| 課題名 | 課題概要 | 研究開発内容 |
|---|---|---|
| ビッグデータ・ＡＩを活用したサイバー空間基盤技術 | 世界最先端の、実空間における言語情報と非言語情報の融合によるヒューマン・インタラクション技術（感性・認知技術開発等）、データ連携基盤、ＡＩ間連携を確立し、社会実装する。 | （１）ヒューマン・インタラクション基盤技術 介護、教育、接客等の人とＡＩの協働が効果的と考えられる分野で、人とＡＩの高度な協調を可能とする「ヒューマン・インタラクション基盤技術」を開発するため、人の行動・認知に関わる非言語データを収集・構造化し、状況判断やコミュニケーションを個人に合わせて支援する高度な技術の開発や、複数の感性から得られる情報の記憶・統合・認知・判断を可能とする高度対話処理技術を開発する。 （２）分野間データ連携基盤 産官学でバラバラに保有するデータを連携し、ＡＩにより活用可能なビッグデータとして供給するため、分野を超えたデータの共有と利活用のための技術開発を行う。 （３）ＡＩ間連携基盤技術 複数のＡＩが連携して自動的にウィン-ウィンの条件等を調整することができるようにするため、複数ＡＩによる自動的な協調・連携のための通信規約や語彙、アルゴリズム等の開発を行う。 |
| フィジカル領域デジタルデータ処理基盤技術 | 高機能センシング、高効率なデータ処理及びサイバー側との高度な連携を実現可能とする世界最先端の基盤技術を開発し、社会実装する。 | （１）ＩｏＴソリューション開発のための共通基盤技術 ＩＴの専門家でなくても、実世界から得られるデータを収集・処理・活用して容易に高度な課題解決を行うことができる共通基盤を構築するため、ＩｏＴシステムの構築・運用を簡易化する技術を開発する。 （２）超低消費電力ＩｏＴチップ・革新的センサ技術 電源がない環境や従来技術ではデータ取得が困難な現場に対応可能なセンサを実現するため、センサの小型化や低消費電力化、常温発電技術の開発等を行う。 （３）Society 5.0実演のための社会実装技術 ＩｏＴソリューション開発のための共通基盤技術を社会実装するため、具体的な応用事例を創出する。 |
| ＩｏＴ社会に対応したサイバー・フィジカル・セキュリティ | セキュアなSociety 5.0の実現に向けて、様々なＩｏＴ機器を守り、社会全体の安全・安心を確立するため、中小企業を含むサプライチェーン全体を守ることに活用できる世界最先端の『サイバー・フィジカル・セキュリティ対策基盤』を開発するとともに、米欧各国等との連携を強化し、国際標準化、社会実装を進める。 | （１）「信頼の創出・証明」技術の研究開発 ＩｏＴ機器やサプライチェーンの各構成要素のセキュリティを確保し、その証明をするため、個々のＩｏＴ機器に搭載し、不正処理を検知するチップの開発、不正なＩｏＴ機器の混入を検知する真贋判定技術の開発、機器組立て等の作業手順の信頼性確認と後から検証可能とする技術の開発を行う。 （２）「信頼チェーンの構築・流通」技術の開発 新たなサプライチェーン構築時に信頼できる連携企業の選定を可能とするため、参加企業間の相互監視を行う「信用できる場」の構築や信頼できる機器や手順等を相互参照可能なトラストストアを構築する。 （３）「信頼チェーンの検証・維持」技術の開発 信頼のあるサプライチェーンを維持するため、セキュリティ異常の検知・解析・対処を迅速化する技術の開発や国や業種を超えて信頼のあるサプライチェーンを構築するための運用技術の開発を行う。 |
| 自動運転（システムとサービスの拡張） | 自動車メーカーの協調領域となる世界最先端のコア技術（信号・プローブ情報をはじめとする道路交通情報の収集・配信などに関する技術等）を確立し、一般道で自動走行レベル３を実現するための基盤を構築し、社会実装する。 | （１）自動運転システムの開発・検証（実証実験） 自動運転の実用化を高速道路から一般道へ拡張するため、信号情報や合流支援情報等の交通環境情報を活用した実交通環境下での実証実験を通じて、インフラ協調型の自動運転の実現に向けた技術検証を行う。 （２）自動運転実用化に向けた基盤技術開発 自動運転技術の高度化を実現するため、仮想空間において歩行者、気象条件、交通環境を再現する評価シミュレーションツールの開発や交通環境情報の提供技術の開発等を行う。 （３）自動運転に対する社会的需要性の醸成 社会的需要性を醸成するため、市民、自治体関係者等向けのイベントの開催や自動運転による交通事故低減等のインパクト評価を行う。 （４）国際連携の強化 国際連携を実現するため、国際的情報発信や標準化の推進を行っている。 |
| 統合型材料開発システムによるマテリアル革命 | 材料開発コストの大幅低減、開発期間の大幅短縮を目指し、世界最先端の逆問題マテリアルズインテグレーション（性能希望から最適材料・プロセス・構造を予測）を実現・社会実装し、超高性能材料の開発につなげるとともに信頼性評価技術を確立する。 | （１）逆問題マテリアルズインテグレーション（ＭＩ）基盤技術開発 希望性能から最適材料・プロセス・構造を予測する逆問題ＭＩを実現するため、新たな計算モジュールの開発、原子から構造をデザインする技術の開発、これらの統合システムの開発、及び構造材料開発の基盤となるデータベースの開発を行う。 （２）逆問題ＭＩの実用構造材料への適用 逆問題ＭＩを実構造材料に適用するため、逆問題ＭＩを活用した炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）やアルミニウム合金等による実用部材の開発や、三次元積層造形などの新たな粉末プロセス技術の開発を行う。 |
| 光・量子を活用したSociety 5.0実現化技術 | 光・量子技術を活用した世界最先端の加工（レーザー加工等）、情報処理（光電子情報処理）、通信（量子暗号）の開発を行い、社会実装する。 | （１）レーザー加工 レーザー加工の初期条件選定のリードタイムを現在の９割削減するなど、製造業における加工の世界トップの生産性を実現するため、シミュレータとレーザー加工を高度に融合させたレーザー加工機システムの開発、高耐光・高精度空間光制御技術の開発、日本初フォトニック結晶レーザーの高出力化の研究を行っている。 （２）光・量子通信 安心安全な通信や絶対に破られない暗号技術をサービスとして社会実装するため、量子暗号装置の開発や完全秘匿なデータ伝送、バックアップ保管、２次利用など新たな秘匿アプリケーションを提供する量子セキュアクラウドシステムの開発を行っている。 （３）光電子情報処理 スマート製造等の実現に係る組合せ最適化等の問題を世界で最も高速に処理するため、最適な計算機を選択するための次世代アクセラレータ基盤の開発を行っている。 |
| スマートバイオ産業・農業基盤技術 | 農業を中心とした食品の生産・流通からリサイクルまでの食産業のバリューチェーンにおいて、「バイオ×デジタル」を用い、農産品・加工品の輸出拡大、生産現場の強化（生産性向上、労働負荷低減）、容器包装リサイクル等の「静脈系」もターゲットとした環境負荷低減を実現するフードバリューチェーンのモデル事例を実証する。 | （１）農業のサステナビリティ 農業経営の強化、単位農家当たりの生産性向上、新規参農者の増加を実現するため、生産から消費に至る様々なデータを自動収集し、一連のフードチェーンをＡＩ等により最適化、生産から流通・販売に至る情報を双方向につなぐスマートフードチェーンの開発やスマート生産技術、システムの開発を行っている。 （２）食材・食品のサステナビリティ 需給バランスの安定化、食品廃棄の削減、市場ニーズに応じた食材・食品の供給を実現するため、ビッグデータ、バイオテクノロジーを活用した品種改良を行うデータ駆動型育種による農作物品種の開発や農林水産物・食品による健康増進効果を評価するシステムの開発を行っている。 （３）「食」関連の地球資源環境のサステナビリティ 非可食部分、 |
| ＩｏＥ社会のエネルギーシステム | エネルギー需給最適化に資するエネルギーシステムの概念設計を行い、その共通基盤技術（パワエレ）の開発及び応用・実用化研究開発（ワイヤレス電力伝送システム）を行うとともに、制度整備、標準化を進め、社会実装する。 | （１）ＩｏＥ社会のエネルギーシステムのデザイン 再生可能エネルギーが主力電源となる社会のエネルギーシステムの設計を検討するため、エネルギーマネジメント研究会を中心に、太陽光電池、蓄電池、水素発電、電気自動車などの分散型電源がパワーエレクトロニクスデバイスを介してつながるＩｏＥ社会におけるエネルギーマネジメントシステムを設計している。 （２）ＩｏＥ共通基盤技術 再生可能エネルギー等の不規則な変動電源にも常に高効率の対応が可能な、現在の電力変換器に代わる「ユニバーサルスマートパワーモジュール（ＵＳＰＭ）」の実現のため、低コストかつ高速デジタル制御が可能な電界効果トランジスタの一種であるMOSFETの開発やワイヤレス給電の基盤後術となるガリウムナイトライドを活用したデバイスの開発を行っている。 （３）ＩｏＥ応用・実用化研究開発 遠距離・高効率・大電力で高安全を有するワイヤレス電力伝送技術を用いたエネルギーマネジメントの実現のため、屋内のセンサや情報機器、飛行中のドローン等に対するワイヤレス電力伝送の送受信の効率化、高伝送制御技術の開発を行っている。 |
| 国家レジリエンス（防災・減災）の強化 | 大規模災害時に、衛星、ＡＩ、ビッグデータ等の最新の科学技術を活用して、国や市町村の意思決定の支援を行う情報システムを構築し、社会実装を推進する。 | （１）「避難・緊急活動支援統合システム」の開発 政府の広域避難・緊急活動を支援し、国民一人一人の確実な避難を実現するため、ビッグデータを活用した災害時の社会動態把握や衛星等を活用した被害状況の観測・分析・解析を、政府の防災活動に迅速に活用できるようにする技術やスーパー台風、線状降水帯について、広域応急対応や避難行動等に活用できるよう、必要なリードタイムや確からしさを確保して予測する技術の開発を行っている。 （２）「市町村災害対応統合システム」の開発 市町村の避難勧告・指示の判断支援を実現するため、短時間でビッグデータ解析し、避難対象地域の指定や避難勧告・指示を行うタイミングの判断に必要な情報を自動抽出する情報処理技術の開発を行っている。 |
| ＡＩホスピタルによる高度診断・治療システム | ＡＩ、ＩｏＴ、ビッグデータ技術を用いた「ＡＩホスピタルシステム」を開発・構築することにより、高度で先進的な医療サービスの提供と、病院における効率化（医師や看護師の抜本的負担軽減）を実現し、社会実装する。 | （１）セキュリティの高い医療情報データベースの構築とそれらを利用した医療有用情報の抽出、解析技術等の開発 個人情報保護への配慮やサイバー攻撃防御の対応等を十分に織り込み、マルチ言語対応も備えた、臨床、画像、病理、生化学検査等の情報などから成る医療の構築を図るため、セキュリティの高い医療情報データベースの構築やそれらを利用した医療有用情報の抽出、解析技術等の開発を行っている。 （２）ＡＩを用いた診療時記録の自動文書化、インフォームドコンセント時のＡＩによる双方向コミュニケーションシステムの開発及びＡＩを活用した診断・治療システムの開発 患者満足度向上や医療従事者の負担軽減のため、診療時記録作成作業やインフォームドコンセント等の作成に応用できるＡＩ技術等や診断から最適治療の選択に過程を支援する医療用ＡＩプラットフォームの開発を行っている。 （３）患者の負担軽減・がん等の再発の超早期診断につながるＡＩ技術を応用した血液等の超精密検査の開発 がん等の患者の発見や再発・再燃の超早期診断に有用で患者負担を軽減するため、ＡＩ技術を応用した血液等の超精密検査を開発する。 （４）医療現場におけるＡＩホスピタル機能の実装に基づく実証試験による研究評価 医療現場のより利便性の高いシステム構築のため、開発された技術やセンサ機器を実病院に実装を行い、ＡＩ技術システムによる診断・判断システムの学習を進める。 （５）ＡＩホスピタルの研究開発に係る知財管理等、システムの一般普及のための技術標準化・オープン／クローズ戦略、官民連携のためのマッチング等に関する対応 開発した技術を医療現場に普及させるため、医療情報の電子情報化及び活用に伴う種々の社会的課題（コスト、知財戦略等）の解決を行う。 |
| スマート物流サービス | 生産、流通、販売、消費までに取り扱われるデータを一気通貫で利活用し、最適化された生産・物流システムを構築するとともに、社会実装する。 | （１）物流・商流データ基盤に関する技術 サプライチェーン上の垂直・水平プレイヤー間のコネクティビティを高め、オンデマンド、トレーサビリティ等の価値を生み、高い物流品質の維持と荷主・消費者の多様な選択肢の確保を同時に達成し、イノベーションを創出できる物流・商流環境を実現するため、サプライチェーンの川上から川下まで業界ごとに統合した物流・商流データ基盤のプロトタイプ開発と拡大、高度化並びにデータ基盤構築に関する技術開発を行っている。 （２）省力化・自動化に資する自動データ収集技術 サプライチェーン上の様々なプレイヤーが持つ物流・商流データを革新的技術で見える化するため、現在取得されていない情報を自動的に収集し物流・商流データ基盤に取り込むことを目的としてトレーサビリティや積載率把握、積み付け状況の把握等の様々な情報を確保する自動データ収集技術の開発を行っている。 |
| 革新的深海資源調査技術 | 我が国の排他的経済水域内にある豊富な海洋鉱物資源の活用を目指し、水深2,000ｍ以深の海洋資源調査技術を世界に先駆けて確立・実証するとともに、社会実装する。 | （１）レアアース泥を含む海洋鉱物資源の賦存量調査・分析 日本の排他的経済水域にある南鳥島周辺海域のレアアースを含む堆積物（レアアース泥）の開発可能性の高い場所を絞り込むため、概略資源量評価を行っている。 （2.1）深海資源調査技術の開発（深海自律型無人探査機（ＡＵＶ）複数運用技術、深海ターミナル技術） 水深2,000mから6,000mの海域に多種多様に存在する深海資源の実像を把握するため、複数のＡＵＶを同時に運用する技術やＡＵＶの長期間潜航可能とする充電用の深海底ターミナル技術の開発を行っている。 （2.2）深海資源生産技術の開発（レアアース泥の解泥・採泥・揚泥技術） 深海底にあるレアアース泥を連続的に採取することを実現するため、地球深部探査船「ちきゅう」を用いて、レアアース泥を回収しやすい状態にする解泥から、パイプ内の流体循環に乗せて船上まで運ぶ解泥・採泥・揚泥に至るまでの一連の作業の実海域での実証を行っている。 （３）海洋資源調査・開発システムの実証 今後の海洋調査の受託や将来の新秋資源開発に関する産業化を段階的に進めるため、開発された調査・生産システムの統合的な実証を、環境影響評価手法を適用した上で行っている。 |
科学技術・学術政策局企画評価課