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Converging Technologies for Improving Human Performance

Cat: ECO
Pub: 2002
#: 0215b

National Science Foundation & Department of Commerce
Edited by Mihail C. Roco and William Sims Bainbridge, NSF



Converging Technologies for Improving Human Performance





June 2002


  1. Overview:
  2. Conversing Technology:
  3. Age of Transition::
  4. NASA's Nanotechnology Initiative:
  5. The Impact of the Big O's:
  6. Coherence and divergence of Megatrends:
  7. Expanding Human Cognition & Communication:
  1. 概観
  2. 収斂技術
  3. 変化の時代
  4. NASAのナノテク戦略
  5. 4つのBig Oのインパクト
  6. メガトレンドの統一と分散
  7. 人間の認知・コミュニケーションの拡大
  • This report incorporates the view expressed at the workshop of leading experts on Dec. 3-4, 2001.<
  • The "convergent technologies" refers to the synergistic combination of four major "NBIC" (Nano-Bio-Info-Congo) provinces of science and technology.
  • >Activities that accelerate convergence to improve human performance must be enhanced, and a holistic approach to monitor the resultant societal evolution.
  • Major Themes:
    1. Converging technologies:
      to improve human performance, as well as overall potential for changing economy, society and research needs.
    2. Expanding human cognition& communication:
      to understand the structure, function, and potential enhancement of human mind, personal sensory device interface
    3. Improving human health:
      nano-bio processor for R&D, nanotechnology based implants, nanoscale robots, brain-brain and brain to machine interfaces
    4. Enhancing group outcomes:
      remove barriers caused by physical disabilities, language differences, and variation of knowledge
    5. National Security:
      response to chemical, biological, radiological and explosive threats
    6. Unifying science and education:
      New curriculum, new concepts to provide intellectual coherence, and new forms of educational institution
  • The recommendations of this report are far-reaching and fundamental, urging the transformation of science, engineering and technology; in five topical groups: a) individuals, b) academe, c) private sector, d) government, e) professional societies, f) other organization (NGO)
  • 本報告書は,2001年12月3-4日に米国の専門家会議による見解に基づいている。
  • 収斂技術とは、 "NBIC" (ナノ-バイオ-情報-認知科学)の主な4分野の科学技術共同研究によるシナジー効果をいう。
  • 収斂技術を進展させる諸活動は、人間の力を増大させ、結果として社会進歩を示す総合的なアプローチとなる。
  • 主なテーマとして
    1. 収斂技術
    2. 人間の認知および通信
    3. 健康増進
    4. グループの成果拡大
    5. 国家安全
    6. 科学・教育の統合
  • 本報告は基本的なものであり、個人、学会、企業、政府、専門家、NGOなど諸組織において、科学、技術の根本的な変革を要請するものである。

>Top 1. Overview:

  • We stand at the of a New Renaissance in science and technology.

  • NBIC tetrahedron (Fig.1)
  • Fig. 1 shows NBIC tetrahedron, in which each field is represented by a vertex, each part of fields by a line, each set of three fields by a surface, and the entire union of all by the volume of the tetrahedron.

  • The unification of science and technology is achievable over the next two decades. 
    • NBIC convergence can enhance human mental, physical, and social abilities. Better understanding of the human body and development of tools for direct human-machine interaction have opened completely new opportunities.
    • The hallmark of the Renaissance was its holistic quality; art, engineering, science and culture shared the same exiting sprit and many of the same intellectual principles. However institutions such as universities, corporations and government agencies proliferated bureaucratic units, the holism of the Renaissance gave way to specialization and intellectual fragmentation.
    • It is time to rekindle the sprit of the Renaissance, returning to the holistic perspective on a higher level, with a new set of principles and theories.

  • >Top 20 convergent technologies:
    1. Broad-bandwidth interfaces directly between human brain and machines.
    2. Comfortable, wearable sensors and computers
    3. Robot and software agents
    4. New knowledge and skills learnt by people from all background and all ranges of ability.
    5. Effectiveness of groups, multinational partnerships
    6. Human body; being healthy, energetic, easier to repair, resistant to stress, biological threat, and aging process
    7. Machines and structures; of stronger materials, adapt to changing situations, high energy efficiency, and environmental friendliness.
    8. Technologies and treatments; compensate for physical and mental disabilities
    9. National security by light-weight information-rich war fighter systems
    10. Instantaneous access to needed information from anywhere
    11. new tools and improved understanding of wellsprings of human creativity
    12. ability to control the genetics of humans, animals, and plants
    13. robot construction of extraterrestrial bases of Moon and Mars
    14. fast & reliable communication
    15. enabling far better adjustment, creativity, and daily decision making for the average person
    16. intelligent environments for both mass production and costume design.
    17. Agriculture; greatly increase yields and reduce spoilage
    18. Safe, cheap, and fast transportation
    19. Work of scientists will be revolutionized
    20. Formal education will be transformed by a unified but diverse curriculum

1. 概観:

  • 我々は、いま科学技術の新たなルネサンスの入口に立っている。

  • NBIC 四面体(左図)

  • 左図の四面体の頂点が、ナノ、バイオ、情報、認知科学の各分野、線は2つの分野の組合せ、面は3つの分野の組合せ、全体の体積は4つの分野の組合せを表現している。

  • 科学技術の統合は今後20年間(~2020)に実現される見込み。
    • NBICの収斂は人間の精神、身体、社会的能力を増大させる。人間の身体への理解、マンマシン相互作用の道具の開発は、全く新しい機会を切り開く。
    • ルネサンスの特質は、その全体論(holism) にある。芸術、技術、科学、文化は同じような高揚する精神や知的原理の多くを共有していた。しかしやがて大学、企業、政府機関が官僚的な組織を拡大させ、ルネサンスの全体論は、専門分化の流れに道を譲ることになった。
    • いまやルネサンスの精神を再燃させ、あらたな原理と理論を伴ったさらに高いレベルでの全体論的な展望に戻るべき時である。

  • 20の収斂技術:
    1. 頭脳・機械間の広帯域インターフェイス
    2. 快適なウェアラブル・センサー
    3. ロボット、ソフトウェア・エージェント
    4. 各分野の専門家による新知識・スキル
    5. グループ効率、多国籍パートナーの効率
    6. 健康、修復可能、耐ストレス・老化防止
    7. 強化素材、エネルギー効率、環境にやさしい機械や構築物
    8. 障害者のための技術と治療
    9. 光技術、IT活用軍事技術
    10. 世界どこからでも情報にアクセス可能
    11. 創造力発揮のための解析と新ツール
    12. 人間、動植物遺伝子コントロール
    13. 月や火星への到着、基地建設
    14. 高速、高信頼性のコミュニケーション
    15. 創造力、決断支援システム
    16. 大量生産やカスタムデザインのためのインテリジント環境
    17. 農業生産拡大
    18. 安価・安全・高速な交通手段
    19. 科学研究の革命的向上
    20. 教育カリキュラムの変化

>Top 2. Converging Technology:

For example;

  • Cognitive neuroscience:
    fMRI (functional magnetic resonance imaging:
    • The smallest structure in the brain that can routinely be imaged: about a cubic millimeter in size, but contain tens of thousands of neurons
  • Software efficiency;
    has not improved at anything like the rate of hardware.
    • Biocomputing and cognitive science; growing understanding of the neural architectures and algorithms actually employed by the human brain
  • Bio-nano processor;
    • for programming complex biological pathways on a chip that mimic cellular processes
  • Complementarity of the four areas:
    • If the Cognitive Scientists can think it
    • the Nano people can build it
    • the Bio people can implement it, and
    • the IT people can monitor and control it.
  • New areas:
    new areas are likely to emerge that have not yet attracted the attention of many scientists and engineers.
  • Work efficiency:
    Convergent technology has the potential to provide better value to customers at lower cost to producers.
    • Custom-design craftsmanship (maximizes customer satisfaction) with the principles of assembly-line mass production (minimizes production costs)
  • >Top Mental Health:
    The most difficult challenge we face in improving human performance is mental illness.
    • Nano-technology will deliver medications to the exact location within the brain.
  • Space Flight:
    • Nanostructured materials will reduce the weight of spacecraft by 3/4. Durable but light and self-reparing spacesuits; subsystems with low demands for electric power.
    • Intelligent machine, or "humanity" far into space will be descendants of Pathfinder and the Voyagers.
  • Food & Farming:
    • nanoscale genetics may help preserve and control food production.
    • Distributed sensors could advise about need for water and fertilizer.
  • Sustainable & Intelligent Environments:
    • Durable house paints that change color, reflecting or absorbing heat.
    • Indoors, ordinary walls could be vast computer displays.
    • Adaptive materials: thermocouples, or piezoelectric rather than requiring electric input.
  • Self-presentation & Fashion:
    • Wearable computers; packaged in scintillating jewelry, communicating thought and feelings between people.
    • Smart clothing adjustable to the wearer's activities and social environment.
  • Transformation of Civilization:
    • new ethical principles will govern in areas of radical technological advance: brain implants, political rights for robots
    • New professions for humans and new roles for machines.
  • >Top History of human performance:
Key Advancement
Cell, body & brain development
Paleolithic, Homo Electus, speech
Homo Sapiens, making tools
Mesolithic, creating art
Neolithic, agriculture, writing, libraries
Renaissance, accurate clock
Industrial revolution
Microbiology, Internet
Nanoscience, Biotechnology, Global connection via Internet
Nanoscale conversing technologies
improving human performance advancements
Global education
Converging technology products:
new products/services, brain connectivity, etc.
Evolution transcending human cell, body, and brain

2. 収斂技術:


  • 認知神経科学:
    • 現在の対象の組織は1立方ミリ。この中に数十万のニューロンを含む
  • ソフトウェアの効率:
    • バイオコンピューティングと認知科学: 実際の大脳の神経構造とアルゴリズムを理解
  • バイオ・ナノプロセッサ
    • 細胞プロセスを真似る生物経路をチップ化する
  • 4分野の補完関係:
    • 認知科学が考え、
    • ナノ技術が製作し
    • バイオ技術が実行し
    • IT技術が監視・制御する
  • 新分野:
  • 生産性向上:
    • カスタム設計で顧客満足を、アセンブルラインの大量生産で生産コスト削減する
  • 精神的健康:
    • ナノテクノロジーによって大脳内の正確な部位に薬剤投与する
  • 宇宙飛行:
    • ナノ技術により宇宙船の重量の3/4を削減。丈夫・軽量・自動修復の宇宙服、省電力機器
    • コンピュータによる大脳のシミュレーションが可能になると、人工大脳は発見のツールとなる
    • 知的機械による宇宙遠方への知性派遣(PathfinderやVoyagersの後継)
  • 食糧・農業
    • ナノスケール遺伝学による食糧生産の保存と管理
    • 分散センサーにより水・肥料の必要性を把握
  • 持続的なインテリジェント環境
    • 熱の反射・吸収を行う色変化塗料
    • 内装では、通常の壁面を巨大ディスプレイに
    • 適応素材:熱電対、圧電により電力供給不要素材
  • ファッション:
    • ウェアラブル・コンピュータ;宝石、感情コミュケーション機能付
    • スマート・クロージング;行動や環境にフィットした調整機能付
  • 文明の変化:
    • 急成長分野での新たな倫理観
    • 人間の新たな職業、機械の新たな役割

  • 人類のパフォーマンスの歴史


>Top 3. Age of transition:

  • age_oftransitionTheme a Summary:
    • Revolutionary technological change tends to occur outside conventional organizations.
    • We are in an Age of Transition
    • Government agencies need progress in NBIC.
    • Scientist should take great intelligent risks, exploring unusual and even unreasonable ideas.
  • >Top The role of OSTP (Office of Science and Technology Policy);
    is to identify crosscutting, high-risk technologies that don't reside in a particular department or agency and to sponsor them.
  • Scientists have an obligation as citizens to go out and explain what they need and what their work will mean.
  • If we want this economy to grow, we have to be the leading scientific country in the world.
  • We are living through two tremendous patterns of scientific-technological change; an overlapping of a computer-communications revolution and a nonotechnology-biology-information revolution.
    • At a minimum, we need to double the federal research budget at all levels, reform science and math learning decisively, and modernize our systems of health, learning, and government administration.
  • "Nano" is the space in which quantum behavior begins to replace the Newtonian physics; means one-billionth of a meter and is usually used in reference to a nanosecond. Nanotechnology "grows" materials by adding the right atoms and molecules.
    • It may possible to grow carbon storage tubes so small that hydrogen could be safely stored without refrigeration, thus enabling the creation of a hydrogen fuel cell technology.
      • Imagine a carbon tube 100 times as strong as steel and only one-sixth as heavy.
    • We may be able to develop anticancer molecules that penetrate cells without damaging them and hunt cancer at its earliest development.
    • The Human Genome project will teach us more about humans than our total knowledge to this point.
  • It is the synergistic effect of these three systems (Nano-Bio-Information) that will lead to an explosion of new knowledge and new capabilities and create intersecting S-curves.

  • >Top 18 Characteristics of an Age of Transition:
    1. Cost will crash.
    2. Systems will be customer-centured and personalized.
    3. 24-7 will be the world of the future.
      (e-customers, then e-voters)
    4. Convenience will be a high value.
    5. Convergence of technologies will increase convenience, expand capabilities, and lower costs.
    6. Processes will be expert system-empowered.
    7. Middlemen will disappear.
    8. Changes can come from anywhere.
    9. Resources will shift from opportunity to opportunity.
      (There are countless efforts to reform and modernize bureaucracies, but that is exactly the wrong strategy.)
    10. The rapid introduction of better, less expensive products will lead to continual replacement.
    11. The focus will be on success.
      (Venture capitalists praise those who take risks, even if they fail, over those who avoid risks, even if they avoid failure.)
    12. Venture capitalists and entrepreneurs will focus on opportunities.
      (It it he nature of politics and government to focus on problems when the real breakthroughs come from focusing on opportunities.)
    13. Real breakthroughs will create new products and new expectations.
    14. Speed matters; new things will need to get done quickly.
      ("Launch and learn" than "study and launch")
    15. Start small but dream big.
    16. Business-to-business is the first big profit opportunity.
    17. Applying quality and lean thinking can save enormous amounts.
    18. Partnering will be essential.

3. 変化の時代:

  • 総括テーマ:
    • 革命的な技術変化は従来の組織の外側で起こる傾向がある
    • 我々は変化の時代にいる。
    • 政府機関はNBICの推進すべきである。
    • 科学者は大いなる知的リスクを取り、奇抜な、そして理不尽とも言えるアイデアを探索すべき。
  • 科学技術政策局(OSTP)の役割:
  • 科学者達は市民として外にでて、何が必要で、彼らの仕事が何を意味するのか説明する義務がある。
  • もしこの国の経済を成長させたいなら、世界での科学をリードする国にならねらばならない。
  • 我々は科学技術の2つの領域での変化に遭遇している。コンピュータ・通信革命とナノテク・バイオ・情報革命である。
    • 少なくとも、連邦の研究予算をすべての分野で2倍にし、科学・数学教育を改革し、医療・教育・行政システムの近代化すべき。
  • ナノの空間ではニュートン力学に代わって量子力学のふるまいが起こる。ナノとは十億分の一の世界でそこではナノ秒が支配する。ナノテクは原子や分子を適切な一に加えることが進歩させる技術である。
    • 例えば、カーボンストーレッジチューブによって水素を液化せずに貯蔵することが可能になるかも知れず、それは水素燃料セル技術の創造につながる。
      • カーボンチューブは鋼鉄の100倍も強靱で、その1/6の重さしかない。
    • 抗ガン分子を開発できれば、それは体細胞を傷つけずに進入でき、初期段階のガン細胞を叩くことができるようになる。
    • ヒトゲノムプロジェクトによって我々は人間について、今までの知識を凌駕する知識が得られる。
  • この3領域(ナノ・バイオ・情報)のシナジー効果によって、新知識や新能力の爆発を引き起こし進歩のS字曲線の交差を創り出すことができる。
  • 変化の時代の18項目の特質:
    1. 価格破壊
    2. 顧客中心システム
    3. 24時間サービス
    4. 統合ワンクリックサービス
    5. 諸技術の収斂
    6. エキスパートシステム連携
    7. 中間業者の消滅
    8. 誰もが変化を作り出す
    9. 資源は新規機会へシフト
    10. 良質・廉価な製品が早期に登場し代替えする
    11. 成功することに集中する
    12. ベンチャー資本と起業家は機会に着目する
    13. 真のブレイクスルーは新たな製品と新たな期待を創り出す
    14. スピードが重要
    15. 小さく開始し、夢は大きく
    16. まずB2Bに大きな機会がある
    17. Quality and lean thinking応用による無駄の排除
    18. 官民パートナーシップ

>Top 4. NASA's Nanotechnology Initiative:

  • NASA's mission:
    • Space and Earth science
    • Biological and Physical Research (BPR)
    • Human Exploration and Development of Space (HEDS)
    • Aeronautics and space systems
  • The current state-of-the-art microelectronics is rapidly approaching its limit (0.1 microns):
  • Nanotechnology will afford a new class of electronics.
    • Use of carbon nanotubes, nano-phase materials, and molecular electronics.
      • Carbon nanotubes: 100x the strength of steel;
        could reduce the weight of launch vehicle by half.
      • nanometer-scale carbon wire: 10,000x better current than copper.
      • "Small but powerful" to its extreme limits
  • >Top Biology:
    selectivity and sensitivity at a scale of a few atoms;
    • massively reproduce with near-zero error rates
    • self-assembly into highly complex systems
    • adapt form and function to changing conditions
    • detect damage and self repair
    • communicate among themselves
      • Data storage based on DNA will be a trillion times more dense than current media
      • Supercomputers modeled after the brain: as little as a billionth of the power of existing designs
      • Nano-scale, bio-compatible sensors can be distributed throughout the body

4. NASAのナノテク戦略:

  • NASAのミッション:
    • 宇宙・地球科学
    • 生物物理調査(BPR)
    • 人間探求・宇宙開発(HEDS)
    • 航空・宇宙システム
  • 現在の最新のマイクロエレクトロニクスは急速に限界に近づいている(0.1ミクロン)
  • ナノテクは新たなエレクトロニクス領域
    • カーボンナノチューブ、ナノフェーズ素材、分子エレクトロニクス
      • カーボンナノチューブ:鋼鉄の100倍の強度。打ち上げ物体の重量を半減できる
      • ナノスケールのカーボンワイヤー:銅線より1万倍の伝導率
      • 限界までの「微少かつ強靱性」
  • 生物学:数原子のレベルでの選択性と感度
    • エラーほぼゼロでの大量再生産
    • 高度複雑システムの自己組み立て
    • 条件変化に対応した形態と機能
    • 損害の検出と自己修復
    • 仲間間での通信
    • DNAレベルでのデータ貯蔵は従来メディアの1兆倍
    • 大脳モデルのスーパーコンピュータ:現在の設計より十億分の1に小型化
    • ナノスケールの体内適応センサーを体中に配置

>Top 5. The Impact of the Big O's:

  • "The Big O's": nano, bio, info, and cogno
  • Greatest engineering achievements of 20th century:
Water supply
Household appliances
Radio & TV
Health technologies
Agricultural mechanization
Petroleum technologies
Laser & Fiber optics
Nuclear technologies
Air conditioning & Refrigeration
High-performance materials
  • >Top Health technologies is No.16; NBIC technology could focus on this field in this century and help move it into the top ten.
  • The Congressional legislative process is quite effective for targeting priorities.
  • 21c_buildingblocksThe power tools of the 21st century:
    Will we be ready to adapt to this pace of change?;
    Need to bridge the gap between policy and the fast-changing global market economy may be critically important to the nation's future prosperity and global leadership.
    1. Internet traffic doubles every 6 months;
    2. wireless capacity doubles every 9 months;
    3. optical capacity doubles every 12 months;
    4. storage doubles every 15 months;
    5. chip performance doubles every 18 months (Moore's Law)
  • 21st century's building blocks - bit, atoms, genes and neurons.
  • NNI (National Nanotechnology Initiative)

5. 4つのBig Oのインパクト:

  • 4つのBig Oとは、nano, bio, info, and cogno
  • 20世紀の偉大な工業化達成番付
  • 医療技術は左図の表の第16位。NBIC技術はこの分野に注目し、21世紀には10位以内になるようにする。

  • 米国議会の立法措置は優先度を決める意味で重要。
  • 21世紀の強力な道具:
    1. インターネットトラフィックは6ヶ月毎
    2. 無線能力は9ヶ月毎
    3. 光ファイバ容量は12ヶ月毎
    4. ストーレッジは15ヶ月毎
    5. チップ能力は18ヶ月毎 (ムーアの法則)

  • 21世紀のビルディングブロック
    • Info: ビット
    • Nano:原子
    • Bio:遺伝子
    • Cogno:ニューロン

>Top 6. Coherence and Divergence of Megatrends:

  • Six Increasingly Interconnected Megatrend:
  1. Information& synergism_ofnbicComputing:
    bit-based language has allowed us to expand communication, visualization, and control beyond our natural intellectual power.

  2. Nanoscale science & Engineering:
    Working at atomic, molecular, and supramolecular levels allows us to reach directly the building blocks of matter beyond our natural size limitation on orders of magnitude smaller than what we can see, feel, or smell.

  3. >Top Biology and Bioenvironmental approaches:
    One important aspect is genetic engineering, another is the connection between life and its environment.

  4. Medical sciences and enhancement of the human body:
    This includes monitoring health, enhancing sensorial and dynamic performance, using implant devices, and extending capabilities by using human-machine interfaces.

  5. Cognitive sciences and enhancement of intellectual abilities:
    This area is concerned with exploring and improving human cognition, behavior, and intellect. Enhancing communication and group interaction are an integral part of improving collective behavior and productivity.

  6. >Top Collective behavior & systems approach:
    This area uses concepts found in architecture, hierarchical systems , caos theory, and various disciplines to study nature, technology, and society.
  • Science & Engineering (S&E) megatrends as related to human representation:
Left-brain focus
S&E trend
DNA, cell
Biosystems, organisms
Modern biology
Atom, molecule
Patterns, assemblies
Nanoscale S&E
visualization, networking
Info & computing
  • Left-brain;
    tends to favor reductionist analysis and depth in a single field, which may contribute to "divergent" advancements.
  • Right-brain;
    tends to favor the "whole think" approach, and to assemble the global vision for each initiative and see the coherence among initiatives.

  • innovation_agePasteur's Quadrant: (Cf: right figure)
    • More funds in industry are dedicated to funding development and applied research.
      Government needs to direct its funding more on complementary aspect; fundamental research and mission-oriented projects that encourage depth of understanding, synergism, and collaboration among fields.
  • "Innovation Age":
    Organizations will change the focus from repetitive to creative, innovation-based activities, and transfer efforts from machines to human development.

6. メガトレンドの統一と分散:


  • 6つの共通領域のメガトレンド:
  1. 情報・コンピューティング:

  2. ナノスケール科学・エンジニアリング:

  3. 生物学・生物環境的アプローチ:

  4. 医療科学・人体エンハンスメント:

  5. 認知科学・知的活動エンハンスメント:

  6. 集団行動・システムアプローチ:
  • 人間の表現に関連したS&E:


  • 左脳:
  • 右脳:

  • パスツールの4象限:(以下図)


  • 産業界では、開発や応用研究分野に多くの資金投入。

  • イノベーション時代の特徴:

>Top 7. Expanding Human Cognition & Communication:

  • Five main areas in which integration of the NBIC sciences can enhance the cognitive and communicative aspects of human performance.
  1. The Human Cognome Project:
    • It is time to launch a Human Cognome Project, comparable to the successful Human Genome Project, to chart the structure and functions of the human mind.
    • Complete mapping of the connections in the human brain, it would be far more extensive than neuroscience.
    • Human mind was not merely the result of brain evolution but also required substantial evolution in culture and personality.
    • At the very least, greater understanding of the human mind would allow engineers to design technologies that are well suited to human control and able to accomplish desired goals most effectively and efficiently.
  2. >Top Personal Sensory Device Interfaces:
    • Human senses are notoriously limited. Whereas we can hear ten octaves of musical tones, we can see only one octave of the colors of light, and our ears have a poor ability to form detailed "images" from sound the way our eyes can with light.
    • Today's communication technology has revolutionized the ability of people to communicate across large distances, but little has been done to help with small area communication, for example, between individuals in a conference room.
    • Research can develop sensory substitution techniques that transform one type of input (visual, aural, tactile) into another, effective means for storing memory external to the brain, knowledge-based information architectures that facilitate understanding.

7. 人間の認知・コミュニケーションの拡大:

  • NBIC科学の統合によって、人間の認知およびコミュニケーション能力に関する5つの領域。
  1. ヒューマン認知プロジェクト:
    • ヒューマンゲノムプロジェクトに模して、ヒューマン認知プロジェクトを立ち上げ、人間の精神の構造と機能の地図を作成する。
    • 大脳の完全な接続状態の地図を作るとしても、神経科学を遙かに凌駕するものとなる。
    • 人間の精神は大脳の進化の結果のみならず、文化や個性の進化を獲得した結果でもある。
    • 最低限として、人間の精神への深い理解によって人間が管理しやすく、またより効果的・効率的に目的を達成するような技術の設計に役立つ。
  2. 感覚デバイスインターフェイス:
    • 人間の感覚はひどく限定的なものである。音楽の楽譜では10オクターブも聴けるのに、光の波長では1オクターブが見えるに過ぎない。また耳は目ができるような詳細なイメージを、音の場合にイメージを形づけることがまずできない。
    • 今日の通信技術は、長距離を隔てた通信に革命を起こしたが、会議室における個々人のコミュニケーションのような至近距離での通信はほとんど進歩がない。
    • ある一つの感覚(視覚、聴覚、触覚)の入力を他の感覚に代替する技術、記憶を大脳外に蓄積する効果的な方法、理解を助けるための知識ベースの情報アーキテクチャなど開発されよう。
  1. Enriched Community:
    • Over the next two decades, PDAs are likely to evolve into smart portals to a whole world of information sources, acting as context aware personal brokers interaction with other systems.
    • Today's email and conference call systems could evolve into multimedia telepresence communication environments.
    • GPS units could become comprehensive guides to the individual's surroundings.

  2. Learning How to Learn:
    • We need to explore fresh instructional approaches; as interactive multimedia, graphical simulations, and game-like virtual reality will enhance learning throughout the entire life.
    • New, dynamic ways to represent mathematical logic could be developed based on a correct understanding of how the human mind processes concepts like quantity and implication, allowing more people to learn mathematics more quickly, thoroughly, and insightfully.
    • The social interaction resulting from multi-user video games can be harnessed as a strong learning motivator, if they are designed for the user's demographic and cultural background.
  • Enhanced Tools for Creativity:
    • As technology becomes ever more complex, engineering design becomes an increasingly difficult challenge.
    • Biologically inspired techniques, such as evolutionary design methods analogous to genetic algorithms, are especially promising.
    • National center should be established for high-end engineering design simulations.
    • New developments in such areas as visual language, personalized design, designing around defects, and the cognitive science of engineering could be extremely valuable
  1. コミュニティのエンリッチ化:
    • 今後20年間に内に、PDAは世界の情報源へのスマートポータルに進化し、他システムとのやり取りができる文脈を解する個人秘書として機能することだろう。
    • 今日の電子メールや会議システムはマルチメディア・テレプレゼンス通信環境への進化するだろう。
    • GPs端末は、個人の周辺情報への普遍的なガイドになっていくだろう。
  2. 学ぶことを学ぶ:
    • 我々はまったく新しい教育手法、つまり双方向マルチメディア、グラフィカル・シミュレーション、ゲームのような仮想現実などのように、生涯を通じて教育を向上させるような仕組みを開拓すべきである。
    • 数学的論理を表現するような新たなダイナミックな方法を開発すべきである。これはいかに人間の精神が数値や推論のような概念を処理するのか究め、より多くの人々に数学をもって早く完全に深く理解できるようにする方法である。
    • ゲームのユーザの世代や文化的背景を考慮してデザインすることによって、マルチユーザのビデオゲームを通じた社会的なやりとりが、強力な学習動機として組み込まれることになる。
  • 創造力強化ツール:
    • 技術が一層複雑になることによって、エンジニアリングデザイン分野はますます困難な仕事となる。
    • 生物にヒントを得た技術、遺伝子のアルゴリズムを模した進化の設計方法などは特に有望な分野である。
    • ハイエンドのエンジニアリングデザインのシミュレーションのために国立のコンピュータセンタを作るべきである。
    • ビジュアル言語、パーソナライズドデザイン、欠陥を取り巻くデザイン、エンジニアリングに関する認知科学は非常に価値が高い。
  • Still contiune various reports of conversion of NBIC technologies.
  • Paradignm change occurs and accelarate sharply when a certain target was established. At the time of Renaissance, and of the Industrial Revolution, similar inflation occured.
  • After the exlosion of bandwidth, we are rushing into the age of "explosion of knowledge."
  • This report seems to proclaim this exlosion of knowledge as 'New Renaissance.'
  • まだNBIC技術収斂の資料は続く。
  • パラダイムの変化は、ある方向が見えだした時に、革命的に一気に加速すると思う。ルネサンスの時も、産業革命の時もそうであった。帯域の爆発の後には、そのコンテンツたる「知の爆発」の時代に突入しようとしているのではないか。
  • 本レポートは、New Renaissanceとして、この知の爆発を宣言しているように思える。

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