第I部 平成7年度調査の概要

1. 調査のテーマ、方法、調査結果の構成

1.1 調査テーマ

 本年度は、本調査の初年度であることから、米国政府機関を対象として、先端情報技術への研究投資の現状について調査することとした。

 米国政府機関としては、NSF、DOE、NASA、DARPAなどを中心に、

について調査した。

 このような平成7年度の調査方針をとった背景として、先端的情報技術の米国の動向をみると、ここ十数年の間に創出された成果は、わが国と比較して極めて充実したものであり、しかもこうした日米格差がここしばらく拡大していくという見方があり、こうした日米格差が生じる原因の一つとして、情報技術の研究開発から実用化にいたる過程において日米間で基本的な構造の相違があるためではないかという認識がある。このような観点から、まず、米国の先端情報技術の研究開発の全体像を把握することを本年度の目標とし、次年度以降に、技術内容をさらに充実していくとともに、技術の過去・現在・未来についての展開を分析、予測なども本格的に取り組むこととした。

1.2 調査方法と調査結果の構成

 米国における政府機関の先端技術開発政策に関連する政策やプロジェクトの現状把握については、米国の調査会社であるArthur D. Little(ADL)に調査委託し、米国の政府機関が米国情報産業の基盤技術開発・育成のためにどのような研究投資を行っているか、技術開発動向はどうかについて調査した。

 この調査結果は、第II部「米国政府による情報技術研究開発運営の現状と技術開発動向−ADL社調査結果−」にとりまとめた。

 このADL社への委託調査を効果的に進めるため、また技術的妥当性の検証を行うため、表Ⅰ−1に示す「米国における先端情報技術動向調査委員会」を設置し、ADLの調査内容について、検討分析をお願いした。

 この結果は、付属資料2「ADL調査結果に対する委員による分析結果」にとりまとめた。

 この調査からも明らかになったが、現在の米国の情報技術研究開発の中心的プログラムは、HPCC(High Performance Computing and Communications)であり、この計画に連邦政府の情報技術研究開発関係予算27億ドルのうちの11億ドル以上がつぎ込まれている。

 HPCC計画は、1991年から開始され、その後、拡大されHPCS、NREN、ASTA、IITA、BRHRの5つのアンブレラ・プログラムよりなる形となった。これらの中には、1993年より開始されたNational Information Infrastructure(NII)との調整もあり、科学技術的目標を持つGrand ChallengeとHPCCで開発される技術をインフラとして組み立てられる応用を指向した目標を持つNational Challengeをゴールとする研究開発が決定されている。

 このため、本調査では、HPCC計画全体の把握とその中の応用指向の研究開発であるNational Challengeの現状把握を主眼として調査を実施した。この結果は、第III部「HPCCにおけるNational Challengesの現況」にとりまとめた。

 以上の調査結果から、情報技術分野における米国連邦政府の研究開発プログラムの有用性について検討した。この検討結果は、第IV部「米国の先端的ソフトウェア研究開発における連邦政府プログラムの役割」にとりまとめた。

 付属資料1として「情報技術開発を実施している米国主要連邦機関の概要」をまとめている。

 また、ADL社への委託調査を進めるに当たっては、「米国における先端情報技術動向調査委員会」でADL社の中間報告を行い、調査の進め方等について検討した。委員会委員との議論の内容は、本調査を進めていく上での多くの示唆に富んだ重要な論点が集約されていることから、調査資料1「米国政府による情報技術研究開発運営の現状と技術開発動向−ADL社調査中間結果−」としてとりまとめた。

 また、ADL社の最終報告についても、調査資料2「米国政府による情報技術研究開発運営の現状と技術開発動向−ADL社調査最終結果−」としてとりまとめた。

調査結果の構成
・米国の先端情報技術に関する調査研究
  第I部 平成7年度調査の概要
  第II部 米国政府による情報技術研究開発運営の現状と技術開発動向
−ADL社調査結果−
  第III部 HPCCにおけるNational Challengesの現況
  第IV部 米国の先端的ソフトウェア研究開発における
連邦政府プログラムの役割
  付属資料1 情報技術開発を実施している米国主要連邦機関の概要
  付属資料2 ADL社調査結果に対する委員による分析結果
・調査資料1 米国政府による情報技術研究開発運営の現状と技術開発動向
−ADL社調査中間結果−
・調査資料2 米国政府による情報技術研究開発運営の現状と技術開発動向
−ADL社調査最終結果−

表I−1 米国における先端情報技術動向調査委員会
主   査 新田 克己 電子技術総合研究所知能情報部推論研究室長
委   員 小長谷明彦 日本電気(株)C&C研究所
コンピュータシステム研究部研究課長
委   員 久門 耕一 (株)富士通研究所 Pプロジェクト部
システム研究部主任研究員
委   員 武藤 佳恭 慶応大学環境情報学部助教授
委   員 田中 二郎 筑波大学電子・情報工学系助教授
委   員 宮崎 収兄 千葉工業大学情報工学科教授
委   員 樋口 哲也 電子技術総合研究所情報アーキテクチャ部
計算機構研究室長
委   員 平田 圭二 日本電信電話(株)基礎研究所情報科学研究部
主任研究員
オブザーバ 飯村 次郎 三菱総合研究所 経営システム研究センター
情報技術開発部情報基盤システム室 研究員
通商産業省 友定 聖二 通商産業省電子政策課

2. 調査結果の概要

2.1 米国政府による情報技術研究開発運営の現状と技術開発動向
   −ADL社調査結果−

2.1.1 米国政府による研究開発運営の現状

(1)米国政府のIT(Information Technology)研究開発支出

 米国全体の政府と民間を合わせた研究開発支出は、1,820億ドルであり、このうち700億ドルが連邦政府の研究開発支出である。
 連邦政府の研究開発支出のうち、科学技術の研究開発支出は375億ドルであり、さらにこのうちのIT(Information Technology)研究開発支出は、約27億ドルである。

 連邦政府のIT研究開発の中心的プログラムは、HPCC(High Performance Computing and Communications)であり、連邦政府のIT研究開発支出の総額、約27億ドルの約40%の11億ドルがHPCCに支出されている。

 HPCCとして指定されている研究は12の省庁下での研究開発にわたっているが、その大部分の82%を占めるのが次の4省庁である。

  • DARPA(Defense Advanced Research Projects Agency)
  • NASA(National Aeronautics and Space Administration)
  • NSF(National Science Foundation)
  • DOE(Department of Energy)
  •  (なお、DARPAについては、1996年2月にPublic Law 104-106により、ARPA(Advanced Research Projects Agency)からDARPA(Defense Advanced Research Projects Agency)に変更された。従って、それ以前の資料等では、ARPAとなっている。)

    (2)IT研究開発への政府出資の仕組み

    米国政府(連邦政府)の研究開発への出資の仕組みは、大きく見てトップダウンの流れと、ボトムアップの流れの両方が、有効にマッチする形で動いていると言える。

     (a) トップダウン的政策

     科学技術政策は、国家としての研究開発の大きな方向性を示し、関連省庁レベルでの研究開発方針に影響を与える。それにより具体的研究開発活動を、大きな共通の目的に向かわせる働きをする。そういった政策を受け各省庁では、関連する部分でその方向性に従った形での実際の予算割当を行なう。
     ITに関する政策的方向性の実現のための施策としてHPCC(High Performance Computing and Communications)がある。
     HPCCの最大の目的は、各省庁でのIT研究開発の方向性をある程度統合し、共通の目的に向かった舵取りを行なうことにある。そのために、実際には次の5つのプログラムを設定し、それらにより方向性を示し、共通の目的として推進している。

  • HPCS : High Performance Computing Systems
  • NREN : National Reseach and Education Network
  • ASTA : Advanced Software Technology and Algorithms
  • IITA : Information Infrastructure and Technology Applications
  • BRHR : Basic Research and Human Resources
  •  HPCCを設立した法律は、今年その見直しの時期であり、今後もHPCCのような施策が継続するかどうかははっきりしない。しかし、HPCCの行なってきた省庁間の情報交換は相当定着したと言えるし、その努力の成果は認められる。

     (b) 省庁レベルで行なうプロジェクトの選定・出資

     研究開発プロジェクトを実際に選定し、出資を決定するのは、各省庁のレベルで行なわれる。また、トップダウンの政策的方向性と、ボトムアップの研究アイデアが出会い、その2つの流れを勘案し最適なプロジェクトを実施する決定を行なうのも、この各省庁レベルでのプロジェクト選定である。

     出資領域選定の仕組みには大きく2つのモデルがあり、長期安定型と、短期プログラム型がある。

     NSFに見られる長期安定型の出資形態では、比較的長期にわたって同一領域への安定出資が行なわれる。これにより、長期的視点を持った基礎研究が可能となっている。また、NSFでは具体的なプロジェクトの選定に際して「ピア・レビュー」と呼ばれる方式を採用している。そこでは学界・産業界等違う分野におけるその研究領域の識者が集まり、合議的にプロジェクトが選定される。

     一方、DARPA、DOE、NASAに見られる短期プログラム型の出資形態では、例えば3年おき等で出資領域が変更される。出資するプロジェクトもその時点でのホットトピックや、短期的成果の期待される応用に近い領域になりがちである。この短期プログラム型の出資形態に対しては、具体的なプロジェクト選定は「プログラムマネジャー」の判断で行なわれている。従ってプログラムマネジャーの選任は重要であり、その領域でのエキスパートであることが要求される。

    2.1.2 研究開発から実用化への促進メカニズム

    (1)米国の研究開発政策

     米国の研究開発政策というレベルでみると次の3つが基本的政策の方向として見て取れる。

     まず第一に、自由市場・競争原理の仕組みを最大限取り入れ、各自のベストな能力を自然なインセンティブの下に引き出している。

     第二には、研究開発成果の実用化による国民への利益を根本的な使命と明確に捉え、その成果の実用化のための仕組みを政策的に相当徹底して運営している。

     第三には、実用化という国民利益の大目的のために、産業による商業化をその道とするということの明確な是認があり、最大限商業化を推進している。

     こういった政策方針を達するために、数々の法令が出されている。いずれもその目的は何か行動を規制するのではなく、自由市場メカニズムをより良く働かせて研究開発活動及び商業化を推進するための仕組みを提供するためのサポートとなっている。

     特に、1980年のStevenson-Wylder Actにより、大学や政府研究機関の民間への技術移転がミッションとなり、また、Bay-Dole Actにより、政府出資研究成果の知的所有権は、非営利の大学や政府研究機関に属することとなり、商業価値の高い研究を追及するインセンティブがあたえられた。さらに、大学側は、ライセンスやロイヤリティからの収入を教授陣と一部分け合うことができるようになり、実際の研究者に強いインセンティブがあたえられた。

    (2)米国の研究開発の仕組み

     米国の研究開発から実用化への仕組みの全体像は、下図のとおりであり、以下にそれぞれの概要を示す。

    (a)政府による研究開発プロジェクトの委託
    (b)産業界における委託研究
    (c)大学・国立研究所における委託研究
    (d)大学・国立研究所における研究開発の実用化
    (e)スピンオフ
    (f)社会ニーズのフィードバック
    (g)基盤となる法体系
    図I−1 研究開発から実用化までの流れ

     (a) 政府による研究開発プロジェクトの委託

     研究開発案件を政府がプロジェクトとして研究機関に委託するに当たっては、委託先として大学、国立研究所に加えて、米国の場合産業界に委託する割合が高くなっている。委託先を決定する要因としては、各省庁の使命・目的というものが大きく関わる。

     例えば科学の発展を使命とするNSFは、学問的に純粋に基礎研究に集中しやすい大学にほぼ全部出資するし、軍事技術を重要な目的とするDARPAでは、国防上軍事産業を育てておく必要から、産業への出資が最も多い。

    米国政府研究開発出資の配分
    産業界 45%
    国立研究所 34%
    大学 17%
    その他 4%

     (b) 産業界における委託研究

     産業界への出資は米国では盛んに行なわれていて、その重要度は出資額からしても大変大きい。

      イ:産業界への委託プログラム

     DARPAとNASAは、政府の介入度合いの少ないアプローチを取ることが多い。その前提としているのは、受託企業が研究結果を商業化できるならば、研究開発自体も自ら管理推進できるはずだとの考え方である。しかし同時に、受託企業が政府出資プロジェクトに真剣に取り組む事を確実にするために、受託企業のコスト共同負担を要求する事が多い。
     
  • TRP(Technology Reinvestment Program)
    軍事と民生の両方に使える技術の開発を推進するプログラムであり、産業界からの共同出資の方式を採用している。
     
  • ATP(Advanced Technology Program)
    技術の商業化性に非常に重点を置いたプログラムである。特に開発リスクが高く民間だけでは投資されづらいが国の経済の活性化に大きく貢献する可能性のある民生技術の開発案件に対してのみ出資が行なわれる。プロジェクトの提案、研究の実行管理は企業が行なう。企業が研究開発コストの半分以上を出資する。そして、プロジェクトの選択においては、学界と政府の専門家のピア・レビューにより、国の経済への貢献度の大きさが審査される。これまでATPを通じた出資額は大きく増えてきている。
     
  • SBIR(Small Business Innovation Research Program)
    ベンチャー企業の振興のために、産業界に振り向けられる政府の研究開発資金の内1.25%を確保するものである。資金援助はベンチャー企業が技術・商品を開発するのに合わせ、段階毎に行なわれる。シード段階で小額の資金を受け、基礎の部分の開発に成功すると、次の商品開発段階ではより多額の資金を受けられる。商品開発も成功すると、次は市場化段階だが、それには民間資金を自ら調達しなくてはならない。逆に、市場化段階での民間資金が既に確保されている場合、商品開発段階の政府資金は自動的に受けられる。
     
  • STTR(Small Business Technology Transfer Research Program)
    SBIRと基本的に同じ目的であるが、その研究開発がベンチャー企業と大学及び国立研究所の協同で行なわれる。
  •   ロ:産業界への委託からの社会還元

     まず、出資元への研究成果の報告と、その情報の公開が行なわれる。次に、最も重要視されている面としては、研究成果を実用化することにより、国民の生活水準向上に寄与することがある。即ち、研究を行なった企業はそれを元に商品を開発し商業化することを期待されている。

      ハ:知的所有権の扱い

     知的所有権の所属は契約により企業であったり政府であったりする。例えば企業側が相当の研究コストを共同出資した場合等、契約交渉により、企業側に所有権が所属することはあり得る。政府出資100%の場合は、大学や非営利団体の運営する研究所には知的所有権が渡るが、営利団体には行かない法律になっている。政府はいずれの場合でも最低、無料の非独占技術使用ライセンスを受け、他の研究への転用等問題なく出来る。

     (c) 大学・国立研究所における委託研究

     大学及び国立研究所での研究開発は勿論IT研究の根幹を成すが、その運営において、研究者の成果を高めるための、経済原理的なインセンティブが仕組みとして組み込まれている。例えば、研究開発のプロジェクトを受託することにインセンティブが働くことが上げられる。多くの大学では教授らの給料は夏休み期間を除く9か月分しか支給されず、残りの3か月間分は自ら取ってくる受託研究の予算から給料を出さなくてはならない。また、競争市場でのプロジェクト受託には自らの研究能力・その領域での知識をトップクラスに保っておく必要があり、自己研鑽が自然と行なわれる。
     
     研究者に対する最も直接的なインセンティブは、研究成果が商業化に向けて産業にライセンスされた場合のライセンス料・ロイヤリティの約1/3が研究者個人の収入になることである。1980年のBayh-Dole Actにより、政府出資プロジェクトの成果について大学・国立研究所が知的所有権を持つことになったが、それとともに研究者個人への金銭の分配も法的に定められた。これについては、次の実用化にも大きな影響を及ぼしている。

     (d) 大学・国立研究所における研究開発の実用化

     研究開発が行なわれた成果は、次に商業化・実用化されることが大変に重要視されているが、そのための産業への技術移転には、法的な知的所有権の設定を初めとするインセンティブ・市場原理が導入されている。1980年のBayh-Dole Actによって政府出資研究成果の知的所有権は非営利の大学・研究所に属することとなり、大学・研究所ではそれをマーケティング、ライセンスすることで、相当の収入が入ってくることとなった。ライセンス料、ロイヤリティ収入の内の相当部分(通常1/3程度)は法に定めるように研究者個人の収入となり、研究者個人にも大きな成功報酬というインセンティブが生まれた。
     
     これに基づき、大学・研究所では、技術移転事務所や技術ライセンス事務所を作り、積極的活動を行なうようになってきた。
     
     産業への研究成果の移転・商業化が大学・研究所にとっても利益があることが分かってくると、今度はその移転先の産業界を大学・研究所での研究開発活動に近付けること、即ち産学連携の努力がなされてきた。産業側にとっても技術移転は利益のあることであり、MITやStanford等の先行校に加えて、ここ数年でその動きが非常に活発化してきている。

     (e) スピンオフ

     大学・研究所からの技術の商業化としてスピンオフを見ると、それは既存の産業に技術をライセンスすることと対をなす選択肢の一つとなっている。研究成果が出ても、大学のライセンス事務所では例えば特許化の価値がないと判断されるとか、商業化性が低いと判断される技術の数は多い。その中で、研究者個人としてはその商業化性を信じ、自ら技術のライセンスを大学から受けて企業を起こすのがスピンオフの典型的形態である。
     
     大学としては、その技術移転における重要性を認識し、最近はスピンオフを組織的に支援する体制を取りつつあるところが多い。例えば教授に対しては2年間の休職を認め、その間に会社を立ち上げ、復職時にも問題がないようにしている。また、大学での研究成果の知的所有権を大学が持つのは同様だが、それをライセンスするときに対価を一部株での支払を認めることも行なっている。また、更に積極的な所では、スピンオフのベンチャー企業の育成を大学内で行なうため、大学でベンチャーキャピタル的資金を持つ構想もある。

     (f) 社会ニーズのフィードバック

     ATP等に見られる政府出資プログラムは、より産業からの共同出資を条件とする方向に動いてきている。これは産学連携、商業化重視の方向性を、大学・研究所に対して強力に推し進める原動力となっている。

     (g) 基盤となる法体系

     1966年の情報公開法により、政府出資の研究成果は須らく公表するということになり、また1980年のSteven-Wydler法とBayh-Dole法により、技術は市場メカニズムで産業に移転するものという今日の技術移転の基礎の仕組みが作られた。

    2.1.3 注目すべき技術領域・研究プロジェクト

     ここでは、米国の情報技術の研究開発動向とその特徴について示す。
     ADLが注目すべき研究分野・研究プロジェクトとしてあげているものは以下の通りである。

     米国の情報技術(IT)研究開発分野を大きく5つに大分類して、それぞれのホットな研究分野とキー・プロジェクトをあげている。ホットな研究分野としては、短期的に相当の商業化のインパクトがありそうかどうか、あるいは長期的にみて大きな影響を与える可能性のあるものという観点から取り上げており、これらは専門家へのインタビューや政府諮問機関の答申等と見比べたうえで判断している。

    表I−2 米国で注目すべき研究分野と研究プロジェクト
    分 類 ホットな研究分野 キー・プロジェクト
    1.
    コンピュータシステム
    ●群コンピューティング
     (hive computing)
    ●NOW(Berkeley)
     FLASH(Stanford)
    ●モービルコンピューティング
     (mobile computing)
    ●Infopad(Berkeley)
     Dataman(Rutgers)
    2.
    コンポーネント
    ●スケーラブル・パラレルI/O ●HPSS(Lawrence Livermore)
     SIO(Caltech)
    ●半導体製造のコンピューター・
     プロトタイピング
    ●CP21SS(Stanford)
    ●分子コンピューティング ●USC
     Princeton
     Xerox PARC
    3.
    インテリジェントシステムとヒューマンインタフェース
    ●マルチメディア・インタフェース ●Human Language Interface
     Project (CMU)
    ●バーチャルリアリティ ●Vu Man(CMU)
     Virtual Retina Display
     (Washington)
    4.
    インフォメーションマネジメント
    ●分散マルチメディア・データベース ●Digital Library(Berkeley)
    ●マルチメディア情報検索 ●Image Querying(Washington)
    5.
    コミュニケーション
    ●光ネットワーキング ●Optical Networking(Princeton )
    ●ネットワーク・セキュリティ ●NetBill(Princeton )
     Secure Internet Routing(BBN)

     これらの研究プロジェクトの性質を、研究の段階(基礎研究、応用研究、プロトタイプ開発)の時間的な軸を横軸に、研究領域の広さを縦軸にしてマッピングしたのが、下図の研究プロジェクトの性質と分布である。

    図I−2 研究プロジェクトの性質と分布

     そして、この図の性質から分類して、つぎに4つのタイプに性格付けしている。

    図I−3 研究プロジェクトの型の分類

    研究領域の広さ

    分野創造リサーチ

    システム総合開発

    スペシャリスト・リサーチ

    部分開発

    ← 研究の段階 →

     このうち、「システム総合開発」型のプロジェクトおよび政府のサポートの存在が、米国の強みとして一つ考えられると分析している。このタイプは3つの波及効果があり、国の研究開発活動全体に寄与する面がある。

     まずこのタイプは、個々の「分野開発」的プロジェクトに全体的な方向性を示すことが出来る。全体としての統合、他分野との同調等の観点から、フィードバックを相互に受け与え出来る。次に、商業化へのつながりにも利点がある。システム全体を開発しているので商業化しやすいことに加え、産業との連携も早くからしやすい。そして商業化を近視野に入れた開発であることから、そこからの新たな課題等を、別の研究開発プロジェクトへフィードバックすることが出来る。勿論このタイプだけがあれば良いという訳ではないが、全体のタイプの配分の中で、最も米国のIT研究開発に寄与の大きい部分ではないかと考えられる。

     ITのイノベーションのプロセスを見てみると、過去の技術の歴史を見ても分かるように、それは必ずしも基礎研究、応用研究、プロトタイプ開発、商業化といった順に進んでいくわけではない。

     むしろ見て取れるのは、基礎研究と開発とのやり取りのフィードバック、あるいは大学・研究所と産業とのやり取りを通じた中で、ある所で予期しなかった発明がなされ、大きく商業化されるケースである。

     そのように考えると、「システム総合開発」タイプのプロジェクトはこういったやり取り・フィードバックを活発に行なうのに最も適した形態であるとも言える。

     政府による支援は、特定の研究トピックや特定の研究開発段階を対象にした場合ではなく、このフィードバックサイクルを回転させることを狙いとした時に最もその効果を発揮している。

    【次へ】