新興技術

人工知能（AI）とは、機械やソフトウェアが示す知能の一種であり、動物のような知能を持つ機械やソフトウェアを開発するコンピュータ科学の一分野である。主要なAI研究者や教科書では、この分野を「インテリジェントエージェントの研究と設計」と定義している。インテリジェントエージェントとは、周囲の環境を認識し、成功の可能性を最大化する行動をとるシステムのことである。 1956年にこの用語を造語したジョン・マッカーシーは、AIを「知能機械を作る研究」と定義している。

AI研究の中心的な機能（または目標）には、推論、知識、計画、学習、自然言語処理（コミュニケーション）、知覚、そして物体の移動と操作能力が含まれます。汎用人工知能（または「強いAI」）は、依然としてこの分野の長期目標の一つです。現在、広く用いられているアプローチには、深層学習、統計的手法、計算知能、そして従来の記号AIなどがあります。AIで使用されるツールは膨大で、探索や数理最適化、論理、確率論や経済学に基づく手法など、多岐にわたります。

3Dプリンティング（積層造形とも呼ばれる）は、ジェレミー・リフキンらによって第三次産業革命の一部として提唱されている。^{[ 17 ]}

インターネット技術と組み合わせることで、3Dプリンティングは様々な素材製品のデジタル設計図を瞬時に相手に送信し、その場で製造することを可能にする。

この技術はまだほとんどの製品を製造するには粗雑すぎるが、急速に発展しており、2013年には3Dプリント銃器の問題をめぐって論争を引き起こした。^{[ 18 ]}

遺伝子治療は、1990年末から1991年初頭にかけてアデノシンデアミナーゼ欠損症に対して初めて成功裏に実証されたが、この治療は体細胞性であり、患者の生殖細胞系列には影響を与えず、したがって遺伝性ではなかった。この成功は、他の遺伝性疾患の治療への道を開き、生殖細胞系列遺伝子治療（患者の配偶子や子孫に影響を与える治療）への関心を高めた。

1990年9月から2014年1月までの間に、約2,000件の遺伝子治療試験が実施または承認された。^{[ 19 ]}

がんワクチンとは、既存のがんを治療したり、特定の高リスク者におけるがんの発症を予防したりするワクチンのことです。既存のがんを治療するワクチンは、治療用がんワクチンと呼ばれます。現在、がん全般を予防できるワクチンは存在しません。

2009年4月14日、デンドレオン社は、前立腺がん治療用に設計されたがんワクチンであるプロベンジの第III相臨床試験で生存率の向上が実証されたと発表した。 2010年4月29日、プロベンジは進行性前立腺がん患者の治療に使用するために米国食品医薬品局（FDA）の承認を受けた。 ^{[ 20 ]}プロベンジの承認はこの種の治療法への関心を高めた。^{[ 21 ]}

培養肉は、試験管肉、クリーンミート、クルエルティフリーミート、シュミート、試験管肉とも呼ばれ、屠殺された牛から採取された胎児の子牛血清を除いて、生きた動物の一部であったことのない動物肉製品です。21世紀には、いくつかの研究プロジェクトが実験室で試験管肉に取り組んできました。 ^{[ 22 ]}オランダのチームが作成した最初の試験管ビーフバーガーは、2013年8月にロンドンで報道陣向けのデモンストレーションで食べられました。^{[ 23 ]}試験管肉が市販されるまでには、克服すべき困難が残っています。^{[ 24 ]}培養肉は非常に高価ですが、技術の向上に伴い、従来の方法で入手した肉と競争できるほどコストが削減されると予想されています。^{[ 25 ] [ 26 ]}試験管肉は倫理的な問題でもあります。殺生を伴わず動物虐待のリスクを軽減するため、従来の方法で入手した肉よりも問題が少ないと主張する人もいる一方で、自然に育っていない肉を食べることに反対する人もいる。

ナノテクノロジーとは、原子、分子、超分子スケールでの物質の操作のことです。ナノテクノロジーの初期の広く知られた説明^{[ 27 ] [ 28 ]} は、マクロスケールの製品を製造するため原子や分子を精密に操作するという特定の技術的目標を指しており、これは現在では分子ナノテクノロジーとも呼ばれています。その後、ナノテクノロジーのより一般的な説明は、米国国立ナノテクノロジーイニシアチブによって確立され、ナノテクノロジーは、少なくとも1つの次元が1～100ナノメートルのサイズの物質の操作と定義されています。この定義は、このスケールでは量子力学的効果が重要であるという事実を反映しており、定義は特定の技術的目標から、与えられたサイズ閾値以下で発生する物質の特殊な特性を扱うあらゆる種類の研究と技術を含む研究カテゴリーへと移行しました。

ロボット工学は、ロボットの設計、構築、操作、応用、およびそれらの制御、感覚フィードバック、情報処理のためのコンピュータシステムを扱う技術分野です。 ^{[ 29 ]}これらの技術は、危険な環境、工場、倉庫、またはキッチンで人間の代わりをすることができる、または外見、行動、および/または認知において人間に似た自動化された機械を扱います。人間に似たロボットの良い例は、香港に拠点を置くHanson Robotics社が開発したソーシャルヒューマノイドロボットSophiaで、2015年4月19日に起動しました。今日のロボットの多くは自然からインスピレーションを得ており、バイオインスパイアードロボティクスの分野に貢献しています。

幹細胞療法は、病気や怪我を治療するために、新しい成体幹細胞を損傷した組織に導入する介入戦略です。多くの医学研究者は、幹細胞治療が人間の病気の様相を変え、苦痛を軽減する可能性を秘めていると考えています。^{[ 30 ]}幹細胞が自己複製し、さまざまな程度の分化能力を持つ次世代を生み出す能力^{[ 31 ]}は、拒絶反応や副作用のリスクを最小限に抑えながら、体内の病気や損傷した部分を置き換える可能性のある組織を生成する大きな可能性を秘めています。

キメラ抗原受容体（CAR）修飾T細胞は、がん治療のための他の免疫療法の中でも注目を集めており、B細胞悪性腫瘍に対して実施されている。この革新的な技術の有望な結果にもかかわらず、CAR-T細胞は、他の種類のがんに対するより信頼性が高く効率的な治療を提供するために克服しなければならない限界から免れることはできない。^{[ 32 ]}

分散型台帳技術、すなわちブロックチェーン技術は、透明性と不変性を備えた取引履歴を提供します。サプライチェーンから暗号通貨まで、オープンで分散型のデータベースが必要とされる幅広い用途が提案されています。

スマートコントラクトは、事前に定義された条件が満たされたときに実行される自己実行型のトランザクションです。その目的は、従来の契約法よりも優れたセキュリティを提供し、トランザクションのコストと遅延を削減することです。このアイデアは、1994 年にニック・サボによって考案されましたが、 ^{[ 33 ]}ブロックチェーンの開発まで実現されませんでした。^{[ 34 ] [ 35 ]}

ライブ映像にデジタルグラフィックを重ね合わせるこの技術は、20世紀後半から存在しています。しかし、より高性能なコンピューティングハードウェアの開発とオープンソースソフトウェアの成長により、その機能はかつて考えられていた以上に拡大しました。今日では、ポケモンGO、SnapchatやInstagramのフィルター、その他架空の要素やデジタル要素を現実世界に統合するプラットフォームなどのアプリケーションで広く使用されています。^{[ 36 ]}

再利用型ロケットは、打ち上げ後に廃棄される使い捨てロケットとは対照的に、推進力によって安全に所定の場所に着陸し、回収されて後の打ち上げで再び使用することができます。初期のプロトタイプには、1990 年代にテストされたマクドネル ダグラス DC-Xがありますが^{[ 37 ]} 、 SpaceX社は、2010 年代に運用中の軌道打ち上げロケットであるファルコン 9の第 1 段で推進力による再利用を初めて使用しました^{[ 36 ]} 。SpaceX 社は、スターシップとして知られる完全再利用型ロケットも開発しています^{[ 37 ]}。再利用型ロケットを開発している他の企業には、ブルー オリジン^{[ 37 ]}やロケット ラボ^{[ 38 ]}などがあります。

研究開発は、技術全般の進歩を目的としており、新興技術の開発も含まれます。 研究開発費支出額別国別リストも参照してください。

応用研究とは、科学の実践的な応用を伴う体系的な探究の一形態である。それは、研究コミュニティ（学術界）が蓄積してきた理論、知識、方法、技術の一部にアクセスし、特定の目的（多くの場合、国家、企業、または顧客主導の目的）のために利用する。

科学政策とは、科学研究活動の実施に影響を与える政策、特に科学への資金提供に関わる公共政策の分野であり、多くの場合、商業製品開発を促進するための技術革新、兵器開発、医療、環境モニタリングといった他の国家政策目標の追求を目的としている。

Patents provide inventors with a limited period of time (minimum of 20 years, but duration based on jurisdiction) of exclusive right in the making, selling, use, leasing or otherwise of their novel technological inventions. Artificial intelligence, robotic inventions, new material, or blockchain platforms may be patentable, the patent protecting the technological know-how used to create these inventions.^[39]

In 2019, the World Intellectual Property Organization (WIPO) reported that AI was the most prolific emerging technology in terms of number of patent applications and granted patents, the Internet of things was estimated to be the largest in terms of market size. It was followed, again in market size, by big data technologies, robotics, AI, 3D printing and the fifth generation of mobile services (5G).^[40] Since AI emerged in the 1950s, 340,000 AI-related patent applications were filed by innovators and 1.6 million scientific papers have been published by researchers, with the majority of all AI-related patent filings published since 2013. Companies represent 26 out of the top 30 AI patent applicants, with universities or public research organizations accounting for the remaining four.^[41]

DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) is an agency of the U.S. Department of Defense responsible for the development of emerging technologies for use by the military.

DARPA was created in 1958 as the Advanced Research Projects Agency (ARPA) by President Dwight D. Eisenhower. Its purpose was to formulate and execute research and development projects to expand the frontiers of technology and science, with the aim to reach beyond immediate military requirements.

Projects funded by DARPA have provided significant technologies that have influenced many non-military fields, such as the Internet and Global Positioning System technology.

There are awards that provide incentive to push the limits of technology (generally synonymous with emerging technologies). Note that while some of these awards reward achievement after-the-fact via analysis of the merits of technological breakthroughs, others provide incentive via competitions for awards offered for goals yet to be achieved.

The Orteig Prize was a $25,000 award offered in 1919 by French hotelier Raymond Orteig for the first nonstop flight between New York City and Paris. In 1927, underdog Charles Lindbergh won the prize in a modified single-engine Ryan aircraft called the Spirit of St. Louis. In total, nine teams spent $400,000 in pursuit of the Orteig Prize.

Xプライズ賞シリーズは、 Xプライズ財団という非営利団体が企画・運営する公開コンテストで、人類に恩恵をもたらす可能性のある技術開発を促進することを目的としています。これまでで最も注目を集めたXプライズは、宇宙船開発に関する1,000万ドルのアンサリXプライズで、2004年にスペースシップワンの開発に対して授与されました。

チューリング賞は、計算機学会（ACM）が毎年授与する賞で、「コンピュータコミュニティへの技術的な貢献が認められた個人」に贈られます。受賞の条件は、コンピュータ分野において永続的かつ重要な技術的意義を持つ貢献であることです。チューリング賞は一般的にコンピュータ科学における最高の栄誉とされており、2014年には賞金が100万ドルに増額されました。

ミレニアム技術賞は、フィンランドの産業界とフィンランド政府が共同で設立した独立基金であるフィンランド技術アカデミーによって2年に1度授与される。初代受賞者は、ワールド・ワイド・ウェブの発明者であるティム・バーナーズ＝リーであった。

2003年、デビッド・ゴベルは、遺伝的に人間と類似したマウスにおける新たな延命療法の開発を促進するため、メトセラ・マウス賞（Mprize）の設立資金を提供しました。これまでに3つのマウス賞が授与されています。1つは長寿記録を更新した功績で南イリノイ大学のアンドレイ・バートケ博士に、もう1つは晩発性若返り戦略でカリフォルニア大学のスティーブン・スピンドラー博士に、そしてもう1つは医薬品ラパマイシンに関する研究でZ・デイブ・シャープ博士に贈られました。