知的シミュレーション

(吉村、「知的シミュレーション」、計算工学創刊準備号No.1, pp.50-51, 1995より転載)


現在37才。学部4年の冬、東京大学工学部原子力工学科の安藤・矢川研究室 で卒業論文の研究をスタートして約15年が経ちました。この間、破壊力学に 関する実験研究、数値破壊力学、計算力学への人工知能/知識工学手法の応用、 計算力学のための並列処理、さらに人工物工学研究といろいろな変遷はありま したが、ほぼ一貫して「計算力学」ないし「計算工学」の利用および開発に携 わってきました。これまでの活動内容を整理・反省した上で、これからの展開 に向けて「計算工学」を一つの中心テーマとして、次のようなことを考えてい ます。

「計算工学」を大きく2つの視点から考えたいと思っています。一つは、「計 算工学」を何に使っていくのか。もう一つはどのような「計算工学」が必要で あり、作っていきたいのか。第一の課題は「人工物工学(Artifactual Engineering あるいはResearch into Artifacts)」というキーワードで考え ていこうと思っています。人工物工学の概念や目指すところは、過去に開催さ れたシンポジウム(1-3)で語られているところですが、私の視点では次のよ うに考えています。

多くの人工物(Artifacts)は、人間に役立つことを目的として生み出され、 人間や他の生物と共に、ある一定の期間この世に存在し続けることになります。 現在は、人工物に付与される機能も役割もこの世に産み出される段階で与えら れると、ほとんどの場合にそのまま固定されています。もちろん、産み出され る以前に将来予測がなされ、設計に反映されますが、それは往々にして現実と かなり異なります。また、時とともに人工物も老化し機能が低下するし、環境 も人間の価値観や人工物に対する要求も変化します。

このような状況にあって人工物の役割や機能の固定化は、時に応じて環境との 不適合をもたらしたり、事故という形で人間社会へ被害をもたらすことになり ます。したがって人工物が長期的な観点から人間に役立つ存在であるためには、 環境に適応しながら自己変革を可能とする知的存在であることが必要です (4-6)。このような人工物の実現に向けて「計算工学」をどのように準備し、 利用していくかを大きな課題と考えています。その一つの重要な鍵を握るのが、 「計算機シミュレーションが本質的に有する人工物や自然現象の振る舞いを予 知する能力」です。

この予知に関わる問題は、最近の計算機シミュレーションの発達により急速 に進歩してきました。今後も続々開発される超高速コンピュータや世界規模で 展開されるコンピュータネットワークの利用、その環境を積極的かつ効果的に 利用するための新アルゴリズムの開発、超大規模情報を自在に取り扱うための プレポストプロセッシング技術の開発などにより、計算精度や速度の向上がそ れなりに期待されています。

しかし、我々が住んでいる世界は、空間スケール的にも時間スケール的にも膨 大な広がりを持っており、ある限られた時空間スケールの現象を記述する方程 式群を正確に解けるだけでは、ほんの一部の現象しか理解できません。また、 人工物と人工物、人工物と人間、人工物と環境の関わりの予知という問題にお いては、領域相互間の複雑な依存関係の処理や、異なる時空間スケール現象の 同時処理、人間の感性のように定性的であり個別的である事象の取り込みなど が重要な課題となってくるので、従来型の計算機シミュレーションをただ精緻 化・高速化するだけでは到底対処できないということを十分に認識する必要が あります。この問題の解決のためには、むしろ人間の知的活動における複合概 念の総合化プロセスの理解を通して、シミュレーションモデルの精緻化と抽象 化を同時進行させながら、異なる時空間スケール、異なる領域、定量情報と定 性情報等を適切に総合化するための新しい枠組みが必要になるだろうと考えて います。このような枠組みをここでは知的シミュレーションと呼んでいます (2)。

このような知的ミュレーション技術の構築に向けて、数値情報処理技術、超高 速大容量演算技術、知的情報処理技術のある時は競合的な、しかしある時は協 調的な発展が必要不可欠です。その様な観点から「知的シミュレーション」に 関する研究を総合的に進めています。


参考文献
  1. 第1回人工物工学シンポジウム講演予稿集、東京大学人工物工学研究セン ター、1992.
  2. Proc. First Int. Symp. on Research into Artifacts, RACE, The University of Tokyo, 1993.
  3. 第3回人工物工学シンポジウム講演予稿集、東京大学人工物工学研究セン ター、1994.
  4. 吉村、人工物工学とは何か(知的シミュレーションの視点から)、 pp.40-41,(1)の文献
  5. S. Yoshimura, Harmonization of Artifacts & Environments : Role of Intelligent Simulation, pp.114-115, (2)の文献
  6. 吉村、他3名、微小構造物実現化支援環境(知的シミュレーションの 視点から)、pp.33-36, (3)の文献