論理・情報・設計に関する 第２回神戸シンポジウム 「構成的学問の体系と研究方法論」

1. 論理・情報・設計に関する第２回神戸シンポジウム「構成的学問の体系と研究方法論」論理・情報・設計に関する第２回神戸シンポジウム「構成的学問の体系と研究方法論」 平成17年9月5日 産業技術総合研究所 内藤　耕(*)・森　郁恵(**） (*) 能力開発部門 人材開発企画室長　兼務　技術情報部門 研究経営調査室長 　 東京大学人工物工学研究センター客員助教授 (**）技術情報部門技術情報室リサチャー

2. 基礎研究 or 応用研究 ボトムアップ or トップダウン 技術push or 市場pull 　中央研究所 or 事業部研究所

4. 第1種基礎研究とは 「第1種基礎研究」とは、未知現象を知的好奇心に基づいて観察、実験、理論計算により普遍的な知識（理論、法則、原理、定理など）を発見、解明、形成するための研究 理論 原理 未知現象 定理 法則 分析的研究 （発見・解明）

5. 第2種基礎研究とは 「第2種基礎研究」とは、経済的・社会的な必要性（ニーズ）のために、既に確立された複数の普遍的な知識（理論、法則、原理、定理など）を組み合わせ、観察、実験、理論計算を繰り返し、その手法と結果に規則性や普遍性のある知見および目的を実現する具体的道筋を導き出す研究 理論 原理 社会経済 定理 構成的研究 （融合・適用） 法則

6. 第2種基礎研究の二つの使命 • 第2種基礎研究を推進することで： • １．モノをつくる • 「実際にモノ（研究の製品）をつくること。そして、社会に還元するということ」 • ２．学問体系化 • 「第2種基礎研究の研究方法論として確立し、複数の理論を合成し、新しい理論の体系をつくること（理解しやすい方法で学問体系化するとともに、モノをつくる研究の結果を、人類共通の知識として継承できるようにすること）」

7. 研究開発の夢・悪夢・現実の時代 現実の時代 社会の期待 夢の時代 悪夢の時代

8. 10.0 デジタル・カメラ 悪夢の時代 （死の谷） 7.5 画素数（百万） ビデオ・カメラ 悪夢の時代 （死の谷） 5.0 夢の時代 CCDの量産実用化へ 2.5 0 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 CCD素子の研究開発 社会受容とイノベーションの同時進行 イノベーションのフラクタル的構造 試作機・計測器 ビデオ・カメラ デジタル・カメラ

9. 10.0 7.5 画素数（百万） CCD素子 単結晶シリコン製法 （MCZ法） 半導体製造技術 ビデオ マイクロレンズ 層内レンズ カラー・フィルタ カメラ 画像圧縮 信号処理 記憶素子 5.0 CCDの量産実用化へ 2.5 0 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 CCD素子の研究開発 技術の統合と製品開発 試作機・計測器 ビデオ・カメラ デジタル・カメラ

10. 液晶の研究開発 テレビ・モニター パソコン パネル 悪夢の時代 （死の谷） 悪夢の時代 （死の谷） 電卓 社会受容とイノベーションの同時進行 イノベーションのフラクタル的構造 4.0 電卓 小型表示パネル ワープロ・パソコン 3.0 テレビ・モニター 画素数（百万） 2.0 0.3 0.2 1.0 0.1 0 1970 1975 1980 1985 1990 2000 2005 1970 1975 1980 1985 1990 1995

11. 液晶の研究開発 高移動度Ｓｉ薄膜 広視野角技術(VA ,IPS) a-Si薄膜 TFT-LCD STN液晶 時分割駆動方式 TN液晶 DSM液晶 科学知識の統合と基本要素開発 4.0 電卓 小型表示パネル ワープロ・パソコン 3.0 テレビ・モニター 画素数（百万） 2.0 1.0 0 1970 1995 1975 1980 1985 1990 2000 2005

12. 技術の進化プロセスに見るパターン 技術の進化を阻害する 「悪夢の時代」を構成する４ステージ ステージ１：基本要素技術の確立（材料確立・自然現象理解など） 　・　基本原理解明（原因物質特定、メカニズム解明） 　・　物理限界の突破 　・　再現性確認 　・　適用可能プロダクトと周辺技術デザインの検討 ステージ２：プロトタイプの開発（周辺技術確立など） 　・　周辺技術の確立と境界条件の最適化 　・　生産技術の確立 　・　生産コストの検証 ステージ３：既存類似技術との競争（実用化への見通しの明確化） 　・　開発技術の信頼性・安定性・経済性確保 　・　社会・経済システムにおける優位性確保 　・　代替技術需要 　・　減価償却 ステージ４：開発技術の社会受容（市場の緩やかな拡大） 　・　商品コンセプト・企画 　・　デザイン・価格・標準化等の非技術的要因 　・　倫理・環境・健康インパクト（政府許認可・規制） 　・　開発技術利用の社会合意形成

13. 事例に学ぶイノベーション DNAチップ 燃料電池 SOI GPS 液晶 CCD 社会からの期待 Years

14. 研究開発参加者の変遷 燃料電池 液晶 SOI DNAチップ GPS CCD 夢の時代 19世紀　 博物学的研究 20世紀前半 大学等 19世紀末 オーストリア ドイツ研究者 1930年以降 大学等 1970年 Bell Labs. 大学　等 （原子時計） 悪夢の時代 （死の谷） 1960年代 RCA ヘキスト ロッシュ ケント州立大学 第2時大戦以降 NIST、NPL RCA GE 1950年代 GE ステージ１ ステージ２ ステージ３ ステージ４ ATP SBIR NIH 1960年代 NASA 1956年 ナショナルCo. 1971年 Bell Labs. 1978年 NTT 1980年代後半 LETI 1986年 キャノン 1970年 ILIXCO （GPS） IBM TI （時計） 1979年 BALLARD 米国防省 1969年 OPTEL 1991年 Affymetrix 1975年 SONY 1992年 SOITEC 1978年 Trimble Nav. 1970年代 SHARP IBM 東芝　等 NRC DND/CF VC 1990年代後半 参入企業多数 1980年代 三菱電機 日本無線 SONY 1989年 IBM ARPA 1990年代 ダイムラー 三菱自動車 ホンダ・日産 トヨタ 荏原 NEC　など （ビデオ） （電卓） 1985年 SONYなど 2000年前後 AMD モトローラ等 （カーナビ） 現実の時代 1986年 三菱電機 トヨタ パイオニア （カメラ） （PC） 1995年 CASIOなど （テレビ） 電子地図 VICS DVD Web　等 ベンチャー型企業による プロトタイプ開発

15. イノベーションの構造と進化 新技術の プロトタイプ化 基礎原理 大学 公的研究機関 大企業 研究用 公的研究機関 ベンチャー 基礎技術 産業用 周辺技術 企業多数参入 ↓ 淘汰 一般用 開発 少数企業 低コスト生産者 新技術の社会受容 研究 参加者 市場 夢の時代 悪夢の時代 （死の谷） ステージ１ ステージ２ ステージ３ ステージ４ 現実の時代

16. 研究開発の進化プロセス 技術・学問の発展 商品開発 夢の時代：大学・大企業（ATT, NTT, RCA, GE等） Stage 1：大企業・公的研究機関（NIST, NPL, DOD, NRC等） Stage 2：ベンチャー型企業（Affymetrix, BALLARD, SOITEC, Trimble , SONY, OPTEL, ILIXCO等） Stage 3：大企業 技術ギャップ 商品開発の応用研究 （技術の非線形的発展） Stage 4：低コスト生産者 　↓ 現実の時代 商品A 商品B 商品C

17. 技術と社会の関係

18. 新技術の試験的利用 超音波タグ 「目が離せる」環境：高齢者事故防止技術 背景 • 80%が痴呆老人 • モニタリングへの強いニーズ • プライバシー保護しつつ，モニタリング 目的 • 高齢者（痴呆高齢者）の行動の把握支援 • 行動を予測し，事故防止支援 • 高齢者行動学 超音波センサ 愛全園(東京 八王子) （産総研　西田佳史原図より引用） T. Hori, Y. Nishida, S. Murakami, H. Aizawa, H. Mizoguchi, “Distributed Sensor Network for a Home for the Aged,” in Proceedings of 2004 IEEE International Conference on Systems, Man and Cybernetics (SMC '04), pp. 1577-1582, October 2004.

19. 研究と社会の循環ループ メッセージ 研究成果 構成的研究開発の進化的構造の構築 選択 研　　究 社会 （技術評価） 発生 プロトタイプ 吉川弘之原図より作成

20. 分析的学問と構成的学問の体系 分析的学問 ＜学問体系＞ 想定世界 視点固定 要素還元 局在論 単純系 閉鎖系 決定論 線形 外部観測 ＜論理体系＞ 完全論理体系 無矛盾 完全平衡 客観的 反証可能性 学術論文 ＜研究方法論＞ 分析的研究手法 現象解明 無目的論的 静的 因果 孤立 分析的学問 構成的学問 ⇔ ⇔ ⇔ ⇔ ⇔ ⇔ ⇔ ⇔ ⇔ ⇔ ⇔ ⇔ ⇔ ⇔ ⇔ ⇔ ⇔ ⇔ ⇔ ⇔ ⇔ 構成的学問 ＜学問体系＞ 実世界 視点多様化 相互関係 全体論 複雑系 開放系 創発 非線形 内部観測 ＜論理体系＞ 不完全論理体系 容矛盾 容非平衡 主観的 納得性 物語 ＜研究方法論＞ 構成的研究手法 現象構成 目的論的 動的 インタラクション 共創

21. 構成的研究の難しさ 構成的研究 • ディシプリン間の体系的（または基礎的）な関係 • ディシプリンの中での不十分な知識 • 異なるディシプリンを合成するときの方法論 • 多様な実現方法 • 容矛盾（絶対解・絶対論理体系に価値観をおかない） • 内部観測者的視点

22. 設計仕様の高度化 社会・人間との相互作用による技術の進化 設計仕様の高度化 研究課題

23. 自然科学研究は客観性・一般性・普遍性の追及自然科学研究は客観性・一般性・普遍性の追及 • 多様化・高度化する社会経済状況に対応するには細分化された個々の科学技術知識では困難 • 技術的成功が社会受容を意味しない • 社会及び個々の人間の価値観・ライフスタイルと科学技術研究のインターフェースの確立が必要 産業科学技術研究の社会受容高度化には 自然科学、産業技術、社会、人間という多様な領域を 包括的に扱い、進化的構造を持つ 構成的研究の方法論とその学問体系化、 そして新しい技術評価法の確立が必要

24. 技術選択動機の変遷

25. 2020-2030年における社会状況 ＜資源エネルギー・地球環境＞ • エネルギー需要は66.3％増加（IEA） • 省エネ産業（太陽光、風力、バイオマス）の市場規模が三兆円（経済産業省） • 燃料電池の普及が原子力発電所一基分（資源エネルギー庁) • 環境ビジネスの市場規模が倍増し、50万人弱の新規雇用（環境省） ＜少子高齢化＞ • 日本の人口は1億1760万人まで減少（国立社会保障・人口問題研究所） • 高齢世帯の占める割合が９都府県で半数を超える（国立社会保障・人口問題研究所） • 企業管理職の女性割合は三割以上（内閣府） • 人口高齢化と喫煙増加で癌の発生が1.5倍に（WHO） • 痴呆高齢者は156万人（2000年）から約330万人（2030年）（精神保健研究所） • 地球人口が83億人で4億4千万人が飢餓状態（FAO） ＜経済活動＞ • 平均経済成長率は、中国（6.9％）、インド（4.1％）、NIES（4.1％）、米国（3.1％）、EU（1.8％）、日本（1.5％）（内閣府） • 社会保障給付の国民負担率51％（厚生省） • 自動車交通量は2020年以降、減少へ転換（国土交通省） • ASEAN経済共同体構想（ASEAN外相会議） 　その他に食糧問題、自然環境、安心・安全など

26. 研究開発の刺激 社会 科学 商品開発・社会システムの確立 商品イノベーションからそれらを連結から社会システムのイノベーションへ 技術 商品

27. まとめ • 基礎科学研究、技術開発、イノベーション、社会受容（実用化）は一体的に進行 • イノベーションはダイナミックで共通した構造を持つ • 学際的研究はプロトタイプの開発を中軸に進化的構造を確立 つまり、 • イノベーション・プロセスの中で技術を創造・育成できる評価手法の導入 • 経済的合理性や技術的合理性を主体とする技術評価手法から環境的合理性や人間的合理性という視点からの技術評価法への転換