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1 総務省情報通信審議会情報通信政策部会新事業創出戦略委員会 研究開発戦略委員会基本戦略ボード資料 2020 年頃を見据えた ICT を用いた 知識情報社会の実現に向けて 2011 年 11 月 16 日 日本電気株式会社執行役員兼中央研究所長江村克己

2 世界の人口爆発と高齢化 世界人口は 2050 年に 93 億人 新興国および発展途上国で人口増加 世界的に高齢化が進展 日本の高齢化率は 2030 年に 30% 食物生産の効率化 より安心安全な社会の構築が必要 世界人口 [ 億人 ] その他 BRICs 先進国 2050 年 93 億人 2011 年 70 億人 高齢化率 [%] 日本ドイツ中国スウェーデンイギリス米国インドネシアインドフィリピン世界 世界人口の推移 各国の高齢化率 ( 高齢化率 :65 歳以上の人口の割合 ) 出典 : United Nations, World Population Prospects, the 2010 Revision Page 2

3 都市化によるインフラ投資ニーズ アジアでは都市化に伴いインフラ需要が拡大 (2020 年までに 8 兆 USD) 主にエネルギー 通信 道路 水道のインフラ需要 日本の産業競争力を維持 強化する機会 都市人口 [ 億人 ] 都市人口都市化率 インフラ投資ニーズ [1 兆 USD] 水道 衛生道路鉄道運輸港湾空港通信エネルギー 新規 更新 アジアの都市化の推移 ( 都市化率 : 都市部に住む人口の割合 ) アジアのインフラ投資ニーズ 2010~2020 年 出典 : 経産省通商白書 2010 Page 3

4 エネルギー需要の増加とグリーン ICT への期待 世界のエネルギー需要は 2007 年から 2030 年で約 1.4 倍に増加 2020 年にCO2を約 10% 削減 (1990 年比 ) するには 他分野へのICT 活用が必要 ICTインフラを活用して 地球環境との共存 共生を図りながら 安心安全な社会を築き 高度な産業競争力構築に貢献 エネルギー消費量 [ 石油換算億トン ] ( 実績 ) 約 1.4 倍 ( 見通し ) ( 実績 ) ( 見通し ) 世界のエネルギー需要出典 : 経産省資源エネルギー庁 国際間海運 航空用燃料アフリカ中東中南米日本インド中国アジア ( 日中印韓除く ) ロシア東欧 中央アジア米国 OECD( 日米除く ) 1990 年度の日本の CO2 総排出量に対する割合 [%] % (3 千万 t-co2) 4.1% (5,1 千万 t-co2) 2.4% -5.4% (6,8 千万 t-co2) -7.5% (9,5 千万 t-co2) Green of ICT Green by ICT ( 対策なし ) (3 千万 t-co2) 1990 年比約 10% 削減 -12.3% (15.5 千万 t-co2) 2020 ( 対策実施 ) ICT 分野全体における CO2 削減効果出典 : 総務省 2020 年における ICT による CO2 削減効果 Page 4

5 ICT インフラを活用して 10 年後の社会で価値を創造 IT による新たな付加価値 トータルライフケアサービス 製造業 医療 ヘルスケア 流通業 高度な産業競争力 農業 IT による流通の効率化 生産 流通手段のスマート化 パブリックセーフティ 安全性 安全な社会基盤を提供 被災に対する支援を実現する基盤 消防 防災 公共交通 安心安全な社会 移動の効率化と付加価値創造 ビルオートメーション クラウド 快適 安全 エコを実現 スマートグリッド自然エネルギーの最大活用 衛星から得られる情報活用サービス 宇宙 地球環境との共存 共生 水 水道 水資源の利用効率化 Page 5

6 10 年後の社会を維持 強化する ICT インフラ : Cyber Physical System クラウド + ネットワーク +M2M システムにより新たな ICT 基盤を構築 日本の得意領域 ( 例 : センシング ) を活用 M2M M2Mシステムから収集されたデータを高度に収集 処理して実世界に働きかるきかるBig Big Data Data 処理処理 高度な情報処理 (Big Data 処理 ) 情報集計 分析 結合 知識化 社会学行動原理 心理 制約ルール 規則 価値化 Big Big Data Data 処理を実現処理を実現する高度なする高度なITITインフラ (( クラウドクラウド )) 日本企業が強みとする領域 センシング ( 実世界情報収集 ) 実社会 現状把握 センサ カメラ 高度な IT インフラ = クラウド ネットワーク M2M システム パソコン ケイタイ 情報家電 働きかけ アクチュエーション ( 実世界の操作 ) 自動車 実世界のデータを収集し 実世界を制御するし 実世界を制御する M2M M2Mシステム 産業競争力の強化 地球環境との共存 共生 安心安全な社会 Page 6

7 10 年後のICTインフラ (Cyber Physical System) を支える技術クラウド /Big Data/M2M Page 7

8 Cyber Physical System 全体アーキテクチャ 時々刻々と生成される実世界データと蓄積されたサイバーデータを取り込み リアルタイムに価値を創出 データ活用層 ITS Smart Grid BI Public Security Concierge クラウド上に構築してニーズに迅速に対応 Big Data 処理層ストリーム処理層データ分析層 CEP 等 コアネットワーク MapReduce 等 データ蓄積層 KVS 等 ストック ( サイバー世界 ) データ Web DB Log センサ管理 M2M ネットワーク センサNW 3G/4G xdsl/ftth センサ ( リアル世界 ) データ CEP: Complex Event Processing KVS: Key Value Store Page 8

9 今後のクラウドの方向性 膨大な実世界データの高度なリアルタイム処理をセキュアかつ効率的に実現するクラウドプラットフォーム 実世界デジタル化の進展で ICT システムの扱うデータが膨大 多様 ダイナミック化 現状把握 実世界データ処理基盤 クラウドシステム ICT 資源管理 情報管理基盤 高度な情報処理 Cyber Physical System 実社会 セキュア情報活用基盤 働きかけ セキュリティリスクが実世界データ活用のボトルネック 劇的に拡大 変化する環境下で ICT 資源管理 情報管理が多様化 複雑化 産業競争力の強化地球環境との共存 共生安心安全な社会 蓄積データ処理 ストリーム処理 センサデータサービスの個別開発 実世界データ処理基盤 ストリーム処理 蓄積データ処理融合による BigData 処理 M2M プラットフォーム 大規模実世界を対象としたきめ細かなリアルタイムサービス センサーデータサービスの開発 運用コストを大幅削減 大量で多様な実世界データからリアルタイムに価値創出 Page 9

10 Big Data 処理技術の核 大量発生データを連続処理するストリームデータ処理と 大量発生データを一端蓄積した後 並列分散処理を活用して一括に高速処理を行う蓄積データ処理から構成 サービスサービスサービス 学習エンジン認識系エンシ ンマイニング ストリームデータ処理 技術領域 蓄積データ処理 大規模データ処理プラットフォーム Big Data GPSデータ 観測データ ライフログ 交通情報 RF-ID 情報 アクセスログ 画像情報 音声情報 取引情報 金融情報 M2M ネットワーク 大量発生データの連続処理 ( オンザフライ処理 ) 流す ルール 溜める 大量蓄積データの一括高速処理 ( 並列分散処理 ) 高速データ抽出 分散データ管理 Data センサ 端末 企業 IT システム Big Data Page 10

11 クラウド (Cyber) と実世界 (Real) を結ぶ M2M 実世界の種々のデータをクラウドに提供 M2M ネットワークを活用して 農業 物流 交通など種々のサービスに ICT を適用することが可能に Page 11

12 M2M ネットワーク / 端末間連携 M2M ネットワークへの転送量削減 TAT 等を考慮して 端末側で適度にデータを圧縮して転送 効率的なサイバー リアル連携を実現 Big Data 処理層 コアネットワーク ZigBee R 250kbps/ 箇所 M2M ネットワーク センサ管理センサ NW 3G/4G xdsl/ftth 3G DSRC 100Byte/ 台 / 分 音声 / 画像 案内 特徴量 5~10kB/ 人 携帯 映像 照合結果 カメラ 顔認識 特徴抽出 建築物 劣化監視 Page 12 車 / 位置データ DSRC:Dedicated Short Range Communication 音声認識 / 画像認識 N E C カメラを使った案内 前処理 前処理 前処理 監視映像 2Mbps~30Mbps/ 台 1 人当たり ~100kB

13 10 年後のICTインフラ (Cyber Physical System) を支える技術ネットワーク Page 13

14 今後のネットワークの課題 消費電力 コストを抑制しながら今後増大するモバイルトラフィックを収容 災害 非常時にネットワークの状況に応じて通信を確保 トラフィック 消費電力 コスト増大への対応 ディペンダビリティ向上が必要 モバイルトラフィック ( 倍 :2007 年比 ) 新サービス既存サービスの置き換え既存サービス 200 倍以上 国内におけるモバイルトラフィック 電子ルータ年間消費電力 (1 億 kwh) 1,000, ,000 10,000 1, 年 消費電力 トラフィック 年率 40% 増 2.1Tbps@2011 年 5 月 国内におけるインターネットトラフィックと電子ルータの年間消費電力 100,000 10,000 1, 全インターネットトラフィック (Tbps) 出典 : 総務省 IMT-2000 高度化作業班資料 出典 : 産総研 Page 14

15 Cyber Physical System を支えるネットワーク技術 トラフィック 消費電力 コスト増大への対応 ディペンダビリティ向上に向けて 高速 大容量 省電力 コスト削減 柔軟性 多様性 を実現 ヘルスケア交通エネルギー クラウド 高速 大容量 省電力 コスト削減 柔軟性 多様性 自動フロー制御 ネットワーク仮想化 コアネットワーク ネットワーク構築自動化ソフトウェア光通信テラビット光通信 M2M ネットワーク テ シ タルコヒーレント光通信 LTE-Advanced 基地局自己組織化基地局リソース共有 センサ 端末 Page 15

16 今後のネットワークの方向性 高速 大容量 省電力 コスト削減 柔軟性 多様性 を軸に新たな価値を創造する技術を育成 高速 大容量 LTE-Advanced マルチ 100G 100G LTE 基地局自己組織化 (SON) マルチモード トラフィック増大に大に対応対応 特殊無線 マルチバンド テラビット光通信 高効率 RF RFアンプ 基地局協調 デジタルコヒーレント光通信 3G 40G ソフトウェア光通信 省電力 コスト削減 消費電力 コスト増大に対応 コグニティブ無線 ソフト無線 多様なネットワークの構築 ソフト基地局 TV TV ホワイトスペース利用 ネットワーク構築自動化 基地局リソース共有 自動フロー制御 ディペンダビリティ向上ディペンダビリティ向上 フロー連携型蓄積通信ネットワーク 特殊無線の共通化 柔軟性 多様性 無線と有線の有線の連携により増大するトラフィックに対応 無線帯域の有効利用技術を活用して新市場新市場を創出 行政サービスサーバ 激甚災害にも耐えうる臨時 AP ディペンダビリティを確保 Page 16

17 ICT インフラのグローバル展開と標準化への対応 Cyber Physical System はグローバルな展開が想定され 標準化を意識して対応を進めることが必須 グローバルハーモナイゼーションの推進 標準化を視野に入れた研究開発のエコシステム構築に向け 欧州の Framework Program などをベンチマークしてすすめることが必要 新興国展開を視野に入れた推進体制の確立 新興国が抱える課題 ( 農業 交通 災害 環境 etc.) を引き出し 研究開発および標準化に反映 M2M 標準化推進の例 M2M Consolidation 先進国地域標準の統一化の検討開始 Internet of Things (IoT) 標準化の 新興国の課題およびその解決 検討を開始 Page 17

18 まとめ 今後の人口爆発や都市集中の傾向を鑑みた場合 ICT インフラを活用して 地球環境との共存 共生を図りながら 安心安全な社会を構築することが肝要 人口動勢などを鑑みると このような ICT インフラはグローバルに展開可能 そのためにはネットワークの標準化などを積極的に推進 ICT インフラの要となる Cyber Physical System は以下の 4 要素から構成 実世界のデータを収集し 実世界を制御するM2M(Machine to Machine) システム M2Mシステムから収集されたデータを高度に処理して実世界に働きかけるBig Data 処理 Big Data 処理を実現する高度なITインフラ ( クラウド ) (M2Mシステムとクラウドを結びつけるネットワーク) Cyber Physical System を構築するに当たっては これらの要素を別々ではなく 統合的に構築していく必要がある 標準化を視野に入れた研究開発のエコシステム構築 Page 18

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Page 2 高度な社会基盤高度な社会基盤人と地球にやさしい情報社会を実現するには地球環境との共存 共生水 電力 災害対策 農業 環境 地球環境との地球環境との共存 共生共存 共生水 電力 災害対策 農業 環境 豊かな個人生活医療 介護 食品 教育 行政 豊かな個人生活豊かな個人生活医療 介護 食品

Page 2 高度な社会基盤高度な社会基盤人と地球にやさしい情報社会を実現するには地球環境との共存 共生水 電力 災害対策 農業 環境 地球環境との地球環境との共存 共生共存 共生水 電力 災害対策 農業 環境 豊かな個人生活医療 介護 食品 教育 行政 豊かな個人生活豊かな個人生活医療 介護 食品 総務省研究開発戦略委員会資料 人と地球にやさしい情報社会の実現を目指して共生 信頼 持続可能な社会 平成 23 年 3 月 31 日 日本電気株式会社 執行役員常務國尾武光 Page 2 高度な社会基盤高度な社会基盤人と地球にやさしい情報社会を実現するには地球環境との共存 共生水 電力 災害対策 農業 環境 地球環境との地球環境との共存 共生共存 共生水 電力 災害対策 農業 環境 豊かな個人生活医療

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