クイズ問題: 物質を原子・分子のレベルで扱う技術のことを、10億分の1を表す接頭語を用いて何テクノロジーというでしょう?
答え: ナノテクノロジー

関連するWikipedia記事の抜粋:
title: ナノテクノロジー
text: ナノテクノロジー (nanotechnology) は、物質をナノメートル (nm, 1 nm = 10 m)の領域すなわち原子や分子のスケールにおいて、自在に制御する技術のことである。ナノテクと略される。そのようなスケールで新素材を開発したり、そのようなスケールのデバイスを開発する。
title: ナノテクノロジー
text: 分子ナノテクノロジーとは、分子レベルのスケールで動作するナノシステム(ナノマシン群)を対象とする分野である。原子を材料として分子を組み立てる分子アセンブラという想像上の機械と強く結びついている。いわばボトムアップ方式の究極であり、現在主流のトップダウン方式とは全く異なる。K・エリック・ドレクスラーが「ナノテクノロジー」という言葉を使ったとき、それはこの「分子ナノテクノロジー」を主に指していた。分子スケールの生物学に機械部品のようなものが見られることから、機械として機能する分子を作ることもできるはすだという前提がある。
title: ナノマシン
text: ナノマシン(英語: nanomachine)は、0.1 - 100 nmサイズの機械装置を意味する概念。ナノとは10を意味する接頭辞であるため、原義では細菌や細胞よりもひとまわり小さいウイルス (10 - 100 nm) サイズの機械といえる。広義ではもう少し大きなサイズの、目に見えない程度の微生物サイズの機械装置も含む。ナノ・マシンは機械的動作を重視しているが、微小な回路形成など機械的動作を含まないより一般的な技術をナノテクノロジーと呼ぶ。
title: 巨大科学
text: 巨大科学(きょだいかがく、英: Big Science)とは、多数の研究者と多額の資金を必要とする自然科学の研究分野のこと。ビッグ・サイエンスともいう。国家または国際的な規模になるものも多く、宇宙開発、原子力開発、海洋開発などがこれに当たる。
title: メガスケールエンジニアリング
text: メガスケールエンジニアリング(英:Megascale engineering)またはマクロエンジニアリング(英:macro-engineering) は、巨大な規模での構造物を想定した工学分野である。これらの構造は少なくとも1000km/1メガメートル級の規模を持つ。このような大規模構造はメガストラクチャーと呼ばれる。
title: ナノテクノロジー
text: ナノテクノロジーの手法は大きく2つにわけることができる。1つは、物質を原子論的にみた集団的変化の方法論を利用して、微細にこれを再編成する技術をトップダウン方式という。もう1つは、原子や分子(おおよそ 0.1 - 10 nm 程度)をひとつひとつ正確に組み合わせることで新しい機能を持った材料を作っていく方法で、これをボトムアップ方式という。トップダウン方式は主に機械・電子系の分野で、ボトムアップ方式は化学系の分野で研究が行われている。
title: 重鉄騎
text: まだ「コンピュータ」という物が普遍的に存在していた時代。バクテリアの分解能力を活用しようと研究が進む中で、2015年にプラスチックを分解し石油に近い化合物を分泌するという画期的なバクテリアが開発された。
title: RNAワールド
text: RNA ワールドとは原始地球上に存在したと仮定される、RNA からなる自己複製系のこと。また、これがかつて存在し、現生生物へと進化したという仮説を RNA ワールド仮説と呼ぶ。これに対し、まずアミノ酸ができ、重合してポリペプチド、さらにタンパク質が作り出され、これが触媒として働いて生命を作り出したという仮説をプロテインワールド仮説という。RNAワールドという学名は1986年、ウォルター・ギルバートによって提唱された。
title: スコピン
text: アトムエコノミー (atom economy) あるいは原子経済(げんしけいざい)、原子効率(げんしこうりつ、atom efficiency)は、ある化学プロセスにおける、含まれるすべての原子の変換効率である。理想的な化学プロセスでは、出発物質(反応物)の重量は得られる生成物の重量と等しく、無駄となる原子はまったくでない(化学量論も参照)。
title: K・エリック・ドレクスラー
text: 分子ナノテクノロジーの障害の1つとして、分子/原子サイズのマシンを作る効率的な方法が無いことが挙げられる。ドレクスラーの初期のアイデアは「アセンブラ」であり、プログラム可能なコンピュータと腕を備え、自己複製可能なナノマシンであった。アセンブラを作ることができれば、自分自身で複製を作ることができ、ナノマシンの大量生産が可能となる。しかし、最初のアセンブラをどうやって作るかという問題は依然として残っている。
title: 自己複製
text: ナノテクノロジーの究極の目的は、ナノメートルレベルの自己複製機械(アセンブラ)を開発することである。
title: ナノメートル
text: 現在の電子デバイスや微細加工、あるいは分子生物学では、ナノメートルの領域の技術が使われている。そのため半導体産業などでは、ナノテクノロジーという言葉がよく使われている。最近では、微細ナノ加工・ナノスケール技術・ナノ構造物質などについて具体的な長さを示すのではなく、単に「小さい」ということを示すための接頭辞としての用例である。という誤解が見られるが、実際にはそれらの技術はナノスケールで起きる物性の変化と不可分に関わっている技術である。
title: トランジスタ
text: 1940年代末に実用化されると、真空管に代わってエレクトロニクスの主役となった。論理回路を構成するための電子部品としては最も普及しており、スマートフォンから自動車に至るまで、様々な分野で利用されている集積回路(IC)の多くは、微細なトランジスタの集合体である。なお、この名称はtransfer(伝達)とresistor(抵抗)を組み合わせたかばん語であり、ジョン・R・ピアスによって1948年に名づけられたものである。
title: 生命の起源
text: 「タンパク質がまずはじめに存在し、その後タンパク質の有する情報がRNAおよびDNAに伝えられた」とする仮説である。RNAワールド仮説と双璧をなす生命の起源に関する考察のひとつであり、近年プロテインワールドを支持する化学進化の実験結果が多く得られている。プロテインワールド仮説の趣旨は以下の通りである。
title: 分子ナノテクノロジーに関するドレクスラーとスモーリーの論争
text: ドレクスラーが思い描いたナノテクノロジーは現在では分子ナノテクノロジーと呼ばれている。その基本となるアイディアが、原子一個一個を組み立てて分子、特に分子デバイスを作製する分子マシン、すなわち分子アセンブラであった。ドレクスラーは生体系を基盤とするウェット・ナノテクノロジー(英語版)と、機械工学に近い方式で分子の位置制御を行うメカノ合成(英語版)による「第二世代」のドライ・ナノテクノロジーとを明確に区別した。ドレクスラーと彼に共鳴する研究者たちはもっぱら後者の方式に力を注いだが、ドレクスラーは分子マシンシステムを作り出す道筋としてどちらも妥当なものだと述べている。
title: ナノテクノロジー
text: こうしたボトムアップ方式は同時に多数のデバイスを生産できるためトップダウン方式よりもずっとコストが低くなるが、必要とされる分子の大きさと複雑さが増すと困難さも増すことが予想される。有益な構造のほとんどが、複雑で熱力学的にもあり得ない原子の配置を必要としている。しかし生体内では分子認識に基づくセルフアセンブリが様々な場面で行われており、塩基対や酵素と基質の相互作用が例として挙げられる。ナノテクノロジーの目標の一つは、そういった自然界の仕組みを応用して新たな有益なものを構築することである。
title: メガストラクチャー
text: 恒星スケールのメガストラクチャーのアイデアでは、恒星のエネルギーを大きく利用するものが多い。エネルギー以外には、重力や高度な文明にとって必要な何らかの目的を達成するための機能が作られる。
title: ナノメディシン
text: ナノメディシン(英: nanomedicine、またはナノ医療)は、ナノテクノロジーの医学的応用である。ナノメディシンは、ナノマテリアルや生体デバイスの医療用途から、ナノ電子バイオセンサー、さらには将来的には生体分子機械などの分子ナノテクノロジー (英語版) の応用にまで及んでいる。現在のナノメディシンの課題は、ナノスケールの材料(構造がナノメートルのスケール、すなわち10億分の1メートルの材料)の毒性(英語版)や環境への影響を理解することにある。
title: システムアーキテクチャ
text: デジタルコンピュータの発明以前から、電子工学などの工学では「システム」という用語を普通に使っている。しかし、デジタルコンピュータが登場し、ソフトウェア工学が新たな分野として発展すると、ハードウェアとソフトウェア、およびそれら全体を区別する必要が生じてきた。プログラム可能なハードウェア、すなわちコンピュータのハードウェアはソフトウェアが無ければ何もできないし、ソフトウェアもハードウェアが無ければ何もできない。しかし、ハードウェアとソフトウェアが揃えば無数のタスクを実行できる。このため、コンピュータやソフトウェアを扱う工学分野(および通信などの工学)では、「システム」という用語が「有益な機能を実行するのに必要な全要素(つまりハードウェアとソフトウェア両方)を含むもの」と再定義された。
title: ナノネットワーク
text: ナノネットワーク(英語: nanonetwork)またはナノスケールネットワーク(英語: nanoscale network)とは、計算・データ記憶・センサー・動作などの単純なタスクのみを実行することができるナノマシン(数百ナノメートルから数マイクロメートルの大さきの装置)を相互接続したセットである。ナノネットワークは、複雑さと操作範囲の両面で、情報の調整・共有・融合を可能にすることによって、単一のナノマシンの能力を拡大することが期待されている。ナノネットワークは、医療研究(英語版)分野・環境研究・軍事技術、および産業や消費財への適用におけるナノテクノロジーの新しい応用を可能にする。ナノスケール通信は、IEEE P1906.1(英語版)で定義されている。
title: 分子ナノテクノロジーに関するドレクスラーとスモーリーの論争
text: スモーリーは分子アセンブラ、すなわち個々の原子を操作して望みの物質を構築することができるナノロボットの概念を話題に挙げ、アセンブラが意味のある量の物質を生産するのにどれほど時間がかかるかと問いかけた。彼の試算では、単独で活動するアセンブラが1モルの物質を生産するには数百万年の時間がかかるが、自己複製型のアセンブラが1分間にわたって増殖を繰り返したならば、アセンブラ集団は1ミリ秒もかからずに1モルの物質を生産できるとされた。スモーリーはここから論を進めて、自己複製型ナノロボットが突然変異を起こして際限なく自己生産を行い、いわゆるグレイグーが発生するというシナリオや、ビル・ジョイのエッセイ「なぜ未来はわれわれを必要としないのか?」の引用として、ナノロボットが群知能を発達させてある種の生命体となる危険性を論じた。
title: メカトロニクス
text: 名称は機械+電子の機電一体であるが、実際は機械工学・電気工学・電子工学・情報工学の融合である。また、センサ・コンピュータ(コントローラ)・動力源(パワー源)・アクチュエータ・メカニズムを要素とするシステムとして構成され、ハードウェアとソフトウェアの構成には多様性があり、ソフトウェアに比重を置くとインテリジェンスやフレキシビリティを持たせることができる。
title: ウィリー・アイバー
text: ほとんどの構造生物学者が個々のタンパク質やタンパク質群の構造を探究するのに対し、構造ゲノム学の専門家はゲノム規模でタンパク質の構造を探究する。このため大量のクローニングや発現、精製が必要となる。このアプローチの主な利点に規模の経済、つまり大量生産による単価の低減がある。一方、この手法で決定された構造の科学的価値に疑問の声が挙がることもある。2006年1月、サイエンス誌に構造ゲノミクスを分析した記事が掲載された。
title: 分子マシン
text: 分子マシン(ぶんしマシン)、もしくは 分子機械(ぶんしきかい、英: molecular machine)は、ミクロスケール、あるいはナノスケールで制御された機械的動きを起こす分子、あるいは分子複合体である。
title: 巨大科学
text: 巨大科学(きょだいかがく、英: big science ビッグ・サイエンス)とは、多額の資金を投じたり、多数の研究者を動員して行われる科学上の研究プロジェクトのこと。
title: DNAコンピュータ
text: DNAコンピュータ(ディーエヌエーコンピュータ)の記事では、DNAコンピューティングについて記述する。2018年現在ではまだ「コンピュータ」とはっきり言えるほどに形のあるものではなく、いかにして計算をおこなうか、といったことの研究段階にあり、(英語版の記事名が DNA computing であることからも明らかなように)日本語版のこの記事の記事名は不適当である。4種類の塩基の配列から成るデオキシリボ核酸 (DNA) を利用してコンピューティングをおこなうものである。
title: 進化ロボティクス
text: 進化ロボティクス(しんかロボティクス、英: Evolutionary robotics、ER)とは、自律型ロボットのコントローラに進化的計算を使うロボティクスの一分野である。進化的計算のように進化的ロボティクスと呼ぶ場合もある。
title: コンピュータ分野における対立
text: 具体例として集積回路の生産等のトレンドを1960年代から21世紀初頭まで眺めると、汎用ロジックIC → カスタムLSI → (汎用)マイクロプロセッサ → ASIC → プログラマブルロジックデバイス というように、標準化された製品とカスタム化された製品という交互の波がある。法則としての提案者の名から「牧本ウェーブ」と呼ばれており、その理由や未来予想などが検討されている。
title: 脱希少性経済
text: (現在存在しない、分子アセンブラ、またはナノ工場(英語: molecular assembler #nanofactories)のような)高い投機的な形態は、自動的に正確な命令と必要な原材料とエネルギーを与えられて、いかなる特定の財も生産できるところの媒体の可能性を増大させる。そしてナノテクノロジーのそのような多くの熱心家たちはそれは脱希少性の世界における到来を告げるだろうと指摘する。
title: 分子ナノテクノロジーに関するドレクスラーとスモーリーの論争
text: そのほか専門的な見地からの批判もあった。スティーブン・A・エドワーズは『ナノテク・パイオニア』の中で、分子アセンブラの仕様どころか定義さえ明確に示されていない以上、この議論を評価することは難しく、学問的な意義は取るに足りない程度でしかないと述べた。「分子アセンブラの設計プランは『ナノシステムズ』のどこにも載っていない。(中略)例えば、マニピュレータ・アームが400万個の原子を持つであろうと言い渡される一方で、どのような種類の原子を用いるか、どのように組み立てるかについては全く触れられない」彼は結論として「メカノ合成に関する論争は当事者にとっては大問題であったが、ほとんどのナノテク研究者にとっては学問上の見世物に過ぎない」とした。
title: プロテオーム解析
text: プロテオミクスは、ゲノミクスの次にシステム生物学の中心になる学問分野だと考えられている。ゲノムがある生物の全ての細胞でほぼ均一なのに対して、プロテオームは細胞や時間ごとに異なっているため、プロテオミクスはゲノミクスよりもかなり複雑になる。同じ生物でも、異なった組織、異なった時間、異なった環境ではかなり異なったタンパク質発現をする。また、タンパク質自体が遺伝子と較べて遥かに多様であることもプロテオーム解析を難しくしている理由の一つである。例えば、ヒトには約25000個の遺伝子が知られているが、これらの遺伝子に由来するタンパク質は50万個を超えると見積もられている。このようなことが起きる原因は、選択的スプライシングやタンパク質の修飾、分解などである。
title: ナノスケール
text: ナノスコピックスケール(またはナノスケール)は通常、ナノテクノロジーに適用可能な大きさの構造を指し、通常は1 - 100ナノメートル (nm) 程度。ナノメートル (nanometre) とは10 (10億分の1) メートルである。ナノスケールは(大まかに言えば)ほとんどの固体にとってはメゾスコピック領域の下限である。
title: Tiny BASIC
text: 集積回路の発展と市場の需要などから、1970年代にマイクロプロセッサが次々と登場したことにより、一般の個人が、個人でコンピュータを所有・占有し、趣味や実用に使うことが可能となった。それまでのメインフレームやミニコンピュータが限られた人のものであったのに対し、これからはコンピュータの力を誰もが活用できるということで、革命という言葉すら使われた(en:Microcomputer revolution)。
title: 郡山久二
text: 細胞内で何らかのエネルギーを機械的な動きに変換する分子を分子モーター(英語:molecular motor)と呼ぶ。分子モーターの働きによって細胞は変形・移動し、細胞内では様々な高分子の輸送が行われる。類似の用語にタンパク質モーター、モータータンパク質等。
title: ナノテクノロジー
text: 物質をナノメートルレベルで制御する利点は幾つかある。例えば、現在コンピュータなどで利用されている電子回路のトランジスタは、だいたい数十nm程度の大きさであるが、これを1/10にすることができれば、コンピュータを現在よりもずっと小型化し、必要な電力や発熱を抑えることが可能となる。同様に、記憶装置などでも小型化・高機能化が期待される。
title: DNAナノテクノロジー
text: 構造DNAナノテクノロジーと動的DNAナノテクノロジーという二つの下位分野に分けられる場合がある(これらには重複する部分もある)。構造DNAナノテクノロジーの対象は、静的な平衡形へアセンブリを行う核酸複合体の合成や分析である。動的DNAナノテクノロジーが対象とするのは、化学的・物理的刺激に応じて再配列を行う機能など、有用な非平衡的挙動を持つ複合体である。核酸ナノメカニカル素子のようにこれら二分野の特色を併せ持つ複合体もある。
title: 宇宙船地球号
text: フラーは、地球の歴史とともに蓄えられてきた有限な化石資源を燃やし消費し続けることの愚を説いた。これらの資源は自動車で言えばバッテリーのようなものであり、メイン・エンジンのセルフ・スターターを始動させるために蓄えておかねばならないとした。メイン・エンジンとは風力や水力、あるいは太陽などから得られる放射エネルギーなどの巨大なエネルギーのことであり、これらのエネルギーだけで社会や経済は維持できると主張し、化石燃料と原子力だけで開発を行うことはまるでセルフ・スターターとバッテリーだけで自動車を走らせるようなものだと述べた。彼は人類が石油やウランといった資源に手を付けることなく、地球外から得るエネルギーだけで生活できる可能性がすでにあるのに、現存する経済や政治のシステムではこれが実現不可能であると述べ、変革の必要性を強調した。
title: ソフトウェアコンポーネント
text: 最近のソフトウェアコンポーネントの概念の多くを定義したのは Stepstone 社の Brad Cox であった。彼はそれを「ソフトウェアIC」と呼び、Objective-Cを開発してその考え方を市場に広めようとした。このあたりの経緯は彼の著書 Object-Oriented Programming - An Evolutionary Approach(1986年)に詳しく記してある。Cox の試みはシリコンのICとソフトウェアICの明らかで基本的な違いのため、失敗に終わった。シリコンのICは物質であるから、需要と供給の関係で売買は成立する。ソフトウェアICはビットの集まりであり、電子部品と同じような売買は成立しなかったのである。
title: ハイテク
text: なお、これらのハイテクには、エレクトロニクスや情報処理技術を支える材料工学(素材)や機械工学等の基礎研究技術分野はあまり含まれない。これらは対義語のローテクに分類される。しかし、ローテクの地道な研究の成果が発表され、一夜にして既存のハイテク製品が陳腐化し、その成果を盛り込んだ、既存製品の数倍に及ぶ能力を持つ製品が発売される事も珍しくない。
title: ムーアの法則
text: さらには、1チップあたりのコストに対するコンピューティングパワーをどんどん増加させ続けるものがムーアの法則だとされ、ハードディスクや果てはコンピュータ以外の技術でも指数的な成長をしていればなんであれどんどんムーアの法則と呼ぶような傾向さえ現れたが、それらについてはこれ以上触れない。
title: 技術的特異点
text: 現在用いられている意味において、技術的特異点の意味するものは、レイ・カーツワイルによれば、「100兆の極端に遅い結合(シナプス)しかない人間の脳の限界を、人間と機械が統合された文明によって超越する」瞬間のことである。同じくレイ・カーツワイルが提唱する、進化の6つのエポックにおけるエポック5とも同義である。電子計算機の発明以前から同様の主張は行われていたが、2005年にレイ・カーツワイルが発表した、The Singularity Is Near: When Humans Transcend Biology(和書:ポスト・ヒューマン誕生 コンピュータが人類の知性を超えるとき)において、宇宙の歴史、生命の歴史、科学技術の歴史に基づく、多角的で長大な論証が行われ、初めて明確化された。未来研究においては、人類により発明された科学技術の歴史から推測されうる、未来モデルの適用限界点と定義されている。
title: DNAナノテクノロジー
text: DNAナノテクノロジー(英: DNA nanotechnology)とは、有用な核酸構造を人工的に設計・作製する技術をいう。DNAの名が冠されているが、他の種類の核酸も用いられるため「核酸ナノテクノロジー」という別名がある。この分野では核酸を生細胞の遺伝情報キャリアとしてではなく、非生物学的なナノ材料として用いる。これまでの研究で、DNAを用いた2次元・3次元の結晶格子やナノチューブ、多面体、さらに任意形状の静的構造が作製されており、分子機械やDNAコンピューターのような機能デバイスも得られている。X線構造解析や核磁気共鳴スペクトロスコピー(英語版)によるタンパク質の構造同定など、構造生物学や生物物理学における基礎的な問題を解決するツールとしても用いられ始めた。将来的な分子スケールエレクトロニクス(英語版)やナノ医療への応用も研究されている。
title: 光ピンセット
text: 光ピンセットは極めて精密な構造をもつ。扱える微粒子はナノメートルからマイクロメートルオーダーであり、DNA・タンパク質・酵素といった巨大分子を一個単位で扱うことができる。
title: プロテオーム解析
text: プロテオーム解析(Proteomic analysis)、またはプロテオミクス(Proteomics)とは、特に構造と機能を対象としたタンパク質の大規模な研究のことである。タンパク質は細胞の代謝経路の重要な構成要素として生物にとって必須の物質である。「プロテオミクス」という言葉は、タンパク質を意味する英語「プロテイン(protein)」に「全て」を意味する接尾辞\"ome\"、「学問」を意味する接尾辞\"ics\"を合わせて作られた。ゲノムがある生物の持つ全ての遺伝子のセットを表すのに対して、プロテオームはある生物が持つ全てのタンパク質のセット、またはある細胞がある瞬間に発現している全てのタンパク質のセットを意味する。
title: 軍事技術
text: 軍事技術を民生技術の元として転用することをスピンオフと称し、その逆をスピンオンと称する場合がある。現在の先端技術はどちらにも利用可能なデュアルユースと呼ばれる内容が多くなっている。これは、民生用設備に高度な技術を用いたものが多くなったためである。
title: ソフトウェア工学
text: 「ソフトウェア工学」を工学の一分野としてどう定義するかは、人によって異なり、論争が行われてきた。デイビッド・パーナスは、ソフトウェア工学は実際に工学の一形式であるとした。スティーブ・マコネルは工学ではないとしたが、工学へと進化すべきだと主張した。ドナルド・クヌースは、プログラミングは技であり科学だとした。エドガー・ダイクストラは、software engineering と software engineer という用語が特にアメリカ合衆国で誤用されていると指摘した。
title: メガスケールエンジニアリング
text: メガスケールエンジニアリングは、大規模構造に加えて、惑星全体を人間が居住できる環境に変換すること、つまりテラフォーミングまたは惑星工学として知られるプロセスを含むものとして定義される。 地表の変化、惑星軌道の変化、エネルギーバランスを変更することを目的とした軌道の構造も含まれる。
title: 分子マシン
text: 合成分子機械は有機化学的に合成された分子マシンであり、光、熱、pH変化、酸化還元などの外部刺激に応じて分子の構造が変化する。ナノテクノロジーの中で化学的な領域の一角を占めるものとして注目されている。
title: 固体
text: 自然界には特異な力学的特性を持つ生物由来の複雑な化合物が数多く存在する。数億年もの進化によって生まれたそれらの複雑な構造を研究することで、新たな素材が生み出されている。生体材料は、構造的階層性、多機能性、自己回復機能などを特徴とする。自己組織化も生体材料の基本的特徴であり、分子レベルから構造が組み立てられていく。そこで、高機能生体材料の化学合成において自己組織化が新たな戦略として注目されている。
title: バイオニューラルデバイス
text: 最初のバイオニューラルデバイス「B型デバイス」は人間の脳髄そのものを機械の部品とするという人道の箍を外れた研究である。また、数多くの勢力に彩られ暴露こそなったものの全体像を見ることが叶わぬ事項でもある。
title: 使い捨て型ロケット
text: 使い捨ての概念が注目されるようになったのは、宇宙開発のコストが着目されるようになってからである。高価なロケット・システムを再利用し、トータルコストを低減できるとの再使用型宇宙往還機(RLV: reusable launch vehicle)のアイデアが発想され、それとの対比によりELVと呼称されるようになった。
title: ハイテク
text: ハイテクは、ハイ・テクノロジー(High-Technology)の略で、先端分野の技術体系(先端技術)を指し、主に電子回路や情報処理に関連する、応用技術体系を指す。
title: 自己複製宇宙機
text: 自己複製宇宙機(じこふくせいうちゅうき、英語: Self-replicating spacecraft)とは、自己複製する機能を備えた宇宙機や宇宙探査機である。数学者ジョン・フォン・ノイマンによって考案されたフォン・ノイマン探査機としても知られている。バリエーションとして、破壊と殺戮を目的とした兵器のバーサーカーや、テラフォーミングや生物種の複製を行う複製播種船(ふくせいはしゅせん)などがある。
title: 自己複製機械
text: 自己複製機械の概念はジョン・フォン・ノイマン、フリーマン・ダイソン、K・エリック・ドレクスラーのような科学者やSF作家達に提唱されてきた自己の複製を製造する能力を備えた機械。 2017年現在、産業用ロボットや3Dプリンタのように、部分的に自己複製能力を備える機械は実現しているものの、依然、原材料の精製や半導体素子の製造のような中枢機能の実現が困難なため、実現には至っていない。
title: テクノロジー
text: テクノロジーは科学と工学の成果とよく言われるが、逆に人間の活動としてのテクノロジーがその2つの分野に先行して存在するとも言える。科学は既存の道具や知識を使い、例えば、電気伝導体における電子の流れを研究する。そうして新たに得られた知識を工学に応用して新たな道具や機械(例えば半導体部品やコンピュータ)、他の進んだテクノロジーの形態を生み出す。そういう意味で、科学者や工学者を合わせて科学技術者 (technologist) ともいう。
title: KDDI デザイニングスタジオ
text: 語としては、NEMSとナノマシンの関係は、MEMSとマイクロマシンのそれと同じようなところであるが、ナノマシンは生体分子そのものを指すこともあったり、SFなどで空想的に使われていることもあり、現実的にはより広い範囲を指しているものとされているように思われる。
title: 再構成可能コンピューティング
text: ニック・トレデニック(英語版)は、コンピューティングのパラダイムを分類することで(表1参照)、再構成可能コンピューティングの基本モデルの1つであるデータストリームベースのアンチマシンを従来からのパラダイムと対比させた。
title: インターネット
text: WWWが発明された1990年から2010年までの20年間に、インターネットは学術ネットワークから日常生活のインフラへと変革を遂げた。それに伴い情報の流通量の激増と取得コストの大幅な低下が起き、世界の在り方そのものが大きな変革を遂げ、ユビキタス社会となった。この変革はIT革命やデジタルトランスフォーメーション(DX)などと呼ばれてきた。
title: 人工知能の歴史
text: 2010年には、インターネットを流れるデータ転送量の増大を受けて、ビッグデータという用語が提唱された。
title: DNAナノテクノロジー
text: DNAナノテクノロジーは将来の実用的な応用に向けて発展を続けている。核酸アレイには他の分子を配列させる能力があるため分子スケールエレクトロニクスへの応用が期待される。核酸構造のアセンブリをテンプレートとして分子ワイヤ(英語版)のような分子エレクトロニクス素子のアセンブリを行えば、ブレッドボードに相当する分子素子のアーキテクチャやチップ上の配置をナノメートルの精度で制御できるようになる。DNAナノテクノロジーは計算処理を物質の特性と結び付けた点でプログラマブルマターの概念と比べられてきた。
title: 分子ナノテクノロジーに関するドレクスラーとスモーリーの論争
text: スモーリーはメカノ合成が多くの場合雑多な生成物しか生まず、そもそもそのようなアプローチが有効な反応と標的分子はごく限られるという持論を展開した。また彼は、アセンブラのロボットアームは必ず先端に酵素様のツールを備えていなければならず、それらは液相の溶媒を必要とし、そして既知の酵素はすべて水を溶媒としているため、この方法で合成できる生成物は「生物が持つ肉と骨」に限定されると強く主張した。彼はドレクスラーが「コンピュータプログラムが命令すれば、その通りの場所に原子が飛んでいく想像上の世界」を作り出したと非難した。
title: DNAナノテクノロジー
text: DNAナノテクノロジーは当初のうち懐疑的な態度で迎えられることもあった。核酸を構造材料や計算処理のような非生物学的な用途に用いる発想が異例だったことや、分野の可能性を広げる一方で実際の応用には程遠い原理実証実験が多かったことがその理由である。シーマンが1991年に書いたDNA立方体の合成に関する論文は『サイエンス』誌からリジェクトされた。査読者の一人はその独創性を賞賛したが、別の査読者は生物学的な重要性に欠けるという批判を寄せた(その論文は結局『ネイチャー』誌に掲載された)。2010年代に入ると、基礎科学への応用が現実的になるほど分野が発展したことが認められ、医療などの分野で実用的な応用が考えられ始めた。2001年にはこの分野で活動する研究室はわずかしかなかったが、2010年には少なくとも60グループにまで拡大した。この10年間は人材が増えたこともあって分野の進歩も目覚ましいものがあった。
title: C4Iシステム
text: その後、通信技術の発達により電磁波探知機や電話・無線などの電気通信手段が多用されるようになると通信のネットワークが構築され、1980年代のコンピュータ・情報処理技術の急速な発達と相まって4つめのC(Computers)が加えられ、現代のC4Iシステムの基盤が構築される。1990年代後期に入るとコンピュータ単体の高性能化が加速し、膨大な情報の自動的な入手・処理・伝達を総括する情報システムが加わることで現代の形が完成された。今日においてもATMやxDSL、VoIPをはじめとする次世代通信技術は飛躍的な革新を遂げており、今後の動向が注目されている。
title: CPU
text: 「CPU」と「プロセッサ」と「マイクロプロセッサ」という語は、ほぼ同義語として使われる場合も多いが、厳密には以下に述べるように若干の範囲の違いがある。大規模集積回路(LSI)の発達により1個ないしごく少数のチップに全機能が集積されたマイクロプロセッサが誕生する以前は、多数の(小規模)集積回路(さらにそれ以前はディスクリート)から成る巨大な電子回路がプロセッサであり、CPUであった。大型汎用機を指す「メインフレーム」という語は、もともとは多数の架(フレーム)から成る大型汎用機システムにおいてCPUの収まる主要部(メイン)、という所から来ている。また、パーソナルコンピュータ全体をシステムとして見た時、例えば電源部が制御用に内蔵するワンチップマイコン(マイクロコントローラ)は、システム全体として見た場合には「CPU」ではない。
title: 分子アセンブラ
text: メッセンジャーRNAからの命令を受けて蛋白質を作るためのアミノ酸を合成する細胞は一種の分子アセンブラとの見方も出来るが、分子アセンブラとはあくまでも人工物を対象としている点が異なる。サイエンスフィクションでは定番の手法で自動的に修復する機械などが描かれる。従来は創造の産物に過ぎないと見られていたが、近年では複数のグループが実現に向けて基礎的な研究を続けるが、その実現性を疑問視する意見も散見される。
title: 技術的特異点
text: 未来学者であるレイ・カーツワイルは、宇宙における情報の進化は6つの段階を経るとし、進化の6つのエポックと名付けている。そして、その一部として収穫加速の法則を述べている。進化の6つのエポックにおいて、エポック5は技術的特異点のことを指している。進化の6つのエポックは下記の通りである。
title: 分子アセンブラ
text: 分子アセンブラ(英語: Molecular assembler)は、環境中の原子を材料として分子を組み立てる想像上の機械。
title: メカトロニクス
text: メカトロニクス(英語:mechatronics)とは、機械工学、電気工学、電子工学、情報工学の知識・技術を融合させることにより、従来手法を越える新たな工学的解を生み出す学問・技術分野をさす。
title: 電気
text: 20世紀最大の発明の1つであるトランジスタは、現代のあらゆる電子回路の基本素子である。最近の集積回路には、数センチ平方メートルの中に数十億個の微細なトランジスタが含まれている。
title: ナノ粒子
text: ナノ粒子(ナノりゅうし、Nanoparticle)は、物質をナノメートルのオーダー(1-100ナノメートル)の粒子にしたものである。
title: スピントロニクス
text: スピントロニクス(英: spintronics)とは、固体中の電子が持つ電荷とスピンの両方を工学的に利用、応用する分野のこと。 スピンとエレクトロニクス(電子工学)から生まれた造語である。マグネットエレクトロニクス(英: magnetoelectronics)とも呼ばれるが、スピントロニクスの呼称の方が一般的である。
title: ナノ回路
text: ナノ回路(英語:Nanocircuits)は、ナノメートルのスケールで動作する電気回路。これは、量子力学的な効果が非常に重要となる量子領域によくあてはまる。1ナノメートルは10メートルと等しく、水素原子10個並べた長さに等しい。そのような革新的に小さい回路では、より多くをコンピュータチップに取り付けることができる。これにより、より少ない電力でより速くより複雑な機能が可能となる。ナノ回路は3つの異なる要素であるトランジスタ、伝送線路、アーキテクチャからなり、全てナノメートルのスケールで製造されている。
title: 分子ナノテクノロジーに関するドレクスラーとスモーリーの論争
text: スモーリーは酵素やリボソームが望んだ化学反応を正確に起こせることを認めながらも、ナノロボットがそのような酵素を保持し、必要な時に取り出して利用し、壊れた酵素を検出して廃棄することが果たして可能なのかと問いかけた。さらに、酵素のような生体系物質は水溶液環境下でしか機能しないため、適用できる化学反応が限られることを指摘した。「生物が体内で生産できる物質の多様なことは驚くほどだが、しかしシリコンや鋼鉄、銅、アルミニウム、チタンなどの結晶を作ることはできない。つまり現代の科学技術の基盤となっている物質は一つも作ることができない」スモーリーは分子アセンブラの基盤としてどのような「非水溶液環境下で機能する酵素様物質の化学」がありうるのかドレクスラーに問いかけ、「過去数世紀にわたって人類の目を逃れてきた広大な化学の領域があるに違いない」と述べた。
title: インダストリー4.0
text: インダストリー4.0(英: Industry 4.0)とは、製造業におけるオートメーション化およびデータ化・コンピュータ化を目指す昨今の技術的コンセプトに付けられた名称である。具体的には、サイバーフィジカルシステム(英語版) (CPS)、モノのインターネット (IoT)、クラウドコンピューティング、コグニティブコンピューティングなどが含まれる。インダストリー4.0は一般に第四次産業革命として言及される。
title: 生命の花
text: 効率そのものは核融合ほどは高くないものの、それでも化石燃料に較べて圧倒的な高効率を誇り、核燃料に較べて環境をそれほど汚染せずに済むなどエネルギー資源としての価値は大きい。特に移動機械においては、燃料を蓄えておく空間の占有率が化石燃料に比べて数十分の1以下となり、劇的な省スペース化が可能となった。
title: 固体
text: 分子自己組織化は生体によく見られ、様々な生体の構造の基礎となっている。例えば、常温常圧で無機素材を結晶化させるといったことが生体内で普通に行われており、極めて精密で複雑な構造を作り上げる。そのような無機素材を成長させる過程を生命がどうやって制御しているのかを理解することで、材料科学が大きく進歩し、ナノスケールの複合材を合成する技法を生み出すきっかけとなった。
title: 祝真理
text: MISD (Multiple Instruction stream, Single Data stream) は、並列コンピューティングアーキテクチャの一種であり、多数の機能ユニットが同じデータに対して異なる操作を同時に行う。パイプライン処理はその一例とされるが、パイプラインの各ステージでデータに操作が加えられているので、厳密にはMISDではないとも言われる。フォールトトレラントコンピュータは、障害を検出して対処するため、複数の機能ユニットが同じ操作を同時に行うが(レプリケーションの一種)、これをMISDの一種とする場合もある。MISDアーキテクチャの実例は滅多になく、MIMDやSIMDの方が一般的な並列処理には適している。特に、MIMDやSIMDはMISDに比べてスケーラビリティが良く、計算リソースを効率的に利用できる。
title: マイクロ流体力学
text: 音響液滴射出(英語版)とは、超音波パルスを用いて小体積の流体(典型的にはナノリットルからピコリットル程度)を接触することなく駆動する技術である。音響エネルギーを流体サンプルに集束することにより、ピコリットル単位の小体積液滴を射出する。ADE技術は非常に穏やかなプロセスであり、タンパク質や高分子量DNA、生きた細胞などを破壊したり殺したりしてしまうことなく輸送することができる。この特徴から、プロテオミクスや細胞ベースアッセイなどの様々な応用が可能となる。
title: リボ核酸
text: RNAワールド仮説は、生命が発生した頃にはRNAが遺伝情報の維持(現在のDNAの役割)と、酵素のような生化学的触媒の両方の役割を担っていたとする仮説である。これは無生物的な環境下に於いてRNAがDNAと比較して容易に合成されることなどを根拠としている。
title: 生物学
text: 近年では、ゲノムやプロテオームの解析から得られる膨大なデータを処理する必要があるため、バイオインフォマティクス(生物情報学)と呼ばれる分野では情報学の方法論が取り入れられ、ゲノミクスやプロテオミクスで用いられている。また、生命現象をシステムとして理解することを目的とするシステム生物学が発展しつつある。
title: テクノロジー史
text: テクノロジー史(テクノロジーし、英: history of technology)は、道具や技法の発明の歴史であり、世界の歴史と様々な形で繋がっている。人々は知識に基づいて新たなものを生み出す。逆にテクノロジーの進化が知識の源泉である科学の進歩を可能にするという側面もある。例えば、それまで到達できなかった場所に人類が足を踏み込めるようにしたり、宇宙の性質を人間が感じ取れる以上の精度で測定できるようにするなどである。生物としての人間の限界を乗り越える方法論の開発の歴史であるとも言える。
title: リサイクル
text: プラスチックのリサイクルでは、プラスチック再製品化(reproduction)を意味するマテリアルリサイクル(material recycling)、原料・モノマー化によるケミカルリサイクル(chemical recycling)、エネルギーとして利用するサーマルリサイクル(thermal recycling)などがある。
title: マイクロマシン
text: マイクロマシンにおいて、革命的なことは、半導体集積回路作製技術を用いて、大量に一括してデバイスの作製が可能となったことである。従来の機械部品のような組み立て工程を必要としない。このように作製されたデバイスはMEMSに含まれると思われる。
title: 生命の起源
text: DNAを遺伝情報保存、RNAを仲介として、タンパク質を発現とする流れであるセントラルドグマは、一部のウイルスの場合を除いて、全ての生物に当てはまる。1950年代から、化学進化後の最初の生命でこれら3つの物質のいずれが雛形となったのかが論じられてきた。そうした説の名称がDNAワールド仮説、RNAワールド仮説、プロテインワールド仮説である。
title: ナノバクテリア
text: ナノバクテリア(nanobaterium、複数形: nanobacteria)とは、生物の1種として提唱されている分類名である。具体的には、一般に生命の下限とされる大きさ(細菌の約200ナノメートル)よりも、かなり小さな細胞壁を持つ、微生物の単位あるいは種類の名称である。ただし現在では、その正体は非生物の結晶であるとの見方が強い。
title: DNAナノテクノロジー
text: 動的DNAナノテクノロジーで中心となるのは、計算や機械的運動など、所定の動的機能を発現させるような全体構造を持つ核酸系の構築である。アニーリングから動的な再配列を行うことで構造を得たり、最初から動的に構造形成を行うこともできるため、構造的DNAナノテクノロジーと重なる部分がある。
title: 技術
text: サイエンス(science)とは、自然界の現象を探求する公式な方法のことであり、サイエンスにより世界についての情報と知識を得るが、テクノロジーは、このサイエンス及びエンジニアリングという2つの方法に、社会の要請があって生み出されたものをいう。一般的にはテクノロジーといえば、(サイエンスの結果はどうあれ)「エンジニアリングによって生み出された(結果の)もの」をさす名称として用いられることが多い (en:Technology#Definitions)。
title: ナノマシン
text: ナノマシンの概念を最初に取り上げたのは米国の物理学者リチャード・ファインマンである。彼は、1959年にカリフォルニア工科大学において「原子レベルには発展の余地がある (There's Plenty of Room at the Bottom)」と題する講演を行った。ファインマンの考え方は、一般的な工具一式を用いて、1/4サイズの工具一式を作り、加工した工具を使って1/16サイズの工具を作り、という作業を分子レベルに至るまで続けるというものであり、トップダウン的といえる。ファインマンは、ブリタニカ百科事典全巻を針の先に収めることや、原子の並べ替えなどを目標に挙げていた。
title: プラットフォーム (コンピューティング)
text: コンピュータにおけるプラットフォーム (英: platform) とは、主に、オペレーティングシステム (OS) やハードウェアといった基礎部分を指す。コンピューティングプラットフォーム (英: computing platform) と呼ばれることもある。
title: 遺伝子工学
text: 遺伝子工学は、DNAを分離し、操作し、細胞もしくは生物に再導入して、そのDNAが増殖できるようにする過程からなる。細胞中で、タンパク質の構造は、DNAの配列によって決定されるため、DNA操作によってタンパク質の改変や、新たなタンパク質を発現することができる。その一つの方法として、遺伝子を含むDNA断片を分離し、遺伝子を切り出して、他のDNAの部分に導入するものがある。遺伝子工学は、細胞融合やクローン技術などと統括して、バイオテクノロジーと総称される。なお、生物で自然に起こる過程としてのDNAの組換えについては、遺伝的組換えを参照のこと。
title: 酵素
text: 生体を機関に例えると、核酸塩基配列が表すゲノムが設計図に相当するのに対して、生体内における酵素は組立て工具に相当する。酵素の特徴である作用する物質(基質)をえり好みする性質(基質特異性)と目的の反応だけを進行させる性質(反応選択性(反応特異性ともいう))などによって、生命維持に必要なさまざまな化学変化を起こさせるのである。
title: テクノロジー
text: テクノロジーは、元々、実用的な目的のために知識を応用すること、その方法論、そのための体系的な手法などだが、「テクノロジー」はそれによって作り出された機械や道具も指す。この場合「テクノロジー」は、実世界の問題を解決するための機械や道具を指すことになる。具体的には、簡単なものではバールや木製スプーンのような単純な道具から、複雑なものでは宇宙ステーションや加速器のような複雑な機械までも指すことになる。
title: バイオメカニクス
text: バイオメカニクスの扱う範囲は個体単位から細胞単位まで幅広い。たとえば、骨や靱帯、腱などに対して材料力学や構造力学的な解析を行ったり、鳥や昆虫などの飛行・魚類などの遊泳、あるいは心臓・血管中での血液の流れなどを流体力学的に研究したり、といったことが含まれる。生物にヒントを得た機械などに関連する応用分野は、バイオニクス (bionics)あるいはバイオミメティクス(生体模倣設計)(biomimetics、Biological Mimetic)と呼ばれることもある。今後は人工臓器の開発などへの応用が期待されている。
title: マイクロマシン
text: マイクロマシンとは、超小型機械のこと。大きさの定義はまちまちであるが、mmオーダーからμmオーダーの機械構造をいう。
title: バイオマス
text: バイオマス(英: biomass)とは、生態学で、特定の時点においてある空間に存在する生物(バイオ)の量を、物質(マス)の量として表現したものである。通常、質量あるいはエネルギー量で数値化する。日本語では生物体量や生物量の語が用いられる。植物生態学などの場合には現存量の語が使われることも多い。転じて生物由来の資源を指すこともある。バイオマスを用いた燃料は、バイオ燃料(biofuel)またはエコ燃料と呼ばれている。
title: 分子時計
text: 分子時計(ぶんしどけい、英: Molecular clock)とは、生物間の分子的な違いを比較し、進化過程で分岐した年代を推定したものの仮説。分子進化時計とも呼ばれることがある。
title: 人間拡張
text: 人間強化技術 (human enhancement technologies, HET) は、単に病気や障害に対処するために使うものから、人間の能力や特性を強化するために使うものまである。HETを先端技術とほぼ同義と見なす向きもある。また、人体への遺伝子工学適用と同義と見る向きもある。一般的には、ナノテクノロジー、生物工学、情報技術、認知科学を集約してヒトの能力を向上させることを指すのに使われている。
title: ナイジェル・コーディントン
text: マイクロエレクトロニクス(microelectronics, 微細電子工学)は電子工学の一分野である。名前が示すとおり、マイクロメートル単位(常にそうとは限らない)の超小型の電子部品の研究や製造に関連している。一般に半導体を原料とした電子部品である。トランジスタ、コンデンサ、コイル、抵抗器、ダイオードなど通常の電子部品のマイクロレベルの等価物があり、当然ながら絶縁体や電気伝導体も微細な電子部品に使われている。
title: 生物学
text: 生物学の知見と技術を応用に用いる分野は、バイオテクノロジーまたは生物工学と呼ばれる。遺伝子操作に重点が置かれる場合は遺伝子工学、発生過程に重点が置かれる場合は発生工学ともいう。生物学の成果を実業に活用する産業はバイオ産業と呼ばれ、ITとならんで勢いのある市場であり、ベンチャー企業が次々と誕生している。アメリカでは大学の研究者が起業することも多い。遺伝子治療、幹細胞を用いた再生医学、一塩基多型 (SNPs) を用いたオーダメイド医療やゲノム創薬などが注目されている。農業や畜産関連でもバイオテクノロジーが生かされており、これらを支える基礎研究は重要である。政府や企業は多大な資金を提供し、その発展を促している。
title: エジヴァウド・アウヴェス・デ・サンタ・ローザ
text: トランスクリプトミクス(transcriptomics)とはトランスクリプトームを扱う学問である。トランスクリプトームの様態は、例えばDNAマイクロアレイの様に一度に幾万ものmRNAを識別する能力を持つ技術をもって解析される。遺伝子産物であるmRNAの階層の要素が、蛋白質の階層の要素と一対一に対応するとは限らない。蛋白質から構成されるシステムは、トランスクリプトームと同様な枠組みで理解され、プロテオームという概念で認識されている。トランスクリプトームの研究は生命を司る物質流転(メタボローム)を探求する上で残された重要な分野である。