ISSN 2189-6097

特集

Society 5.0を実現するデータ連携技術
今、なぜデジタルアーキテクチャが必要なのか？
Kishimoto Mitsuhiro / Mochimaru Masaaki
Yoshikawa Toshiyuki / Asai Yoshihiro

データの相互利活用を実現し、新たな産業を創出！
Nakada Hidemoto

スマートシティで新たな価値を創出
Kurata Takeshi

138年蓄積されてきたデータを連携
Naito Kazuki

材料開発がかわる！
材料インフォマティクスの可能性
Miyake Takashi

情報・人間工学領域
人間拡張研究センター
研究センター長持丸正明
地質調査総合センター
地質情報基盤センター
次長

Mochimaru Masaaki

吉川敏之
Yoshikawa Toshiyuki

材料・化学領域
機能材料コンピュテーショナル
デザイン研究センター
研究センター長浅井美博
Asai Yoshihiro

今、なぜ
デジタルアーキテクチャが必要なのか？
データの相互利活用を実現する

情報・人間工学領域
デジタルアーキテクチャ
推進センター
センター長

岸本 光弘
Kishimoto Mitsuhiro

今、なぜデジタルアーキテクチャが必要なのか？

KEY POINT
2020年4月、産総研に「デジタルアーキテクチャ推進センター」が設立された。今、なぜこのセンターが必要とされたのか？ 同センターの岸本センター長と、産総研でデータのオープン化やデータ連携による利活用を推進する研究者が集まり、
このセンターの意義と役割 、データ連携の現状と課題を話し合うとともに、データ連携によってもたらされる未来への期待を語った。

デジタルアーキテクチャの構築が必須

成員の間でデータやシステムをつなぐ全体像のことです。それは国の政策、法律や規則から、実施機関や運営機関など

──まずは岸本センター長からセンター設立の意義をお聞かの組織、企業戦略やサービス、ソリューションといったビジネス

せ願えますか。

実体、それらを実現する個々の機能、データとその連携、さら岸本

今 、5G や IoTといった デジタル 技 術 が 発 展し、にはセンサ、ハードウェア、既存ITシステムまでを包含する、Society 5.0（ 右下）の実現に向けた取り組みが本格化する

いわばアナログ領域からデジタル領域までのすべてを含んだ中で、多くの企業が老朽化した既存システムの保守コストの設計図と言えるものです。

増加、IT技術者のベンダー企業への偏在、新たなデジタル

海外には米国のスマートグリッド、
ドイツのIndustrie 4.0な技術を活用できる人材の不足など「2025年の崖」の問題にど著名な成功事例があります。日本では内閣府が主導した

直面しています。これらの課題に対して各企業はデジタルト

スマートシティ（＊1）分野のアーキテクチャ設計などの事例がランスフォーメーション（DX: Digital Transformation）をあり、検討が続けられています。

進め、スリムで変化に強い柔軟なシステムづくりに取り組むほ産総研では、柏の葉スマートシティのデジタルアーキテク

か、社内でIT人材を育成し、ビッグデータ解析やAIを使った

チャ設 計、地 理 空 間 情 報の国 際 標 準 化、AIクラウドABCI

デジタル技術による新しい価値創造を目指しています。

を利用したデータの連携プラットフォームなど、デジタルアー

ところが、こうして進めているこれまでのDXは、個々の組織の中で閉じているため、技術やシステムが個別最適化されて■ Society 5.0社会の実現

いたり、機能やアプリの追加や削除を繰り返し、システムが破綻しかけているなど新たな課題がでてきています。かといって後からほかのユーザーが参加しやすいオープンシステムをつくるのは、実は非常に難易度が高いのです。各企業がどのような技術やノウハウを使い、何を解決しようとしているのか、それは各企業の競争力の源泉につながる機密事項ではあります
が、各企業が組織の壁を超えて、システムを相互利用し、新たなイノベーションを実現するには、産総研のような公的機関が主導し、多様な立場の参加者全員にメリットがある全体像と方向性を描き、そのうえでデータや参加者を円滑につなぐ必要があるのです。デジタルアーキテクチャ推進センターは、それを実現していく組織として設立されました。
Society5.0とは、人間やデバイス、工場、自動車など、フィジカルな空間から生成され──デジタルアーキテクチャとはどういう意味なのでしょう？

るさまざまなデータをサイバーな空間と密接につなぐことで、社会問題の解決や新た岸本

な社会の実現を目指していくというヴィジョンでもある。

デジタルアーキテクチャとは、多くの組織や社会の構な価値・サービスの継続的な提供を行っていく社会のこと。また、それらによって豊か

産総研

3

産総研LINK No.32 Society 5.0を実現するデータ連携技術

キテクチャ実装のための取り組みを進めています。また、IPA

タラクティブなサービス（情 報 処 理 推 進 機 構）のデジタルアーキテクチャ・デザインです。フィジカルなサーセンターと連 携し、まず は 住 民 起 点 MaaS（Mobility as a

ビスでは、日本 企 業 はService）、スマート安全、自律移動ロボットの3テーマについ優れた競争力のある製てそれぞれデジタルアーキテクチャの設計を進めています。

品を提供していますので、こうした製品から集データが価値を生み出す3つの要件めたデータにインタラク
ティブなサービスを加え──柏の葉スマートシティで研究を行っている持丸研究センることで、製品の競争力を高めるだけでなく、サービスの質的

ター長はどのような構想をお持ちですか。

向上にもつなげられます。私たちは柏の葉を実験場として、持丸製品を通じてデータを蓄積してそれをフィジカルなサービスと人間拡張研究センターは柏の葉の街自体を実験場として、空間情報を3Dマッピングしてつくったデジタルツイン（現

つなげていければと考えています。

実世界を、サイバー空間にデジタル化して映したもの）
を用岸本

いて新サービスのシミュレーションをしたり、VRシミュレータでで感じますか。

サービスの有効性や使いやすさを検証したりしています。

持丸

デジタルアーキテクチャの必要性を、どのようなところ
柏の葉で試す規模程度のサービスでは企業は利益を私は集めたデータに価値や競争力を出していく要件は3あげられませんので、それを大きく展開する必要があります。

つあると考えています。1つめは、街で取るビッグデータと、ラ柏の葉で試しているのはサイバーとフィジカルを組み合わせ

ボで環境を整えて取る高精度なデータ、これを私はディープ

たデータが価値を生む新しいタイプのサービスです。ほかのデータと呼んでいますが、この2種類を組み合わせることで街で試す場合、サイバーの部分を今のまま展開できれば、フィす。後者は前者とは違い、資金力があってもすぐに取得できジカルな部分を追加投資するだけですむので、スケール効果

るものではない強みがあります。

が期待できます。

2つめは、人の体の形や歩行の仕方といった生物的データ

そのとき重要なことは、システムやデータが最初から汎用性だけではなく、どこをどのように歩いているのか、どの季節にのあるアーキテクチャで構築されていることです。
「とにかくこどんな景色を見ているのかといった社会的データも取って、の街で使えるサービスをつくろう」という思想で個別サービス

両者を組み合わせることです。社会的データを集め、蓄積しを構築し、それらをいくつか連携させようとすると、大変難して、それを価値ある情報として活用することは一朝一夕にでい。なんとか連携させたとしても、後から別のサービスを追加きるものではありません。これまで培ってきたこのノウハウが、したり新たな試みを加えたりするにはさらに困難が伴い、結私たちの研究に優位性を持たせ、柏の葉をはじめ、スマート局ゼロからつくり直すことになります。柏の葉で試したサービシティで活動する企業の競争力につながると考えています。

スを今後大きく展開していくために、基盤となるアーキテクチャ

3つめは、相手に情報や刺激を与えたときの反応、つまり「イの重要性を常に考えながら、データの採取とシステムの構築

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産総研

ンタラクション」です。私を進めていかなければならないと考えています。

たちは 人 間 拡 張 の 研

岸本 オープンシステムのプラットフォームは、多様な機能の究を通じて、「その人」

追加や削除、既存システムや他都市との相互接続が前提と自身のデータを集めてなるので簡単ではありません。まずはデータを持っている自います 。特に、移 動 や治体や企業などを巻き込んで、データ交換ができるような合介 護、健 康などは人と意形成とデータの共通フォーマット化などを行うことになりま

人がお互いに反応し合す。そのうえで、基 盤となるITシステムもオープンで変 化にうといったといったイン

強くすることを頭においてデジタルアーキテクチャを構 築し今、なぜデジタルアーキテクチャが必要なのか？

難を感じている点はありていく必要があります。

ますか。

データ連携で地質情報をより使いやすく、理解しやすいものに吉川

研 究 者 によって専 門 分 野 が 異なり、共 通の項目でデータを──地質調査総合センターには膨大なデータがありますね。

取っているわけではあり吉川

私たちは100年以上地質情報を整備してきましたが、ませ ん。また同じ研 究

10年前までは主に紙媒体やその情報を納めたCDなどで情者、同じ地 域でも調 査報を提供していました。東日本大震災を機に国が地理空間情の目的が違えば異なる成果物になり、連携の仕方も変わる可報のデータをオープン化する方針を打ち出し、以来、私たちも能性があるということです。DXによって生活や社会が便利に

オープン化を進め、現在は各種の地質情報をウェブ上で無料なり、データ連携によってデータの価値が向上すると理解して閲覧できるようになっています。

いますが、地質分野は長年にわたって地質図に情報を集約す

データのデジタル化にあたってはさまざまな課題がありまし

る形態が続いてきた経緯があり、DXをどう進めていけるのかた。それぞれのデータはフォーマットも異なり、重ね合わせがではこれからの課題です。政府でも産総研でもDXを目標に掲げ

きず、共通の思考の上に乗っていません。
しかも地質情報は専ていますので、地理空間情報を扱う領域としても、過去の遺産

門性が高く、そのまま公開しても伝わるのかどうかもわかりませを大切にしながら、地理情報と他のデータとを連携することでん。しかし、まずは地質図幅（＊2）
をスキャンした画像データを新たな価値創造につなげていきたいと考えています。

公開するところから始め、少しずつ改善を進めてきました。
年々活用の裾野が広がっている実感はありますが、現在公オープン／クローズドの範囲をどう決めるか

開している地質図の多くは、すべての情報を一つの地図上に載せた画像データです。利用者の使い勝手を考えると、画像──材料開発の分野では、データはどのように利用されていまとして一体化している個別情報を、ユーザーが必要に応じてすか？

個々に、または組み合わせて使えるようにするべきだと思いま浅井す。現在はサービスのバリエーションを増やすため、さまざまなましたが、現在マテリアルインフォマティクス（材料インフォマティ

属性を個別に用意できるベクトルデータ化を進めています。

クス）への注目が高まっています。材料は、組成と構造が決まる

材料開発分野は元来経験がものをいう世界とされていまた、地質図は私たちが解釈を加えた二次データですが、と機能が決まります。組成・構造を機能に明瞭にひも付けられ

今後は調査や分析で得られた一次データの公開も進めていき

る大量のデータがあれば、人工知能技術やデータ科学の手法たいと考えています。

を用いることで、新たな機能を持つ材料の組成・構造情報を推岸本

地質図以外でも、公開されているデータがPDF形式の論することができます。つまり、データは材料設計に大変重要ものは多々ありますが、PDF形式だと機械が自動的に読み込な役割を果たします。しかし、明瞭なひも付けを実験で得ようとんで利 用することがですることは非常に困難です。そのため、計算シミュレーションをきません。データを公開

使った研究を進めています。ところが、ある組成・構造の材料するだけではなく、そのが、特定の機能を持つことを示す計算ができたとしても、そのデータ自体を説 明 する

結果を眺めているだけでは、実際に材料をつくるための設計を

情 報（メタデータ）を必行うことができません。産総研では、計算シミュレーションなどでずつけていく必要もあり得られる良質なデータと人工知能技術を用いた新しいタイプのます ね。ほ かにデータ

材料設計に取り組んでいます。

連 携を進めるうえで困岸本

課題と感じている点はどこでしょうか。

産総研

5

産総研LINK No.32 Society 5.0を実現するデータ連携技術

浅井

開発データは製品の肝であり、企業としては秘匿した

データ共有のメリットとセンターへの期待

いものである点です。材料インフォマティクスは素材メーカーのニーズも高く、産総研が主導するプロジェクトにも多くの企業

持丸が参画しています。このプロジェクトでは、事業化の方向には人 差 が 見えてくるまでのデータを１社で集めるのは大 変であるが事業には直結しない「モデル素材」を設定することなどす。しかし、皆が産総研の提案している標準的な計測プロで、プロジェクトで開発する基盤技術やモデル素材への適用

トコルに則ってデータを取ると、産総研にデータが蓄積されに関するノウハウを、プロジェクト内で共有し、さらには公開でていきます。それが 公 開されていれば、20 人 分のデータしきるようにするといった知財の取り扱いでのオープン／クローズ

かとっていないA社も、蓄積された200人分のデータを使う

ドの調整を工夫しました。

ことができ、かつ、自社の20人分のデータについてはディー

企業のデータは秘匿したいクローズドなデータである一方
で、データ科学はオープンで活用できるデータが多いほど有人のデータでは「個 人 差」が 大 切になります が、個プなデータも持っているので掛け合わせて価値を生み出すことができます。

用性は高まります。現状では、オープン／クローズドを人間がこれを国際的な標準規格としてしまえば、標準プロトコルで分けていますが、今後は情報技術の助けを借りて、データを計測している他国の企業とデータを交換し、そのデータを使秘匿しながらも第三者が利用できるような手法を取り入れたえる可能性も出てきます。データをオープンにすることでこう枠組みをつくりたいと考えています。こうすることで１社のみいったメリットがある、ともっとアピールしていきたいですね。

では到達できない新たな機能材料の開発につながるというメ

吉川

リットが生まれます。その際、自社以外への利用を許すという必要がありますが、ボーリング調査の多くは自治体によって行リスクが企業に発生しますが、そのリスクを低減することによ

われ、データも各自治体が持っています。データは使われるこり、メリットがリスクを上回り、リスクを受け入れてもらえる状況とで価値が出ますが、実際は死蔵されていることも少なくありをつくることが大事だと考えています。そのためには、情報技ません。近年は国の方針もあって、ようやく自治体も有償・無償術が不可欠であり、情報・人間工学領域との連携に非常にでデータを公開し始め、皆がデータを使えるような状況になっ大きな期待を持っています。

てきました。土木工事などを行おうとするとき、過去のデータが持丸参照できればすぐに次の段階に進むことができ、事業や調査

ディープデータを組み合わせ、皆で使えるビッグデータ

地下の地質情報を見るにはボーリング調査などをする

をいかに特徴的な競争力のあるサービスにつなげるかというの効率が非常に上がります。

ところでも、やはりオープン／クローズドの問題は出てきます。

浅井

私たちも企業と共同でデータを取っていますが、その中で、例

企業と、特性を付け加えたい企業とでは、たとえ競合する企業

えば歩行のデータについては、産総研と合意した計測方法でであってもデータを共用しやすい場合があります。私たちは企取得したものはオープンにできるという取り決めをしています。

業データの秘匿性を保ちながらも、それらを集めたビッグデー

A社、B社、C社の持つ歩行データを集めると50人分になるの

タを一緒に利用する、つまり共用することのメリットを選択し、に、クローズドデータにしてしまうと、私たちが全データを保有

秘匿性の高いビッグデータ運用に自らのデータを委ね、そこでしていても連携して分析することができないからです。このようの他社利用に伴うデメリットはあえて受け入れる方向に企業のなディープデータをどこまでクローズドにするのか、どの部分をマインドが変わっていくことを期待しています。企業にメリットのオープンにすると社会的・産業的に価値が出てくるのか、とい方が多いと感じてもらえるようになるまで情報を蓄積し、産業うことを考えていく必要がありますね。

素材の設計に役に立つデータプラットフォームを構築していく

岸本

つもりです。

オープンなアーキテクチャをつくるときは、データだけで材料開発でも、同じ材料についてある特性を除きたい

なく機能面でも共用する領域と競争領域を分けることが重要

岸本 デジタルアーキテクチャ推進センターの役割は多岐にわです。また、企業に対してデータを共用するとどんなメリットがたります。ぜひ皆さんからの要望や期待を聞かせてください。

あるかを、実例を示しながら進めていくことが大切でしょう。

浅井

6

産総研

現在は新機能材料の探索を行う際、ハイスループット

今、なぜデジタルアーキテクチャが必要なのか？

実験装置を用いて組成を少しずつ変えた材料を網羅的に試持丸作して、各材料の実験データを自動で取得していますが、今

ローン、スマートシティなど、分野ごとにアーキテクチャをつくっ

後は人工知能につながったロボットが合成も評価実験も、それていくわけですが、各分野が100％満足できるものでなくても、らの実験計画も含めて自動・機械的に行うような未来図も描く

変わっていく中で全体がつながることを想定した基盤であるこことができます。実験のオートメーション化を進めていくためにとが重要です。その設計図がきちんとできていれば、必要には多様なシステムと連携することになるので、共通アーキテクなったとき、各分野のプラットフォームの有機的な連携もうまくい

チャの必要性が高まると思います。

くでしょう。私たちもぜひ、階層的なアーキテクチャのつくり方をまた、本年からマテリアルが国の定める統合イノベーション

必要な技術は各時代で変わっていきます。当面はド学びたいと考えています。

戦略の重要課題に加わり、材料分野でのDXへの取り組みと、吉川それによるマテリアル革新力強化が謳われています。DXにる分野からのフィードバックを期待しています。また、データのは、計算シミュレーションデータに限らず、実験、書籍・文献、利用者は増えていても、どうしたら内容を理解してもらいやすく

特許、ウェブなど多彩なソースの材料データを連携したり標準できるか、どうすればもっと使ってもらえるのかが見えていませ

化したりすることが重要です。しかし、例えば、計測実験で得ん。そこを乗り越える手段や、将来のデータの使い道を見据えられるデータは非常に多様なため、一口にデータ連携といってた共通化について提案いただけるとありがたいです。

も簡単ではありません。課題は多いですが、新たな知見や発岸本

見を反映できる柔軟なDXを進めるために、デジタルアーキテク進センターの役割としては、各領域の専門知識をどう組み合わチャの専門家に協力いただけたら、大変ありがたいと感じていせて“全体設計の前提”
をつくるかということも重要だとわかりまます。

した。皆さんとそこに取り組むとともに、AI技術やスーパーコン

地質はデータ連携がこれからの分野なので、進んでいここまでお話を聞いてきて、デジタルアーキテクチャ推

ピュータなど、データを蓄積して公開・連携する技術でも期待■ Society 5.0 リファレンスアーキテクチャに応えていきたいと思います。
さらに、国際標準化の推進、デー

戦略・政策

ビジョン・スコープなど

タ連携技術とそれを支えるプラットフォームの開発などに力を2

ルール

法律、規則など

入れ、まさに「サイバー空間とフィジカル空間の高度な融合」を

3

組織

実施機関、協議会、運営組織など

4

ビジネス

サービス、
ソリューション、規約・契約、エコシステム、実証試験など

5

機能

サービス、
ソリューションを実現するための個別機能など

6

データ

データセット、語彙・コード、データカタログなど

7

データ連携

データ収集、データ統合、データクレンジング、IoTデバイス管理など

8

アセット

センサ、
アクチュエーター、
ハードウェア、
ネットワークなど

セキュリティ・認証

1

実現し、社会に役立つ成果を皆さんとともに創出していきたいと思います。ご協力をよろしくお願いします。

＊1 スマートシティ… AIやIoTなどの技術で街から得られるさまざまなデータを活用した住民が安全で便利に暮らせる街。

超スマート社会の実現に向けて考慮すべき構造・関係性の全体像
内閣府のSociety 5.0リファレンスアーキテクチャを元に作成＊2 地質図幅 … 緯度経度によって日本列島を多数の四角の図画に分割し、調査・研究の完了した地域から順に出版されているシリーズものの地質図。

産総研、本気でデータ連携を始めます！ 一緒に“つながる未来の設計図”を作っていきましょう！

産総研 情報・人間工学領域
デジタルアーキテクチャ推進センター〒135-0064 東京都江東区青海2-4-7 産業技術総合研究所
臨海副都心センター 別館（バイオ・IT棟）10階

M-dapc-ml@aist.go.jp
https://www.dapc.aist.go.jp/

産総研

7データの相互利活用を実現し、新たな産業を創出！
デジタルアーキテクチャ推進センターの未来への挑戦情報・人間工学領域
デジタルアーキテクチャ推進センター
研究情報利用推進室
室長

中田 秀基
Nakada Hidemoto

KEY POINT
サイバー空間とフィジカル空間を高度に融合させることにより、産業の生産性を向上させ、多様な社会的問題を解決する未来社会「Society 5.0」。その課題の一つが、異なった組織や業種で日々蓄積される膨大なデータをどのように連携させるかだ。産総研は、2020年4月、
デジタルアーキテクチャ推進センターを発足。データ連携の基盤を構築し、その相互運用性を高め、さらに他機関とのデータ連携も進めようとしている。

データ連携・活用に不可欠な標準化を推進

めた頃 、そんな未 来 がしばしば 語られた。現 在 、インター
ネット上で完 結 する産 業 や 特 定 のデータだけに注目す れ“ビッグデータを活 用 することで、革 新 的な産 業 や 新し

ばよい 産 業では、確 かにビッグデータは 効 率 化 や 新 サー

いサービスを創 出できる”。スマートフォンが 普 及し、I o T

ビスの 企 画 に 役 立 てられている。しかし、私 たちが 生 活に対 する意 識も高まって日々膨 大なデータが 取 得され 始する実 世 界 へ の 反 映 はどうだろうか 。
“ サイバ ー 空 間と

8

産総研

データの相互利活用を実現し、新たな産業を創出！

フィジカル 空 間 の 高 度 な 融 合 ”というところでは、なかなかビッグデータの 有 効な利 用 策 が 具 現 化されていないと

アーキテクチャの参照例を用意し実装につなげやすく言えるだろう。
このことは産 総 研の実 態にもあてはまる。原 因は、これ欧米に比べて日本には参照アーキテクチャが欠如しており、までは異なる産 業 分 野のデータ相 互 運 用など想 定しない

データ連携が進めにくい状況にあるのも課題の一つだ。参照

で、各 領 域、各センターが 個 別にデジタル化に取り組んで

アーキテクチャとは、データを連携させて新しいサービスなどを設いたからだ。共 通フォーマットもなく、また、それ が 必 要だ

計する際の参考になる、
ドメインに依存しない抽象度の高い設計という意 識も乏しかったため、今も収 集されるデータの 形図のことだ。完成度の高い参照例があれば、データを活用して式やレベルはバラバラなままである。これでは各 組 織 間で新しい価値を生んでいきたい組織、企業や自治体にとって、アーデータを連 携させて相 互 活 用していこうにも、簡 単にはでキテクチャ構築のハードルが下がり、実装につなげやすくなる。

きない。

「そこで当センターは、デジタルサービスの参照アーキテク「 産 総 研 内、さらには連 携 先とデータの相 互 運 用ができなければ、社 会 課 題を解 決し、イノベーションを創 出 する

チャを、サービスの社会実装まで考慮して開発を進めることをミッションの一つに掲げています」

高 度なデジタル社 会には 到 達できません。そこで産 総 研

さらに、取得したデータをどのように運用し、活用していく

は、デジタルトランスフォーメーションを促 進 する技 術を開のかという産業プロセスの中でのユースケースも多様に示し

発して社 会 実 装を進めていくため、この4月にデジタルアーていく必要がある。そのため産総研は、今年6月に情報処理

キテクチャ推 進センターを発足させました」

推進機構（IPA）に設立されたデジタルアーキテクチャ・デザ

そう語るのは、同センター研究情報利用推進室の中田秀基だ。

インセンターと連携し、デジタルアーキテクチャの参照例の設計・提供を進めていく予定だ。

フィジカル空 間 で 取 得したデータを活 用 する場 合 、現

デジタルアーキテクチャ推進センターは、この「参照アーキ

在はセンサが 取 得したデータをクラウドに上 げ、サイバー

テクチャ開発の推進」に加えて「情報・人間工学領域の国際

空 間にフィジカル空 間を再 現して、そこで各 種の事 象を分標準化推進」、「研究データの利活用推進」の３点を組織の

析・予 測、その結 果を再びフィジカル空 間にフィードバック

ミッションとしている。

するというかたちで行われている。そして、そのようにフィ「情 報・人 間 工 学 領 域の国 際 標 準 化 推 進」
としては、今ジカル空 間とサイバー空 間をつなぐ仕 組みは、例えば自動年、移動体データ形式「MF-JSON形式」が地理空間情報

運 転 、スマートシティ、自律 移 動ロボットなど、それぞれのの国際標準として採択されたが、これに続き、データ形式の

技術 領 域ごとに個 別に構築されているのが実情だ。

標準化に尽力していく。

「縦割り組織のデジタル空間でデータがやりとりされるの「研究データの利活用推進」
としては、産総研の研究ユニット

であれば、センサからクラウドにデータを送るとき、あるいはに対して、データ・計算機・ネットワーク資源の運用と提供を行っ

クラウドからフィジカル空 間にデータを下ろすときのプロトコていくことに加え、他機関とイノベーションプラットフォーム上でルは、各組織が独自に決めればよいわけです。実際、現在

データ連携実証評価を進める。また産総研のAI橋渡しクラウド

は組織の数だけプロトコルがあると言ってもよいでしょう。し（ABCI）などの設備もこのセンターが管理・運用していく。

かし、それぞれのフィジカル空間のデータを別のサイバー空「当センターでは産 総 研 がこれまで蓄 積してきた成 果を間でも使えるようにする、すなわちメッシュ状にやりとりできる

活 用し、デジタルサービスや相 互 接 続プラットフォームの規ようにするためには、プロトコルの標準化が必要となります。

格 化・標 準 化を進めて、Society 5.0を実 現 するための基

そのために、全体を俯瞰し、複数の組織間でデータ連携す

盤を構 築していきます。そのためにも、ビッグデータ活 用にるための標 準を規 定していくことが、私たちの役 割であり、ついて連 携 先や企 業の皆さまがお持ちの課 題をぜひお聞

それがデジタルアーキテクチャだと思います」

かせください」中田はそう呼びかける。

産総研

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スマートシティで新たな価値を創出
人間参加型デジタルツインが切り拓く未来の街

情報・人間工学領域
人間拡張研究センター
副研究センター長

蔵田 武志
Kurata Takeshi

KEY POINT
サイバー空間とフィジカル空間が融合された都市“スマートシティ”。
この実現に向け、産総研では、例えば3Dマッピング

技術に時間情報を統合し、そのうえで、人・物・モビリティの移動や状態を把握することで、サイバー空間上にフィジカル空間を再現しようと、さまざまな実証実験や関連技術の研究開発に取り組んでいる。

サイバー空間とフィジカル空間の高度な融合空間上でシミュレーションを行ったりすることで、リアルな世界の社会課題の解決につなげることができると考えられている。

「デジタルツイン」という言葉を聞いたことがあるだろうか。
フィジカル空間から取得されるリアルタイムデータに基づき、サ「実空間の変化をサイバー空間に再現するときには、人や車、ロボットなどの移動体の扱いが鍵となります」

イバー空間にフィジカル空間と双子（ツイン）のような空間を再そう話すのは人間拡張研究センターでスマートシティ関連

現することを言う。サイバー空間に実世界の双子をつくり上技術の研究開発に取り組む蔵田武志だ。
「Society 5.0」構げ、モニタリングデータを分析したり、それに基づいてサイバー想が推進する「サイバー空間とフィジカル空間の高度な融合」

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産総研

スマートシティで新たな価値を創出

においては、道路や建物などの詳細な地図情報に加えて、人測 位マーカーを開 発している（参 照：LINK No.30 高 精 度の流れや物流、モビリティといった常に位置や状態が変化すマーカー）。このマーカーを街中の要所に設置しておき、そる移動体の情報をいかに把握し、地図情報とどう連携させる

れをスマートフォンなどで撮影することで、撮影者が地球上かが重要になる。デジタルツインはそれができて初めてつくらのどの位置に立っているかを誤差10 cmという精度で把握れるものであり、その技術があってこそスマートシティの実現できる。車いすや自動走行ロボットの位置確認にも役立てらが可能となる。これは人間拡張研究センターを含む産総研とれると期待されている技術だが、さらに、この情報と移動体して大事にしている視点でもある。

に設 置されたモーションセンサの情 報と組み合わせることで、マーカーを見失っても測位を継続することができるように街と人を高精度に計測、 360度VRを実現
スマートシティを実現する技術の一つに、現実の道路・建なっている。

データ連携から新しい価値が生まれる物などをレーザーやカメラなどで撮影し、その形状や位置を
現実通りに立体的な画像として合成する３Dマッピングがあ

このように、街や建物という「ハコ」の情報と、その中で活る。高精度なマッピングをするためには、街中やショッピングセ

動する「人・モノ・車」などの移動体の情報を取得する技術

ンター内で撮影したデータから、写り込んだ人や車などの移ができつつある。これらが連携できれば、いよいよ「そこで何動体の情報と地図の情報を切り分ける必要があるが、産総が行われているか」すなわち「コト」の情報にたどり着く。
「コ

研には高精度な地理空間情報とその情報を固定物と移動体

ト」の情報とは、そこで起きている出来事が何なのか、それに分別する技術があり、サイバー空間に固定物のみを地図

は緊急性を要することなのか、安全性を脅かすものであるか

情報化した「ハコ」を作り上げた。

などである。これを判別することで今までわからなかったこと

この「ハコ」を用いて開発したのが「サービスフィールドシ

がわかるようになり、新しい価値が生まれ、新たなサービスを

ミュレータ（SFS）」（左写真）だ。360度に並べたディスプレイ

提供できる。

には現実の街並み、通りのCGが表示され、その中央にいる「混雑緩和や避難誘導のシミュレーション、モバイルのナビ

人の向きや歩く速さに応じて、CGの風景が自在に変化する。

ゲーションなどのほか、自律走行ロボットによる買い物・配達

屋外から屋内への移動もシームレスに行え、街中の人の動き

支援、歩行者やジョギングをする人の身体の動きに基づいたを実際と同様な環境の中でシミュレートすることができる。

健康支援、各種シェアリングサービス支援などもできるように「ゴーグル型の装置とは異なり、このSFSでは常に全方位なるでしょう。サービスがつながり、価値がつながることによっの画像が表示されているため、視野全体で映像を捉えられ、て、街と人のデータを連携した意味が出てくるのです」

方向を変えたときの遅延も起こりません。両手が自由に使え、

スマートシティ実現のためには移動体情報を把握する難し

把持した物も見えます。例えば、看板などの配置や案内図のさなどの技術的な課題に加え、得られたパーソナルデータを妥当性、スマホを見ながら歩くときの危険性など、さまざまなどう共有するかなど、今後法律的・社会的に解決しなければ検証に用いることができます。映画『アバター』のように別々ならない課題も多く、時空間情報を統合したサービスプラットのSFSに人が入り、サイバー空間で会うこともできます。つまフォームへの道のりはまだ遠い。それでも蔵田は、「Society

り、人間参加型（Human-in-the-loop）
シミュレーションが可

5.0が目指す人間中心の社会を実現するために、私たちはス

能となります」マートシティを構築しなければならないと考えています。その「ハコ」の中に人が入る技術はできた。では、実際の街のためには、データ連携に関する社会的コンセンサスの醸成に「人・モノ・車」などの移動体については、どのように位置を努めながら、時空間情報プラットフォームの構築や、各種デジ

計測し、「ハコ」情報とともに示すことができるのだろうか。

タルアーキテクチャの標準化を進め、新たな産業基盤の創出

産総研はこの技術として、電力不要・通信不要の高精度に貢献していきます」と力強く語った。

産総研

11138年蓄積されてきたデータを連携
役に立つ、使える地質情報へ

地質調査総合センター
地質情報基盤センター 整備推進室
室長

内藤 一樹
Naito Kazuki

KEY POINT
地質調査総合センターは日本の地質情報の整備を担う国内唯一の機関であり、地質に関する多種多様な専門的なデータが蓄積されている。これらを連携・統合し、誰にとってもわかりやすいデータに加工することで、防災や土地開発などいろいろな場面で活用されることが期待される。

いつでも誰でもアクセスできる「地質図Navi」

複雑だが、日本には国内全土をカバーする詳細な地質図がある。これは産総研の地質調査総合センター（旧・地質調査

資源開発や土地開発、災害対策などに欠かせない基盤
情報として「地質図」がある。地質図とは、表土の下にどのよ所）が、138年にわたって地質研究を継続し、データを蓄積し続けてきた成果である。

うな種類の石や地層がどのように分布しているかを示した地

地質図は「出版」されるものであり、紙やデータが納められ図だ。地震も火山も多い日本の地質は他国に比べて非常にたCD・DVDなどの媒体を購入した人のみが利用できるもの

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産総研

138 年蓄積されてきたデータを連携だった。しかし、地質図のように公共性の高いデータは、いつみ解き、意味を見いだし、一つ一つ定義した情報を整備す

でも誰でも利用できることが求められていた。

るという地道な作業を進めている。

「2011年の東日本大震災を機に公共データに関する政府の方針が転換したことを受け、地質調査総合センターでも10

まずは共通フォーマットの整備を年ほど前にウェブサイト
『 地質図Navi 』
を開設し、無料で地質図を参照できるよう整備を進めてきました」

データ連携を実現するためには蓄積されたデータを一つ「地質図Navi」の開設・運営を担ってきた地質情報基盤のシステムとして使えるよう、連動が可能な仕組みを構築すセンター整 備 推 進 室の内 藤 一 樹は言う。
「地 質 図 Navi」でる必要があるが、超えるべきハードルは少なくない。個人の研は「50万分の1地質図幅」から「5万分の1地質図幅」まで異究に基づいたデータベースは網羅性に欠けているうえ、ほかなった縮尺の地質図を参照できるほか、火山地質図、水理のデータとの連携性は考慮されていないことがほとんどだ。ま地質図、鉱物資源図など、特定のテーマに重点を置いた地

た、理学的な観点から取得されたデータが、そのまま農業や質情報を重ねることができる。参照位置の移動も、拡大や縮土木などの用途に使えるとは限らない。専門的な研究になる

小も自由自在だ。

ほど特殊なデータ項目が主体になり、各データを共通フォー
マットに落とし込むことさえ一筋縄にはいかない。

関連データとひも付けて、より活用しやすく

しかし、日本の地質に関するデータを網羅的に保有し、それを用いて新たなデータベースを作り、整備できる研究機関

地 質 調 査 総 合センターのウェブサイト
（https://www.

は、産総研地質調査総合センターが唯一といっていいだろう。

gsj.jp/）には、ほかにも「衛 星データ検 索システム」「海 域

当然、将来に向けてデータを揃え、さまざまな用途に活用でき

地 質 構 造データベース 」「地 殻 応 力場データベース」「津る形に変換して、専門家の仕事に役立つのはもちろん、企業

波堆積物データベース」など、30種類もの研究成果がデーや一般の人々も防災や観光などに活用していけるシステムをタベースとして掲 載されている。しかし、それらは必 ずしも構築する責務がある。それは日本の国土と社会の持続的な企業や一般のニーズに沿うものではない。

発展につながるものだ。

「これらのデータは研究者が自身の研究に基づき、各自

ニュースでは地震の際に「この地震による津波のおそれはで公 開しているデータベースなので、網 羅 性に乏しく、閲ありません」などとアナウンスしているが、もし活断層情報から

覧 方 式もそれぞれ異なります。内 容の専 門 性も高く、専 門

過去の地滑りやその頻度などが把握できるようになれば、「数家が読み解かなければ活用が難しいデータです。私はこう百年前の地震発生時には地滑りが起きました」「この地区のいった専門的なデータを解析・加工し、ほかの情報とひも付

地質情報によれば、土砂崩れの危険性があります」などの情けることで、一般の人や企業がそのデータの意味を理解し、報が付加され、その地域の人たちの安全と安心にもっと貢献使うことができるよう改善する必要があると考えています」

できるかもしれない。内藤はそのように、地質情報が日常的に

例えば、ある土地で農業用地の開発を検討する際、硫黄活用される未来を描いている。

分の多い地層があったとしよう。
「この土地には硫黄成分が含「いつかニュースや天気予報と連動する仕組みができ、防まれている」という地質情報を入り口に、その硫黄が18××年

災などに役立ててもらえれば嬉しいですね。そのためにもデーに〇 〇 火山が噴 火したときの噴出物であることや、その噴タの共通化を進め、将来的には人工知能が適確かつ迅速に

火後に周辺地域で報告された農業被害というような異分野処理できるようなデータベースを整備していきます」の情報にまでつなげることができれば、限られた人のための地質情報は、一般的にはあまり注目されてこなかった“お

データであった地質情報が周辺の住民や農業関係者など、

宝”
情報と言える。それを今後どれだけ活かしていけるかは、より多くの人たちに活用してもらえるはずだ。

膨大なデータの再整備とデータ相互の連携技術という、これ内藤たちは、将来的なデータの連携に向け、データを読までの地質研究とは異なる研究開発の進展にかかっている。

産総研

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材料開発がかわる！
材料インフォマティクスの可能性
データの取得と利用を同時に進めていく

材料・化学領域
機能材料コンピュテーショナルデザイン研究センター
材料インフォマティクスチーム
研究チーム長三宅 隆
Miyake Takashi

KEY POINT
素材に対する高性能化・多様化などのニーズ に伴い、これまでにない特性や機能を持つ
新材料の開発が急がれる。しかし、材料の特性は構成元素の種類、割合、構造によって変わるため、新材料開発には無限ともいえる組み合わせを検討しなければならず、これを短時間で実現できる“材料インフォマティクス”への期待は高い。

データ活用で経験と勘を超える類、割 合、構 造のよい組み合わせを見 つけるかということでもある。材 料 開 発 の 分 野では、研 究 者 の 知 識と勘と経

硬 い、柔らか い、熱に強 い、伸 縮 性 がよい、導 電 性 が験によって考えられた組み合わせについて実 証 実 験を行高いなど、材 料 が 持 つ特 性は製 品の機 能に直 結 する。よう手 法 が 一 般 的だ。そのため新 材 料を開 発 するまでにはい特 性の材 料をつくるということは、いかに構 成 元 素の種

長い時間がかかることも多かった。

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産総研

材料開発がかわる！材料インフォマティクスの可能性「 開 発 期 間 が 短いほど 製 品を早く世 の中に送り出 すことができ、企 業 の 競 争 力は高まります 。そこで近 年 、材 料

果、高 温ではコバルトの添 加 が 有 効だと、迅 速に見 積もることができた。

開 発の効 率を上 げるためにこれまでの計 算シミュレーショ

ネオジム磁 石に代わる新 規 磁 石 材 料 の 組 成 の 探 索にンや実 験に加え、機 械 学 習やデータマイニングなどといっ

ついては「ベイズ最 適 化 」という機 械 学 習の手 法を採 用した人 工 知 能（ AI ）が 活 用されるようになりました。これを材た。その結 果をランダムサンプリングの成 功 確 率と比 較 す料インフォマティクス（ MI ）と呼んでいます が、その手 法をると、磁 化 、キュリー 温 度 、生 成 エネルギーという各 項目

使うことにより、現 在、材 料の開 発プロセスは大きく変わり

で、ランダムサンプリングの成 功 確 率 が 1 2 .9％に対し、ベイ

始めています 」

ズ最 適 化の成 功 確 率は9 0〜1 0 0％と圧 倒 的に高い結 果とそう語るのは 材 料インフォマティクスチームを率 いる三宅 隆だ。高 機 能な新 材 料の開 発に、MIはどのように使わなった。MI が 新 材 料 の 開 発 期 間を大 幅に短 縮 する可 能性を示せたのだ。

れるのだろうか。
例えば、今、ニーズが 高まっている材 料の一 つに、電 気オープンとクローズドのバランスが課題

自動 車 や 電 動 飛 行 機 の 駆 動モータや 風 力 発 電 機などに用いられる高 性 能 磁 石 材 料がある。特に航 空 分 野においMIを普 及させるうえでは 課 題も多 い。まず 、材 料 の 特ては、低 炭 素 社 会 実 現に向 けての 切り札ともいえる電 動性 が 多 種 多 様 であるので、データ量 の 絶 対 的 不 足に加飛 行 機の実用化は、急 務と言える。そのため、モータ性 能え、取 得されるべき情 報もさまざまである。したがって各 種を向 上でき、強 度も高 温 特 性も高い高 性 能 磁 石 材 料の開のデータを単 純に統 合させることが必 ずしも適 切とは言え発が急がれているのだ。

ないという。今 後は既 存データベースの 新たな連 携 手 法

現 在 使われている高 性 能 磁 石であるネオジム磁 石は、の開発が重要となってくる。

ネオジムと鉄、ホウ酸 から構 成されるが、高 温 特 性や保 磁

また、材 料 関 連 のデータは 企 業 、研 究 機 関にとって競力を高めるために、ほかにもいくつかの元 素が添 加されて争 力の源 泉であるため、データを簡 単にオープンにできないる。その組 成をどう変えるかでさらなる高 性 能が実 現 すいという側 面もある。データ連 携を進めるにも、国ベースでる。そこで三 宅たちのチームは、MI の 手 法を用いて、高材 料 分 野の全 体を発 展させるための作 業と、個 別 企 業が性 能 磁 石 材 料に求 められる特 性を実 現 する最 適な組 成

競 争 力を維 持 するための 機 密 性とのバランスを考えていの探 索に取り組んだ。

かなければならない。今後はオープン／クローズドをどう切「 M I の 基 盤 は 言うまでもなくデータで す 。材 料 は 組 成

り分け、どのような情 報なら公 開 可 能なのか、その方 法はのバリエーションが 膨 大である分、取 得しなければならな

どうするのか、情 報 技 術 面だけでなく、産 業 育 成、企 業のいデータも多いのです が、これまで開 発されてきたデータ

競 争 力強 化など、多 面 的な検 討が必 要となるだろう。

ベ ースは 文 献 データを収 録して 構 造 化したもの が 多く、「 M Iの手 法は既 知の材 料 特 性の周 辺での最 適 化には

すでに絞り込まれたデータであり、機 械 学 習を進 めるうえ

圧 倒 的な強さを見 せましたが、過 去 のデータの 蓄 積に基で最 適なものとは言えません。MIを進めるにあたっては、づくため、まったく新しい革 新 的な材 料を見 つけられるか

データベースの 増 強 や、課 題に応じた新たなデータベーは未 知 数です 。ただ、さまざまなデータが 蓄 積されていく

スの作 成も必 要となりました」と、あるとき別 の 視 点 からの 発 見につながることがありま

三 宅 は、これらのことを勘 案しつ つ、得られ た 多 様 なす 。そのような未 知の力を発 揮させるためにも、材 料 開 発

データに基 づいて高 性 能 磁 石 材 料について探 索したとこのデータの蓄 積・連 携を進め、近い将 来、MIの手 法を活ろ、ある程 度 、有 効な元 素 が 絞り込まれた。ただ、机 上 の用し、あっと言うような素 材 産 業 分 野での成 功 事 例が出て計 算だけでは厳 密な性 能データを出すことはできない。そくることを期待しています」と三宅は展望を語った。

こでリアルな実 験データと同化させて精 度を向 上させた結

産総研

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L I N K の 先 に あ る の は「 技 術 を 社 会 へ 」
そ ん な 思 い を の せ た コミュ ニ ケ ー ション・マ ガ ジ ン「 産 総 研 L I N K 」を お 届 け しま す
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産 総 研 L I NK

次 号 「変化する生活と科学技術」をテーマ
予 告

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No.32

編集・発行

国立研究開発法人 産業技術総合研究所

問い合わせにした研究をご紹介します。

2020年11月発行

広報部 広報サービス室 出版グループ〒305-8560
TEL

茨城県つくば市梅園1-1-1 中央第1: 029-862-6217

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