社会ネットワークのマイニング(地域クラスター・VC)

社会ネットワークのマイニング(地域クラスター・VC)

未開拓科学技術の早期発見

産業として未開拓な科学技術=学術論文としては存在するが、まだ特許にはなっていない

テクノロジーイノベーションは一般に、科学(Science)、技術(Technology)、産業(Industry)の順番に知が伝搬して起こると言われています。また、人類の科学(Science)知は学術論文(Scientific Publication)として、技術(Technology)知は特許(Patent)として記述されています。従って、産業として未開拓な科学技術といのは、多くの場合、既に学術論文としては存在するが、まだ特許にはなっていないということになります。Fig. 1におけるBに該当する科学技術の候補を自動的にかつ早期に発見するための方法論を研究しています。

Fig. 1 科学(Science)と技術(Technology)の関係

Fig. 1 科学(Science)と技術(Technology)の関係

例:太陽電池(Solar Cell)

ここでは太陽電池(Solar Cell)を例に、産業として未開拓な科学技術を発見する方法について簡単に紹介します。詳細は論文をご覧ください。

はじめに、太陽電池に関係する学術論文、特許それぞれの引用ネットワークを意味的なまとまりに分類します。続いて、各まとまり間の意味的な類似度を考察し、論文群と特許群の間の対応関係を見つけます。Fig. 2が2008年時点での論文群の特許群の対応関係です。

2008年時点では、科学層では、色素増感系、ポリマー系のクラスターが若く、新興学術分野であることが分かります。他方、技術層では、主たるクラスターは、シリコン系の話題に集中しています。これらの関係を示したものがFig. 2ですが、両層のクラスターで議論されているトピックを見れば、技術層におけるクラスター#0, #1, #2はいずれも、科学層の#0に対応するものであると言えます。つまり、学術論文におけるクラスター#1(金属系)、#2(色素増感系)、#3(ポリマー系)に対応するクラスターが技術層には現れておらず、これらの領域はまだチャンスが大きい領域であると言うことができます。

Fig. 2 太陽電池分野の論文群の特許群の対応関係

Fig. 2 太陽電池分野の論文群の特許群の対応関係

学術知の構造化

なぜ「知の構造化」が重要か

学術研究の目指すところはその研究領域の最先端からわずかでも先に進むことであり、その意味で、学術知識の量が増えれば増えるほど、細部化していく特性を持っています。学術研究の成果である学術論文の製造過程がデジタル化されるにつれ、学術知識の量はそれまでとは比べものにならないほど増えています。

学術知識の量が増え、分野が細分化していくこと自体は素晴らしいことですが、その結果としてある学術分野の全体像を把握できないという問題に直面しています。例えば、以下の例で示す太陽電池分野では、1年間に約3,000の論文が出版されています。いくら天才研究者であってもこれらを全て読むことはほぼ不可能に近いと言えます。つまり、専門家であっても(細分化された)自分の研究領域以外のことは分からないのです。その結果、最先端の学術研究を踏まえないR&D戦略が実行されたり、全く現実にそぐわない科学技術振興政策が行われたりするということにつながります。「知の構造化」はこれらの問題を解決するために、知識の全体像を俯瞰することを目的とします。

例:太陽電池(Solar Cell)

ここでは太陽電池(Solar Cell)を例に、学術俯瞰マップの作成と新興学術分野を発見について簡単に紹介します。詳細は論文をご覧ください。

まず、はじめに太陽電池関連の学術論文を論文DBから漏れなく抽出します。次に、その論文間の引用関係を抽出し、引用ネットワークを作成し、最大連結成分のみを抽出します。その後、引用ネットワークをクラスタリング手法によってクラスターに分割し、各クラスター内の引用(エッジ)を同じ色で描画したものがFig.1です。

Fig.1を見ると、太陽電池分野がどのように進化してきているかが分かります。例えば、Fig. 1(a)の黄色と白色のクラスターは2003年以前にはほとんど存在せず、最近急激に成長している領域(論文群)だということが言えます。これはほんの一例にすぎませんが、学術分野内の各領域がどのように成長してきているのかが一目で分かるようになります。

太陽電池分野の進化の様子

Fig.1 太陽電池分野の進化の様子

次に、引用ネットワークの分析だけではなく、論文のアブストラクトからトピックを抽出し、それらの結果を重ね合わせたのがFig. 2です。図中の下線で示されているクラスター名以外は全て計算機で自動的に出力されます。(クラスター名のみ人間が付与しています。)Fig. 2においては#0は主にsiliconに関する論文群で平均出版年が1995.2年と最も古い論文群です。#1はcompounds系を扱い、平均出版年が1998.5年とこれもさほどあたらしくありません。他方、#2はdye-sentisized(色素増感)系(平均出版年2003.3年)、#3はpolymer(有機)系(平均出版年2002.3年)と非常に若い論文が集まっている領域だということが分かります。

現在、商用化されている太陽電池は主にシリコン系のものです。一部compounds系もありますが、高価なため宇宙ロケット等の特殊な用途に限られています。例えば、この現状の中で、太陽電池産業に新規参入しようとした場合、どの材料にフォーカスし、投資をしますか。色素増感系、有機系は、現時点ではまだ商用化されていませんが、学術研究が今現在、最も盛んに行われています。もちろん、どの材料が商業的に成功するのかはまだ分かりませんが、この研究成果は、少なくても、企業のR&Dマネージャーや政府の政策担当者が現状を正確に理解するためのツールにはなると考えています。

Fig.2 太陽電池分野の2006年時点の新興論文群の発見

Fig.2 太陽電池分野の2006年時点の新興論文群の発見

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〒113-0032
東京都文京区弥生2-11-16 工学部9号館210号室
東京大学 工学系研究科 総合研究機構 イノベーション政策研究センター
柴田尚樹

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研究内容

主に、ネットワーク分析、自然言語処理、機械学習等を用いて、膨大な知を構造化する研究を行っています。(一部、派生として社会ネットワークも分析します。)

1. 学術知の構造化

膨大な量の知を俯瞰する「知の構造化」のための方法論を研究しています。具体的には、学術論文の引用関係や文章を解析し、学術俯瞰マップを作成する、あるいは、新興学術分野を発見する方法論、ツールを作成しています。これらのツールは、企業のR&D担当者や政府の政策決定者が技術経営戦略を立案する際に役立つものです。[詳細]

2. 未開拓科学技術の早期発見

テクノロジーイノベーションは一般に、科学(Science)、技術(Technology)、産業(Industry)の順番に知が伝搬して起こると言われています。また、人類の科学(Science)知は学術論文(Scientific Publication)として、技術(Technology)知は特許(Patent)として記述されています。既に学術論文は存在するが、まだ特許にはなっていない、産業として未開拓な科学技術の候補を自動的にかつ早期に発見するための方法論を研究しています。企業や政府の技術経営戦略に役立つだけでなく、テクノロジーロードマップを作成する土台になるものです。[詳細]

3. 社会ネットワークのマイニング(地域クラスター・VC)

世の中には、人間関係ネットワーク以外にも様々な複雑ネットワークが存在します。企業の取引ネットワーク、VC(ベンチャーキャピタル)の共同投資ネットワークなどを例に、複雑なネットワークの実態を少しでも明らかにする研究を行っています。

共同研究・相談等の連絡先

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Publications

Ph.D Dissertation

Study on a Methodology For Early Detection of Radical Innovations
(only in Japanese 急進的イノベーションの早期発見の方法論に関する研究)

[download PDF: 3.6MB]

Journal Publications

  1. N. Shibata, Y. Kajikawa, and I. Sakata “Detecting Potential Technological Fronts by Comparing Scientific Papers and Patents” foresight, accepted, in press. [link]
  2. N. Shibata, Y. Kajikawa, and I. Sakata “Measuring Relatedness between Communities in a Citation Network” Journal of the American Society for Information Science and Technology, accepted, in press. [link]
  3. N. Shibata, Y. Kajikawa, Y. Takeda, I. Sakata, and K. Matsushima “Detecting Emerging Research Fronts in Regenerative Medicine by the Citation Network Analysis of Scientific Publications” Technological Forecasting and Social Change, 78 (2) (2011) 274-282. [link]
  4. N. Shibata, Y. Kajikawa, and I. Sakata “Extracting the Commercialization Gap Between Science and Technology – Case Study of a Solar Cell -” Technological Forecasting and Social Change, 77 (7) (2010) 1147-1155. [link]
  5. M. Uchida, N. Shibata, Y. Kajikawa, Y. Takeda, S. Shirayama, K. Matsushima (Co-first author) “Identifying the large-scale structure of the blogosphere” Advances in Complex Systems, 12 (2009) 207-219. [link]
  6. N. Shibata, Y. Kajikawa, Y. Takeda, and K. Matsushima “Comparative study on methods of detecting research fronts using different types of citation”Journal of the American Society for Information Science and Technology 60(3) (2009) 571-580. [link]
  7. N. Shibata, Y. Kajikawa, Y. Takeda, and K. Matsushima “Detecting emerging research fronts based on topological measures in citation networks of scientific publications” Technovation 28(11) (2008) 758-775. [link]
  8. N. Shibata, Y. Kajikawa, and K. Matsushima “Topological analysis of citation networks to discover the future core papers” Journal of the American Society for Information Science and Technology 58(6) (2007) 872-882. [link]

Refereed Conferences Publications

  1. I. Sakata, H. Sasaki, N. Shibata, and Y. Kajikawa “Specifying International Research Network Diagram in growing fields” Portland International Conference on Management Engineering and Technology 2011 (PICMET2011) in Portland, U.S.A. (July 31 – August 4, 2011). [link]
  2. T. Maeno, N. Shibata, Y. Kajikawa, and I. Sakata “Investigation of a Lead Indicator of Technological Innovations” Portland International Conference on Management Engineering and Technology 2011 (PICMET2011) in Portland, U.S.A. (July 31 – August 4, 2011). [link]
  3. I. Sakata, H. Sasaki, M. Akiyama, Y. Sawatani, and N. Shibata “Bibliometric Analysis of Service Innovation Research: Identifying Knowledge Domain and Global Network of Knowledge” Portland International Conference on Management Engineering and Technology 2011 (PICMET2011) in Portland, U.S.A. (July 31 – August 4, 2011). [link]
  4. I. Sakata, J. Mori, N. Shibata, M. Akiyama, and Y. Kajikawa “Information Science Linkage of Service Innovation” The 20th International Conference for Management of Technology (IAMOT2011), in Florida, U.S.A (April 10-14, 2011). [link]
  5. N. Shibata, Y. Kajikawa, J. Mori and I. Sakata “Creating an Academic and Technological Landscape of Service Innovation: An Analysis of the Citation Network” IEEE International Conference on Industrial Engineering and Engineering Management 2010 (IEEM2010) in Macao, Hong Kong. (December 7-10, 2010). [link]
  6. H. Nakamura, H. Sasaki, Y. Kajikawa, N. Shibata, I. Sakata, and S. Suzuki “Science and Technology Map Analysis of A Multi-Disciplinary Field -Case Study of Aerospace Engineering-” IEEE International Conference on Industrial Engineering and Engineering Management 2010 (IEEM2010) in Macao, Hong Kong. (December 7-10, 2010). [link]
  7. T. Maeno, N. Shibata, Y. Kajikawa, and I. Sakata
    “Patent information and R&D project management in each field of industry and energy“ 5th International Conference on Project Management (ProMAC2010) in Chiba, Japan. (October 13-15, 2010). [link]
  8. N. Shibata, Y. Kajikawa, and I. Sakata “How to Measure the Semantic Similarities Between Scientific Papers and Patents In Order To Discover Uncommercialized Research Fronts – A Case Study of Solar Cells -” Portland International Conference on Management Engineering and Technology 2010 (PICMET2010) in Bangkok, Thailand (July 18-22, 2010). [link]
  9. N. Shibata, K. Gemba, and I. Sakata “Assessing the Investment Strategies of Venture Capitals in Silicon Valley by analyzing co-investing network” SunBelt XXX in Trento, Italy (June 29, 2010 to July 04, 2010). [link]
  10. N. Shibata, Y. Kajikawa, and I. Sakata “Opportunity Discovery by Assessing the Gap Between Science and Technology – Case Study of Secondary Batteries -” the 5th International Conference on Management of Innovation and Technology (ICMIT2010) in Singapore (June 2-5, 2010). [link]
  11. N. Shibata, Y. Kajikawa, J. Mori, I. Sakata, and K. Fujisue “Creating an Academic Landscape of Service Innovation” The 19th International Conference for Management of Technology (IAMOT2010), in Cairo, Egypt (March 8-11, 2010). [link]
  12. T. Maeno, N. Shibata, Y. Kajikawa, and I. Sakata “Transition of information sources and trend of innovation” The 19th International Conference for Management of Technology (IAMOT2010), in Cairo, Egypt (March 8-11, 2010). [link]
  13. H. Kashima, S. Hido, Y. Tsuboi, A. Tajima, T. Ueno, N. Shibata, I. Sakata, and T. Watanabe “Predictive modeling of patent quality by using text mining” The 19th International Conference for Management of Technology (IAMOT2010), in Cairo, Egypt (March 8-11, 2010). [link]
  14. H. Tashiro, N. Shibata, and Y. Kajikawa “Academic Landscape of GaN by Citation Network” White LEDs 2009, in Taipei, Taiwan (December 13-16, 2009). [link]
  15. N. Shibata, Y. Kajikawa, Y. Takeda, I. Sakata, and K. Matsushima “Early Detection of Innovations from Citation Networks” IEEE International Conference on Industrial Engineering and Engineering Management 2009 (IEEM2009) in Hong Kong. (December 8-11, 2009). [link]
  16. N. Shibata, Y. Kajikawa, Y. Takeda, I. Sakata, and K. Matsushima “Detecting emerging research fronts in regenerative medicine by citation network analysis of scientific publications” Portland International Conference on Management Engineering and Technology 2009 (PICMET2009) in Portland, U.S.A. (August 2-6, 2009). [link]
  17. Y. Takeda, N. Shibata, Y. Kajikawa, I. Sakata, and K. Matsushima “Tracking modularity in citation networks” 12th International Conference on Scientometrics and Informetrics (ISSI2009), in Rio de Janeiro, Brazil (July 14-17, 2009). [link]
  18. N. Shibata, Y. Kajikawa, Y. Takeda, I. Sakata, and K. Matsushima “Detecting emerging core papers in solar cell by citation network analysis of scientific publications” The 18th International Conference for Management of Technology (IAMOT2009), in Florida, U.S.A. (April 5-9, 2009). [link]
  19. M. Uchida, N. Shibata, and S. Shirayama. “Identification and visualization of emerging trends from Blogosphere” In Proceedings of International Conference on Weblogs and Social Meida (ICWSM2007), pp. 305-306, (2007). in Boulder. [link]
  20. N. Shibata, M. Uchida, Y. Kajikawa, Y. Takeda, S. Shirayama, and K. Matsushima “Identifying the Large-Scale Structure of Blogosphere” In Proceedings of The International Workshop and Conference on Network Science (NetSci07) in New York, (May 22-25, 2007). [link]
  21. I. Sakata, K. Fujisue, and N. Shibata “Business Incubation in Japan: Current Practice and Recommendations” Proceedings of 17th International Conference on Business Incubation (May 18-21, 2003) in Richmond, Virginia. [link]

査読付論文 (邦文)

  1. 坂田一郎、橋本正洋、森純一郎、梶川裕矢、柴田尚樹「サービスイノベーションの情報科学リンケージの研究」開発技術, 16 (2010) in press.
  2. 橋本正洋、梶川裕矢、武田善行、柴田尚樹、坂田一郎、松島克守「クラスターネットワークにおける研究大学の役割と機能」日本知財学会誌, 5 (2008) 27-51.
  3. 平田竹男、佐藤俊一、浦嶋亮介、柴田尚樹、梶川裕矢「浦和レッドダイヤモンズの自律的経営と成長要因」スポーツ産業学研究, 18 (2008) 59-77.
  4. 坂田一郎、梶川裕矢、武田善行、柴田尚樹、橋本正洋、松島克守「北海道アグリバイオ・クラスター・ネットワークの構造分析―クラスターの診断法の確立に向けて―」開発技術 13 (2007) 31-43.
  5. 坂田一郎、梶川裕矢、武田善行、橋本正洋、柴田尚樹、松島克守「地域クラスターのネットワーク形成のダイナミクス―12地域・分野のネットワーク・アーキテクチュアの比較分析-」RIETI Discussion Paper Series 07-J -023 (2007).
  6. 坂田一郎、梶川裕矢、武田善行、柴田尚樹、橋本正洋、松島克守「地域クラスター・ネットワークの構造分析- ‘Small-world’ Networks化した関西医療及び九州半導体産業ネットワーク―」RIETI Discussion Paper Series 06-J-055 (2006).
  7. 坂田一郎、柴田尚樹、小島拓也、梶川裕矢、松島克守「地域経済圏の成長にとって最適な地域ネットワークとは―Small-World Networksの視点による4地域クラスターの比較分析―」一橋ビジネスレヴュー 53 (2005) 182-195.

その他の論文(特集論文等)

  1. 柴田尚樹「『世界の AI, 日本の AI』〔第 16 回〕日本人研究者が世界で活躍するために」人工知能学会誌 25(3) (2010) 439-441.
  2. 柴田尚樹・梶川裕矢・坂田一郎「学術論文と特許の差分分析-二次電池のケーススタディ」日本知財学会誌 6(3) (2010) 5-12.
  3. 柴田尚樹「ネット企業のビジネスモデル」人工知能学会誌 24(4) (2009) 466-471.

招待講演

  1. 柴田尚樹 “The Structure of Science Linkage- A Case Study of Solar Cell” 東京大学・京都大学合同国際シンポジウム2009:イノベーションにおける競争と協調- 次世代の特許制度を考える- (京都、2009年6月11日)

国内学会

  1. 佐々木一・坂田一郎・梶川裕矢・柴田尚樹「サービスイノベーションにおける特許俯瞰」研究・技術計画学会第24回年次学術大会 (東京、2009年10月24-25日)
  2. 坂田一郎・橋本正洋・森純一郎・梶川裕矢・柴田尚樹「サービス・イノベーションの情報科学リンケージの研究」研究・技術計画学会第24回年次学術大会 (東京、2009年10月24-25日)
  3. 橋本正洋・梶川裕矢・武田善行・柴田尚樹・坂田一郎・松島克守「ナショナルイノベーションシステム構築のための構造改革的政策の展開と大学機能」第5回日本知財学会 学術研究発表会(東京、2007年6月30日-7月1日)
  4. 橋本正洋・梶川裕矢・武田善行・柴田尚樹・坂田一郎・松島克守「日本のイノベーションシステム構築における大学の位置づけに関する考察」2007年ビジネスモデル学会春季年次大会(東京、2007年3月29日)
  5. 平田竹男・佐藤峻一・浦嶋亮介・柴田尚樹・梶川裕矢「浦和レッドダイヤモンズとアルビレックス新潟の成功要因比較」2007年ビジネスモデル学会春季年次大会(東京、2007年3月29日)
  6. 橋本正洋・梶川裕矢・武田善行・柴田尚樹・坂田一郎・松島克守「クラスターネットワークにおける研究大学の役割と機能」2006年ビジネスモデル学会秋季年次大会(東京、2006年10月14日)
  7. 坂田一郎・梶川裕矢・武田善行・柴田尚樹・橋本正洋・松島克守「地域ネットワークのアーキテクチュアの分析手法の提案-9クラスターの比較分析-」2006年ビジネスモデル学会秋季年次大会(東京、2006年10月14日)
  8. 内田誠・柴田尚樹「ブログ記事ネットワークからのemerging topicの抽出と可視化」第20回人工知能学会全国大会論文集(東京、2006年6月7-9日)
  9. 坂田一郎・柴田尚樹・武田善行・橋本正洋・梶川裕矢・松島克守「産学官の知識ネットワークの研究-Small-world Networks化した関西医療及び九州半導体産業ネットワーク―」2006年ビジネスモデル学会春季年次大会(東京、2006年3月25日)
  10. 橋本正洋・柴田尚樹・武田善行・坂田一郎・梶川裕矢・松島克守「大学Melting pot仮説の検討」2006年ビジネスモデル学会春季年次大会(東京、2006年3月25日)
  11. 柴田尚樹「ブログ記事ネットワークの構造分析」2006年ビジネスモデル学会春季年次大会(東京、2006年3月25日)
  12. 柴田尚樹・内田誠「ブログ記事ネットワークにおけるトピックマップの作成」第2回ネットワーク生態学シンポジウム 情報処理学会 ネットワーク生態学研究グループ(神戸、2006年3月13-14日)
  13. 柴田尚樹「学術論文の引用ネットワークからの新興学術分野の抽出」第2回ネットワーク生態学シンポジウム 情報処理学会 ネットワーク生態学研究グループ(神戸、2006年3月13-14日)

プロフィール

学歴

職歴

プログラム委員

  • Technical Program Committee, The 2010 IEEE International Conference on Industrial Engineering and Engineering Management (IEEM2010), December 2010 [link]
  • Technical Program Committee, The 2011 IEEE International Conference on Industrial Engineering and Engineering Management (IEEM2011), December 2011 [link]

助成金等

  • 博士課程研究遂行協力制度 (2009.1-2009.3)
  • 日本学術振興会 科学研究費補助金 若手研究(スタートアップ) (2009.4-2011.3)