米国科学技術イノベーションニュース

重要な半導体不足が継続する中、現代の通信や渡航、国家安全保障、製造を下支えするサプライチェーンへのアクセスを強化し、復活させるために、新たな米国イニシアチブが必要とされている。マイクロエレクトロニクス製造の次なる大きな波は、異なるマテリアルやコンポーネントのヘテロジニアス（不均一）な統合が求められ、それは3Dを活用した先端パッケージによって可能となる。国防高等研究計画局（Defense Advanced Research Project Agency: DARPA）による「世代マイクロエレクトロニクス製造（Next-Generation Microelectronics Manufacturing: NGMM）」は、3Dヘテロジニアス・インテグレート（three-dimensional heterogeneously integrated: 3DHI）・マイクロシステムの研究開発及び製造のためのセンターを作ることを狙いとする。NGMMは、国内初となる次世代の3DHIプロトタイプ作成のためのオープン・アクセス施設を確立することで、パイロット式の製造施設という形態の全国的なアクセラレータを開始する。DARPAは、NGMMで開発された能力を全国先端パッケージング製造プログラム（National Advanced Packaging Manufacturing Program: NAPMP）へと移行させることを目指している。 Defense Advanced Research Project Agency “DARPA Seeks Proposals to Forge the Future of U.S. Microelectronics Manufacturing” (8/16/22)

米国は、「重要鉱物」と称される様々な非燃料マテリアルに依存しており、それらへの需要が増大している一方、国内サプライチェーンは限定的であることや重要鉱物を輸入するため海外企業への依存が増大していることで、米国サプライチェーンは大幅なリスクにさらされている。こうした中、国防高等研究計画局（Defense Advanced Research Project Agency: DARPA）は、米国地質調査所（U.S. Geological Survey: USGS）と協力し、機械学習（ML）と人工知能（AI）のツールや技法を使って重要鉱物評価を加速させるという可能性を模索する。目標は、評価プロセスの主要なステップを自動化することで米国の重要鉱物資源の評価を大幅にスピードアップすることである。実験的研究の一環として、DARPAとUSGSは、非営利研究組織のマイター（MITORE）や米航空宇宙局（National Aeronautics and Space Administration: NASA）のジェット推進研究所（Jet Propulsion Laboratory: JPL）と協力し、「AIによる重要鉱物評価コンペ（AI for Critical Mineral Assessment Competition）」を開始した。スキャンされた地図もしくはラスター地図から特徴を自動的に抽出及びジオリファレンス（不明な場所の位置を正確に把握する）ための革新的ソリューションを募集する。 Defense Advanced Research Project Agency “DARPA Critical Minerals Competition Uses AI to Accelerate Analytics” (8/15/22)

エネルギー省（Department of Energy）は8月25日、クリーン・エネルギー技術及び低炭素製造に関する大学及び国立研究所主導の研究に、5億4,000万ドル以上の資金拠出を発表した。温室効果ガス排出の多くは、エネルギーの生産と使用から発生していることから、エネルギーのライフサイクル全般で排出削減のための強力な科学的基盤を築くことは、2050年までに正味ゼロ排出経済を創出するというバイデン大統領の目標を達成する上で重要である。受益するのは、バージニア大学（University of Virginia）やケース・ウェスタン・リザーブ大学（Case Western Reserve university）、国立再生可能エネルギー研究所（National Renewable Energy Laboratory: NREL）など、54の大学と11の国立研究所（34州とワシントンDCに所在）。4億ドル以上が、43件のエネルギー・フロンティア研究センター（Energy Frontier Research Center）の新設及び継続へ充当され、その他に33の大学と11の国立研究所の研究者が主導する53件のプロジェクトが合計1億4,000万ドルを受益する。 Department of Energy “DOE Announces $540 Million for Technologies to Transform Energy Production and Cut Emissions” (8/25/22)

国立衛生研究所（National Institutes of Health: NIH）傘下の国立癌研究所（National Cancer Institute）は、4つの学術機関に2,300万ドルの資金を提供し、癌関連の医療ケアを実施する上でのテレヘルス（遠隔医療）の役割について研究するセンター・オブ・エクセレンス（COE）を確立する。今回のアワードを通じて、NCIの「遠隔医療研究のセンター・オブ・エクセレンス（Telehealth Research Centers of Excellence: TRACE）」イニシアチブが発足する。遠隔医療は、医師やその他の医療提供者が、電話やEメール、テキスト・メッセージ、ビデオ会議などの電子手段を使って、遠隔で医療ケアを提供するもの。新型コロナのパンデミックの間にその利用は急増したが、癌関連の医療ケアを提供する上で遠隔医療の利用や維持に関する最善の方法については、ほとんど理解が進んでいない。今回受益するのは、①「退役軍人の癌患者のための遠隔医療研究及びイノベーション：遠隔医療研究センター（Telehealth Research and Innovation for Veterans with Cancer (THRIVE) Telehealth Research Center）」（ニューヨーク大学グロスマン医科大学院（NYU Grossman School of Medicine）が主導）、②「拡張可能な遠隔医療癌ケアセンター（Scalable Telehealth Cancer (STELLAR) Center）」（ノースウェスタン大学（Northwestern University）が主導）など4つのセンターである。 National Institutes of Health “NIH awards $23 million to establish centers of excellence to study telehealth for cancer care” (8/18/22)

国防総省（Department of Defense）は8月18日、極超音速技術の進展を目的として、4つの大学に1年間で各50万ドルの応用研究アワードを提供すると発表した。選出されたのは、①テキサスA&M大学（Texas A&M）工学実験所（Engineering Experiment Station: TEES）（極超音速機のフィードバック制御システムの安定性を維持するためのナビゲーション・システムの開発）、②バージニア大学（University of Virginia）（スクラムジェット・システムを改良し、広範な条件下での極超音速機の飛行を目指す）、③アラバマ大学ハンツビル校（University of Alabama in Huntsville: UAH）（極超音速機が様々な任務で正確な速度と高度を実現できるよう新規の概念・技術の設計・開発に取り組む）、④フロリダ国際大学（Florida International University: FIU）（極超音速機のエアロシェルの状態を監視するためのソリューションを提示する）である。 Department of Defense “Department of Defense Awards $2 Million for Universities to Research Hypersonics Technologies” (8/18/22)

ローレンス・リバモア国立研究所（Lawrence Livermore National Laboratory: LLNL）は、ドイツ、英国、米国の高性能コンピューティング・センター（high performance computing: HPC）施設と合同で、「国際スーパーコンピューティング・センター協会（International Association of Supercomputing Centers: IASC）」を結成する覚書に署名した。創立メンバーは、LLNL、英国の科学技術施設会議（Science and Technology Facilities Council: STFC）のハーツリー・センタ（Hartree Center）、米国の国立スーパーコンピュータ応用研究所（National Center for Supercomputing Applications: NCSA）、ドイツのバイエルン学士院ライプニッツ・スーパーコンピューティング・センター（Liebniz Supercomputing Centre of the Bavarian Academy of Sciences and Humanities）で、IASCが、コンピューティング・センター管理のベスト・プラクティスを判断し、共通の主要な課題に対するソリューションを研究し、センターやパートナー、ユーザー間の対話と共同作業を育成する導管となることを想定している。 Lawrence Livermore National Laboratory “LLNL joins forces with supercomputing centers in Germany, the UK and the US to form IASC” (8/15/22)

生物学における大きな疑問に回答するには、学際的な研究と、様々な分野の研究と関与及び協力する科学者が必要である。このため、米国科学財団（National Science Foundation: NSF）は、4件の生物学総合研究所（Biology Integration Institute）の設立支援を目的として、5年間で合計3,800万ドル以上を提供することを発表した。この資金は、9州にある27研究所（3件の少数派向け機関を含む）で53名の研究者による研究を支援する。幼稚園年長児からポスドク・レベルの学生までを対象とした教育及び訓練に関する取り組みも行われる。設立されるのは、①ウィルス出現研究イニシアチブ（Viral Emergence Research Initiative: VERENA）（ジョージタウン大学（Georgetown University）の研究者が主導し、人工知能や機械学習、実験を使って、ウィルスとその宿主の相互のやり取りなどについて研究）、②IISAGE－メスとオスの間の老化の差異に関するメカニズムと進化の発見－（IISAGE- Discovering the Mechanisms and Evolution of Aging Differences Between Females and Males-）（アラバマ大学バーミングハム校（University of Alabama at Birmingham）のチームが主導し、同じ生命体における老化の性差に影響する様々なメカニズムとプロセスについて調査）など4つ。 National Science Foundation “Integrative biological science and training are the focus of 4 new institutes” (8/15/22)

南西部の砂漠から熱帯のマングローブ礁に至るまで、人が生活するあらゆる場所、人が行くあらゆる場所で、我々は環境に影響を及ぼし、環境は我々に影響を及ぼす。米国科学財団（National Science Foundation: NSF）は今般、「総合的な社会・環境システムのダイナミクス（Dynamics of Integrated Socio-Environmental Systems: DISES）」プログラムを通じて15件のプロジェクトに2,160万ドル以上を提供する。これらのプロジェクトを通じて、地球上の生態系における複雑なやり取りを探査し、それらが人間や蜂、樹木に至るまでの様々な種にどのような影響を及ぼすのかを調査して、重要な資源に対する将来の影響を予測するために利用できるツールやモデルの開発に取り組む。DISESプログラムは、生物科学総局（Biological Sciences Directorate）、地球科学総局（Geosciences Directorate）、社会・行動・経済科学総局（Social, Behavioral and Economic Sciences Directorate）の共同作業である。 National Science Foundation “Interaction between humans and the environment is focus of 15 new NSF-funded projects” (8/17/22)

エネルギー省（Department of Energy）は8月16日、風力発電が引き続き米国で急成長中のエネルギー資源の一つであり、質の高い雇用を生み出す源となっていることを示す3つの報告書を発表した。風力発電は、2021年の米国のエネルギー能力増加の32％を占め、12万人の米国民を雇用し、現在、米国4,000万世帯相当分の電力を供給している。発表された報告書は、①「陸上風力市場報告（Land-Based Wind Market Report）」（ローレンス・バークレー国立研究所（Lawrence Berkeley National Laboratory）作成）、②「オフショア風力市場報告（Offshore Wind Market Report）」（国立再生可能エネルギー研究所（National Renewable Energy Laboratory）作成）、③「分散型風力市場報告（Distributed Wind Market Report）」（パシフィック・ノースウェスト国立研究所（Pacific Northwest National Laboratory）作成）（いずれも2022年版）。技術進展や州レベルの政策、連邦の生産税クレジット（production tax credit: PTC）が風力発電部門の近年の成長を加速してきた。風力発電向けのPTCは2021年に失効し、市場に不確実性をもたらしていたが、先般可決されたインフレ低減法（Inflation Reduction Act）によってPTCは少なくとも10年間延長され、米国のクリーン・エネルギー製造への投資が奨励されたことなどから、今後も同分野の成長は加速される見込みである。 Department of Energy “DOE Finds Record Production and Job Growth in U.S. Wind Power Sector” (8/16/22)

エネルギー省（Department of Energy）傘下のオーク・リッジ国立研究所（Oak Ridge National Laboratory）は、世界最速のスパコンでエクサスケール・コンピューティング時代の幕開けとなる「フロンティア（Frontier）」の始動を祝った。エネルギー省のデービッド・ターク副長官（David Turk）（Deputy Secretary）をはじめとするエネルギー省高官や、チャック・フレイシュマン下院議員（Chuck Fleischmann）が、ORNLのトーマス・ザカリア所長（Thomas Zacharia）やその他の高官、AMD社のリサ・スー会長兼最高経営責任者（Lisa Su）（chair and chief executive officer）などと共に、フロンティアの記録的な性能を実現した官民チームを祝った。フロンティアは、2022年5月の第59回「トップ500（TOP500）」で1.1エクサフロップスを達成し、1位を獲得した。 Oak Ridge National Laboratory “ORNL celebrates launch of Frontier – the world’s fastest supercomputer” (8/17/22)