일본, 향후 30년간 과학기술 예측조사 결과 발표

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   일본 과학기술학술정책연구소는 `제10회 과학기술 예측조사`를 발표하였다. 

본 조사에는 ‘미래사회 비전 검토,’ ‘분야별 과학기술예측,’ ‘국제적 시점으로 본 시나리오 플래닝’의 세 분야가 포함되어 있으며, 특히 ‘분야별 과학기술 예측’은 향후 30년간의 과학기술발전의 방향성에 대한 전문가 설문조사를 분석한 것으로 주목할만하다. ‘분야별 과학기술 예측’의 구체적인 내용은 아래와 같다. 

본 조사의 목적은 향후 중요한 과학기술에 관해 전문가의 의견을 수집하여 과학기술을 통한 혁신을 추진하고자 한다. 본 조사에서는 향후 30년정도의 미래사회 모습의 전망 및 상정한 과학기술에 대한 중요성, 국제 경쟁력, 실현 가능성, 추진 방책 등에 대해 조사하였다. 분석대상은 다음과 같다: 

1. ICT, Analytics 분야 

2. 건강, 의료, 생명과학 분야 

3. 농림 수산, 식품, 바이오 테크놀로지 분야 

4. 우주, 해양, 지구, 과학기반 분야 

5. 환경, 자원, 에너지 분야 

6. 매터리얼, 디바이스, 프로세스 분야 

7. 사회기반분야 

8. 서비스화 사회 분야 

본 조사에서는 조사대상을 ‘분야 – 세부항목 – 토픽’이라는 계단식 구조를 사용하여 분야별로 10명 정도의 전문가로 구성된 위원회를 설치하여, 과거 예측조사의 토픽이나 미래사회 비전 조사를 참고하여 각 세부항목당 10~20건 정도, 총 각 분야당 100~150건 정도의 과학기술토픽을 상정하였다. 연구는 2014년 9월부터 온라인 설문조사로 실시하였으며, 대상자는 과학기술 및 학술정책연구소가 가진 전문가 네트워크에 소속된 전문조사원, 관련 학회 회원, 관련 연구기관의 연구자 및 분야별 위윈회에서 추천받은 전문가 약 4,309명이었다. 

전체적인 분석결과를 보면, 연구개발의 특성은 ICT/Anaystic 분야에 중요도가 높은 토픽이 많았지만, 국제 경쟁력은 다른 분야에 비해 낮았다. 또한 불확성이 높고, 윤리면의 고려가 필요하다는 결과가 나왔다. 건강/의료/생명과학분야는 국제경쟁력이 다른 분야에 비해 낮고, 불확실성이 높고 윤리적인 고려가 필요한 토픽이 많다고 나왔다. 재료/디바이스/프로세스 분야는 불확실성이 높고 비연속성이 높은 토픽이 많았다. 서비스화 사회 분야에서는 윤리적인 내용을 고려할 필요가 있는 토픽이 많았다. 

토픽의 실현 예측시기를 보면 기술적 실현은 2020년에서 2025년, 사회에 실제 적용되는 것은 2025년에서 2030년이라는 응답이 가장 많았다. 분야별로 보면 ICT/Anaystic 분야, 사회기반분야 및 서비스화 분야는 빠른 실현이 예측되는 토픽이 많았고, 환경/자원/에너지 분야 및 재료/디바이스/프로세스 분야의 토픽은 실현이 늦어질 것으로 예측되었다. 기술적 실현을 위해 중요한 점은 거의 대부분의 분야에서 `자원배분`이었으며, 다음으로 `인재전략`이나 `내부 및 외부의 연대 및 협력` 순이었다. ICT/Analystic 분야 및 재료/디바이스/프로세스 분야에서는 기술적으로 실현을 위해 `인재전략`이 가장 중요했다. 반면 사회에 직접 적용하기 위해서는 모든 분야에서 `인재 전략` 및 `자원 배분`의 비율이 감소하고 ‘환경정비’의 비율이 증가하였다. 또한 중요성이 높게 평가받았지만, 국제경쟁력이 상대적으로 낮아 향후 주목해야 할 분야 세부항목은 `소프트웨어,` `사이버 보안` (ICT/Analystic분야), `신흥 및 재유행 감염병` (건강, 의료, 생명과학 분야), `리스크 매니지먼트‘ (환경/자원/에너지 분야), `제품 및 서비스 시스템(PSS)` (서비스화 사회 분야)이었다. 또한 그 잠재성을 주목해야 하는 분야는 빅데이터, 데이터 아날리스에 관련된 세부항목, `빅데이터/CPS/IoT` (ICT/Ananalystic 분야), `건강/의료정보/역학/게놈 정보` (건강/읜료/생명과학 분야), `Analystics` (서비스화 사회분야)나 인공지능에 관계된 항목 `인공지능` (ICT/Ananalystic 분야)이 국제 경쟁력이 낮고, 중요도도 높지 않은 것으로 나타났다. 

중요도가 높은 상위 1/3에 포함된 312개 토픽을 대상으로 국제경쟁력, 비연속성의 관점에서 유형화를 한 결과는 [그림]과 같다. 카테고리I은 연구개발 투자 리스크가 있는 곳으로 지원 시스템을 통해 획기적 성과를 낼 가능성이 높은 영역이다. 예를 들어 재생의료, 자동차용 연료전지 및 이차전지, 지진발생 예측 등을 들 수 있다. 카테고리 II는 연구개발투자의 리스크가 있으며 지원이 필요한 영역으로, 일본의 잠재성이 상대적으로 낮아 추진 정책이 필요한 곳이다. 예를 들어 사이버 안보, 정신질환, 감염증 등을 들 수 있다. 카테고리 III는 장기적 시점에서 착실하게 추진해야 하는 토픽으로 카테고리 II와 마찬가지로 일본의 잠재력이 상대적으로 낮으면서도 전략성을 가지고 진행해야 할 필요가 있는 것들이다. 예를 들어 네트워크 기술, 건강 및 의료 데이터 활용, 임업, 감시 등을 들 수 있다. 카테고리 IV는 카테고리 III와 함께, 장기적 시점에서 착실하게 진행해야 할 토픽을 포함하여, 일본에이 국가의 잠재력이 상대적으로 높기 때문에 계속적으로 지원을 하여 보다 상응하는 성과가 기대되는 영역이다. 예를 들면 빔 응용(재료 및 치료), 고효율 발전, 자원 재이용 등을 들 수 있다. 

각 분야의 구체적인 분석 내용을 보면 다음과 같다. 

1. ICT / Anaylistic 

이 분야의 세부항목의 설정은 미국계산학회(ACM)나 정보처리 학회 등에서 학술단체에서 설정한 연구분야를 참고하였다. 향후 매우 중요해질 것으로 기대되는 분야로 (1) 계산기에 필요구성요소인 `하드웨어`, `소프트웨어` 및 필수 처리대상의 대응 `디지털 미디어 데이터베이스,` (2) 계산기 간 혹은 계산기와 인간 및 사회를 연결하는 `네트워크`, `인터랙션`, (3) 현 시점에서 인간의 지능의 우위성에 있는 분야를 중심으로 한 계산기능향상을 목표로 하는 `인공지능.` `비전 및 언어처리` (4) 매우 대규모 혹은 고도의 복잡한 계산 및 데이터 시스템의 집점인 `HPC,` `빅데이터/CPS/IoT` (5) 사회와 관계를 생각하여 보다 의미있는 ICT에서 역할을 수행하는 `사이버 보안,` `ICT와 사회` 그리고 (6) 임팩트가 큰 연구의 기반으로 한 `이론`의 전체 12 세부항목이 선정되었다. 

설문조사의 결과, 전체적으로 중요도가 높거나 혹은 매우 높게 평가받은 과제가 많았다. 중요도에 관해서는 응답자의 평균점이 높은 상위 10개 과제를 보면 HPC나 빅데이터에 관해서 5건, 보안 프라이버시에 관해서는 2건, 의료/간호/고령자 지원에 관해서는 2건, 방재/재해 저감에 대해서는 1건이었다. HPC나 빅데이터는 일본의 특히 문제가 되는 초고령사회나 재해를 대비하고 안전 및 안심할 수 있는 사회를 실현하기 위한 방법으로 주목받고 있다. 

기술적 실현을 위한 중점 대책에 대해서는 전반적으로 `인재전략` `자원배분`에 관한 응답이 많았다. 특히 `이론`과 `소프트웨어`는 `인재전략`의 비율이 높았고, `네트워크`는 `자원배분`의 비율이 높았다. 한편 사회적 실현의 단계가 되면 `환경정비`의 비율이 증가하였다. 특히 `빅데이터/CPS/IoT`에서 ‘환경정비’의 비율이 높았다. 기술은 가치가 높지만, 현존하는 제도와 맞지 않는 경우도 많아 ‘환경정비’가 꼭 필요하다. 또한 연구의 단계에 따라 서로 다른 정책이 필요하다는 의견도 이었다. 

실현 시기에 관해서는 약 95%가 과제 평균치로 2025년 정도가 기술적으로 실현되고, 2030년까지는 사회적으로 실현될 것으로 응답하였다. 이 평균치는 `실현하지 않는다` 나 `모른다`의 응답을 제외하고 계산한 것으로, `실현하지 않는다`나 `모른다`의 회답비율은 높은 과제도 조금 존재하였다. 2050년경을 예측한 과제 중에는 예상보다 실현시기가 빨라질 것이 것이란 응답도 많았다. 특히 ICT 분야는 이노베이션의 가속화가 진전되는 분야이기 때문에, 10~15년 전에 전문가도 모르는 경우가 많다는 현황을 반영한 것이다. 

2. 건강/의료/생명과학 

이 분야의 세부항목은 2014년 7월 22일 각료회의에서 `건강 및 의료전략`에서 중점화한 있는 연구개발 영역을 기본으로 하였다. 건강 및 의료전략에서 중점하고 있는 분야는 `암`과 다른 질병을 포함한, `통산질환/외상/생식보조의료`였다. 또한 연구개발에서 중요한 `생명과학 기반연구`나 ELSI(윤리적, 법적, 사회적 문제`를 포함한 `그 외`의 세부항목이 있었다. 

세부항목 간의 관계에서는 질환을 중심으로 하여 `통상질환, 외상, 생식보조의료,` `난치병, 희소질환.` `정신 및 신경질환,` `신흥 및 재유행 감염` 등 4가지 세부항목이 있고, 해결 수단을 중심으로 보면으로 `의료,` `의료기능/기술,` `재생의료,` `건강 및 의료정보, 역학, 게놈 정보.` `생명과학기반기술.` `기타` 등 6가지 항목이있다. 

응답 결과 중요도와 국제경쟁력이 가장 높은 토픽은 재생의료였다. 특히 문부과학성, 후생노동성, 경제산업성이 주관하는 프로그램은 높은 국과경쟁력과 연결된다는 의견이 많았다. 한편, ‘재생의료’ 다음으로 중요도가 높은 것은 ‘신흥 및 재유행 감염증’에 대한 내용이었지만, 국제 경쟁력은 낮았다. 최근 감염증 대책은 국제적으로도 중요한 문제이기 때문에 일본 내에서도 향후 중점적으로 추진될 필요가 있다. 

과제는 기술적 실현을 위해 가장 중요한 것 시책은 `통상질병, 외상 및 생식보조의료`를 비롯한 많은 분야에서 자원 배분이 가장 중요한 높은 비율로 나타났다. 하지만 토픽별로는 다른 시책 (인재전략, 내외의 연대, 환경정비)의 필요성이 있음이 나타났다. 

3. 농림수산 / 식품 / 바이오 테크놀로지 

농림수산, 식품, 바이오테크놀로지 분야는 사회적 주목도가 높아 많은 토픽을 도출 및 선정하였다. 이전 조사의 토픽에 추가하여 농업의 6차 산업화, ICT기술을 활용한 최신 과제 반영 토픽도 추가하였다. 

중요도가 높고, 국제경쟁력이 낮게 평가되는 토픽에는 산림에 관련된 토픽이 비교적 많이 포함되어 있었다. 1950년대 식재하여 성장한 식목을 수확하고, 이를 수확한 후 산림을 조성하는 기술은 일본 산림종사자의 고령화에 따라 더욱 중요한 과제가 되었다. 연구개발 정책의 입안에 따라 단기간의 경쟁력이 낮더라도 장기간의 시점이 필요하다. 중요도가 높은 토픽으로는 지구온난화에 관련된 대응책으로 빈발하는 재해의 리스크 관리, 병해충을 포함하여 경작에 부적합한 환경에서도 수확이 기대되는 작물의 개발에 대한 내용이 많았다. 동시에 에너지 절약 및 저비용 재배가 가능한 작물의 육종이나 유전자 기술을 이용한 식량부족 대응에 관한 내용도 있었다. 또한 정어리나 다랑어와 같은 주요 어업자원의 확보, 연안지역의 어업 재생을 포함한 방사능 물질 제거기술, 자원확보를 위한 데이터 활용의 중요도가 높게 평가되었다. 

4. 우주/해양/지구/기초기반 

본 분야에 대해서는 지금까지 조사한 우주/해양/지구관련 과학기술을 중심으로 세부항목 및 토픽을 취합하였다. 이번 조사에서는 정부가 주체적으로 추진하는 즉, 이노베이션, 과학기술 발전, 국민의 안전확보 실현을 위해 과학적인 기반을 담당하는 과학기술에 중점을 두었다. 

본 분야는 전반적으로 중요도 및 국제경쟁력이 높게 평가받았으며, 또한 중요도가 높은 토픽은 국가경쟁력도 높은 경향을 보였다. 중요도 및 국제경쟁력이 특히 높게 평가받은 것은 빔 응용 관련 토픽이었다. 그 밖에 화산, 지진, 홍수 등 재해의 예측 및 시뮬레이션 기술도 중요도 및 국제경쟁력이 높게 평가되었으며, 지진 발생 예측은 불확실성이 높아 `실현하기 어렵다`는 응답이 많았다. 

한편 중요도가 높은 국제경쟁력을 상대적으로 낮은 평가를 받는 토픽은 해양관측, 조사관련 토픽이었다. 그 외 안전하고 저비용의 우주이용, 대량의 데이터 이용 기술과 같은 경향을 보였다. 기술실현을 위한 정부의 정책에 대해서는 전반적으로 `자원배분`이 가장 중요하였으며, 특히 해양 관련 및 가속기 관련 분야에서 눈에 띄었다. 다음으로 중요한 것으로는, 특히 우주관련에서는 `해외연대 및 협력`과 `인재전략`이 선정되었다. 

5. 환경/ 자원 /에너지 

환경, 자원, 에너지 분야는 일상생활부터 산업전반까지 넓게 관련되어 있다. 세계 인구가 증가하고, 산업이 발전함에 따라 에너지 및 자원의 수요가 점차 증가하며 환경에 대한 부담도 커지고 있다. 이에 따라 지속가능한 사회 실현을 위해 합의를 위한 기초데이터를 수집하고, 커뮤니케이션 기법 및 제도와 법률의 정비도 토픽으로 선정되었다. 

중요도가 높은 토픽은 광물자원, 수자원, 오염물질 제거, 이상기상에 관한 내용이었다. 특히 지구온난화에 관해서는 토픽에 대한 주목도가 높았다. 에너지 생산에 관해서는 대규모의 플랜트에서 생산하는 것과 함께 재생 가능한 에너지분야에서 차세대 수소 에너지의 생산 및 이용에 관한 주목도가 높다. 또한 중 및 소규모에서 지역의 현황을 포함한 에너지의 생산에 관한 논의에도 관심이 높았다. 에너지 소비에 관해서는 저에너지 기술 및 일본의 에너지 관리 기술에 대해 그 중요도 및 국제 경쟁력이 높은 것으로 인식되었다. 자원에 관해서는 도상국에서의 물의 이용, 활용에 관심이 높았고, 광물자원의 채집 및 채굴에는 불확실성 및 비연속성이 높다는 회답이 많았다. 

환경에 관해서는 기상재해의 저감에 기여한다고 생각되는 관측, 예측기술의 관심과 함께, 방사성물질의 제염, 바이러스 침입 및 테러 대책 등을 위한 미량물질의 쾌속검출 등이 토픽으로 중요도가 높았고, 기대도도 높았다. 기술적으로는 2025년경까지 실현되어, 단기적으로 사회실정과 함께 예측이 많았다. 반면, 기후변화의 원인은 복잡하기 때문에 불확실성, 비연속성이 높았다. 

6. 재료 / 디바이스 / 프로세스 

재료 / 디바이스 / 프로세스 분야는 환경/에너지, 생명과학, 인프라 등 사회 과제해결을 위한 학제간 분야로 중요하다. 본 분야에서 다루는 토픽은 코어(신재료 창출, 프로세스 개발), 툴 (이론 및 계산, 계측 및 해석), 응용 (디바이스, 시스템)으로 기초에서 응용까지 심리스하게 체계화하였다. 이번 조사에서는 각 페이스에서의 주요 토픽을 망라적으로 들어, 디지털 패브리케이션이나 인포메틱스 같은 당 분야의 최신 과제에 관한 토픽을 포함하였다. 또한 본 조사에서는 타깃이 비교적 명확한 의료 및 바이오 등의 응용에 관해 다른 분야 (의료, 건강 및 바이오 테크놀러지 등)에 관계된 것도 추가하였다. 

중요도가 높은 것은 `응용 디바이스 및 시스템`의 2차전지/태양전지/ 연료전지에 관한 토픽 및 고성능 및 저소비전력의 LSI나 메모리 관련 토픽이었으며, 모두 환경 및 에너지와 관계된 사회과제를 해결하는 것에 직결되는 토픽군이었다. 또한 코어나 툴에 속하는 토픽군에 비교하여, ICT/나노테크, 환경 및 에너지, 인프라의 각 분야에서는 `응용 디바이스 시스템` 토픽이 전반적으로 중요도가 높고, 국제경쟁력도 높아 평가를 받아 일본의 강점을 보이는 중점화 방향으로 평가하였다. 한편 툴로 `모델링 및 시뮬레이션`은 중요도가 높고, 이 안에는 국제 경쟁력이 낮은 토픽의 다수를 점하고 있다. 이에 관한 중점 시책으로 기술실현 및 사회실정과 함께 인재전략이 중요도의 비율이 비교적 높아 향후 방향성을 시사하였다. 20205년까지 전체 92개 토픽 중 90%가 기술적으로 실현되고, 26%가 사회적으로 실현되며, 2030년까지 전체의 토픽이 기술적으로 실현되고 87%가 사회적으로 적용될 것이라는 결과를 보였다. 

7. 사회기반 

사회 기반 분야는 사회 정세가 잘 반영되어 원자로 폐쇄에 관한 기술이 가장 주목을 받았으며, 인프라 유지보수에 관한 기술, 재해 예측 및 재해 구조에 관한 기술, 항공관련 기술군이 뒤를 이었다. 

예측되는 시기를 보면, 자동 운전자동차 관련, 피난 행동을 지시하는 정보 인프라와 관계된 기술의 실현은 2020년 전후로 보이며, 항공관련 토픽에 관해서는 2030년 이후로 늦어질 것으로 예측되었다. 항공관련 토픽에서는 불확실성이나 비연속성이 높았다. 

또한 일본이 국제경쟁력을 가지고 있는 토픽으로는 환경을 고려한 철도나 선박의 기술, 재해 구조에 이어, 선로 인프라에 대한 센서의 관련 기술이 뒤를 이어, 국제 경쟁력이 낮은 토픽은 농업관련 기술이었다. 

8. 서비스화 사회 

유럽에서 활발하게 연구되고 있는 제조 서비스 시스템 ((Product-Service Systems: PSS)에 관한 논의나 이노베이터 아메리카에 관련된 각광받는 서비스 과학의 논의를 포함하여 이번에 신설한 분야이다. 유형물의 제조 및 사용 프로세스에서 무형물의 서비스를 포함하여 여러 주체 사이에서 교환하는 가치 및 프로세스, 구성방법에 관한 분야이다. 세부 항목에서는 지금까지 본 조사에서 취급하지 않았던 경제나 인문계 토픽도 취급하였으며, 그 결과 ‘경영 및 정책’이나 ‘지식 매니지먼트’에 관한 의견이 많았고, 정책을 포함한 ‘매니지먼트 공학 지원’에 대한 의욕도 높았다. 

중요도와 국제경쟁력의 시점에서는 `서비스 프로세스`를 시작으로, `사회설계 및 시뮬레이션`, `서비스 센싱`에 관한 토픽이 중요도 및 국제경쟁력 양면에서 높은 점수를 얻었으며, 지속적으로 지원할 필요가 있었다.한편 `제조 서비스 시스템(PSS)`은 중요도가 높은 반면, 국제 경쟁력이 낮은 평가를 받았다. 회답자의 자유 코멘트 중에는 `유럽의 Horizon 2020에서 서비스/PSS 분야의 많은 예산을 투자하는 것을 보고, 일본도 최소한 국제 경쟁력을 유지할 수 있도록 적극적인 지원이 필요하다`고 지적하는 의견도 있었다. 또한 분야의 역사가 짧기 때문에 연구자층이 두껍지 않다는 지적이 있었다. 

출처 KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』

http://www.nistep.go.jp/wp/wp-content/uploads/NISTEP-RM240-FullJ.pdf

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