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2.4　NSF関連のHuCS研究開発

（１）NSFのHuCS（人間中心システム）関連テーマ

HPCC Blue Book 2000で取り上げられているNSF関連の研究テーマは以下の通りである。

1. 知識と分散知性（KDI） ---　NSF全体のクロスカッティング・プログラム。
2. 知識ネットワーク（KN） ---　上記のKDIの、人間中心システム関連テーマ部分。
3. STIMULATE ---　NSFが主導するマルチエージェンシー・プログラム。
4. ディジタルライブラリ・イニシアチブ・フェーズ２（DLI2） ---　NSFが主導するマルチエージェンシー・プログラム。
5. バーチャル・ロサンゼルス ---　NSFの助成を受けたUCLAのプロジェクト。
6. ロボットによる外科手術 ---　NSFのEngineering Research Programの助成。
7. ユニバーサル・アクセス ---　NSFのIIS部門のプログラム。
8. Webアクセッシビリティ・イニシアチブ ---　NSF他の助成を受けたW3Cのイニシアチブ。
9. スペイン語インタフェース ---　NSFの助成を受けたプロジェクト。

　これらは、テーマとして同列に述べられているが、いろいろなレベルのものが混在している。たとえば、KDI（1）は、学際的な課題解決を狙ったNSF全体の助成プログラム（Crosscutting Program）である。 その中の人間中心システム（HuCS）関連の領域に当たる部分がKN（2）である。また、STIMULATE（3）やDLI2（4）は、マルチエージェンシーの助成プログラムであり、NSFでは、人間中心システム（HuCS）の分野を扱う部門（IIS：The Division of Information and Intelligent Systems）が担当している。これらは、助成プログラムなので、この中で、公募により多くのプロジェクトが助成を受けている。一方、バーチャル・ロサンゼルス（5）やスペイン語インタフェースは、NSFが助成するプロジェクトである、など。
　また、Blue Book 2000の公開後に始まった助成プログラムとして、IT^２に直接対応するNSF全体のプログラム（Crosscutting Program）であるITR（Information Technology Research）があり、2000年度からプロジェクト公募が始まっている。 　NSFの研究開発支援プログラムには、提案方法によって、以下の２種類がある。

1. Solicited Proposals
2. Unsolicited Proposals

　Solicited Proposalsは、NSFが特定のミッションを担うために、目的、内容を明確に規定して、プロジェクト提案を公募するものであり、上記のKDI、STIMULATE、DLI2、Universal Accessなどがそれにあたる。一方、Unsolicited Proposalsは、特に研究テーマや公募の締切の指定は無く、広範な基礎研究を支援することに主眼を置いている。

　NSFでは、情報技術全般の重要な研究を網羅的するよう、組織として情報技術の重要分野に対応した部門を置き、網羅的なプログラムを準備している（表2.4-1）。これについては、まず、NSFの組織を説明した上で説明する。
　NSFにおける研究開発支援やプログラムマネージャ（or プログラムディレクター）の役割の概要等については、弊所のH10年度報告書「わが国が行う情報技術研究開発のあり方に関する調査研究（その３）」付属資料４の「第１章　NSFにおける研究開発支援」を参照頂きたい。また、本年度報告書「わが国が行う情報技術研究開発のあり方に関する調査研究（その４）」の第Ⅰ編第３章「米国の国家プロジェクトにおける大学・国研の独立性と権限」では、ディジタルライブラリ・イニシアチブにおけるプログラムマネージャの役割の具体事例を示している。ここでは、情報技術研究開発、特に人間中心システムに関連する部分を説明する。

2.4.1　NSFの組織と研究助成プログラム

　下図2.4-1にNSFの組織の概要を示す。

図2.4-1　NSFの組織

　情報技術の研究開発助成は、Directorate of Computer and Information Science and Engineering（CISE）が担当している。
　CISEは以下の５つの部門（division）から構成され、それらの内の３つ（C-CR、IIS、EIA）は、主として研究にフォーカスしており、他の２つ（ACIR、ANIR）は、インフラと研究機能を結合させている。
　５つの部門の役割の概要を以下に示す。人間中心システム（HuCS）はIIS部門の担当である。

1)コンピュータ通信研究部門

（C-CR、The Division of Computer-Communications Research）

　C-CRは、以下の研究を支援する。設計自動化（design automation）、コンピュータシステム・アーキテクチャ（computer systems architecture）、ソフトウェア工学と言語（software engineering and languages）、OSとコンパイラ（operating systems and compilers）、計算理論（computing theory）、数値・記号・幾何計算（numeric, symbolic, and geometric computation）、通信（communications）、及び信号処理（signal processing）。この部門はまた、以下の多分野にまたがる研究にも資金提供する；並列・分散コンピューティングを含む計算機科学・工学（computer science and engineering, including parallel and distributed computing）、システム・セキュリティと信頼性（system security and reliability）、アルゴリズム応用（applied algorithms）、及び問題解決環境（problem-solving environments）。

2)情報と知的システム部門

（IIS、The Division of Information and Intelligent Systems）

　データの生成・蓄積・組織化を改善する研究をサポートするヒューマン−コンピュータ・インタラクションを専門に研究する。ユニバーサル・アクセス（Universal Access）、ヒューマン言語技術、知識のモデル化、科学的「共同実験室」、ロボティクス、コンピュータ・ビジョン、データ・マイニング、データベース・アクセス技術、及び組み込み型インテリジェント・システムなどに影響する（affecting）要素を含んだ研究を行う。IISはまた、学際的な活動や、たとえばディジタル・ライブラリ・イニシアチブ、STIMULATE(Speech, Text, Image, and Multimedia Advanced Technology Effort)のような、エージェンシーにまたがる活動もサポートする。

3)実験的・統合的活動部門

（EIA、The Division of Experimental and Integrative Activities）

　 EIAは、CISE全ディビィジョン（division）及びNSFの全理事会（directorate）にまたがる研究を進める（promote）。その役割は、実験的なコンピュータ通信研究を進める（advance）ことである。さまざまな種々異なった才能を蓄積し、国際プロジェクトを運営し、そして、重要なCISE横断の問題を分析する。

4)先端的な計算インフラストラクチャ及び研究部門

（ACIR、The Division of Advanced Computational Infrastructure and Research）

　ACIRは、情報技術研究を指揮し、PACI（Partnerships for Advanced Computational Infrastructure）を通して、米国の科学コミュニティに対してハイエンド・コンピューティングを提供する。

5)先端的なネットワーク・インフラストラクチャ及び研究部門 （ANIR、The Division of Advanced Networking Infrastructure and Research）

　ANIRは、ネットワーク研究（Networking Research）及び、ネットワーク研究における特別プロジェクト（Special Projects in Networking Research）の２つのプログラムを監督する。これらは、GII（global information infrastructure）に関する基礎研究をサポートする。また、先端ネットワーク・インフラストラクチャ・プログラムは、実験的な先端ネットワークを開発し、研究・教育の幅広いサポートに、それらの使用を可能にする。

　これらの部門が、それぞれ表2.4-1に示すプログラムを担当している。多くのプログラムは、CISEが現在の５部門の構成に編成された時点で既に担当部門(division)に割り振られている[1]。担当部門の欄に★印がついているのは、その後に追加された比較的新しいプログラムである。
　また、多くの専門分野にまたがる学際的テーマに対しては、NSF全体レベルのプログラム（Crosscutting Program、クロスカッティング・プログラム）が実施される。人間中心システムにも関係の深いクロスカッティング・プログラムとしては、以下の２つがある。

1. ITR（Information Technology Research）
2. KDI（Knowledge and Distributed Intelligence）

人間中心システム（HuCS）を担当するIIS部門に属するプログラムは、2000年３月現在では以下の６個となっている。

1. Computation and Social Systems（CSS、コンピューテーションと社会システム）
2. Human Computer Interaction（HCI、ヒューマン−コンピュータ・インタラクション）
3. Information and Data Management（IDM、情報とデータの管理）
4. Knowledge and Cognitive Systems（KCS、知識と認知システム）
5. Robotics and Human Augmentation（RHA、ロボティクスと人間能力増大）
6. Special Projects (IIS)（IIS特別プロジェクト（具体的にはDigital Library Initiative関係））

　IIS部門では、これにクロスカッティングのITRプログラムを含めた7つのプログラムのそれぞれに対して、一人のプログラム・マネージャ（あるいはプログラム・ディレクタ）が担当しており、現在、7人のプログラム・マネージャ（プログラム・ディレクタ）がいる。
　Blue Book 2000でテーマ名として取り上げられているKDI、STIMULATE、ユニバーサル・アクセスといった助成プログラムは、特定のミッションを持って、より内容を明確に規定したものであり、表には名前が現れないが、例えばSTIMULATEはHuman Computer Interactionプログラムとして進められ、ユニバーサル・アクセスは、Human-Computer Interaction（HCI）プログラムと Knowledge and Cognitive Systems（KCS）プログラムの合同により行われている。

　以下の章では、具体的に個別のNSF研究テーマの内容について説明する。

参考

[1] NSFのDirectorate of CASEの組織構成再編時の"Dear Collection"文書

http://www.interact.nsf.gov/cise/html.nsf/Pages/10746C57A55BC0328525667F005859A1
（注意：作成日は不明だが、更新日がつい最近になっている。理由は不明。）

[2] NSFのCISE部門のプログラム

http://www.interact.nsf.gov/cise/descriptions.nsf/description？openView＆Count=500

[3] NSFのクロスカッティング・プログラム

http://www.nsf.gov/home/crssprgm/

[4] NSFのCISEの組織

http://128.150.4.105/orange.cfm？key=49

2.4.2　KDI（Knowledge ＆ Distributed Intelligence）とKN（Knowledge Networking）

（１）知識と分散知性（KDI、Knowledge ＆ Distributed Intelligence）

　コンピュータ・パワーとインターネット接続性の進歩は、発見、学習、およびコミュニケーションの過程を変容させ、人々と組織の関係を再構成しつつある。これらの進歩は、膨大な量の知識と情報への迅速で効率的なアクセスを提供することによって、より複雑なシステムを広く研究して学習と知性の理解を増大させることが可能となる空前の機会を作り出している。KDIプログラムは、この機会の利用を促し技術的革新と社会への技術適用を加速することを目的としている。
　KDIは、多くの専門分野にまたがるNSFの財団全体のプログラム（Crosscutting Program）である。KDIプログラム全体では、1998年に40件、1999年に31件のプロジェクトが採択されている。（KDIホームページのプロジェクト・リストより。）

補足：1999年２月のPITAC（大統領情報技術諮問委員会）レポート「Information Technology Research： Investing in Our

Future」に以下のような記述があり、助成プログラムの公募における倍率が非常に高いことがわかる。「たとえば、NSFが支援しているKDIの公募では、わずか75件のプロジェクトしか助成が認められないことが発表されていても、高い関心を示す問い合わせが1100件を超え、850件を超える提案の応募があった。」

　KDI研究により次のような点が期待されている。

• 深遠な科学的発見
• 科学における生産性、結果のタイムリーさ、および品質の向上
• より大きな複雑さ・規模・構造の問題を扱う能力の増大
• 新しい発見を行うための新たな科学・技術コミュニティの生成
• より豊富な学習ツール・技術・環境の開発、および、これらのリソースとツールへのより一般的アクセス（universal access、誰でもアクセス可能にする為の技術）の開発による科学技術教育の向上
• 学習のプロセスと結果についての理解の向上
• 自然のシステムや人工システムにおける分散知性の基本的プロセスのより完全な理解
• 情報を収集しアクセスする増強された能力の法的・倫理的・社会的な意味の理解
• 新たな理解と技術革新を社会に伝える能力の向上
• 膨大な蓄積データを利用するための、統計によるデータ逓減、データ視覚化、データマイニング、および検索向けデータ組織化などの進歩
• 現実世界におけるいろいろなタイプの不確実性を表現・計算・評価する手法の改善

　1999年度のKDIは、

• 知識ネットワーク(Knowledge Networking(KN))、
• 学習と知性システム(Learning & Intelligent Systems(LIS))、および
• 新しいコンピューティングの挑戦(New Computational Challenges(NCC))

の３つに焦点を当てており、HuCS の研究開発は主としてKNに関して行われた。LISは、HCPPの「ETHR」に、NCCは同じく「HECC」に対応する。

（２）知識ネットワーク(KN、Knowledge Networking)

KNの活動の目標は、

1. 分散システムの中で知識が生成されて、対話が行われ、評価され、価値を得るまでの基本的な過程を理解すること、及び
2. 知識の生成と利用、協調計算、および遠隔通信の、技術的・社会的・教育的・経済的な性能を向上させること、

にある。
　KNは、次世代の通信ネットワーク、関連情報リポジトリ、協調作業技術、および、新しくてより安全な方法で知識を収集・生成・分配・使用・評価するための知識管理技術を開発し利用するために、多くの専門分野からなる研究をサポートしている。その活動には、知識ネットワークにおける人間、行動、社会、倫理の面に関する研究が含まれている。
　KDIの助成プロジェクトは一括して扱われており、その中から人間中心システム（HuCS）を扱うIIS部門担当のものを抽出してみると、1998年度に６件、1999年度に４件採択されており、それぞれ2001年半ばから2002年半ば頃に終了する予定である。

参考

[1] KDIホームページ：KNOWLEDGE AND DISTRIBUTED INTELLIGENCE (KDI)．

http://www.ehr.nsf.gov/kdi/

[2] NSF PROSPECTUS "KNOWLEDGE AND DISTRIBUTED INTELLIGENCE (KDI)"

http://www.scd.ucar.edu/info/KDI/KDIprospectus.html

[3] KDI - Workshop On Distributed Heterogeneous Knowledge Networks

http://www.scd.ucar.edu/info/KDI/

[4] KDI - Workshop On Knowledge Networking Processes

http://www.lrsm.upenn.edu/lrsm/KNP.html

[5] KN - Workshop On HUMAN DIMENSION of KNOWLEDGE NETWORKING

http://alexandria.sdc.ucsb.edu/workshops/NSF/

[6] Knowledge Networking（Abstract）

http://www.scd.ucar.edu/info/FORMS/KNP1-6.html

2.4.3　STIMULATE（Speech, Text, Image, and Multimedia Advanced Technology Effort）

　STIMULATEは、人間とコンピュータとの対話を改善しようとするマルチエージェンシー（NSF、DARPA、NSA）の活動である。ジェスチャ、表情、筆跡、イメージ、ビデオなどの多様な言語や様式を使用して、新たな革新的なコンピュータ・インターフェイスを開発することに焦点を置いている。STIMULATEは、身体に障害を持つ人、文盲の人、そして、その他のコンピュータ・キーボードを使えないような人達はもとより、非常に大量のデータを処理しなければならない人なら誰に対しても、非常に大きなインパクトを与える潜在力を持っている。
　STIMULATEは、15の助成プロジェクトが採択され1997年３月より開始している。ほとんどのプロジェクトが、今丁度、終了の時期に来ているが、一部を除いてContinuing Grantとなっており、継続して助成が行われる可能性もある。

助成プロジェクトのテーマ例：

• テレビ、ラジオ、及び新聞解説のためのフィルター。これは、ユーザに迅速に概要を提供する。
• 機械翻訳プログラム
• 「ヒューマノイド」コンピュータ。これは顔の表情やジェスチャー、音声のイントネーションも含めて、ヒューマン・コミュニケーションを理解するだろう。
• その他に、音声認識、手書き文字認識、及び、ビデオの索引付けと検索などがある。

参考

[1] NSF News "Can Computers Communicate Like People Do?"

http://www.nsf.gov/od/lpa/news/press/pr9714.htm#attachment

2.4.4　ディジタルライブラリ・イニシアティブ・フェーズ２ （DLI2 or DLI Phase2：Digital Libraries Initiative, Phase 2）

　連邦政府によってサポートされたディジタルライブラリ研究（DLI Phase1、1995〜1998）の成功に基づき、ディジタル革命の進展を支援する目的で、DLI Phase２が展開されている。
　DLIは、Phase１、Phase２ともにマルチエージェンシー・プログラムとして実施され、NSFではIIS部門（The Division of Information and Intelligent Systems）のSpecial Project(IIS)プログラムとして扱われている。

A. DLI Phase1

　1995年（会計年度）に始められた最初のディジタルライブラリ・イニシアティブは、4年間のプログラムであり1998年に終了した（Phase1）。その目標は、いろいろな電子化フォームに蓄えられたさまざまなタイプの情報とコンテンツを含むグローバルに分散された知識資源を収集、格納、整理、使用する方法を進歩させることであった。 これは、NSF、DARPA、NASAの共同助成により、６つの大学のプロジェクトが実施された。各プロジェクトが異なった分野を指向し、プロジェクト間交流や、テストベッドによるコンテンツや技術の評価も行われ、一つの新しいDLシステムが作り上げられたというものではないが、コンテンツ、情報技術、利用者（および利用環境、制度）の総合的な面からの研究の必要性に関する広い理解を得られ、非常に肯定的に評価された。
　いろいろな分野（コンピュータ、通信、出版）の企業が関心を示して協力し、結果的には政府からの助成と企業支援の割合が50：50にもなっている（例えば、Stanford大学では、15企業より支援を受けた）。また、その成果から、直接または間接的に様々な検索エンジン関連企業が起業し、産業活性化の意味でも非常な成功を収めたといえる。

B. DLI Phase2

B.1 助成機関と協力機関

　現在、フェーズ２では助成機関も増え、さらに国立公文書・記録管理局（NARA）、スミソニアン協会（SI）、美術館・図書館業務研究所（IMLS）等の協力も得て、マルチエージェンシーのプログラムとして活動が行われている。

● 助成機関（と対応プログラム、又は対応部門）

1) NSF （National Science Foundation、全米科学財団）　　　　　　　　　　　　　　　　　　 http://www.nsf.gov/

Digital Libraries Initiative（Special Project(IIS)）

http://www.interact.nsf.gov/cise/descriptions.nsf/30ff6e7ea7d05a0d85256659004c0237/60968e12ff1f03d6852565d90059a9b0?OpenDocume

2) DARPA（Defense Advanced Research Projects Agency、国防高等研究計画局）　　http://www.darpa.mil/

Information Technology Office　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　http://www.darpa.mil/ito/

3) NLM （National Library of Medicine、国立医学図書館）　　　　　　　　　　　　　　　　　 http://www.nlm.nih.gov/

Extramural Programs　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 http://www.nlm.nih.gov/ep/

4) LOC （Library of Congress、議会図書館）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 http://www.loc.gov/

Digital Library Initiatives　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　http://lcweb2.loc.gov /ammem/dli2/

5) NEH （National Endowment for the Humanities、人文基金）　　　　　　　　　　　 　　　 http://www.neh.gov/

Digital Library Initiative　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　http://www.neh.gov/html/guidelin/dli2.html

6) NASA（National Aeronautics & Space Administration、米国航空宇宙局）　　 　　　　http://www.nasa.gov/

7) FBI （Federal Bureau of Investigation）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　http://www.fbi.gov/

● 協力機関

1. NARA（National Archives and Records Administration、国立公文書・記録管理局） http://www.nara.gov/
2. SI（Smithsonian Institution 、スミソニアン協会） http://www.si.edu/
3. IMLS（Institute of Museum and Library Services、美術館・図書館業務研究所） http://www.imls.fed.us/

B.2　目的と概要（Overview）

　DLI Phase2は、次世代のディジタルライブラリ開発のための基礎研究における指導的地位の確立を目指すものである。グローバルに分散したネットワーク化された情報源の利用と利便性を向上させ、既存及び新規のコミュニティーの、革新的なアプリケーション領域への進出・活動を活発化させることを目的としている。
　ディジタルライブラリは知的なインフラを提供するので、このイニシアチブでは、教育、エンジニアリングと設計、地球科学と宇宙科学、生物科学、地理学、経済学、そして芸術と人文科学のような領域において、次世代の実用的なシステムを創造するために必要な協力関係の締結促進にも目を向けている。
　この計画は、情報の生成、アクセス、利用から蓄積、保存に至るまでのディジタルライブラリの全ライフサイクルを対象とする。例えば、研究、教育、商取引、防衛、保健サービスやレクリェーションといったような人間の活動領域において、新しいディジタルライブラリの能力が持つ、長期的視点での、社会的、行動学的および経済的な意味と効果をよりよく理解するための研究は、このイニシアチブの重要な部分の一つである。

B.3　中心となる分野（Focus areas）

　DLでは次の分野に重点を置いている。

• 人間中心の研究
• コンテンツとコレクションに基づく研究
• システム中心の研究

研究課題としては、以下のようなものが、現在のDLプロジェクトに含まれている。

• 知的ユーザインタフェース ・共同作業技術とツール
• さまざまな情報の発見、探査、検索、操作、および表現能力に導く手法、アルゴリズム、およびソフトウェア
• 効率的なデータの獲得、表現、保存、および蓄積
• メタデータ ・コンテンツとコレクションの相互運用性(interoperability)
• ディジタル・コレクションの作成と利用に関連する社会的、経済的、法的問題を解決する技術、手法、および処理方法 ・インテリジェント・エージェント
• 最先端のマルチメディア情報獲得、表現、およびディジタル化の方法
• 複雑な情報のアクセス、解析、および共同作業のサポートが可能な新しい情報化環境のためのオープンなネットワーク化されたアーキテクチャ

B.4　NSFのSpecial Project（IIS）プログラムのAwards概要分析

　DLIはNSFではIIS部門の担当するSpecial Project（IIS）として実施されているので、具体的にどのようなプロジェクトが行われているかを網羅的に調べるために、NSFのAwardプロジェクト・データベース（NSFのAward Abstract検索画面）から該当する助成の内訳を分析してみた。その結果、助成対象は表2.4-5に示したDLI１のプロジェクトに加え、おおよそ以下のように分類された。

1. 一般のDLI2研究開発助成プロジェクト
2. 大学生教育関連（Undergraduate Emphasis）のDLI2助成プロジェクト
3. DLI2エージェンシー間共同プロジェクト （助成タイプがInteragency Agreementのもの。１プロジェクトのみ。）
4. 国際ディジタルライブラリ（DL）共同研究プログラムの助成プロジェクト（後述）
5. DL助成プロジェクト公募関連のNSF業務外注（と思われる） DLI2及び国際DLの助成プロジェクト公募に対するプロポーザルの処理とデータエントリの外部発注（助成タイプ：BOA／Task Order）
6. ワークショップ、コンファレンス、ミーティングへの助成

　これらについて、以降の節で順次説明する。

B.4.1　一般のDLI2助成プロジェクト（Undergraduate Emphasis以外）

　表2.4-6の001〜021のプロジェクトは、DLI2ホームぺージ[1]にある「DLI2 Funded Projects」一覧にあるプロジェクトと一致する。さらに022も、内容からこの分類に入ると判断される。表内の順番は、001〜021までをDLI2 Funded Projectsの一覧に合わせてある（大学名のアルファベット順）。

これらの内、以下のものが、Blue Book 2000に紹介されている。

●NSF Award Number：9817492（表2.4-6　No.014）
　情報空間の足跡追跡：専門の問題解決者のドキュメント選択をてこ入れする

　Oregon Graduate Institute of Science and Technologyでは、問題解決者が大規模で複雑な情報空間の中で、冗長な情報や無関係な情報に心をなやますことなく、必要な情報を見つけ出すことの支援に取り組んでいる。この研究は、ヘルスケアに焦点を当てたものである。患者の医療記録は、長期間にわたって、異なる目的のために多数のヘルスケア専門家によって作られており、一般的には、大きく複雑で地理的に分散されたドキュメントの集まりである。このアプローチでは、専門家が問題を解決したり、その情報を別の人のために利用する場合に、専門家が使用した情報を捕捉して追跡する。この研究は、情報を探す内科医の振る舞いに注目する医者と、規則正しく構成された情報を抽出・利用するコンピュータ科学者からなる、複数の専門分野にまたがるチームによって行われている。

●NSF Award Number：9817511（表2.4-6　No.18）
　信頼できるイメージの普及(TID：Trusted Image Dissemination)
（注：Award Titleは、"Image Filtering for Secure Distribution of Medical Information"）

　最近のコンピューティングは、イメージ情報の利用を非常に容易にしたので、テキストだけでなくイメージをフィルタリングすることも不可欠になってきている。セキュリティやプライバシーの保護をマルチメディア・データベースにまで広げることを可能にするために、スタンフォード大学では、マルチメディア・ドキュメントのコンテンツをチェックする従来の方法を補うイメージ・フィルタリング機能を提供するTID技術を研究している。TIDは、患者の電子記録に含まれるイメージ内の情報を制限あるいは選別して、セキュリティやプライバシの侵害を避けるために使用される予定である。TID研究の作業は、以下のことに焦点を置いている。

• 医学イメージ・データベースを検索するための既存のウェーブレット・ベースのアルゴリズムのさらなる開発、および、マルチメディア医学データベースからディジタル・イメージと関連テキスト情報を検索するための技術の開発。
• 検索したイメージからのテキスト情報抽出。
• ディジタル医学イメージを自動的に編集するための技術開発、および、同一と見なされる情報を省略するためにイメージを手動で編集するためのツールの採用や開発。
• 医学イメージのプライバシーを保護するための規則を定義し、セキュリティ・メディエータに実装すること。
• セキュリティ・メディエータにWeb顧客用インターフェイスを開発すること。

●NSF Award Number：9874759 （表2.4-6　No.021）
　ワールド ワイドWeb(World Wide Web)用の自動参照の図書館司書機能

　ワシントン大学では、人々がWebから高品質の情報を効率的に検索するのを助けるために、より強力な自動参照ツールを開発している。その主要な目標は、複雑な話題については限られた理解だけしか想定しないが、情報をどこからどうやって見つければよいかについての洗練された理解に基づく「参照インテリジェンス」を有するソフトウェア・エージェントを創り出すことにある。この参照インテリジェンスは、図書館司書の人間による参照をエミュレートする。（人間の）図書館司書は、通常、問い合わせられた話題（例えば、計算流体力学）の専門家ではないが、その（流体力学の国際ジャーナルのような）話題についての関連リソースを識別することにおいては専門家である。

B.4.2　大学生教育関連（Undergraduate Emphasis）DLI2助成プロジェクト

　DLI2ホームぺージ[1]の「DLI2 Funded Projects」一覧が、一般プロジェクトと大学生教育関連（Undergraduate Emphasis）プロジェクトを区別しているので、それにならって、ここでも両者を区別した。表2.4-7の1〜6のプロジェクトは、DLI2ホームぺージのUndergraduate Emphasisのプロジェクトと一致する。さらに7も、内容からこの分類に入ると判断される。

B.4.3　DLI2エージェンシー間共同プロジェクト

　上記のプロジェクト群の他に、助成タイプが、「Interagency Agreement」のものが、１プロジェクトのみ存在した（表2.4-8）。

　このプロジェクトは、HPCC Blue book 2000にある以下の説明に対応する。

●医学情報科学（Medical Informatics）

　2000年度に、NLMは、医学情報科学（Medical Informatics）におけるDL研究に助成を行うが、これには、ヘルスケア消費者に役立つプロジェクトが含まれている。統一医学用語システム（UMLS：Unified Medical Language System）の知識ソースとビジブル・ヒューマン(Visible Human)データセットは、DLI Phase2プロジェクトにおける利用とテストのために、NLMによって利用可能にされる。 「統一医学用語システム」、「ビジブル・ヒューマン・データセット」については、2.5章「他省庁関連のHuCS研究開発」で説明する。

B.4.4　国際ディジタルライブラリ（DL）共同研究プログラムの助成プロジェクト

　重複する作業を避け、断片化されたディジタル・システムの開発を防ぎ、世界中の科学的な知識と学術的なデータの生産的な交流を奨励するために、NSFは、1999年度から、国際ディジタルライブラリ共同研究（International Digital Libraries Collaborative Research）プログラムの支援を行っている。このプログラムは、複数の言語・様式・メディアおよび複数の社会的・組織的コンテキストで利用できる情報システムの作成への貢献が期待される。
　このプログラムの目標は、場所や言語、形式の違いに無関係に、ユーザが容易にディジタル・コレクションにアクセスできるようにすること、及び、研究、教育、商業における幅広い利用を可能にすることである。
　グローバルな情報環境には、次のような研究が必要である。

• 分散し個別に管理されているデータベース間で、以下の目的の長期的な相互運用性を保証する手法と標準：
  • 多種の情報の先端的な検索、
  • 世界規模の自己組織化データベースとデータマイニング、
  • ドメイン固有のコンテンツの組織化と保存。
• 本質的に地域的な情報の、リンクされた互換性のあるデータベースの開発。 そのようなものとしては、地理情報、植物情報、農業情報、人口統計情報、および経済データなどのデータベースがあげられる。
• 世界市場での知的財産保護のための技術。

　米国と他国との研究者間・研究組織間の長期的な持続した関係を育てるために、NSFは、複数国、複数チームによるプロジェクトへの米国参加に資金援助を行う。 　研究領域としては、次のものが含まれる。

• 多言語情報システム、多言語間情報検索システム、言語翻訳、および言語教育ソフトウェア。
• 音、データ、イメージ、マルチメディア、ソフトウェア、およびその他の形式のコンテンツを含む、多国籍のディジタルライブラリ。
• 極端に大きな世界規模のコレクションのための相互運用性とスケーラビリティ技術。
• メタデータ(データに関するデータ)技術とツール。
• 場所（ロケーション）に大きく関連する情報システム（地球空間に関する、環境の、生物学的な、歴史に関する、および、その他の情報システム）。
• ディジタル学術情報の保存と蓄積。これは、長期的な情報資産の管理のための技術と手順を含む。
• ディジタルライブラリの社会的局面と、異文化間にまたがるコンテクストの研究。
• 教育技術における全てのレベルでのディジタルライブラリ利用。
• 経済と著作権の問題。これには、認証、支払い、権利形式、信用、および公正な利用の問題も含まれる。
• 電子出版と学術的コミュニケーションの技術。これには、共同研究所、オンライン・リポジトリ、および、科学的知識の配布のための新方式も含まれる。

B.4.5　DL助成プロジェクト公募関連のNSF業務外注

　これは、NSF側のDLI2の1999年度、2000年度のプロジェクト提案公募、及び、インターナショナル・ディジタルライブラリ共同研究イニシアチブのためのプロジェクト提案公募に際しての、プロポーザル処理とデータエントリ支援を、外部に発注した費用に関するものと思われる。
　Award Abstractにも、タイトルと同程度の情報しか記述されていない。

B.4.6　ワークショップ、コンファレンス、ミーティングへの助成（表2.4-11）

　これはワークショップ、コンファレンス、ミーティングに関する費用の助成である。

参考

[1] DLI Phase2ホームページ：http://www.dli2.nsf.gov/
[2] DLI Phase1ホームページ：http://www.dli2.nsf.gov/dlione/

2.4.5　バーチャル・ロサンゼルス

（１）バーチャル・ロサンゼルス（Virtual Los Angeles）

- 大規模な都市環境に対するリアルタイムの視覚化システム

　NSFの助成を受けたUCLAの都市シミュレーション・チームの研究者達は、「バーチャル・ロサンゼルス」を開発してきた。これは、長期にわたる都市シミュレーション・プロジェクトで、カスタム・シミュレーション・ソフトウェアとリアルタイム・データベース技術とを、効率的なモデル化手法と組み合わせたものである。
　シミュレーションは、街路レベルの画像と3次元構造、都市工学の地図、内部的に生成した草木ライブラリ、およびいろいろなサイト訪問と、ロサンゼルスの空中写真からなっている。壁の落書きや窓のサインのレベルまで正確で、「バーチャル・ロサンゼルス」は、きわめて濃密な都市環境のリアリスティックな3次元視覚モデルである。データは、4,000平方マイル以上がカバーされている。ユーザーは、バーチャル都市の中を飛んだり歩いたりすることができ、木や街のサインやそのほかビジュアルな目印も全部揃っている。
　NSFの支援するこのUCLAのプロジェクトの目標は、土木工学、都市デザイン、および都市計画の問題解決を支援することにある。「バーチャル・ロサンゼルス」のデータベースは、長期にわたるプロジェクトで、実世界の土木工学、都市デザイン、および都市計画などの多くの問題の対応に役立てるために使用できる。このプロジェクトには、ロサンゼルス地区全体のリアルタイムのバーチャル・モデルを表示する「バーチャルワールド・データサーバ(Virtual World Data Server)」の開発が残されている。研究者は、3次元の車内ナビゲーション・システム、ヘリコプターの飛行訓練システム、その他の輸送および交通の管理ツールを含むアプリケーションにも取り組んでいる。ロサンゼルスの消防局やその他の緊急対策チームは、緊急対応の目的にこれらのツールを利用するであろう。たとえば、隣接しているビルが利用可能な救出設備が届く高さよりも高いか低いかを調べることもできる。

（２）バーチャルワールド・データサーバ（Virtual World Data Server）

　「Virtual World Data Server」プロジェクトは、NSFのIIS部門の「INFORMATION & DATA MANAGEMENT」プログラムにより助成されている（表2.4-12）。

　「Virtual World Data Server」は、巨大仮想環境のシミュレーションに使うことを目的としたマルチユーザ・分散・リアルタイムのデータサーバである。このシステムの最重要部分はリアルタイム・ストレージサーバ（RTSS、Real-Time Storage Server）である。RTSSは、空間的に分散した膨大な量のヘテロジニアスなデータ（１テラバイト超）を効率的に格納・検索できるように設計されている。RTSSは、高速ATM（high speed asynchronous transfer mode）接続を通して複数の対話型リアルタイム・シミュレーションと通信する。それは、現在のビューイング位置がどこで、ビューアーがどちらを向いているかを決定するために、各アクティブなシミュレーションとの間に双方向リンクを確立する。RTSSは、どの３次元情報が必要かの決定を行い、その情報をディスクから最適化されたやりかたで検索し、それをそのシミュレーションにジャスト・イン・タイムで配給する。
　RTSSは、先端的な３次元ビジュアル・シミュレーション・システムによって補完される。
　これらの２つのシステムが一緒になって、都市計画、医学、緊急応答、物理学、建築学、及び都市デザインなどを含む（が、これらに限定されない）さまざまな要求のきついアプリケーションをサポートすることができる。
　このシステムは、都市が計画され、科学や医学の実験が可視化される方法を、劇的に改善することを約束する。それは、コミュニティのメンバーや、興味を持った市民が、政策や計画における決定のインパクトを理解し評価することを可能にし、科学者が、今日可能なよりも100倍以上大きなデータセットの可視化を可能にする能力を提供する。

（３）バーチャルワールド・データサーバのサブ・プロジェクトの構成

　Virtual World Data Serverプロジェクトは、以下のサブ・プロジェクトで構成されている。

●サーバ：

1. RIOストレージ・システム（The RIO Storage System）
2. ラスター型RIOサーバ（The Clustered RIO Server）
3. ３次元マルチメディア・ストレージサーバのためのネットワーク・トラフィック解析とモデリング（Network Traffic Analysis, Prediction and Modeling for ３D Multimedia Storage Server）
4. マルチメディア・ストレージサーバのための階層的なQoSとスケジューリング （Hierarchical Quality of Service and Scheduling for Multimedia Storage Server）
5. 写真のように現実感のある３次元対話型ビジュアルシミュレーションモデルのためのリアルタイム伝送システム（A Real-Time Transmission System for Photo-realistic 3D Interactive Visual Simulation Models）

●クライアント・アプリケーション：

1. 大規模都市環境のためのリアルタイム・ビジュアライゼーション（可視化）システム（A Real-Time Visualization System for Large Scale Urban Environments）
2. 医学のバーチャルリアリティ・システムにおける大規模で時間に依存して流れるデータセットの科学的ビジュアライゼーション（可視化）（Scientific Visualization of Large Time-Dependent Flow Datasets in Medical VR System）
3. リアルタイムの物理学データのビジュアライゼーション（可視化）システム（Real-Time Physics Data Visualization System）

参考

[1] NSF News 「NSF Grant Brings "Virtual Worlds" to Life」

http://www.nsf.gov/od/lpa/news/press/99/pr9938.htm

注意：
上記のホームページからは、「For more information, see: http://mml.cs.ucla.edu/」とリンクが張られている。しかし、このリンク先は2000年３月末の時点までは、UCLAの「The Virtual World Data Server」プロジェクトのホームページであったが、それ以降、「UCLA Data Mining Laboratory」のホームページに変わっている。 以前のホームページからは、DEMO（movies）へのリンクがあり、動画のデモを見ることができたが、そのページは現時点ではまだ存在する。
（http://www.aud.ucla.edu/movies/jepson/）

2.4.6　ロボットによる外科手術（Robotic Surgery）

（１）Robotic Surgery

　NFSの支援により、Johns Hopkins大学ではコンピュータ統合手術(CIS、Computer-Integrated Surgery)という、急速に拡大しつつある分野に焦点を当てた研究を行っている。ここでは、計算機と工学技術の進歩が、伝統的な外科手術の限界を克服するのを助けている。CISシステムはより正確にかつより影響範囲を小さく外科手術を計画・実行できるように外科医の能力を拡大することによって、外科手術の費用の軽減という大きな国民ニーズに対応するとともに、臨床結果の改善、及び効率的ヘルスケア提供の改善を行う。
　1998年11月号の"Scientific American"は、次のように述べている。「病院の技術における次の変化は、数年以内にテレビ ドラマをあまりおもしろくないものにするかもしれませんが、しかし、手術室を、患者にとってより健康的な場所になるのを助けるはずです。手術台の周りに集められた緊張している人々に代わって、静かなロボットが１インチに満たない長さの切り口を通して、切開や縫合をしているかもしれません。手術をしている外科医は、患者の実際のイメージを問題の正確な位置を示す最新の診断イメージと結合するバーチャル・リアリティ・ヘッドセットを通して、体の深部を見つめながら、コンソールの所に座っているでしょう。外科医は、切開する前に、サイバー空間で手術の予行演習さえも、しているかもしれません。外科ツールを制御するマニピュレータは、最も小さな、最も正確な動きが可能となるでしょう。ですから、外科医の手がどんなに震えても大丈夫です。」

（２）Johns Hopkins大学のコンピュータ総合外科手術のためのエンジニアリング研究センター

（Engineering Research Center for Computer-Integrated Surgical Systems and Technology (CISST) at Johns Hopkins University）

　ロボット外科手術の進歩を促すために、NSFは、コンピュータ統合外科手術のシステムと技術（Computer-Integrated Surgery Systems and Technologies）の新しいエンジニアリング研究センター（Engineering Research Center）を設立した。この共同プロジェクトはJohns Hopkins大学が主導し、Johns Hopkins School of Medicine、 Johns Hopkins Applied Physics Laboratory、 MIT Project on Image Guided Surgery、Surgical Planning Group at Harvard University Brigham and Women Hospital、およびカーネギーメロン大学（Carnegie Mellon University）とその系列のShadyside Hospitalが関与している。センターは、コンピュータ科学とロボットの専門家、電気、機械、生体臨床医学の技術者、および、放射線学、神経外科、泌尿器科、整形外科、および眼科などの分野を専門とする医師を集めている。
　CISSTは、新世代のコンピュータ統合外科手術システムを開発し、医者が正確な外科手術を行うのを助けるシステムと装置を作る為に、先端的なイメージ処理、ロボティクス、コンピュータ及び生体臨床医学のエンジニアリング技術を活用する。
　このプログラムに協力している病院は、CISSTに、臨床環境とコンピュータ支援外科手術システムの洗練化のための実際的な専門知識を提供する。目標は、患者の看護を改善する一方で、ヘルスケア費用を低減することである。このセンターは、エンジニアリングの学生と医学生の両方の教育にインパクトを与えるであろう。
　NSFの助成を受けた研究プロジェクトには以下のものが含まれる。

◇John Hopkins大学：

• 神経外科手術や微小部の手術用のロボットの安定したハンド補助、
• 腹腔鏡による外科手術時の支持・監視のためのロボット・カメラと器具、
• 極小範囲を攻めるガン治療のためのpattern placement therapyの処置計画と自動化、
• hip replacement surgeryのための次世代RoboDocシステム用のイメージ処理技術、
• 腎臓手術のための経皮針の挿入（percutaneous needle insertion）の自動化、
• 整形外科と頭蓋顔面処置のためのモデル化と機器トラッキング。

◇MIT：

• 患者の体内の解剖学的モデル化のための医用スキャンの利用。

◇カーネギーメロン大学：

• hip implantのソケット部のより正確な計画
• 位置決めを助けるHipNavのコンピュータ
• ベースの外科手術支援。

　この研究の目標は、以下のような目的の一連のシステムを開発することである。

• 体内の非常に小さな構造を大きく切開することなしに手術できるように人間の能力を拡大する、
• 外科医の監視の下で、「ロボット実習医」として外科手術の決まりきった定型的流れの作業を補助する、
• 手術前の患者固有のデータに基づいて、外科医が手術計画を予行演習し最適化するのを助ける、
• 外科医が遠隔地で行われる処置手順を支援することを可能にする。

（３）補足：エンジニアリング研究センター（Engineering Research Center）について

　1999年度にNSFは、Georgia, Hawaii, Maryland, South Carolina、Virginiaの５つの新しいエンジニアリング研究センター（ERC）の設立に$10Mを投資した。５つの新センターは、細胞組織工学（tissue engineering）、コンピュータ支援外科手術、工業材料のコンピュータ・モデリングと可視化、パワー・エレクトロニクス、海洋生物生産物（marine bioproducts）などの分野を開拓する。
　NSFのエンジニアリング・アシスタント・ディレクターEugene Wong氏は次のように述べている。「研究は知識を拡大するので、工学・科学の古典的な分野間の知覚される境界は、不明瞭になりはじめている。ERC（エンジニアリング・リサーチ・センター）は、エンジニアリング技術のフロンティアを拡大するだけでなく、それらは、次世代のエンジニアリングのリーダーを準備するものである。」
　５つの新しい各センターは、産業界、州政府、及びパートナーの大学からの支援を受け、NSFからは初年度、$2Mを受け取る。NSFは５年間センターを支援し、その後はサポート契約（support agreement）の更新が必要となる。NSFは1985年以来、全国的に34のERCを設立してきた。
　NSFは、研究とエンジニアリングにおいて政府、産業界、及び大学の間のパートナーシップを育てる為に、ERCプログラムを作った。これらのパートナーシップの目的は、世界経済における米国産業の地位を強化することである。ERCパートナーシップは、勃興しつつある技術の進展を阻みかねない重要な研究課題の解決に有効に働く。ERCは先端技術の開発を行うので、リーダーシップとチームを起こすスキルにおいて実際的な経験を有する次世代のエンジニアの準備も行うことになる。

参考

[1] NSF News "NSF Invests $10 Million in New Engineering Research Centers"

http://www.nsf.gov/od/lpa/news/press/pr9873.htm

2.4.7　ユニバーサル・アクセス

（Universal Access：すべての人々によるアクセス）

　1999年度にNSFは、個人が効率的で分かりやすい方法で情報を発見、処理、使用するのを支援する目的で、多年度にわたるUniversal Accessの研究を開始した。これは、IIS部門のHuman-Computer Interaction（HCI）プログラムとKnowledge and Cognitive Systems（KCS）プログラムの合同で指揮される。
　このuniversal accessに焦点を置いたHCI/KCS研究の主要な目的は、身体上の障害を持った人達に、第一級の市民として、現出しつつある情報社会に参加することを可能にする能力を与えることにある。しかしそれ以上にこの研究の焦点は、コンピュータ技術を発展させて、国民が多様式の（マルチモーダルな）情報の共有を通して、自然に苦痛なくコミュニケート出来るようにすることにある。しっかりと固く結ばれた「国家家族」のメンバーとして、彼らの生活をより豊かにかつ生産的にするために、全ての国民がコンピューティングのパワーを充分に使いこなすために必要な技術を保持することができるようになることで、国民全体に利益を与えることができる。
　これらの目標を達成するために、NSFは次のような新しいモデルとアーキテクチャを開発する。それらは、

• インターフェイスの利便性と速度を改善し、
• 互換形式（cross-modal）の入出力をサポートするためマルチメディア情報の意味（semantic）構造を定義し、
• 身体障害者の大きなコミュニティの特定の要求の解決のために特定のソリューションを提供する。

　さらに、アクセスを提供する試みの成功度を評価するために実験的な研究を行う。 研究課題には、

• 従来型デスクトップ・インターフェイスの代替案、
• 聴覚障害を持つユーザーのための、聴覚情報へのテキスト形式によるアクセス、
• 運動障害を持つユーザーのための新しい入出力技術、および
• 視覚障害を持つユーザーのためのグラフィック情報への大規模な触知アクセス

などが含まれている。

参考

[1] Universal Access に注意を喚起するレター（NSF）

http://www.interact.nsf.gov/CISE/html.nsf/html/access?OpenDocument

2.4.8　Webアクセッシビリティ・イニシアティブ

(WAI ：Web Accessibility Initiative)

　WWWコンソーシアム(W3C：The World Wide Web Consortium)は、新しいインターネット技術が物理的制約に関係なく確実にすべての個人に利用可能となるようにするために、WAIを実施することによって、世界中の組織と協力している。NSF、 教育省のNIDRR（the Department of Education's National Institute on Disability and Rehabilitation Research）、IBMとLotus Development社、Microsoft社、NCR社、および欧州委員会第13一般理事会（European Commission Directorate Generale XIII）管轄のTIDE Programmeの後援で、WAIは、Webアクセッシビリティに関する技術、ガイドライン、ツール、教育普及、および研究開発の5つの領域の作業をコーディネートしている。
　技術の領域では、WAIは、HTMLのコーディングやスタイルシート、マルチメディア、グラフィックス、移動体アクセス、およびその他のデータ・フォーマットとプロトコルなどの問題を扱っている。研究者達は、ブラウザのアクセッシビリティ・ガイドライン、オーサリング・ツールやコンテンツ・ツール、および、評価、修復、プロキシ変換等のためのツールも開発している。プログラム事務局は、WAIの技術的な活動を促進し、産業界、障害者組織、連邦政府、研究組織を含むWebアクセッシビリティへの関与者間のパートナーシップのコーディネートも行っている。

参考

[1] Web Accessibilityに関連するNSF文書

"Expert to Address Web Accessibility for Persons with Disabilities"

http://www.nsf.gov/od/lpa/news/media/ma9733.htm

"NSF Effort to Increase Access to the Web by People with Disabilities"

http://www.nsf.gov/od/lpa/news/press/pr9764.htm

[2] W3CのWAI（Web Accessibility Initiative）

http://www.w3.org/WAI/Activity.html

[3] Accessible Web Designのためのガイドラインへのリンク等

http://www.nsf.gov/oirm/web/access.htm

2.4.9　その他のテーマ（スペイン語インターフェイス）

　Blue Book 2000では、NSF関連では、さらに以下のテーマが説明されている。

● スペイン語インターフェイス

　情報化社会が出現する中で、スペイン語を話している人たちをサポートするため、Oregon Graduate InstituteのCenter for Spoken Language Understanding(CSLU)とUniversidad de las Americas Pueblaの研究者達は、(NSF、DARPA、Office of Naval Research(ONR)、Fonix社、およびインテル社(Intel)の共同出資を受けて)人間とコンピュータの対話のための話し言葉ツールキット（spoken language toolkit）のスペイン語バージョンに関して共同作業を行った。
　CSLUの音声ツールキット(CSL Speech Toolkit)は、話し言葉システムの研究、開発、および教育のための包括的なソフトウェア環境である。これは音声認識　音声合成、顔アニメーション、及び話者認識を統合しており、デスクトップや電話ベースの会話アプリケーションの素早く容易な開発を可能にするオーサリングと解析のツールを備えている。このソフトウェアは、非営利組織の研究・教育の目的では無料で利用できる。
　スペイン語のCSLU音声ツールキット(CSLU Speech Toolkit)は、スペイン語の音声認識と合成機能が取り入れられており、教授陣、スタッフ、学生がスペイン語の話し言葉システムを開発して、メキシコでコースを教える際に、音声技術のインフラ、研究、システム開発、教育における作業を加速することができる。

補足：

　これに関するNSFのAward Abstractは、表2.4-15のものが見つかるが、これは1998年９月終了となっている。

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