人に寄り添い、思いやりのある対話ができる存在となったサイバネティック・アバター（CA）により、人々は時間や空間の制約から解放される。育児や家事に携わる人々、高齢者など活動に制限がある人々も、CAを通じて社会参画が可能だ。CAによって人間の能力が拡張され、誰もが活躍できるアバター共生社会が実現する。

脳と機械をつなぎ、考えただけで機械を動かせるブレイン・マシン・インタフェース（BMI）。この技術をサイバネティック・アバター（CA）に組み合わせ、脳の活動情報だけによらず、視線、心拍、発汗など人から取得できる様々な生体データ、また他者とのインタラクションなどで得られる情報もAIで解析することで、思い通りの操作が実現する。これにより身体に制約のある人も能力を拡張し、様々な社会活動に参画できる。

未来の社会では、サイバネティック・アバター（CA）を通じて、人々が自身の能力を最大限に発揮し、多様な技能や経験を共有できるようになる。自分や他の人の身体的な技能や経験を互いに活用できる社会基盤を構築することで、身体に制約のある人も含め、誰もが自在な挑戦を行える社会の実現を目指している。

少子高齢化社会に向け、危険現場や人手不足の現場での作業、先端科学や宇宙等のフロンティア開発、日常生活の支援など様々な場面でロボットが必要とされるだろう。AIとロボットは共進化し、自ら学習・成長できる能力を身に付けねばならない。危険な環境で活動するものから、人と共に成長するものまで、多様なAIロボットの開発を目指す。

幅広い課題に柔軟に対応できる汎用人工知能の開発に向けて、人間の脳という最も優れた情報処理システムの解析が進められている。スーパーコンピュータ「富岳」を活用し、人間の脳にある860億個もの神経細胞をコンピュータ上で再現しながら、脳の動作メカニズムを解明する「ヒト全脳シミュレーション」。さらに、生成AIや画像解析技術を用いて、脳がどのように情報を理解・判断しているのかを探る「ヒト全脳解析」。この2つの技術によって、人間の脳のような“高度な知性とエネルギー効率の高さ”を兼ね備えた汎用人工知能の開発が可能となる。そして、それはデジタル空間上に脳のデジタルコピーを創る未来へ繋がっていく。

人工知能で脳信号を読み取り、考えただけで機械を操作できるBMI（ブレイン・マシン・インターフェース）は、身体機能に制限がある人の運動やコミュニケーションを可能にする。失った機能を回復する医療技術として活用するだけでなく、将来誰もが考えただけでロボットやアバターを操作できる技術にもなり、人々の活動領域を拡張する。

人に寄り添い、さりげなく支援する「ガーディアンロボット」を開発する。このロボットは主体性を持ち、目的や意図を持って周囲の情報を収集し、各個人や状況に応じた適切なサポートを提供する。外骨格装着型、自律走行型、対話型など、多様な形態のロボットに対して「こころ」を感じさせることで、ロボットが人間に自然に受け入れられる共生社会を目指す。

人間と機械・AIが「人機一体」となることで、人の能力を拡張する「人間拡張工学」の研究開発を進める。機械に作業を任せる「自動化」ではなく、人がやりたいことを心のままにできる「自在化」を目指し、装着型の腕型ロボットや指先顕微鏡など、身体機能を拡張する多様な技術を生み出している。

深層学習の原理解明や汎用的な機械学習の基盤技術の構築を進めているとともに、我が国が強みを持つ分野の科学研究の加速や医療、教育、防災などの分野においての我が国の社会的課題の解決のための人工知能等の基盤技術の研究開発を行っている。人工知能技術の普及に伴って生じる倫理的・法的・社会的課題に関する研究などを実施している。

iPS細胞から創り出した心筋細胞シートを用いた心筋再生治療の開発は2008年から始まり、幾多の研究成果による科学的根拠をもとに、2020年より大阪大学を中心に多施設で医師主導治験が開始された。8例の治療が終了し、全例順調に経過している。阪大発ベンチャーである、クオリプス㈱に技術移転が終了し、世界初iPS細胞由来心筋再生治療製品の実用化が期待される。

iPS細胞から作製した角膜上皮細胞シートの移植に世界で初めて成功し、すでに患者への臨床応用を実現している。さらにiPS細胞から眼球を構成する様々な細胞を規則正しく配置した層構造の作製にも成功した。この技術は将来的には眼球の再現にもつながり、新たな目の治療法の確立が期待されている。

骨などの生体組織の「方向によって特性が異なる性質」（異方性）の仕組みを原子レベルで解明する研究を進め、その知見を材料開発に応用。金属3Dプリンタで形状や原子配列を制御することで、個人ごとや部位ごとにフィットした再生初期から強固で健康な骨を作り出す世界初・日本発の骨医療デバイスの開発に成功した。医療現場での実用化を実現し、患者さんの早期の社会復帰を可能にしている。

発生生物学の知見と幹細胞の培養技術を融合し、オルガノイドと呼ばれる人工3次元器官の作製および利用研究を推進している。ヒトES細胞培養技術を発展させ、大脳皮質や眼杯などの胎児組織構造の3次元自己組織化に成功。基礎研究から実用化までの体系的な研究体制を構築し、社会実装の早期実現を目指す。

哺乳類が持つ自然な省エネ機構である休眠現象は、冬眠や日内休眠など期間の異なる状態があり、活動状態だと致命的な低代謝でも生存できる特徴を持つ。この現象の原理解明を目指し、体温制御や外部環境への応答、全身の代謝制御など多角的な研究を進め、医療分野などでの応用実現に向けた研究開発を進める。

新型コロナウイルス感染症の重症化メカニズムを解明するため、患者・健常者の血液免疫細胞を対象に一細胞解像度のシングルセル解析およびヒトゲノム情報と統合する遺伝統計解析を実施した結果、自然免疫を担う特定の免疫細胞群に機能低下が見られた。さらに、個人の遺伝情報の個人差が自然免疫細胞を介した重症化メカニズムの個人差に関わる可能性が示唆された。今後はヒトゲノム情報に基づく重症化予測や新たな治療法開発への応用が期待される。

免疫は、ウイルスや細菌などの有害物質から体を守る仕組みで、その中心にあるのが「免疫応答」である。私たちは、遺伝子改変マウスモデルや空間オミックス解析を活用し、免疫に関わる遺伝子やタンパク質の働きを詳しく調べている。特に、RNA分解酵素「レグネース」に注目し、自己免疫疾患の新しい治療法の開発を目指している。この研究は、免疫の理解を深め、未来の医療に大きく貢献する可能性がある。

ナノサイズの穴「ナノポア」を備えたセンサーを開発し、物質が通り抜ける際の電気信号の変化を捉えることに成功。これによりタンパク質やDNAなどの分子を一つ一つ正確に検出できる。さらにAIを活用した解析技術と組み合わせ、細胞の詳しい分析やウイルスの変異を素早く発見する新しい検査技術の実現を目指す。

従来の顕微鏡の数百倍という広い視野を持ちながら高い空間分解能で光学イメージングを可能にする「トランススケールスコープ」。100万個もの細胞を同時に観察でき、その中から0.01%以下しか存在しない極めて稀少な細胞も検出可能となった。この技術は従来看過されてきた希少細胞の発見やそれが引き起こす生命現象の理解に道を拓き、基礎生物学のみならずがん研究から再生医療、創薬、有用物質生産まで幅広い分野での活用が期待される。

細胞が自己成分を分解するオートファジーにブレーキをかける因子「Rubicon」が、加齢によって増えることを発見。動物実験でRubiconの働きを抑制すると、歳をとってもオートファジー活性が下がらず、寿命が伸びてパーキンソン病などの加齢性疾患が多数抑制された。個体老化だけでは無く細胞の老化も遅くなった。オートファジーの活性化による健康寿命の延伸が期待される。

データ駆動型社会に革新を起こす試みとして、データ活用の透明性を担保した上で、本人同意のもと、パーソナルデータを第三者提供できるデータ流通の仕組みの実現を目指している。パーソナルデータの流通は、様々なソルーションを生み出す期待があり、本事業においてもパーソナルデータを活用したソルーションとして、心と体の健康増進を目指した「ウェルネス」高齢者見守りサービス、QOLの維持・向上を目指した「ライフスタイル」子育て支援サービス、楽しみと学びを実現する「エデュテインメント」として学生の生活・就学支援サービスの研究開発を進めている。

植物が太陽光を使って二酸化炭素と水から酸素と炭水化物を作る光合成や、豆科植物に寄生する根粒菌が空気中の窒素からアンモニアを合成する窒素固定など、自然界には省エネルギーで効率的な仕組みが存在する。このような酵素反応には数十以上の多くの電子が量子的に複雑に絡んでいるが、量子コンピュータならこれを正確に再現することが可能だ。自然界の光合成や窒素固定の仕組みを量子コンピュータで再現して実現すれば、温暖化やエネルギー問題の解決につながる。

環境中の二酸化炭素（CO₂）は多様な有用物質の原料とみなすことができる。私達はこのように考え、CO₂を有用物質へと変える化学・生物システムの開発に取り組んでいる。光合成には備わっているこの素晴らしい仕組みを真似る、環境と調和したCO₂利用技術の開発に挑戦している。

人工光合成の新技術として、半導体特性を示すレゾルシノール-ホルムアルデヒド（RF）光触媒樹脂を開発。この樹脂は太陽光照射下、水と酸素から新エネルギーキャリアである過酸化水素水を効率的に生成し、太陽エネルギー変換効率0.5%以上と、天然光合成の約5倍の性能を維持したまま再利用できる。従来は困難だった過酸化水素水からの水素生成も実現。

原子核同士の融合反応で膨大なエネルギーを生成する核融合は、海水中にも含まれる物質を燃料とする無尽蔵のエネルギー源として期待される。高レベル放射性廃棄物を排出せず、プラズマ状態の維持が途切れると反応が停止する固有の安全性を持つ。実用化に向け、高出力パルスレーザーによる超高温・超高圧環境の生成が進められている。

核融合反応に必要なプラズマ加熱用のジャイロトロンシステムの開発をはじめ、エネルギー取り出しのための熱サイクルシステムや燃料循環システムの開発および統合試験を行うUNITYプロジェクトを進めている。また2030年代の発電実証を目指す発電実証プロジェクト「FAST」のプロジェクトリーダーを務め、フュージョンエネルギーの実用化に向けてプラントエンジニアリング技術の確立を目指す。

発光キノコや発光バクテリアが有する発光システムを改変してゲノムに組み込むことで自発光植物の作製に成功した青から赤まで様々な発光色を実現している。より明るく光り、よりCO₂を吸収し、さらには有用資源を生産する多機能発光植物を開発することで、持続可能な高循環型資源利用社会への貢献を目指している。

光や振動、熱、電磁波など、私たちの身の回りに存在する微小なエネルギーを集めて電気に変換し、昇圧回路で高い電圧まで引き上げることに成功。これまで未利用であった微小なエネルギーを活用することで、ウェアラブル端末やIoTセンサーへの持続的な電力供給が可能となり、電池交換の手間や環境負荷を大きく減らすことが期待される。