Ⅳ．補足説明資料

- 20 -

1．未来社会に向けた先端基盤技術の強化

- 21 -

１．未来社会に向けた先端基盤技術の強化

概要

我が国の未来社会における経済成長とイノベーションの創出、ひいては

So

cie

ty 5

.0の実現に向けて、その基盤技術となる革新的な人工知能、ビッ

グデータ、

IoT、サイバーセキュリティ等の研究開発等を強化するとともに、我が国の強みを活かし、幅広い分野での活用の可能性を秘める先端計測、

光･量子技術、素材、ナノテクノロジー･材料科学技術等の共通基盤技術の研究開発等を推進する。

○データプラットフォーム

拠点の形成

1

,72

2百万円

※3 （新

規）

特定国立研究開発法人をはじめとした国立研究

開発法人（物質・材料研究機構、理化学研究所、防災科学技術

研究所）において、我が国が強みを活かせるナノテ

ク・材

料、ライフサイエンス、防災分野で、膨大・高

品質な研究データを利活用しやすい形で集積し、

産学官で共有・解析することで、新たな価値の創

出につなげるデータプラットフォーム拠点を構築。

我が国のデータ主導型研究を飛躍的に発展。

※３ 運

営費交付金中の推計額含む

「ナノテク・材料分野」に係る部分は「革新的材料開発力強化プログラム」の一部と重複

「ライフサイエンス分野」に係る部分は「８．ライフサイエンスによるイノベーション創出」と重複

「防災分野」に係る部分は「１０．自然災害に対する強靭な社会に向けた研究開発の推進」と重複

○革新的材料開発力強化プログラム

1,5

81百万円

※4 （新

規）

ナノテク・材

料分野のイノベーション創出を強力に推進するため、特定国立研究開発法人である「物

質・材料研究機構」に、基礎研究と産業界のニーズの融合による革新的材料創出の場や、世界中

の研究者が集うグローバル拠点を構築するとともに、これらの活動を最大化するための研究基盤を

整備。

※４

運営費交付金中の推計額

○元素戦略プロジェクト

1,9

98百万円

（平

成２８年度予算額：2

,03

9百万円）

我が国の産業競争力強化に不可欠である希少元素（レアアース・レアメタル等）の革新的な

代替材料を創製するため、共同研究組織の密接な連携・協働の下、物質中の元素機能の理論

的解明を行うとともに、国立研究開発法人物質･材料研究機構の情報統合型物質・材料研究

拠点との連携等によるマテリアルズ・インフォマティクスの導入により研究を加速。

ＡＩＰ

※１：人

工知能

/ビッグデータ

/Io

T/サイバーセキュリティ統合プロジェクト

※１

AIP（

Advanced Integrated Intelligence Platform Project）

○戦略的創造研究推進

事業（一部）（科学技術振興機構）

4

,15

9百万円

※2

（平成２８年度予算額

:3,9

98百万円）

人工知能やビッグデータ等における

独創的な若手研究者や、新たなイノ

ベーションを切り開く挑戦的な研究

課題を支援。

※２

運営費交付金中の推計額

「３．基礎研究力強化と世界最高

水準の研究拠点の形成」と重複

光・量子技術

ナノテクノロジー・材

料科学技術

一体的

に実施

○革新知能統合研究センター（理化学研究所）

2

,95

0百万円

（平

成２８年度予算額：1

,45

0百万円）

世界をリードする革新的な人工知能基盤技術を構築。

（現在の人工知能技術では高度に複雑・不完全なデータ

に対応できておらず、幅広い分野に適用可能な統合基盤

技術を実現。）

総

務省

・経

済産

業省

等の

関係

省庁

や、

デー

タプ

ラッ

トフォーム拠点、

COI拠点等との連携により、サイエンス

や実社会などの幅広い“出口”に向けた応用研究を推進。

平成２９年度予算額（案）

：

64,114百万円

（平成２８年度予算額

：

61,191百万円）

※運営費交付金中の推計額含む

ビッグデータ研究拠点の構築

○光・量子科学研究拠点形成に

向けた基盤技術開発

1

,28

9百万円

（平成２８年度予算額：1

,43

1百万円）

光・量子ビーム技術のポテンシャルと他分野の

ニーズとを結合させ、産学官の多様な研究者が

連携・融合を進めるための研究・人材育成拠点

を形成し、新たな基盤技術開発と利用研究を推

進。併せて、高性能化、小型化・低コスト化等が

求められる将来の加速器技術に共通の要素技

術開発を実施。

各研究機関

等と連携

7,1

09百万円（平成２８年度予算額：

5,4

48百万円）

- 22 -

○

人工知能に

50年来の大きな技術的ブレークスルー（自ら特徴を捉え進化する人工知能が視野）

○

各分野でのビッグデータの集積、センサーの量的・質

的拡大（I

oT: In

tern

et o

f Thi

ngs）

○

一方、高度化する脅威に対するサイバーセキュリティの確保

（ますます巧妙化）

AIP

: Adva

nced Inte

gra

ted Inte

lligence P

latform

Pro

ject

人工知能

/ビッグデータ

/Io

T/サイバーセキュリティ統合プロジェクト

「未来投資に向けた官民対話」（平成

28年

４月

12日）における総理指示※を受け、政府全体の司令塔である「未

来投資会議」の

下に位置付けら

れた「人

工知能技術戦略会議」を通じて、総務省・文

科省・経

産省の３省が連携して人工知能技術の研究開発・社

会実装に向けた取組を推進。

※ 「人工知能の研究開発目標と産業化のロードマップを、本年度中に策定します。そのため、産学官の叡智を集め、縦割りを排した

『人工知能技術戦略会議』 を創設します。」

【 国 際 的 な 動 向 】

平成２９年度予算額（案）

：

2,950百

万円

（平成２８年度予算額

：

1,450百

万円）

理研

AIPセンター

（理化学研究所）【拠点】

戦略的創造研究推進事業（一

部）

（科学技術振興機構） 【ファンディング】

平成２９年度予算額（案） ：

4,159百

万円

（平成２８年度予算額 ：

3,998百

万円）

※運営費交付金中の推計額

データプラットフォーム

拠点の形成

特定国立研究開発法人をは

じめとした国立研究開発法人

（物質・材料研究機構、理化

学研究所、防災科学技術研

究所）において、我が国が強

みを活かせるナノテク・材料、

ライフサイエンス、防災分野

で、膨大・高品質な研究デー

タを利活用しやすい形で集積。

産学官で共有・解析すること

で、新たな価値の創出につな

げるデータプラットフォーム拠

点を形成。

平成２９年度予算額（案）：

1,7

22百万円（新規）

※運営費交付金中の推計額含む

世界をリードする革新的な人工知能基盤技術を構築。

（現

在の人工知能技術では高度に複雑・不

完全なデータに

対応できておらず、幅広い分野に適用可能な統合基盤技

術を実現。）

総務省・経

済産業省等の関係省庁や、データプラットフォー

ム拠点、

CO

I拠点等との連携により、サイエンスや実社会

などの幅広い“出口”に向けた応用研究を推進。

経産省

総務省

３省

連携

人工知能やビッグデータ等における独創的な若手研究

者や、新たなイノベーションを切り開く挑戦的な研究課

題を支援。

「A

IPネットワークラボ」としての一体的な運営により、課

題選考から研究推進まで幅広いフェーズでの研究領域

間の連携を促進。

情報と未来

（後

藤総括）

新しい社会システム

デザインに向けた情

報基盤技術の創出

（黒

橋総括）

イノベーション創発

に資する人工知能

基盤技術の創出と

統合化

（栄

藤総括）

社会情報基盤

（安

浦総括）

知的情報処理

（萩

田総括）

ビッグデータ基盤

（喜

連川総括）

ビッグデータ基盤

（喜

連川総括）

ビッグデータ応用

（田

中総括）

JST

AIPネットワークラボ

AC

T-I

各研究

機関等

と連携

一体的

に実施

平成２９年度予算額（案）

：

7,109百万円

（平成２８年度予算額

：

5,448百万円）

※運営費交付金中の推計額含む

ＮＩＭＳ

NIE

D

理研

- 23 -

革新的材料開発力強化プログラム

～M3（M-cube）プログラム～

我が国が伝統的に強みを有し、「超スマート社会」実現の基盤技術であるナノテク・材料分野においてイノベーションの創出を

強力に推進するため、その中核であり、特定国立研究開発法人である「物質・材料研究機構

(NIM

S)」

に、基礎研究と産業界の

民間ニーズの融合による未来を見据えた非連続な革新的材料創出の場や、世界の研究機関や企業の研究者が集うグローバル拠点、

全国の物質・材料開発のネットワーク化

/最先端計測・データ基盤整備による知見の集約・提供・提案を行う機能を構築する。

産業界、研究機関による【オープンイノベーション】の推進

各民間企業の持つ「基礎研究所」の一部機能を

NIM

Sに誘致し、

NIM

Sを中

核とした産業界と大学等を結ぶ業界別の

Op

en

Pla

tform

を形成

世界中の人・モノ・資金が集まる【国際研究拠点】の構築

ユーザーグループ

二者間連携

（クローズド）

二者間連携へと発展

（クローズド）

鉄鋼業界

競争の場

化学業界

競争の場

先端計測機器業界

競争の場

協調の場

協調の場

各業界

OPで必要となる計測を反映

ユーザーニーズを反映

二者間連携へと発展

（クローズド）

中長期（5

~10年後）的な研究開発

クロスアポイントメント制度の活用

Ｎ大学教授

学生

Ａ大学教授

学生

・・・・・

民間資金の呼び込み

特定研発の強みの活用

我が国

産業競争力

の確保

NIM

Sにおいて、国内外から優れた若手研究者を招聘するプログラムを実施

し、その人材を育成することで呼び水とし、世界中の連携機関から

[人]・

[モノ

] ・

[資金

]がN

IM

Sに集まるグローバル拠点を構築

[人・モノ・資金

]

All J

ap

anの

材料開発力

を強化

①優秀な国際人材を確保、育成

②機関間連携の構築・強化

（人材交流、モノ・資金の

NIM

S

への集約）

③若手研究者のキャリアパスの多様化

（人的・機関ネットワーク構築）

④長期的な協力関係構築

新たな物質・材料開発力の強化

グローバルなネットワーク構築により日本の材料開発力を牽引

世界最先端研究

環境の提供

大企業と地方との

連携構築の支援

経験則を超えた原理原則に基

づく新材料開発ツールの提供

地方の大学／産業の

グローバル化支援

MO

Pや

MG

Cの活動を最大化するための【世界最高水準の研究基盤】の構築

【地方創生】

地方大学との共同研究等による

全国研究ネットワークを構築

NIM

S×地方大学

地方大学×地元産業

【提案力の向上】将来を見据えた戦略的研究テーマの提案

モノ

(装置・設備・施設

)

技

(操作・技能・ノウハウ

)

知識・知

見

(Dat

abas

e, 生き字引

)

智恵

(解釈・応用・戦略

)

【世界最大級の物質・材料データプラット

フォームの構築】

【世界最先端機器の整備】

魅力的な研究環境の整備・活用

論文データ

ベース

物質間の相互

関係の可視化

候補物質の

抽出

固有の

計算データ

MatN

avi

目的に応じた

固有のデータ

ベース

データ

最適化

目的に

沿った

アプリ

開発

ミクロ組織

解析による

物理モデル

固有の

実験データ

平成２９年度予算額（案）

：

1,581百万円（新規）

※運営費交付金中の推計額

- 24 -

データプラットフォーム拠点の形成

平成２９年度予算額（案）

：

1,722百

万円（新規）

※運営費交付金中の推計額含む

○各研究分野において、我が国発の質の高い大量の研究データが日々産生され、蓄積。これら急速に増加するビッグデータが有

する価値を十分に利活用するために、ＡＩ等の手法によるデータ主導型研究の重要性が指摘されている。

○このため、特定国立研究開発法人をはじめとした国立研究開発法人（物質・材料研究機構、理化学研究所、防災科学技術研究

所）において、我が国が強みを活かせるナノテク・材料、ライフサイエンス、防災分野で、膨大・高品質な研究データを利活用しや

すい形で集積し、産学官で共有・解析することで、新たな価値の創出につなげるデータプラットフォーム拠点を構築。

○当該拠点において、研究データを利活用するためのシステム及びデータを解析するための体制を整備することにより、我が国

のデータ主導型研究を飛躍的に発展させ、基礎から実用化研究までの新たな価値の創造を図る。

（参考１） 日本再興戦略

2016： 「ナノテク・材料、地球環境分野など我が国が強みをいかせる分野においてビッグデータ等の戦略的な共有・利活用を可能にするための国際研究拠点を形成」

（参考２） 特定国立研究開発法人の役割： 「我が国のイノベーションシステムを強力に牽引する中核機関」「大学と民間企業等の橋渡し役として、オープンイノベーションの実践」 （「特定国立研究開発法

人による研究開発等を促進するための基本的な方針」より）

（参考３） データ利活用が求められる分野と、これによる社会への貢献の例

・ナノテク・材料分野

→ 新材料開発

・ライフサイエンス分野

→ 健康予測・生命システムの理解

・防災分野

→ 地震被害把握・災害対応

事業概要

国立研究開発法人（物質・材料研究機構、理化学研究所、防災科学技術研究所）

＜データプラットフォーム拠点＞

・質の高い研究データを蓄積。

・データを利活用しやすい形で整理したデータベースを構築

・関係機関とも連携しながら、ＡＩの手法等を用いたデータ解析システ

ムを整備

・データ等を産学官で共有・解

析し、データ主導型研究を進展

産業界

大学等

データプラットフォーム拠点を中核とした

オープンイノベーション

・データの利用

・共

同の産業化開発

等

・データの共有

・共

同の基礎研究

等

基礎から実用化までのデータ主導型研究を加速し、新たな価値を創造

・ＡＩ関連プロジェクト

・他府省の取組

等

連携

- 25 -

元素戦略プロジェクト

○レアアース等の材料の高性能化に必須な希少元素

※の世界的な需要急増や資源国の輸出管理政策により、深刻な供給不足を

経験した我が国では、資源リスクを克服・超越する「元素戦略」が必要不可欠。

○ナノレベル（原子・分子レベル）での理論・解析・制御により元素の秘めた機能を自在に活用することが、未知なる高機能材料の

創製、ひいては産業競争力の鍵。

・材料領域

（拠点設置機関）：

①磁石材料

（物質・材料研究機構）

②触媒・電

池材料

（京都大学）

③電子材料

（東京工業大学）

④構造材料

（京都大学）

・事業期間：１０年

（H

24年

度～）

・我が国の資源制約を克服し、産業競争力を強化するため、希少元素を用いない、全く新しい代替材料を創製。

・産業競争力に直結する４つの材料領域を特定し、トップレベルの研究者集団により、元素の機能の理論的解明から新材料の創製、

特性評価までを一体的に推進する研究拠点を形成。

・平成

29年度は、特に、物材機構の情報統合型物質・材料研究拠点との連携等によるマテリアルズ・インフォマティクスのさらなる

活用により物質の原子レベル解析と電子論への展開、特性評価の強化を図る。

概 要

背 景

【推進体制】

企業

等

経済産業省

・未来開拓研究ﾌﾟﾛｼﾞｪｸﾄ

成果の速やかな実用化

に向け経産省事業との

連携体制を構築

○元素機能の理解の更なる深化を目指し、

元素戦略の思想とデータ科学の融合によ

る研究の加速

○中間評価を受けた平成

28年度の研究成果

を踏まえながら各拠点に戦略的に配分

分野の壁を打破

～理論と実験、

理学と工学、物理と化学の徹底的な融合～

省庁の壁を打破

材料創製グループ

目的とする機能を

有する新材料の作製

解析評価グループ

新材料の特性の評価、

問題点の検討

電子論グループ

基礎科学に立脚した、

新機能・高

機能な

材料の提案

３グループ（歯車）を

一体的に推進

平成２９年度のポイント

※ハイブリッド自動車のモーター用高性能磁石や、モバイル機器の大容量電池などあらゆる先端産業製品に利用されている。

平成２９年度予算額（案）

：

1,998百

万円

（平成２８年度予算額

：

2,039百

万円）

- 26 -

我が国の光・量

子ビーム技術のポテンシャルと他分野のニーズとを結合させ、産学官の多様な研究者による連携・融

合を進めるため、

最先端の光・量子科学に関する研究開発及び人材育成、次世代加速器に係る要素技術開発を競争的資金により推進。

光・量

子融合連携研究開発プログラム

（H

25～

H2

9）［

9課題］

最先端の光の創生を目指した研究拠点プログラム

◆先端光量子科学アライアンス

【幹事機関】東京大学

【参画機関】理化学研究所、電気通信大学、

慶應義塾大学、東京工業大学

◆融合光新創成ネットワーク

【幹事機関】大阪大学

【参画機関】Q

ST、京都大学、分子科学研究所

（H

20～

H2

9）［東西２拠点］

フォトニック結晶などに代表される基盤技術

と超高強度レーザー技術等との融合により、

テラヘルツ～Ｘ線に至る超広帯域の高品

位高輝度光源を開発

高強度極短パルス光源や高純度コ

ヒーレント光源など「光

波の完全制御」

を目指した次世代光源に関する研究

開発・人

材育成を実施

複数の光・量

子ビーム技術、計測技術の融合・連

携を促進し、我

が国の有する光・量

子ビーム関連施設・設

備を横断的・統

合的に

活用する先導的利用研究を行う。

放射光施設

高次高調波レーザー

大型中性子施設

X線自由電子レーザー

パワーレーザー

小型中性子源

光・量子ビーム技術等の

融合・連携を促進

•レーザー光格子に捕縛した原子に別のレーザー光を当て共鳴周波数を測定する

時計の開発に成功

•現在の国際原子時の

10

-15：フェムトの精度（

3000万年に１秒のずれ）を、

2×

10

-18：アトの精度へと革新

•

2台の時計の差によりアインシュタインの「時空のゆがみ」の計測が可能に。

東大（本

郷）

-理研（和

光）の

光格子時計の周波数を

20

00秒で

2×

10

-17の安定度で比較

光格子時計

2

光格子時計

107/12/2013

14/12/2013

21/12/2013

-10

-505

10

Dat

e

Frequency difference

(95K,95K) (mHz)

-2x1

0-1

7

-1x1

0-1

7

01x1

0-1

7

2x1

0-1

7

(95K,95K)0

11

01

00

10

00

10

00

01

E-1

7

1E

-16

1E

-15

Allan deviation

Ave

rag

ing

tim

e (

s)

光格子時計

(東大

)

光格子時計

(理研

)

[Natu

re P

hoto

nic

s (2

015.2

.9) 掲載

] 【中心研究者】香取秀俊（東大・理研）

光格子時計の開発

～宇宙年齢の

13

8億年で１秒の精度～

フォトニック結晶

繰り返し超短パルス

大強度レーザー

アト秒パルス制御

•次世代の「秒」の有力候補（“1秒“の

世界標準の再定義）

•従来の時計概念を超越した時空間プ

ローブとしての応用（相対論的効果）

１．産業競争力の強化を実現する先導的研究開発の推進

２．横断的利用の成功事例となる利用研究とその実現に向けた技術開発の推進

３．産業界を含めた利用者の裾野を大きく広げる研究開発等の推進

４．研究開発と一体的な若手研究者等の育成の推進

重点推進事項

光格子時計

大型加速器施設等におけるビーム加速技術は、最先端の学術研究か

ら産業応用までを支える基盤技術。

将来、高性能化、小型化、低コスト化・省

エネ化、安定性向上等が求

められる加速器技術に共通の要素技術開発を推進。

次世代加速器要素技術開発プログラム

（

H2

8～）［

1課題］

光・量子科学研究拠点形成に向けた基盤技術開発

平成２９年度予算額（案）

：

1,289百

万円

（平成２８年度予算額

：

1,431百

万円）

- 27 -