 9部門（ロードマップ登録部門13部門） バイオエンジニアリング部門、 材料力学部門、 機械材料・材料加工部門、 熱工学部門、 エンジンシステム部門、機械力学・計測制御部門、 設計工学・システム部門、 ロボティックス・メカトロニクス部門、交通・物流部門。 現在までの日本機械学会内部での評価 ・予想していたよりずっと良いものが出来ている（産 業界委員） ・ 今回のJSME技術ロードマップを元に議論が沸騰 することが大切ではないか（元会長）