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米国における最近のIT重点分野に関する調査

4.2 国家的プロジェクトの分析

 本項では、米国のITインフラストラクチャ・プログラムの構成要素、その成功の影に隠れているさまざまな力、そして科学や技術革新や大きく社会に与えた影響を、その成果をめぐる多様な背景に即しながら検証する。さらに、このプログラムが、さまざまなレベルの政府機関、民間部門、そして国際社会との間で生み出した相互作用についても考察する。

A. 研究開発の今までの成果

 政府資金によるITR&Dの取り組みに関する多くの業績を報告すれば、膨大な量になるだろう。しかし、インフラストラクチャやツールに関係する領域の業績のうち、2、3の例を挙げればポイントを説明するには十分だろう。

ネットワーキング

人とコンピュータのインターフェイス

情報管理

B. 実験的研究:インフラストラクチャとツールの接点

 現在のNITRDプログラム(およびその前身)のおそらく最も重要な貢献は、参加機関の合同の取り組みによって資金が供給されたインフラストラクチャ設備とツールの膨大な集合を生み出したことである。これらの取り組みの成果は、さまざまなハイエンド・コンピューティング設備と通信設備、そして情報リソースであった。それらは、米国全土の科学者が基礎研究と応用研究の大規模な実験を行うことを可能にした。限られた紙面では完全な説明ができないが、いくつかの主要な要素を簡潔にまとめる。さらに詳しい情報を得るための優れたソースはNCOの予算要求の補足説明書として大統領に提出される年報に記載されている [I2, I3]。

インフラストラクチャ設備

 以下に示す施設は、米国内の開発済みまたは開発中の最も先進的なITインフラストラクチャ設備の一部を取り上げたものである(各項目末尾の括弧内は、主な機能または用途を表している)。

実証されたツール

 幅広いITアプリケーションのために設計されたさまざまなソフトウェアとシステム・ツールは、IT R&Dプログラムとその前身の下で数年をかけて開発された。これらのツールの多くは、研究コミュニティと政府や産業界からのプロジェクト・スポンサーに対して、一連のユニークなアプリケーションを処理する能力と適応性を実証した。これらのツールのデモンストレーションは、NGIプログラムが課している必須プロセスの一部として実施されたものであるが、それだけでなく、情報技術における最新の開発成果を一般社会に認識してもらう機会にもなっている。2年間(1999〜2000年)に、NCOは、コンピューティング、通信、情報分野にまたがるITツールの存在を学界とIT産業界に広く認識してもらうために一連の展示会を主催した。表4.3に、これらのツールとアプリケーションの潜在的領域の10件をまとめた。

表4.3 実証されたツールとその潜在的アプリケーション
ツールと
サポート団体
技術開発と
デモンストレーションの参加者
主要な技術と
アプリケーションの潜在力
バーチャルライブラリ(VLAB) − NASA NASAエームズ研究所;NASAジョンソン宇宙センター;アップルコンピュータ、ロッキード・マーチン、ロックウェル・インターナショナル、ボーイング
  • 数学モデリング、表示技術、コントロール・システム、仮想プロトタイピング、リアルタイム・シミュレーション
  • 概念とツールは広くリモート・コントロール・システムに適用可能
ナノ遠隔操縦機のシステムツール − NIH、NSF、陸軍研究所、ONR、シリコングラフィックス、センサブル技術、サーモマイクロスコープ 分子グラフィックと顕微鏡使用のためのNIHのリソース;ノースカロライナ大学のコンピュータ科学、化学、遺伝子治療センターの多分野にまたがるチーム
  • 科学者が先進ネットワークでナノサイズの物体を見て触れて直接修正する能力
  • DNA計測のために使用可能なツール;特にカーボンナノチューブでナノサイズの回路を作る
教育用電子図書館ツール − NSF、DARPA、NASA カリフォルニア大学サンタバーバラ校;カリフォルニア大学ロサンジェルス校;ジョージア大学;ジョージア技術研究所;サンディエゴ・スーパーコンピュータ・センター
  • 膨大な地球空間のデータへのネットワークによるアクセス − 地図、航空写真、リモートセンサーによる画像
  • 地球照合データをモデリング解析ツールと組み合わせた訓練環境
将来の工学設計ツール − NASA NASAラングレイ研究センター
  • 工学設計の早くて反復性のある組み立てと解析を提供する専用ソフトウェア
  • 複数の離れたユーザーが協同で設計できるようにするツール
生体医学のシミュレーションとテストベッドのためのツール − NIH 国立がん研究所;ピッツバーグ・スーパーコンピュータ・センター;スクリップ研究所;ピッツバーグ大学医療センター;カリフォルニア大学サンフランシスコ医学校
  • 電子ノート、ソースコード・リポジトリ、コンピュータ生物学のために仕立てたデータ共有技術とシミュレーション・ソフトウェア
  • 生体医学研究のスピードと正確さを改善する自動化された協同化技術
バイオ協同研究環境のための対話型ツール、BioCoRE − NIH NIH;ベックマン先進科学技術研究所、イリノイ大学
  • 視覚化、データ共有、シミュレーションおよび管理のためのネットワー化された対話技術
  • タンパク質などの分子システムのチーム志向の3次元解析用アプリケーション
データ探索ツールと分散テストベッド、テラバイトチャレンジ2000 − NSF、DOE、NASA 世界規模の参加
米国、英国、シンガポール、香港、カナダ、オーストラリアの複数の大学
  • 大量で地理的に分散したデータセットの管理のための分散知識ネットワーク・ソフトウェアとテストベッド
  • 脳科学、天文データ、遠隔没入感用のアプリケーション
サーチエンジンを効果的に強化するためのツール、TRAC*プロジェクト −DARPA、NIST 世界規模の参加
16カ国から66の学術、産業、政府のグループ
  • 多くのユーザーによるテキスト・サーチと検索技術のための規格と手法
  • クロス・ランゲージ情報検索の新しい研究のためのインキュベーション
分析と生産性のためのツール、 CONQUEST** − AHRQ 未だ公けには実証されていない
  • ユーザーが複数のヘルスケア提供業者と臨床条件に関するパフォーマンスデータの収集と評価を可能にするソフトウェア
  • ヘルスケアの質的改善
識別とセキュリティのツール − DOEとNASA 未だ公けには実証されていない
  • 官民研究グループ間コミュニケーションのスケーラブルなセキュリティに関するアーキテクチャ・モデル
  • 多くの民間研究パートナーと共に政府機関が採用

* テキスト検索協議会(Text REtrieval Conference) サーチ・エンジンを評価するためのツールのデザインを調整する一連のワークショップ
**コンピュータによるニーズ志向の品質測定評価システム(Computerized Needs-oriented Quality measurement Evaluation System) ユーザーがヘルスケアの質と臨床性能の尺度の収集と評価を可能にするツール

C. プログラムの背景となっている力

 過去10〜15年間に政府が資金を出した一連のITプログラムの明白な成功の背後には、多くの力がある。もちろん、成功がさらなる成功を呼ぶことも多く、そのことによって、複数のプログラムが(特にインフラストラクチャの領域で)矢継ぎ早に実施されたこともある程度まで説明される。しかし、現象を完全に説明するために、さまざまな力を検証する必要があるだろう。そうした要因の中には、技術的な課題だけでなく、組織的、政策的、社会的な要因と関連した数多くの問題も含まれる。

人間中心の技術と情報中心の技術

 コンピュータとインターネットは、1990年代初頭のHPCCプログラムの有力な要素だった。1990年代半ばに人間中心と情報中心の課題が出現したことが、HPCCの展望を一変させてしまった。この技術的重点の変更は、コンピュータ集約型HPCCプログラムから情報集約型プログラムであるIT R&Dへの比重の移行を引き起こした。IT R&Dプログラムは、今日も依然としてこの種の取り組みの中央舞台にとどまり続けている。
下の表は、研究、インフラストラクチャ、ツール開発の優先順位の点で、イニシアチブの概念的な重点が、HPCCから、コンピュータ、情報、通信(CIC)へと移行した様子を要約したものである。

要素 プログラムの優先順位
表4.4 HPCCからIT R&Dへの優先順位のシフト
HPCC ITR&D (NII, NGI)
研究の焦点 コンピューティングシステムと通信ネットワーク コンピューティング、ネットワーク、そして情報システム
インフラストラクチャ インターネットと関連ソフトウェア インターネット;関連ソフトウェア;データ・リソースの収集と管理
ツール オペレーティング・システム、ネットワーク管理;コンピューティング・プラットフォームとプログラムの間の相互運用性 インテリジェント・ヒューマン・インターフェイス;管理情報とデータ・リソースのためのソフトウェア;グループと組織相互作用の間の共同作業ツール
アプリケーションの目標 科学的、工学的そしてビジネス・コミュニティ;研究グループ 多くの様々な要求をもつ一般および多様なグループのユーザー;科学、工学、ビジネス以外の社会アプリケーション

* テキスト検索協議会(Text REtrieval Conference) サーチ・エンジンを評価するためのツールのデザインを調整する一連のワークショップ
**コンピュータによるニーズ志向の品質測定評価システム(Computerized Needs-oriented Quality measurement Evaluation System) ユーザーがヘルスケアの質と臨床性能の尺度を収集と評価を可能にするツール

連邦政府のリーダーシップ

 ITインフラストラクチャ・プログラムの急激な進展の背後にある第二の力は、過去10〜15年の間の(共和党と民主党の両方にわたる)連邦政府のトップの強力で慎重な管理スタイルである。最初に、科学技術政策局(OSTP)局長が大統領への閣僚級の科学顧問になった。また、この政策局は研究投資と政策問題に関するIT研究コミュニティとビジネス・コミュニティの間の連絡役にもなった。

  情報技術のスケジュールを進めるに当たって大変効果的な役割を演じたもう1つの団体は、大統領直属情報技術諮問委員会(PITAC)である。企業のリーダーとビジネスおよび学術研究所からの研究者で構成する25人のPITACは、1997年、次世代インターネットだけでなく、コンピューティング、通信、そして情報技術においても米国の卓越性を維持することについて、専門的見地による独立した指針を連邦政府に提供することを目的として、クリントン大統領によって創設された。蓋を開けてみると、PITACの取り組みと影響は、当初の期待をはるかに超えていることが分かった。1998年以来、PITACの取り組みは、IT R&Dのスケジュールに対する連邦政府の注力と役割の拡大を促進すると同時に、さまざまな機関に対する、またさまざまな機関横断的プログラムに対する、大規模な研究資金の投入を促してきた。PITACの下で作業しているワーキング・グループは、テーマ別の研究を実施し、進行中のIT研究とアプリケーションに関する公的報告書を発行した。そこで勧告された行動指針は、研究コミュニティと政府のリーダーに広く受け入れられた。

州政府の役割

 順調な経済のこの10年の間、連邦政府のITプロジェクトへのサポートの背後で生じた予想外の力は、州レベルの政府が、学際的な研究と教育における触媒、補足的な資金源、そして調整役として積極的な役割を演じてきたことである。州政府のこのような活躍はもちろん今に始まったことではない。連邦政府の研究補助金とインフラストラクチャ・サポートの多くは、州政府からの相応のリソース供給を従来から要求しており、現在もそれを奨励している。しかし、近年になって初めて見られるようになった点は、これらの州のプログラムが開始される方法と、そうしたプログラムが推し進めた積極的なスケジュールであった。

カリフォルニア州の科学技術革新研究所(CISI)

 その適例はカリフォルニア州である。この州は、時には政府のサポートと奨励もあり、学界と産業界の両方で、米国における多くの情報技術の革新と起業家精神が発祥し、育成されたところである。研究開発のインフラストラクチャでカリフォルニアのような投資方式を踏襲することは、最近ではあまりにも大胆でリスクが大きい。2000年12月、グレイ・デイビス州知事は4つの学際的研究機関を創設する10億ドルのプロジェクトを発表した。これは州の経済発展と将来の競争力にとって重要な研究と革新に焦点を当てるものである。これらの研究所は、数百にのぼるカリフォルニアの最先端産業と企業とのパートナーシップを得ながら、主要な研究施設によって運営される。

 これらの研究所は、全体として技術革新の新しい養成所になると期待されている。それはカリフォルニアの新しい経済を助けるだけでなく、研究の成果を、より迅速にあらゆる場所で、市民生活の中にもたらすだろう。4つの研究所のうち、CITRISのパートナーシップは、エネルギー、環境、運輸、保健衛生、教育の面で、主に社会的な問題に対する解決策を見つける手助けとなることが期待されている情報技術に焦点を当てている。工学、数学、生物学、物理学だけでなく、社会学や経済学も含めて、100人を超える学部のメンバーが、4つのカリフォルニア大学のキャンパスで、20社を超えるサポート企業の研究者と共同研究に携わる予定である。さらに詳しい情報については、http://www.citris.berkeley.edu/を参照のこと。

  産学のパートナーシップ。先に説明した大学と産業界の間の官民共同体制は、カリフォルニアの新しいCISIプロジェクトの主要な特徴である。それは、実際、多くの連邦政府が後援している研究開発への投資プログラムにとっても重要な要素でもある。初期のHPCCやNGIから最近のミドルウェアやTeraGridプログラムに至るまでの、ほとんどすべてのIT R&Dプログラムにおいても、大学や産業界から得たリソースを結び付ける協同体制が、成功のかぎを握っているのである。この官民連携のもっと良い例の1つが、インターネット・コンソーシアムの創設である。これは米国の最も価値ある研究ネットワーク・インフラストラクチャの資金調達と管理運営の方法をまさに一変させた。

  Internet2、UCAID、NGI、およびAbileneプロジェクト。インターネットの商業化で1990年代中頃のビジネスとグローバル経済のすばらしい成功とともに、主要幹線のデータ・トラフィックが、大学を中心にした研究の大きな障壁となった。この伝送容量の限界を打ち破るために新しいインターネット環境のイニシアチブであるInternet2が最先端ネットワークの研究のために生まれた。Internet2は共同の取り組みで、ネットワーク技術とアプリケーションの先進の実験的研究を可能にするブロードバンド・ネットワークを作るために米国の研究大学によって先導された。1996年10月に、34大学のコンソーシアムである、先進インターネット開発大学コンソーシアム(UCAID)によって発表されたが、Internet2は今日約200の大学と30を超える大企業がメンバーとなっている。Internet2は3つの大きな目標を持っている。第一は、すべての州の大学にある国の研究コミュニティに対して最先端のネットワークの能力を提供することを確約している。第二は、Internet2は社会の緊急の要請と課題の多くを満たす助けとなるように設計された新しい世代のブロードバンド・ネットワーク・アプリケーションを開発し可能にしようとしている。第三は新しいネットワーク技術とアプリケーションをすべてのレベルの教育に転用すること、そしてまた新しい情報の製品とサービスの創生のための国の産業に転用することである。

  これらの目標は明らかに連邦政府のプロジェクトである次世代インターネットの目標に対して相補的/補完的である。このようにInternet2コンソーシアムは当然のように政府とパートナーシップ関係にあり、高性能ネットワーク接続と研究サポートに対する補助金を提供し続けるだろう。だが、疑問は残っている。Internet2の先進的実験ネットワークはどこにあるのか。答えはAbileneプロジェクトである。これはInternet2とUCAIDのコンソーシアムの機構の第三の構成要素である。

  Abileneは、最先端のネットワーク関連企業(Qwest Communications、Nortel Networks、Cisco Systems)のグループとパートナーシップ関係にあるUCAIDによって開発された高性能な実験的ネットワークである。これらの企業は、Internet2のインフラストラクチャの最も先進的なバックボーン・サービスを提供してメンバーである大学を支援している。その返礼として、Internet2の技術的なワーキンググループとメンバーの大学がこれらの企業と共同で、サービスの質、マルチキャスト、IPv6などのようなネットワークの問題に取り組んでいる。これらのInternet2研究プロジェクトは、全体として3つの産業界のパートナーに対して仮想研究室として機能している。この政府、大学、産業界のパートナーシップは今日まで成功し続けている。2001年10月現在、Abileneの主要な構成メンバーであるQwest社は、(会社がテレコム事業で問題に直面しているにもかかわらず)、今後5年間で当初の取り組みをAbilene/Internet2まで拡大すると発表した。この拡大で、Internet2はAbileneのネットワークを光伝送性能にアップグレードするだろう。そして2003年10月までに、OC-48c(2.5Gbps)から10Gbpsへ4倍のスピードのバックボーンを提供するだろう。

  Internet2/Abileneのパートナーシップは、研究開発に対する先進的なインフラストラクチャを創造している米国の競争力の最も革新的な面の1つを反映している。この政府と産業界と大学の間のパートナーシップの背後にある巧妙さは決してユニークなものではないかもしれない。少なくとも、他でも起こり得ることは事実である。しかし、この種のパートナーシップを効果的に機能させるためにこの3つのパートナーが実行した初期の取り組みと継続的な活動は、勝算は少ないものの、その成功モデルにあやかりたいと考える者にとって、模倣してみる価値は十分にある。このパートナーシップに関するさらに詳しい情報については、htpp://www.internet2.edu/を参照のこと。

D. プログラムの影響

 一連の連邦政府のプログラムの影響を評価することは容易ではなく、特に、ある期間に次々と連続して進捗したプログラムについての評価は難しい。それでも、インフラストラクチャやツール開発の効果を明らかにする最適な方法は、やはり、そうしたプログラムの諸要素が、国の研究能力の健全性、経済と産業の発展、そして社会の利益にどのように貢献してきたかを検証することである。この評価の厳密な定量的分析はこの調査の範囲を超えているが、以下の表に、このような影響と利益の定性的な要約を各カテゴリーごとに示した。

表4.5 ITインフラストラクチャとツールの開発による大きな影響と恩恵
領域 主な影響または恩恵
科学技術
  • 生物学、物理学、工学にまたがる新しい専門分野に向かって進化する計算諸科学
  • ネットワークによる革新、時間・距離・知識分野を超えた共同研究
  • ITと従来からの研究領域の共通部分にできた新しい専門分野
経済
  • 電子商取引とインターネットを使ったビジネス・モデルと市場の実現
  • 重要な成長への貢献と、新しい雇用創出と(最近スローダウンしているが)インターネット・ビジネスの創設
  • 旧経済の再編;知識ベース経済への急速な進化
産業
  • コンピューティング、通信そしてコンテンツ産業の加速度的収束
  • 他の産業 − 製造、サービス − の転換。革新、技術開発、ITベースのビジネス・モデルへのネットワーク技術による進化
  • 研究開発に関して産業界、学術界と政府の間の強化されたパートナーシップ
社会
  • コンピューティング・プラットフォーム、情報家電、ネットワークによる情報製品やサービスへの改善されたアクセス
  • 政府機関における様々なレベルにおける電子メディア、電子プラットフォーム、電子サービスへの移行
  • 働き、学び、生活するための新しい様式への展望
  • 国際的な結びつきを通して国境、文化、統治を越えた相互理解への展望

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