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高度産業基盤の構築に係る分野 （ナノテク・部材、ロボット分野を除く）の
第１０回研究開発小委員会 資料１３ 高度産業基盤の構築に係る分野 （ナノテク・部材、ロボット分野を除く）の技術戦略マップ（案） １．基本的考え方 生産・製造プロセスの改善、他産業への技術的な波及等を通じて世界をリ ードする高度産業基盤の構築に資する技術を、航空機、宇宙、ＭＥＭＳ、グリ ーンバイオの分野について俯瞰し、技術戦略マップを作成する。 ２．導入シナリオ（又は政策体系図） まず、航空機、宇宙、ＭＥＭＳ、グリーンバイオの各分野において、研究 開発の成果を市場投入していくための関連施策（導入普及のための環境整備、 標準化、関連機関との連携等）を明確にした導入シナリオ（又は政策体系図） を策定する。 ３．技術マップ 航空機、宇宙、ＭＥＭＳ、グリーンバイオの各分野において、中長期の市場 ニーズ・社会ニーズを見据え、それらのニーズを実現するために必要となる技 術課題を抽出し俯瞰した技術マップを作成する。 国、公的研究機関、民間企業が資源を優先的に投入していくべき技術を抽 出するため、重要技術の考え方を明確にした上で、技術マップの中から重要技 術課題を選定する。選定された重要技術課題は、技術マップの中に明示される。 ４．ロードマップ ３．で示した技術マップの各技術課題のうち、重要技術課題として選定さ れた技術について、その解決に至るまでの要素技術やスペックの進展等を時間 軸に沿って展開するロードマップを作成する。 ５．参考資料 上記３．に示した重要技術の考え方に沿って、技術マップの中から重要技 術を選定する際に根拠としたデータや資料を添付する。 航空分野の研究開発とその成果の導入普及シナリオ（案） ２０００ ２００１ ２００２ ２００３ ２００４ ２００５ 目 標 ２００６ ２００７ ２００８ ２００９ ２０１０ ２０１１ ２０１２ ２０１３ ２０１４ 我が国航空機産業の基盤技術力の強化 【材料・構造関連技術】 革新的軽量構造設計製造基盤技術開発 革新的軽量構造設計製造基盤技術開発 中核的要素技術 知的材料・構造システム研究開発 知的材料・構造システム研究開発 次世代航空機用構造部材創製・加工技術開発 次世代航空機用構造部材創製・加工技術開発 革新鋳造シュミレーション技術研究開発 革新鋳造シュミレーション技術研究開発 （我が国が 強みを有する 要素技術の 一層の強化） 超高温耐熱材料ＭＧＣの創製・加工技術開発 超高温耐熱材料ＭＧＣの創製・加工技術開発 【システム関連技術】 次世代高信頼性アビオニクス 次世代高信頼性アビオニクス 研究開発の取組み 運航自律制御支援システム 運航自律制御支援システム 航空機用先進システム基盤技術開発 航空機用先進システム基盤技術開発 環境適応型高性能小型航空機 環境適応型高性能小型航空機 基本設計 ／詳細設計 機体・ エンジン 完成機技術 試作機製作 地上試験 新技術適用範囲検討 確証試験等 飛行 試験 量産開発 第１期 調査研究 第２期 要素技術研究 完成機開発能力 の獲得 基本的な機体仕様 の決定 成果の活用 民間による事業化・シリーズ化 環境適応型小型航空機用エンジン 環境適応型小型航空機用エンジン 成果の活用 第３期 実証研究 量産開発 民間による事業化・シリーズ化 基本設計 基本設計 詳細設計 詳細設計 ／ ／ 試作機製作 試作機製作 飛行試験 飛行試験 （量産／販売） （量産／販売） 小型民間輸送機用エンジン（ＣＦ３４−８） 小型民間輸送機用エンジン（ＣＦ３４−８） 中小型民間輸送機用エンジン（ＣＦ３４−１０） 中小型民間輸送機用エンジン（ＣＦ３４−１０） 関連機関 との連携 民間航空機開発推進省庁協議会 民間航空機開発推進省庁協議会 （研究開発の円滑な実施のため、連携強化＜防衛庁、文部科学省、国土交通省及び経済産業省＞ ） 産業構造審議会（航空機宇宙産業分科会航空機委員会） 産業構造審議会（航空機宇宙産業分科会航空機委員会） 生産、販売、整備体制等の検討・充実 （将来の国際共 同開発プロジェク トへのより高いレ ベルでの参画） 国際共同開発 への参画 関連施策の 取組み 国際共同開発 次期中型民間輸送機（Ｂ７Ｅ７） 次期中型民間輸送機（Ｂ７Ｅ７） 小型旅客機の事業化に向けた諸課題の整理、国と民間の役割整理等。 民間における 取組み 中核的要素技術力 の保持 運輸用エネルギー使用合理化先端材料開発 運輸用エネルギー使用合理化先端材料開発 航空機分野技術マップ（案） 燃料タンク防爆技術 構造安全設計技術 センサ高性能化技術 搭載燃料高精度化技術 システム高度化技術 機上酸素供給技術 健全性診断技術 耐損傷材料技術 コックピット統合表示技術 軽量構造様式技術 エンジン等防火技術 低コスト構造様式技術 機内セキュリィティ向上化技術 次世代航空航法システム技術 多機能化技術 複合材料高性能化技術 高靭性化技術 材料軽量化技術 金属材料高性能化技術 材料・構造技術 複合材成形技術 低コスト製造技術 除雨技術 高強度化技術 装備品（システム） 技術 新材料生産技術 高強度化技術 高効率生産システム技術 耐熱性向上技術 設計製造過程電子化技術 非加熱成形技術 最適設計製造技術 液相成形技術 民生転用技術 自動積層技術 機内娯楽創生技術 快適空間創出技術 金属材料成形技術 組立コスト削減技術 乗員生存性向上技術 耐熱性向上技術 空調/与圧装置最適制御技術 金属材料接合技術 複合材一体成形技術 ファン騒音低減技術 低騒音化技術 材料低コスト化技術 客室スペース極大化技術 燃焼騒音低減技術 客室振動低減技術 低ＮＯｘ燃焼技術 客室居住性向上技術 非破壊検査技術 クリーン燃焼技術 点検修理性向上技術 修理技術 安全性向上技術 高性能化技術 エンジンシステム高度化技術 離着陸騒音低減技術 耐熱合金技術 耐熱複合材技術 低騒音化技術 高温化技術 超音速機ソニックブーム低減技術 エンジン要素技術 モノリシックセラミックス材技術 ヘリコプタ低騒音ロータ技術 コーティング技術 離着陸時低抵抗化技術 冷却技術 亜音速巡航時低抵抗化技術 軽量複合材技術 軽量化技術 超音速巡航時低抵抗化技術 極超音速巡航時低抵抗化技術 軽量合金技術 オイルレス化技術 回転翼空力性能向上技術 客室極大化技術 要素高性能化技術 離着陸安全性向上技術 超音速機離陸能向上技術 低抵抗化技術 低エミッション燃焼技術 低スモーク燃焼技術 姿勢安定性向上技術 空力技術 ジェット騒音低減技術 運用信頼性向上技術 部品検査技術 胴体形状最適化技術 構造信頼性向上技術 機内騒音低減技術 計算空力技術 構造シンプル化技術 風洞試験技術 低コスト製造・補修技術 基盤技術 降着装置・材料/プロセス適用技術 低コスト組立技術 代替発電技術 工程マネジメント技術 空調装置環境負荷低減技術 クリーンエネルギー貯蔵技術 装備品（システム） 技術 設計・生産技術 設計工程電子化技術 組立工程電子化技術 プロセス最適化技術 消化剤環境適合化技術 航空機の生涯マネージメント技術など 操縦系統電気化技術 機体及びエンジンの全機インテグレーション技術 降着制御系統電気化技術 空調装置電気化技術 防氷・除氷装置電気化技術 油圧系統分散化/電動化技術 発電/配電装置高効率化技術 灯火装置省消費電力化技術 放電技術 航空機分野における重要技術の考え方（案） 【全機開発技術】 市場動向に対応しつつ主体的に事業活動を展開することを可能とするために必要な全 機開発技術。 ⅰ）機体及びエンジンの全機インテグレーション技術など 【中核的要素技術】 今後の航空機に求められる環境適合性向上、低コスト化、安全性向上等に大きく寄与 する技術であり、かつ、将来の我が国の全機開発や国際共同開発への主体的参画におい てバーゲニングパワーとなり得る技術。 ⅰ）環境適合性向上 −ファン騒音低減技術、ジェット騒音低減技術など ⅱ）低コスト化 −構造シンプル化技術、離着陸時低抵抗化技術など ⅲ）安全性向上 −健全性診断技術、コックピット技術など 宇宙分野の研究開発とその成果の導入普及シナリオ（案） ２０００ 我が国における 基本戦略 ２００１ ２００２ ２００３ ２００４ ２００５ ２００６ ２００７ ２００８ ２００９ ２０１０ ２０１１ 基本方針：人工衛星と宇宙輸送システムを必要な時に、独自に宇宙空間に打ち上げる能力を将来にわたって維持 （１）安全の確保、通信・放送・測位、地球観測の分野における人工衛星の開発・利用、（２）Ｈ−ⅡＡロケット、ＧＸロケット等の宇宙輸送システムの開発・運用、等 国際競争力の強化による宇宙開発・利用の産業化 目 標 Ｈ１４．１１ 新衛星ビジネス㈱設立 民間における 取組み 準天頂衛星を用いた測位・通信サービスの開始 Ｈ１３．３ ㈱ギャラクシーエクスプレス設立 中小型ロケット打上サービスの開始 成果の活用 成果の活用 文科省、総務省、国交省との連携 次世代衛星基盤技術開発プロジェクト 次世代衛星基盤技術開発プロジェクト 準天頂衛星 ＜ ＜準天頂衛星システム開発・利用推進協議会＞ 準天頂衛星システム開発・利用推進協議会＞ 衛 宇宙環境信頼性実証プロジェクト 宇宙環境信頼性実証プロジェクト ＳＥＲＶＩＳ衛星 （Ｈ15ＦＹ１号機打上） （ＳＥＲＶＩＳプロジェクト） （ＳＥＲＶＩＳプロジェクト） （Ｈ20ＦＹ初号機打上） ＳＥＲＶＩＳ衛星 （Ｈ１9ＦＹ２号機打上） 衛星開発に 必要な 技術力の強化 ＮＡＳＡ との連携 星 研究開発の取組み 高度センサ技術の開発（ＡＳＴＥＲ） 高度センサ技術の開発（ＡＳＴＥＲ） 文科省 との連携 成果の活用 陸域観測衛星 （ALOS） 高度レーダ技術の開発（ＰＡＬＳＡＲ） 高度レーダ技術の開発（ＰＡＬＳＡＲ） ロケット 文科省 との連携 （Ｈ１７ＦＹ打上） 次世代輸送系システム設計基盤技術開発プロジェクト 次世代輸送系システム設計基盤技術開発プロジェクト ＜民間主導による小型ロケット開発に係る協議会＞ ＜民間主導による小型ロケット開発に係る協議会＞ ＧＸロケットＧＸロケットＧＸロケット （Ｈ１８ＦＹ１号機打上） （２号機打上） （３号機打上） ロケット開発に 必要な 技術力の強化 宇宙利用 観測データの処理・解析 無人宇宙実験システム 開発 無人宇宙実験システム開発 ＵＳＥＲＳ衛星 （ＵＳＥＲＳプロジェクト） （ＵＳＥＲＳプロジェクト） 観測データの処理・解析 （Ｈ14ＦＹ１号機打上） 石油資源遠隔探知技術の研究開発 石油資源遠隔探知技術の研究開発 宇宙利用に 必要な 技術力の強化 関連機関との連携 関連施策の取組み ・産業化を促進するための環境整備（政府による国産ロケットの優先使用等）に向けた関係府省及び関係機関との連携 ・産業化を促進するための環境整備（政府による国産ロケットの優先使用等）に向けた関係府省及び関係機関との連携 ・関係府省、関係機関及び企業をメンバーとする連絡会議を活用した産業化関連プロジェクトの推進 ・関係府省、関係機関及び企業をメンバーとする連絡会議を活用した産業化関連プロジェクトの推進 総合科学技術会議（宇宙開発利用専門調査会） 総合科学技術会議（宇宙開発利用専門調査会） 成果の活用 「今後の宇宙開発利用に関する取り組みの基本について」（Ｈ１４．６）∼１０年程度を見通した基本的な取組みを策定。 「我が国における宇宙開発利用の基本戦略」（Ｈ１６．９）∼上記方針を見直し、今後１０年程度を見通した基本戦略を策定。 産業構造審議会（航空機宇宙産業分科会宇宙産業委員会） 産業構造審議会（航空機宇宙産業分科会宇宙産業委員会） データ ベース 整備 「宇宙産業化ワーキンググループ中間報告」（Ｈ１６．８）∼宇宙産業化に向けた課題等について取り纏め。 宇宙機器等に転用可能な民生部品等のデータベース、民生技術の宇宙機器等への転用に係るガイドライン等の整備 宇宙機器等に転用可能な民生部品等のデータベース、民生技術の宇宙機器等への転用に係るガイドライン等の整備 気象センサー 降雨レーダ 測雲レーダ CO2・オゾンセンサー 地球観測 気候変動・温暖化観測 水循環・気象・海象観測 地図作成 資源分布把握・開発生産管理 環境保全 防災・安全 グローバルイメージャー ﾏﾙﾁｽﾍﾟｸﾄﾙ(MS)/ﾊｲﾊﾟｰｽﾍﾟｸﾄﾙ(HS)ｾﾝｻｰ 常時監視センサ(静止高度） 使い切り型ロケット （放送通信衛星、太陽発電 衛星、準天頂衛星、地球観 測衛星、環境利用衛星、科 学衛星 などが対象） システム技術 ライダー マイクロ波放射計 合成開口レーダ 大型ロケッ ト （ H- IIA) 日本の基幹ロケット 技術の高度化・高信頼性化 推進系技術 マイクロ波散乱計 マイクロ波高度計 移動体通信技術 通信・放送 固定超高速通信・固定放送技術 中型ロケッ ト （ GX) 将来輸送系の多様性の確保 宇宙技術の産業化（低コスト、高信 頼性、高度化） 衛星間通信技術 測位 ユビキタス技術 小型ロケッ ト （ M - V) (観測ロケッ ト含む) 高精度技術 固体ロケット技術の維持 構造･機構技術 電力伝送技術（ＲＦ） エネルギー利用 アビオニクス技術 電力伝送技術（レーザ） 大規模宇宙システム組立技術 宇宙環境利用 無人宇宙実験技術 デブリ回収・軌道上衛星の延命 デブリ回収・軌道上衛星の延命技術 競争力強化 （バス&ミッション機器の低コスト 化､小型／軽量化・短納期化、ロ バスト化等） 軌道上回収シ ス テム サンプル回収 有人飛行 衛星環境緩和技術 民生部品･民生技術活用、ソフトウエア化 射場設備技術 軌道上ﾘｺﾝﾌｨｷﾞｭﾚｰｼｮﾝ ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ技術高度化 自律化・高知能化 再使用型ロケッ ト ＳＳＰＳ （有人飛行） 飛行管制技術 ﾌｫｰﾒｰｼｮﾝﾌﾗｲﾄ･ｺﾝｽﾃﾚｰｼｮﾝ運用等 共通基盤技術 デブリ発生防止技術 大型化･高精度時刻管理技術 高電力効率化･高蓄電効率化 ミッション要求高度化対応技術 (高機能化） 大容量ﾃﾞｰﾀ記録技術・高速大容量ﾃﾞｰﾀ伝送技術 高速ﾏﾇｰﾊﾞ/姿勢決定技術･高精度軌道決定技術 高排熱技術・低熱歪構体技術 高性能MPU･高密度ﾒﾓﾘ 再使用軌道間輸送機 ＳＳＰＳ 衛星回収 月惑星間の物資輸送 再突入･回収技術 システム高信頼性化技術 （事前保証技術の確立） -検証技術の高度化 -ロバスト設計 -最適冗長化 整備･点検自動化技術 （ヘルスモニタリング技術） アボート技術（フルタイム） 推進系弁類高信頼化技術 固体ロケットモータ技術 新推薬（ＬＮＧ）エンジン技術 従来推薬エンジン技術 エンジンクラスタ技術 無毒推進系 ストラブルエンジン高性能化 （比推力向上） 電気推進性能向上技術 燃料移送･保管･給油技術 高性能･低コスト化構造技術 軽量化構造（金属）技術 軽量複合材フェアリング 空中発射用分離機構 複数衛星分離機構 （複数小型衛星打上げ対応） 民生部品利用化技術 モジュール化技術 機器統合低コスト化技術 航法システム高度化技術 ペイロード制振技術 音響緩和技術 衝撃緩和分離機構技術 海上発射 打上げ環境緩和 設備高度化（知能化） 宇宙ベース管制技術 空中発射管制技術 部分再使用型ロケット管制技術 再突入安全化技術 デブリモニタリング／ヘルス チェック技術 高性能熱防御システム技術 陸上回収技術 検査補修技術 自律再突入飛行技術 再突入制御技術 有人環境制御技術 宇宙分野における重要技術の考え方（案） 【社会的要請への貢献】 衛星を利用した地球観測、通信・放送、測位などの社会的要請に対して、その実現に とって必要不可欠な技術、あるいは現に活用されているものの更なる高度化が求められ ている技術、近い将来に必要性が高まると予想される技術。 ⅰ）地球観測 −マルチスペクトルセンサ、合成開口レーダー技術など ⅱ）通信・放送 −移動体通信技術、衛星間通信技術など ⅲ）測位 −ユビキタス技術、高精度技術など ⅳ）エネルギー利用 −電力伝送技術（ＲＦ）など 【国際競争力の強化】 低コスト化、高度化及び高信頼性化の観点から寄与度が高い技術。 ⅰ）低コスト化 −衛星の民生部品･民生技術活用、アビオニクスの機器統合低コスト化技術など ⅱ）高度化 −フォーメーションフライト、高電力効率化、大容量データレコーダ技術、新推薬 （ＬＮＧ）エンジン技術など ⅲ）信頼性の向上 −軌道上リコンフィギュレーション、システム高信頼性化技術、推進系弁類高信頼 化技術など 【基盤技術力の保持】 我が国として保持することが求められている大型から小型までの使い切り型ロケット において必要不可欠な技術、将来、実現に対する期待が高まると予想される部分再利用 型ロケット、再使用型軌道間輸送機などにおいて必要な要素技術。 〔使い切りロケット〕 ⅰ）システム技術 −整備・点検自動化技術など ⅱ）構造・機構技術 −高性能・低コスト化技術、軽量化構造技術など ⅲ）推進系技術 −従来推薬エンジン技術など ⅳ）アビオニクス技術 −民生部品利用化技術、航法システム高度化技術など ⅴ）衛星環境緩和技術 −ペイロード制振技術、音響緩和技術、衝撃緩和分離機構技術など 〔再使用型ロケット〕／〔再使用軌道間輸送機〕 −電気推進性能向上技術、高性能熱防御システム技術 ＭＥＭＳ関連政策の基本的な考え方（案） ＭＥＭＳとは何か ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ、 微小電気機械システム）は、電気回路（制御部）と微細な 機械構造（駆動部）を一つの基板上に集積させた部品。 半導体製造技術や微細加工技術を用いて製造されるため、 小型で省エネルギー性に優れた高性能の部品を作ることが 出来る。 情報通信、医療・バイオ、自動車など多様な分野における 小型・高精度のキーデバイスとして期待が高まっている。 ＭＥＭＳ分野の現状と課題 ○ＭＥＭＳ開発の競争力強化 自動車用のセンサやインクジェットプリンタヘッドでは日本企業 が健闘しているものの、光通信やプロジェクターなどに使われる 光ＭＥＭＳや、バイオＭＥＭＳの実用化では欧米企業が一部先行 している。 今後成長が期待されるＭＥＭＳ産業の国際競争力を確保するた めにはＭＥＭＳの製造技術の一層の高度化を図ることが必要であ る。 ○ＭＥＭＳ産業の拡大 ＭＥＭＳは、自動車用センサーやインクジェットプリンターヘッド など一部の分野で実用化が始まっているものの広く応用が進んで いるとは言えない。このため、ＭＥＭＳ産業の活性化を図るために は、多様な分野においてＭＥＭＳ製品が開発・実用化されることが 重要である。また、製造設備を有する大手企業のみならず、ＭＥ ＭＳを活用した製品アイデアを有する異業種・ベンチャー企業が、 容易にＭＥＭＳ開発に取り組める環境を整備することが必要であ る。 光通信デバイス プロジェクタの表示デバイス モバイル通信用 ＲＦデバイス 多様な分野で活用 されるＭＥＭＳ例 自動車のエアバック用加速度センサ 基本的な戦略 左記のような環境の中、我が国がアジア諸 国の追い上げに対応しつつ、他の先進国に 対抗し、一方で、生き残りを図るためには、以 下の戦略によってＭＥＭＳ産業全体の基盤技 術力の維持・強化を図っていくことが重要。 ○研究開発の推進 ＭＥＭＳの一層の高度化・高精度化に 資する技術開発（高精度なＭＥＭＳ加工 技術、高度な実装技術、ＭＥＭＳ設計シ ミュレーション技術等）を実施。 ○ＭＥＭＳ製造拠点の整備 ＭＥＭＳの一層の利用促進を図るため、 製造設備を有しない企業でも容易にＭＥ ＭＳビジネスに参入できるＭＥＭＳファ ンドリーサービス（ＭＥＭＳ製造拠点） の整備を行う。 社会的効果 情報通信、医療・ バイオ、自動車 分野等のわが国 の製造業の基幹 部品の国際競争 力を強化するとと もに、ＭＥＭＳ産 業の裾野を拡大 することで新規事 業創出や国際競 争力強化を図る。 ＭＥＭＳ技術マップ（案） MEMS要素技術 エッ 高精度・微細 高アスペクト比貫通孔形成 チン エッチング技 技術 グ技 術 術 分野 光 共通 ディープドライエッチング技 光 術 高精度微細エッチング技術 無線通信 共通 大面積均一エッチング技術 無線通信 大面積ナノパターン加工技 術 立体形状自由 3次元表面加工技術 加工技術 自由曲面加工技術 バイオ 共通 無線通信 エネルギー 立体構造上へのパターン形 共通 成技術 ナノプローブ ナノプローブ・エッチング加 バイオ 加工技術 工技術 ＬＳＩプロセス融 MEMS･半導体共存構造のダ 共通 合ダメージフ メージフリー･エッチング技術 リーエッチング 技術 成膜 高品位厚・薄 技術 膜成膜技術 機能性材料厚膜形成技術 光 無線通信 平滑・低残留応力薄膜形成 光 技術 無線通信 共通 立体形状への 3次元形状表面上成膜技術 光 成膜技術 ＬＳＩプロセス融 MEMS･半導体共存構造の 共通 合成膜技術 低ストレス薄膜形成技術 形成 ナノ機能材料 ナノ材料局所形成技術 技術 選択的形成技 術 ナノ材料ウエハレベル形成 技術 ナノデバイスマニピュレー ション技術 機能性表面形 化学的・バイオ的表面修飾 成技術 技術 印刷方式表面修飾技術 マイクロプレス ナノインプリンティング技術 成形技術 マイクロエンボス加工技術 鋳造技術 貫通孔埋め戻し技術 ＬＳＩプロセス融 MEMS･半導体共存構造の 合成形技術 成形技術 ３次元形状表 ３次元マイクロ立体型形成 面へのナノ構 技術 造形成技術 ３次元表面ナノ加工技術 ３次元自由曲面エンボス加 工技術 ３次元表面修飾技術 ３次元形状めっき形成技術 前・ 表面清浄化技 低ダメージ洗浄技術 後処 術 理技 術 無線通信 バイオ バイオ 共通 バイオ バイオ 共通 光 バイオ 光 無線通信 共通 共通 共通 共通 実装技 術 ＭＥＭＳ要素技術 接合技 高精度位置決め技 術 術 低温接合技術 分野 光 共通 光 無線通信 バイオ 共通 組立技 MEMS･半導体共存 共通 術 の接合・組立技術 パッケー 封止技術 光 ジ技術 エネルギー センサ 共通 高度実装技術 バイオ 共通 トリミング技術 センサ カッティング技術 検査・評 各種検 形状測定技術 価技術 査・評価 技術 強度等デバイス特 性評価技術 検定技術 共通 共通 共通 無線通信 バイオ 設計・解 各種シ 機構解析技術 無線通信 析技術 ミュレー 共通 ション技 プロセス解析技術 共通 術 各種データベース 共通 新規加 新規手法/新材料加 光 工技術 工技術 共通 フレキシブル基盤加 共通 工技術 製造シス 多品種少量・省エ 共通 テム技術 ネ・フレキシブル加 工システム 技術戦略マップ（ＭＥＭＳ）における重要技術の考え方（案） １．ＭＥＭＳの高機能化、または低コスト化に大きく貢献する技術 （ⅰ）高機能化 ・ 立体形状自由加工技術 −３次元表面加工技術 ・ ナノ機能材料選択的形成技術 −ナノ材料局所形成技術 ・ 機能性表面形成技術 −化学的・バイオ的表面修飾技術 など （ⅱ）低コスト化 ・ マイクロプレス成形技術 −ナノインプリンティング技術 ・ パッケージ技術 −高度実装技術 など ２．ＭＥＭＳ全般に広く貢献する基盤技術 ・ 各種シミュレーション技術 −プロセス解析技術 ・ 多品種・少量・省エネ・フレキシブル加工システム など グリーンバイオ分野の研究開発とその成果の導入シナリオ（案） ２００４年 将来像 ２０１０年 ２０１５年 ・生物機能を活用した高品質・高付加価値製品等の有用物質の生産 ・環境中有害物質除去、廃棄物削減等、バイオテクノロジーを活用した環境調和型産業システムの構築 ⇒ バイオテクノロジーを活用した持続可能な経済発展の確立 Ⅰ．生物機能を活用した有用物質生産 ◆タンパク質生産への生物機能の活用 ・宿主の改良 ・遺伝子導入技術 ◆その他工業原料生産への生物機能の活用 ・生産効率の更なる向上 Ⅱ．生物機能を利用したエネルギー生産 ◆バイオマスの確保 ◆バイオマスを利用した競争力のあるエネルギー生産 研究開発 Ⅱ．生物機能を利用した環境負荷低減 ◆環境中の規制対象物質等の除去 ・低濃度汚染に対する低コストな浄化技術 等 ◆物質生産における省エネ等の環境負荷低減 Ⅲ．生物遺伝資源の確保と統合生物データベース Ⅳ．安全性を確保した生物機能の利用 ・遺伝子拡散防止技術の開発 ・リスク管理・評価技術 等 ○パブリックアクセプタンスの推進 ○知的基盤整備 環境整備 ・研究開発に有用な遺伝子情報等各種データベース整備・統合化 等 ○国際標準化等の推進 ・生分解性ポリマー 等 ○国際社会との協調 ・海外生物遺伝資源へのアクセス方法の確立 ２０２５年 グリーンバイオの技術マップと重要技術（１）（案） 1.生物機能を利用した物質生産【蛋白質】 産業ニーズ・社会ニーズ 技術課題 技術・制度に対するニーズ 蛋白質生産への生物機能の活用 ・蛋白質例 有用物質大量生産 医薬品（診断薬）用抗体 医薬品（診断薬）用蛋白質 １）新規生産システムの向上 ２）既存生産システムの高機能化・高効率化技術 ３）遺伝子導入技術 （ベクター、プロモーター、トランスジェニック動物等を含む） 有用蛋白質の機能向上と創出 １）有用蛋白質の創出技術 ２）遺伝子導入技術 ３）蛋白質機能改変技術 効率的な分離・精製 １）分離技術 ２）精製を考慮にいれた物質合成システム 技術シーズ ● 異種蛋白質を作る技術 ・トランスジェニック生物創出技術 ・ヒト型コドン対応宿主の開発（微生物） ・異種蛋白質品質管理機構の詳細解析と最適化（微生物） ・シャペロン利用による異種蛋白質生産技術（微生物） ・非天然型アミノ酸含有蛋白質生産 ・効率的リフォールディグ・アッセンブリー技術 ・効率的なスクリーニング技術 ・翻訳後修飾技術 ・無細胞蛋白質合成系 ・糖鎖修飾パターンの改変（動物細胞） ・無血清培地での培養（動物細胞） ・遺伝子ノックアウト技術 ● 植物を改良し効率良く蛋白質を生産する技術 ・蛋白質蓄積に最適化した組換え植物の開発 ・目的用途に応じたデザイン発現・蓄積技術 ● 高機能蛋白質発現系の開発技術 ・蛋白質の生産に特化した微生物細胞の開発 ・転写・翻訳・分泌装置の最適化・高機能化技術【メタボローム技術】 ・高機能宿主の代謝全貌の理解と最適化 ・複数蛋白質の同時高発現 ● 蛋白質高生産システムの高度効率化（操作法） ・培養工学 ・オンライン分析と知識工学を利用した反応槽コントロール ● 培地成分の検討 ・生産性を向上させるための栄養成分・添加剤 ・血清代替成分（動物細胞） ● 植物の蛋白質蓄積を高める環境制御システムの開発 ・栽培条件を最適化した閉鎖型植物工場【LEDライト他新規工学的技術の投入（？）】 ・従来の生産系（化学プロセス・生物系プロセス）から（他の）生物系プロセスへの代替 ● 効率的な導入方法 ・効率的な導入方法 ・遺伝子導入技術 ・遺伝子ノックアウト技術 ・染色体導入技術 ● 発現量の増強 ・導入用ベクター・ウイルスベクターの開発 ・複数酵素遺伝子導入 ・プロモーター改良 ・遺伝子増幅（動物細胞） ● 有用蛋白質（抗体）の創出方法 ・トランスジェニック動物（昆虫を含む）・トランスジェニック植物 ・効率的なスクリーニング ・選抜個体の維持・保存 ● 効率的な遺伝子導入方法 ・染色体導入技術 ・遺伝子の目的位置への導入方法 ・コンディショナルノックイン・ノックアウト ● 蛋白質デザイン技術 ・蛋白質（酵素）機能・特性のシミュレーション技術 ・非天然型アミノ酸含有蛋白質生産【ｔRNA改変などによる非天然型アミノ酸の導入】 ・蛋白工学 ● 蛋白質の効率的改変・評価技術（無細胞系発現も含む） ・染色体利用技術 ・進化分子工学 ･無細胞発現系 ● 蛋白質機能の効率的改良技術 ・翻訳後修飾技術（糖鎖付加他） ・翻訳後修飾技術（リン酸化他） ● 不純物分離 ・ハイスループットな不純物分離方法・低コスト化 ・分離プロセスの複合化・新規（アフィニティー）プロセス ● 培地の選択 ・低コスト・高安全性培地の開発 日本の 競争力 産業上の 波及効果 ○ ○ 技術革新が 期待される ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ グリーンバイオの技術マップと重要技術（２）案 1.生物機能を利用した物質生産【ケミカルズ】 産業ニーズ・社会ニーズ 技術課題 技術・制度に対するニーズ ケミカルズ生産への生物機能の活用 バイオプロセスにより生産できる物質の更なる多様化 ・ケミカルズ例 有機合成では作製困難な骨格の発見・創出の効率化 低分子化合物：各種モノマー 機能性化合物：脂質、 長鎖ジカルボン酸、 ヒアルロン酸） 反応系の拡大、特に有機溶媒中での反応 原材料の多様化 バイオプロセス生産効率の更なる向上 プロセス開発にかかる時間の短縮 細胞の代謝機能改善による生産性向上 反応用触媒の機能向上・新規触媒の創出 効率的な分離精製 技術シーズ ● 新規有用微生物の探索 ・国外の微生物資源へのアクセス 国策による海外機関との菌株交換 ・国内ライブラリーの再構築と利用推進 ・ケミカルスクリーニング ● 新規有用物質生合成系の探索 ・ゲノム情報からの二次代謝産物スクリーニング ・二次代謝生合成系の人工構築 ・ターゲットオリエントリバースケミカルジェネティクスの整備（主に植物） ● 有機溶媒耐性反応系の構築 ・有機溶媒耐性菌のスクリーニング ・有機溶媒耐性機構の解明 ● 特殊条件で用いることのできる酵素の開発 ・スクリーニング ・酵素特性の改変技術 ● バイオリファイナリー ・バイオマスからの有用物質精製分離技術 ● 国内での原材料確保 ・国内糖質の確保 ・新資源の開発 ● システムとして解明された微生物の構築あるいは利用 ・機能未知遺伝子の機能解明 ・機能既知遺伝子のみで構成される染色体を持つ微生物の作製 ● 次世代型高効率遺伝子工学技術 ・遺伝子合成技術 ・形質転換技術 ● 次世代酵素工学技術 ・酵素ライブラリー構築 ・酵素特性の改変技術 ● 統合的な代謝分析技術の開発と応用展開 ・メタボローム ・モデリング・シュミレーション ・次世代培養工学 ・次世代型高効率遺伝子工学技術 ・代謝酵素特性の改変技術 ● 触媒のデザイン工学 ・蛋白工学 ・酵素モデリング・シミュレーショ ・高効率バイオリアクターの開発 ● 不純物の除去 ・酵素を利用した手法 ・培地成分の単純化 ● 次世代精製手法の開発 日本の 競争力 ○ 産業上の 波及効果 技術革新が 期待される 技術 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ◎ ◎ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ グリーンバイオの技術マップと重要技術（３）案 ２．生物機能を利用したエネルギー生産 産業ニーズ・社会ニーズ 技術課題 技術・制度に対するニーズ 再生可能バイオマス資源（バイオマス専用植 ・優良品種の開発 物・微生物）の確保（生産）のための技術開発 ・優良品種のスクリーニング技術 （高生産性品種、各種ストレス耐性品種） 技術シーズ 日本の 産業上の 技術革新 競争力 波及効果 が期待さ れる技術 ・植物（主に樹木）優良株、および優良クローンの選抜 ・優良微細藻類（藍藻、緑藻）の選抜 ○ ・優良品種への改良 【植物】 （高生産性品種、高光合成能・炭酸および窒素固定能品種、各種ストレス耐性 ・優良品種の効率的組織培養系の確立 品種） ・優良遺伝子のスクリーニングと単離 ・最適遺伝子導入技術 ・トランスジェニック植物の最適評価手法の確立 ・人工的不稔化の技術確立 ○ ○ 【微生物】 藍藻、緑藻の形質転換技術 未利用バイオマスからのエネルギー生産 ・優良品種の評価システム ・原材料である廃棄物・バイオマスからエネルギー資 ・エネルギー資源となる水素・メタン・メタノール・エタノール等を効率的に生産でき ・有用微生物・酵素のスクリーニング技術 る、有用微生物・酵素の探索 ・高分子バイオマス変換技術 源を効率的に発酵生産するシステム ・有用微生物・酵素を効率的に利用できるプロセスの開発 ・プロセス、リアクター設計技術 ・分離・精製技術 ・超高速メタン発酵技術 ・高性能酵素および微生物の探索・育種 ・高分解能酵素を持つ宿主の開発 ・乾式メタン生成技術 ・エネルギー生産を目的とする高機能酵素の開発 ・高温耐性ヒドロゲナーゼを利用した水素生産技術 ・エタノールの効率的発酵技術 ３．生物機能を利用した環境への負荷低減 産業ニーズ・社会ニーズ 技術課題 技術・制度に対するニーズ ①環境中の規制対象物質等の除去 低濃度汚染に対する低コストな浄化技術 ・難分解性有機物の処理 ・安価で短期間で処理できる新規生物処理システムの開発 （トリクロロエチレン、パークロロエチレン、ダイオキシ ン、PCB、PAH等） ・易分解性有機物の処理 （石油系物質） ・安価で短期間で処理できる現状改良型システムの開発 ・有害重金属の除去 ・安価で処理できる新規生物処理システムの開発 ・環境ホルモン 用廃水処理技術の高度化 ・易分解性有機物の処理（好気） ・環境中のホルモン様物質の特定 ・改良型高機能処理システムの開発 ・改良型低汚泥発生処理システムの開発 ・易分解性有機物の処理（嫌気） ・栄養塩除去 ・変動に強く、トラブルが発生しない安定した嫌気処理システムの開発 ・生物による改良型硝化処理システムの開発 ・生物による新規窒素処理システムの開発 ・環境ホルモン分解 簡便で低価格な高感度汚染物質の検出方法 ・環境汚染物質の簡易・迅速計測法 （土壌、大気、水） ・ホルモン様物質に対する新規生物処理システムの開発 ・新規バイオアッセイ法の開発 技術シーズ ・高分解能微生物の探索技術 ・高分解能微生物の育種技術 ・高分解能植物の探索技術 ・高分解能植物の育種技術 ・分解代謝経路解析技術 ・安全性評価技術 ・微生物モニタリング技術 ・微生物/植物相互作用解析技術 ・微生物叢・相互作用解析技術 ・細胞間情報伝達解析技術 ・処理期間の短縮技術 ・空気・酸素の供給技術 ・栄養塩の供給技術 ・金属の変換・蓄積能を有する微生物の探索技術 ・金属の蓄積能を有する微生物の探索技術 ・蓄積重金属の回収・処理技術 ・効果的なアッセイ技術 ・濃度測定のための分析技術 ・環境中での挙動把握技術 ・高濃度菌体保持技術 ・酸素の効率的供給法 ・微小動物の捕食利用技術 ・菌体可溶化技術 ・バチルス類利用技術 ・微生物叢・相互作用解析技術 ・嫌気微生物の保持法の開発 ・負荷変動対応技術 ・バルキング対応技術 ・微生物叢・相互作用解析技術 ・亜硝酸型硝化技術 ・硝化グラニュール利用技術 ・高効率リアクター ・微生物叢・相互作用解析技術 ・高濃度菌体の保持方法 ・活性維持技術 ・新規リアクター技術 ・微生物叢・相互作用解析技術 ・対象物質分解菌の探索技術 ・要求処理濃度レベルの達成 ・新規調節遺伝子の効率的な取得 ・レポーター遺伝子の開発・改良技術 ・有効な宿主の探索 ・バイオアッセイ用組換え体のキット化技術 . ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 日本の 競争力 社会的 ニーズ 市場規模 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ・簡易な測定機器による迅速測定 ②物質生産における省エネ等の環境負荷低減 環境に配慮した生産プロセスの構築 ③廃棄物・有害物質の削減 環境中への排出制御 ・簡易な測定機器による迅速測定 ・汚染物質に応答する新規センサー開発技術 ・センサーを組み込んだ機器のユニット化技術 ・温室効果ガスの排出量削減のための技術 ・バイオプロセス適用により温室効果ガスを削減させる生産技術の確立 ・原材料の転換（再生可能資源への転換）（植物等） ・植物等を利用して原材料を再生可能資源へ転換する生産技術の確立 ・常温常圧反応による使用エネルギー低減 ・現状の高温高圧生産プロセスを置換できる常温常圧バイオプロセスの生産技 術の確立 ・有用微生物のスクリーニング技術 ・有用遺伝子のスクリーニング技術 ・微生物、細胞などの宿主改良技術 ・培養工学技術 ・有害副産物の低減のための技術 ・有用微生物のスクリーニング技術 ・有用遺伝子のスクリーニング技術 ・微生物、細胞などの宿主改良技術 ・培養工学技術 ・知識工学を基礎とする反応槽制御技術 ・ゲノム解析技術 ・遺伝子機能解析技術 ・代謝工学技術 ・メタボローム解析技術 ・新規バイオリアクター利用技術 ・分離技術 ・有害物質の使用量低減 ・バイオプロセスによる安定で高効率の生産技術開発 ・目的物質の分離精製技術の高度化 ・有害物質を低減あるいは利用しない新たなバイオプロセスの確立 ・廃棄物・有害物質の分解・処理技術の確立 ・分解処理を可能とする有用微生物・遺伝子の探索 ・分解・処理期間の短縮 ・上記の有用微生物・遺伝子を効果的に利用できる新たなプロセスの確立 ４．生物機能を利用するための共通基盤 産業ニーズ・社会ニーズ 技術・制度に対するニーズ ①社会基盤整備 国民理解の浸透 国際社会との協調 ②共通技術基盤整備 生物遺伝資源の確保と統合生物データベー ス 安全性を確保した生物機能の利用 ・国民社会に対するメリット ・海外生物遺伝資源へのアクセス ・生物関連の統合的データベースの構築 ・データベース拠点の統合化 ・生物資源ライブラリーの整備・利用 ・保存生物資源ライブラリーと情報データベースのリ ンク ・生態系等への影響回避技術の確立 技術課題 技術シーズ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 日本の 技術革新 競争力 産業上の が期待さ 波及効果 れる技術 ・遺伝子組換え体（遺伝子組換え植物）、酵素の食品分野への展開などに対する 国民理解の欠如、アレルギーの除去 ・公的医療研究機関による社会的貢献度の評価と宣伝 ・アクセス方法の確立 ・我が国の生物資源獲得戦略の構築 ・学会での国民理解のための行事等の開催、その他活動 ・バイオ医薬の有用性を認知させる活動 ○ ・海外研究機関との共同研究 ・産官学一体での行動 ○ ・生物資源保存機関の統合整備 ・生物資源ライブラリーの整備 ・環境浄化機能微生物を含めた産業用微生物と病原性菌の区別された保存セン ターの統一化 ・微生物・遺伝子資源の確保 ・遺伝子伝播に関する基礎研究 ・遺伝子組換え体の封じ込め ・リスク（安全性）管理・評価技術 ・ガイドラインの制定 ・遺伝情報、化学式、代謝系路など統合的データベース構築技術 ・データベースの日本語化技術 ・効率的なリソースセンターの運営技術 ・安全確保技術 ・信頼性保証技術 ・実用品種を用いた検討技術 ・植物生殖遺伝子除去技術、植物不稔化技術 ・植物の組換え遺伝子除去技術 ・安価な安全性確保技術 ・期間と根拠が明確な評価技術 ・迅速な同定技術 ○ ○ ○ グリーンバイオ分野の重要技術の考え方について（案） グリーンバイオの分野では、バイオプロセスを用いた有用物質生産、バイオテクノロジーを活 用した環境対応等のニーズを踏まえ、産業政策上、重要度が高いと見込まれる技術を次の考え方 で整理。 ○バイオプロセスを用いた物質生産 １． 「日本の競争力」 わが国の産・学における研究開発動向や技術力、及び現在の国内外におけるシェアなどを踏 まえ、現在の我が国の技術的な競争力優位であると考えられる技術。 ・発酵技術、高効率バイオリアクターの開発、代謝酵素特性の改変技術 等 ２． 「産業上の波及効果」 共通基盤性が高く、他分野への波及も含め、波及効果の高いと考えられる技術。 ・トランスジェニック動・植物による有用蛋白質の創出、染色体加工技術 等 ３． 「技術革新が期待される」 バイオプロセスを実施するにあたり、市場インパクトが大きく、かつ技術的な難易度が高い と考えられる技術。 ・染色体導入技術、有機溶媒耐性機構の解明、高性能宿主創製技術 等 ○バイオテクノロジーを活用した環境対応 １． 「日本の競争力」 わが国の産・学における研究開発動向や技術力、及び現在の国内外におけるシェアなどを踏 まえ、現在の我が国の技術的な競争力優位であると考えられる技術。 ・環境中での微生物機能の利用技術、モニタリング技術、バイオアッセイ技術、マイクロアレ イ技術 等 ２． 「社会的ニーズ」 環境中における浄化など、今後高いと思われる社会的なニーズを実現するのに必要と思われ る技術 ・高温耐性デヒドロゲナーゼを利用した水素製造技術、細胞間情報伝達の機構解明技術 等 ３． 「市場規模」 バイオテクノロジーによるサービスと捉えた場合に、市場規模が大きくなると考えられる技 術 ・植物／微生物による難分解物質の処理技術、超高速メタン発酵技術 等