概要
背景
- 我が国は、少子高齢化の進展や大規模自然災害への備え、地球温暖化問題への対処等、多くの困難な課題を抱える中、それら課題解決に科学技術が果敢に挑戦し、未来社会の展望を切り拓いていくことが求められています。
- 欧米や中国では、破壊的イノベーションの創出を目指し、これまでの延長では想像もつかないような野心的な構想や困難な社会課題の解決を掲げ、我が国とは桁違いの投資規模でハイリスク・ハイインパクトな挑戦的研究開発を強力に推進しています。
- そうした中、我が国発の破壊的イノベーションを創出し、従来技術の延長にない、より大胆な発想に基づく挑戦的な研究開発が必要となっています。
制度の特徴
- 未来社会を展望し、困難だが実現すれば大きなインパクトが期待される社会課題等を対象として、人々を魅了する野心的な目標（ムーンショット目標）及び構想を国が策定します。
- 各ムーンショット目標において、複数のプロジェクトを統括するPD（プログラムディレクター）を任命し、その下に国内外トップの研究者をPM（プロジェクトマネージャー）として採択します。
- 研究全体を俯瞰したポートフォリオを構築し、我が国の基礎研究力を最大限に引き出す挑戦的研究開発を積極的に推進し、失敗も許容しながら挑戦的な研究開発を推進します。
- ステージゲートを設けてポートフォリオを柔軟に見直し、将来における社会実装を見据え派生的な研究成果のスピンアウトを奨励します。
- データ基盤を用いた最先端の研究支援システムを構築します。
[参考]ムーンショットの由来
- 1961年、アメリカ合衆国のジョン・Ｆ・ケネディ大統領が、「1960年代が終わる前に月面に人類を着陸させ、無事に地球に帰還させる」という実現困難な月面着陸プロジェクト (アポロ計画)を発表し、1969年にその目標通り達成している。
- それに倣い、実現困難だが実現すれば大きなインパクトが期待される社会課題を対象にした野心的な目標を掲げた研究開発制度であるため、「ムーンショット型」と名付けている。
- 2016年には、Apple社(当時はApple Computer社)の元CEOであるジョン・スカリー氏が著作「ムーンショット」の中で「将来を描く、斬新で困難だが、実現によって大きなインパクトがもたらされる、壮大な目標・挑戦」として紹介しており、現在はビジネス用語としても使用されている。
ムーンショット目標
- 全ての目標は「人々の幸福(Human Well-being)」の実現を目指し、掲げられています。
- 将来の社会課題を解決するために、人々の幸福で豊かな暮らしの基盤となる以下の３つの領域から、具体的な9つの目標を決定しています。[総合科学技術・イノベーション会議決定（目標１～６：令和２年１月２３日、目標８，９：令和３年９月２８日）、健康・医療戦略推進本部決定（目標７：令和２年７月１４日）]
- 社会：急進的イノベーションで少子高齢化時代を切り拓く。[課題：少子高齢化、労働人口減少 等]
- 環境：地球環境を回復させながら都市文明を発展させる。[課題：地球温暖化、海洋プラスチック、資源の枯渇、環境保全と食料生産の両立 等]
- 経済：サイエンスとテクノロジーでフロンティアを開拓する。[課題：Society5.0実現のための計算需要増大、人類の活動領域拡大 等]
ムーンショット目標１ 2050年までに、人が身体、脳、空間、時間の制約から解放された社会を実現
ターゲット
誰もが多様な社会活動に参画できるサイバネティック・アバター 基盤
- 2050年までに、複数の人が遠隔操作する多数のアバターとロボットを組み合わせることによって、大規模で複雑なタスクを実行するための技術を開発し、その運用等に必要な基盤を構築する。
- 2030年までに、1つのタスクに対して、1人で10体以上のアバターを、アバター1体の場合と同等の速度、精度で操作できる技術を開発し、その運用等に必要な基盤を構築する。
注：サイバネティック・アバターは、身代わりとしてのロボットや3D映像等を示すアバターに加えて、人の身体的能力、認知能力及び知覚能力を拡張するICT技術やロボット技術を含む概念。Society 5.0時代のサイバー・フィジカル空間で自由自在に活躍するものを目指している。
サイバネティック・アバター生活
- 2050年までに、望む人は誰でも身体的能力、認知能力及び知覚能力をトップレベルまで拡張できる技術を開発し、社会通念を踏まえた新しい生活様式を普及させる。
- 2030年までに、望む人は誰でも特定のタスクに対して、身体的能力、認知能力及び知覚能力を強化できる技術を開発し、社会通念を踏まえた新しい生活様式を提案する。
ムーンショット目標２ 2050年までに、超早期に疾患の予測・予防をすることができる社会を実現
ターゲット
- 2050年までに、臓器間の包括的ネットワークの統合的解析を通じて疾患予測・未病評価システムを確立し、疾患の発症自体の抑制・予防を目指す。
- 2050年までに、人の生涯にわたる個体機能の変化を臓器間の包括的ネットワークという観点で捉え、疾患として発症する前の「まだ後戻りできる状態」、すなわち「未病の状態」から健康な状態に引き戻すための方法を確立する。
- 2050年までに、疾患を引き起こすネットワーク構造を同定し、新たな予測・予防等の方法を確立する。
- 2030年までに、人の臓器間ネットワークを包括的に解明する。
関連するエリアとビジョン
Area ：「急進的イノベーションで少子高齢化時代を切り拓く」、「サイエンスとテクノロジーでフロンティアを開拓する」
Vision ：「「１００歳まで健康不安なく、人生を楽しめる社会」の実現」、「基本的生命過程の制御技術 （バイオ）」、「脳神経メカニズムの全解明 (脳・神経系)」
目標設定の背景
- 高齢化等に起因する慢性疾患等（糖尿病、高血圧、動脈硬化、アレルギー、認知症、神経障害等）に係る社会問題は大きな課題となっており、慢性疾患等の予防が急務となっている。
- 慢性疾患等の発症メカニズムの解明はまだ不十分であり、根本的な予測・予防方法はまだ確立されていない。
- 各臓器が担う生体機能を相互依存的なネットワークとして捉え、その破綻によって病態が形成されるという考え方に基づき、破綻を防ぎ、健康な状態を維持するという考えが重要であると認識されつつある。
- 例えば、パーキンソン病については腸内の異常タンパク質が、がんについては睡眠等の生活リズムが関係している可能性がある等、意外な臓器間のつながりにより疾患が発症することが示唆されている。
- 臓器間ネットワークに関連する知見を蓄積し利活用することにより、慢性疾患等の予測方法を確立でき、さらに将来的には新たな治療・緩和方法の開発につながる可能性がある。
- 臓器間ネットワークの包括的な解明に向けた取組は、Human Cell Atlas（米）、Brain Initiative（米）、Human Brain Project（欧）等の欧米の大型プロジェクトでも実施されていない先駆的な試みである。
ムーンショットが目指す社会
- 従来のアプローチで治療方法が見いだせていない疾患に対し、新しい発想の予測・予防方法を創出し、慢性疾患等を予防できる社会を実現する。
- 疾患を引き起こすネットワーク構造を解明することで、加齢による疾患の発症メカニズム等を明らかにし、関連する社会問題を解決する。
- 疾患の発症メカニズムの解明により、医薬品、医療機器等の、様々な医療技術を発展させ、我が国の健康・医療産業の競争力を強化する。
ムーンショット目標３ 2050年までに、AIとロボットの共進化により、自ら学習・行動し人と共生するロボットを実現
ターゲット
- 2050年までに、人が違和感を持たない、人と同等以上な身体能力をもち、人生に寄り添って一緒に成長するAIロボットを開発する。
- 2030年までに、一定のルールの下で一緒に行動して90％以上の人が違和感を持たないAIロボットを開発する。
- 2050年までに、自然科学の領域において、自ら思考・行動し、自動的に科学的原理・解法の発見を目指すAIロボットシステムを開発する。
- 2030年までに、特定の問題に対して自動的に科学的原理・解法の発見を目指すAIロボットを開発する。
- 2050年までに、人が活動することが難しい環境で、自律的に判断し、自ら活動し成長するAIロボットを開発する。
- 2030年までに、特定の状況において人の監督の下で自律的に動作するAIロボットを開発する。
関連するエリアとビジョン
Area ：「急進的イノベーションで少子高齢化時代を切り拓く」、「サイエンスとテクノロジーでフロンティアを開拓する」
Vision ：「完全無人化による産業革新」、「サイエンスの自動化（AI）」、「宇宙への定常的進出（宇宙）」
目標設定の背景
- 少子高齢化の進展により、今後、我が国では生産年齢人口が減少するが、これは同様の人口動態をたどる先進国やアジア周辺国においても共通の課題であり、日本は課題先進国としてこの課題の解決に取り組むべき。
- また、人類の活動領域を現在よりも飛躍的に拡大するためには、人に代わって自律的に活動するロボットが必要になる。
- こうした観点から、人のように自律的に判断し行動することができ、さらには、自律的に動くのみならず、学習も人のように自律的に行い、かつ学習を自ら発展させることができるAIロボットの開発が必須である。
- そのためには、ディープラーニングが持つ限界（未知事象への対応が困難、機械学習に要する膨大なコスト・労力等）を打破し、自ら学習し成長するAIの開発、ロボットの消費電力の飛躍的な低減化、及びAIロボットの最適なアーキテクチャの検討が急務である。
ムーンショットが目指す社会
- ゆりかごから墓場まで、人の感性、倫理観を共有し、人と一緒に成長するパートナーAIロボットを開発し、豊かな暮らしを実現する。
- 実験結果のビックデータから新たな仮説を生成し、仮説の検証、実験を自動的に行い、新たな発見を行うAIロボットを開発することによって、これらにより開発された医薬品や、技術等による、豊かな暮らしを実現する。
- 月面、小惑星等に存在する地球外資源の自律的な探索、採掘を実現する。
- 農林水産業、土木工事等における効率化、労働力の確保、労働災害ゼロを実現する。
- 災害時の人命救助から復旧までを自律的に行うAIロボットシステムを構築し、人が快適に暮らせる環境をいつでも迅速に取り戻すことができる社会を実現する。
- AIロボット技術と人の能力拡張技術の調和の取れた活用により、AIロボットが得た情報等を人にフィードバックし、新しい知識の獲得や追体験等を通じた様々なサービスが創出される。
ムーンショット目標４ 2050年までに、地球環境再生に向けた持続可能な資源循環を実現
ターゲット
地球環境再生のために、持続可能な資源循環の実現による、地球温暖化問題の解決（Cool Earth）と環境汚染問題の解決（Clean Earth）を目指す。
Cool Earth & Clean Earth
- 2050年までに、資源循環技術の商業規模のプラントや製品を世界的に普及させる。
Cool Earth
- 2030年までに、温室効果ガスに対する循環技術を開発し、ライフサイクルアセスメント（LCA）の観点からも有効であることをパイロット規模で確認する。
Clean Earth
- 2030年までに、環境汚染物質を有益な資源に変換もしくは無害化する技術を開発し、パイロット規模または試作品レベルで有効であることを確認する。
関連するエリアとビジョン
Area ：「地球環境を回復させながら都市文明を発展させる」
Vision ：「資源の完全循環」、「資源要求の劇的削減」
目標設定の背景
- 温室効果ガス削減が急務だが、パリ協定で掲げられた2℃目標と各国の約束草案に基づく見通しには、2030年で130億ｔ-CO2ものギャップがあるとの予測がある。従来の排出源対策に加え、ネガティブエミッション技術等の新たな温室効果ガス対策が不可欠となる。
- プラネタリーバウンダリー（人間社会が発展と繁栄を続けられるための地球の限界値。これを超えると人間が依存する自然資源に対して回復不可能な変化が引き起こされる。）において、窒素等が限界値を超えたハイリスクな状態にあるとの報告がある。
- 海洋プラスチックごみ問題については、海の生態系に影響を与えており、食物連鎖を通じた人類への影響も懸念される。
- これらのような、環境中に排出され悪影響を及ぼしている物質については、排出削減の努力に加えて、排出される物質を循環させる方策が必要となる。
ムーンショットが目指す社会
- 温室効果ガスや環境汚染物質を削減する新たな資源循環の実現により、人間の生産や消費活動を継続しつつ、現在進行している地球温暖化問題と環境汚染問題を解決し、地球環境を再生する。
ムーンショット目標５ 2050年までに、未利用の生物機能等のフル活用により、地球規模でムリ・ムダのない持続的な食料供給産業を創出
ターゲット
- 2050年までに、微生物や昆虫等の生物機能をフル活用し、完全資源循環型の食料生産システムを開発する。
- 2050年までに、食料のムダを無くし、健康・環境に配慮した合理的な食料消費を促す解決法を開発する。
- 2030年までに、上記システムのプロトタイプを開発・実証するとともに、倫理的・法的・社会的（ELSI）な議論を並行的に進めることにより、2050年までにグローバルに普及させる。
ムーンショット目標６ 2050年までに、経済・産業・安全保障を飛躍的に発展させる誤り耐性型汎用量子コンピュータを実現
ターゲット
- 2050年頃までに、大規模化を達成し、誤り耐性型汎用量子コンピュータを実現する。
- 2030年までに、一定規模のNISQ量子コンピュータを開発するとともに実効的な量子誤り訂正を実証する。
誤り耐性型汎用量子コンピュータは、大規模な集積化を実現しつつ、様々な用途に応用する上で十分な精度を保証できる量子コンピュータ。
NISQ(Noisy Intermediate-Scale Quantum)量子コンピュータは、小中規模で誤りを訂正する機能を持たない量子コンピュータ。
ムーンショット目標７ 2040年までに、主要な疾患を予防・克服し100歳まで健康不安なく人生を楽しむためのサステイナブルな医療・介護システムを実現
ターゲット
【日常生活の中で自然と予防ができる社会の実現】
- 2040年までに、免疫システムや睡眠の制御等により健康を維持し疾患の発症・重症化を予防するための技術や、日常生活の場面で個人の心身の状態を可視化・予測し、各人に最適な健康維持の行動を自発的に促す技術を開発することで、心身共に健康を維持できる社会基盤を構築する。
- 2030年までに、全ての生体トレンドを低負荷で把握・管理できる技術を開発する。
【世界中のどこにいても必要な医療にアクセスできるメディカルネットワークの実現】
- 2040年までに、簡便な検査や治療を家庭等で行うための診断・治療機器や、一部の慢性疾患の診断・治療フリー技術等を開発することで、地域に関わらず、また災害時や緊急時でも平時と同等の医療が提供されるメディカルネットワークを構築する。また、データサイエンスや評価系の構築等により医薬品・医療機器等の開発期間を大幅に短縮し、がんや認知症といった疾患の抜本的な治療法や早期介入手法を開発する。
- 2030年までに、小型・迅速・高感度な診断・治療機器や、医師の医学的所見・診断能力をさらに引き上げる技術等を開発し、個人の状況にあった質の高い医療・介護を少ない担い手でも適切に提供できる技術基盤を構築する。
【負荷を感じずにQoLの劇的な改善を実現（健康格差をなくすインクルージョン社会の実現）】
- 2040年までに、負荷を感じないリハビリ等で身体機能を回復させる技術、不調となった生体制御システムを正常化する技術、機能が衰えた臓器を再生・代替する技術等を開発することで、介護に依存せず在宅で自立的な生活を可能とする社会基盤を構築する。
- 2030年までに、負荷を低減したリハビリ等で身体機能の改善や在宅での自立的生活をサポートする技術、不調となった生体制御システムを改善する技術を開発する。
※目標達成のためには、基礎研究と実用化研究の融合、医学研究と他分野の研究との融合といった分野融合的な研究や最新の知見の採り込みといった研究アプローチが重要。
ムーンショット目標８ 2050年までに、激甚化しつつある台風や豪雨を制御し極端風水害の脅威から解放された安全安心な社会を実現
ターゲット
- 2050年までに、激甚化しつつある台風や豪雨（線状降水帯によるものを含む）の強度・タイミング・発生範囲などを変化させる制御によって極端風水害による被害を大幅に軽減し、我が国及び国際社会に幅広く便益を得る。
- 2030年までに、現実的な操作を前提とした台風や豪雨（線状降水帯によるものを含む）の制御によって被害を軽減することが可能なことを計算機上で実証するとともに、広く社会との対話・協調を図りつつ、操作に関わる屋外実験を開始する。
ムーンショット目標９ 2050年までに、こころの安らぎや活力を増大することで、精神的に豊かで躍動的な社会を実現
ターゲット
- 2050年までに、こころの安らぎや活力を増大し、こころ豊かな状態を叶える技術を確立する。
- 2030年までに、こころと深く結びつく要素（文化・伝統・芸術等を含む。）の抽出や測定、こころの変化の機序解明等を通して、こころの安らぎや活力を増大する要素技術を創出する。加えて、それらの技術の社会実装への問題点を幅広く検討し、社会に広く受容される解決策の方向性を明らかにする。
- 2050年までに、多様性を重視しつつ、共感性・創造性を格段に高める技術を創出し、これに基づいたこころのサポートサービスを世界に広く普及させる。
- 2030年までに、人文社会科学と技術の連携等により、コミュニケーションにおいて多様性の受容や感動・感情の共有を可能にする要素技術を社会との対話を広く行いながら創出する。
