ARPA の適用 - 広東ボールドフロンティアテクノロジーズ株式会社

2021年11月、議会はインフラ投資・雇用法（IIJA）を可決し、これには米国運輸省（USDOT）全体の数十の新規プログラムに対する5,500億ドルの新規資金提供が含まれている。この法案は、アメリカの道路や橋への歴史的な投資と並行して、先端研究プロジェクト庁インフラストラクチャー（ARPA-I）を創設しました。 ARPA-I の使命は、国防高等研究計画局 (DARPA) やエネルギー先端研究計画 (ARPA-E) などの成功モデルを基盤としており、国内で最も革新的な技術ソリューションを提供して、最も重要な交通インフラの課題に対処することです。

ARPA-I は、他の分野に比べて連邦研究開発資金が限られていること、公共部門の所有権と管理責任、および都市、郡、州、連邦機関、政府機関を含む高度に断片化され、しばしば重複する所有権構造を特徴とする、アメリカ独特の複雑なインフラ環境をナビゲートする必要があります。民間部門および準公的機関。さらに、新しい機関は、政府全体の ARPA が 1950 年代以来磨いてきた強力な文化、構造、厳格な構想プロセスを統合する必要があります。この報告書は、ARPA-I とその関係者がこのユニークな機会をどのように活用して、アメリカの交通インフラにおける現実的で持続可能かつ永続的な変化を推進できるかについての入門書です。

このレポートは、ARPA-I がもたらす機会を強調しています。交通インフラ部門に馴染みのない人々に、輸送インフラ部門が直面する特有の課題について説明します。 ARPA モデルとその初期段階のプログラム設計についての基礎的な理解を提供します。専門家や関係者がプログラムの構想に参加できるようにします。ただし、読者の ARPA-I に関する予備知識と意図した関与に応じて、個々のセクションをスタンドアロンツールとして使用できます。

2021 年 11 月、議会はインフラ投資および雇用法 (IIJA) を可決し、米国運輸省 (USDOT) に先端研究プロジェクト庁インフラストラクチャー (ARPA-I) などの新しいプログラムを創設する権限を与えました。 ARPA-I の使命は、次のような革新的な科学技術ソリューションを開発することにより、米国の交通インフラを進歩させることです。

ARPA-I は、以下の研究プロジェクトを支援することでこの目標を達成します。

ARPA-I は、防衛、インテリジェンス、エネルギー、健康分野にわたって画期的なイノベーションを提供し続けている、成功を収めている一連の ARPA の最新製品です。米国国防総省は、ソ連によるスプートニク衛星の打ち上げに対応して、米国の軍事技術的優位性を確保し、米国の軍事的優位性を確保し、米国との対峙するためのハイリスク、ハイリターンの技術と能力を開発、実証するため、先駆的な国防高等研究計画局（DARPA）を1958年に設立した。国家安全保障上の課題。長年にわたり、DARPA プログラムは、インターネットの初期段階、全地球測位システム (GPS) の構築、および戦闘に不可欠な mRNA ワクチンの開発など、国防と国家安全保障を超えた意味を持つ重要な技術進歩を担ってきました。 COVID-19（新型コロナウイルス感染症。

DARPA プログラムを通じて芽生えた多くの成功した進歩を考慮して、政府は他の重要な分野でも ARPA モデルを複製し、その結果、高等研究計画庁国家情報長官室内に情報高等研究プロジェクト活動 (IARPA) が誕生しました。エネルギー省内のエネルギー部門、そして最近では保健社会福祉省内の健康先端研究プロジェクト庁 (ARPA-H) です。

今、同じ精神を解き放つイノベーションをもたらし、現代の最も差し迫った交通インフラの課題を解決する機会が訪れています。米国は長年にわたり、この分野における連邦研究開発（R&D）支出の低水準が一因となって、交通インフラ関連のさまざまな課題に直面してきた。連邦、州、地方自治体にわたる役割の細分化。リスクを回避した調達慣行。そして商業市場の低迷。これらの課題には次のようなものがあります。

2023 会計年度オムニバス歳出法案により、ARPA-I の最初の歳出は 2023 年初めに決定されました。しかし、その前から、バイデン・ハリス政権は、ARPA-I 主導のイノベーションが、温室効果ガス排出実質ゼロという目標の達成に役立つ可能性があると考えていました。 2050 年、ネットゼロゲームチェンジャーイニシアチブで明確に述べられています。特に政権は、スマートモビリティ、クリーンで効率的な交通システム、次世代インフラ建設、高度な電力インフラ、クリーン燃料インフラを、ARPA-Iが発展を支援する上で大きな役割を果たすことができる「ネットゼロゲームチェンジャー」であると特定した。

ARPA-I プログラムがその可能性を最大限に発揮するには、政府機関の関係者とパートナーは、ARPA モデルを効果的に適用する方法だけでなく、プログラム設計において交通インフラ内の固有の状況や課題をどのように考慮する必要があるかを理解する必要があります。

ARPA-I を使用して交通インフラの画期的な進歩を進めるには、優先順位を付けるべき最も永続的な課題と、無視すると進歩を妨げる可能性があるセクター内の一連の固有の状況を認識する必要があります。以下に、ARPA-I が考慮すべき主要な課題と考慮事項の概要を示し、その後、各課題をより深く分析します。

交通インフラに対する連邦政府の研究開発支出は他の分野に比べて遅れている。他の一部の部門とは異なり、連邦交通機関の研究開発支出は技術革新ではなく、規制上の決定を下すために使用される研究やシステムに資金を提供することが多いため、このギャップは特に深刻です。以下の表は、2019年の実際の連邦研究開発支出と国防、医療、エネルギー、運輸部門の支出を各部門のGDPに占める割合として比較したものである。連邦政府は他の部門に比べて運輸部門への支出が桁違いに少ない。部門のGDPに占めるエネルギー研究開発支出の割合は運輸部門の約15倍である一方、健康部門は13倍、国防部門は約38倍である。

1. 2019 年の連邦研究開発支出と部門支出の比較は、2020 年と 2021 年の比較と同様です。

2. 社会扶助に関連するGDP付加価値を除く

3. 石油とガスの採掘、公共事業、石油と石炭製品に関連する GDP 付加価値を含む

4. 倉庫業に関連するGDP付加価値を除く

1990 年以来、米国の研究開発への総投資額は約 9 倍に増加しました。同時期の研究開発投資の源泉を見ると、1982年には官民がほぼ同額の研究開発資金を投資していたが、現在では民間産業の研究開発投資比率は政府の4倍近くとなっている。

民間部門による研究開発の大部分には、長期的な公共財を促進するためのイノベーションがより有利な市場インセンティブのせいで見落とされているなどの問題もありますが、多額の民間研究開発資金を受けている業界では依然として大きなイノベーションの進歩が見られます。たとえば、医療業界では、2020年に民間の研究開発資金が1,618億ドルあったのに対し、連邦政府の資金はわずか615億ドルでした。この民間産業の研究開発の 75% 以上は、企業が医学の進歩の最先端に立つという利益インセンティブを持つバイオ医薬品分野で行われました。

運輸部門には、民間の研究開発投資の強力な分野が 1 つあり、それは車両および航空機機器の製造です。 2018年の民間研究開発総額は526億ドルでした。民間部門の交通機関の研究開発は、個人の顧客とエンドユーザーに焦点を当て、より優れた車両、製品、効率性を生み出します。民間部門の研究開発の大部分は、その利益が私的ではなく公共的なものであるため、インフラストラクチャには使用されません。言い換えれば、米国は、車両が動作するインフラストラクチャシステムの 50 倍以上の研究開発を車両に投資していることになります。

公共主導の交通インフラシステム内にはチャンスがあるにもかかわらず、市場の細分化が急速な進歩に対する永続的な障害となっています。政府の各レベルには、異なる目的と責任を持つ異なる主体がいます。たとえば、連邦レベルでは、USDOT は航空、高速道路、鉄道、交通機関、港湾、海上交通手段にわたる輸送について国家レベルの指導、政策、資金提供を行っています。一方、州は目標を設定し、交通計画やプロジェクトを開発し、州間高速道路システムなどの交通ネットワークを管理します。大都市計画組織は地域レベルでの計画機能の一部を担っており、地方自治体がインフラの大部分を維持していることがよくあります。また、州、地方、地方レベルで組織され、空港、港、有料道路などの施設を運営する地方の個別機関もあります。パートナーシップを利用してこのタペストリーのようなシステムを横断できるプログラムは、大規模な影響を推進するために不可欠です。

地方機関は、分野を超えたテクノロジーを開発するためのアクセスと能力が限られています。彼らは試験技術に対する限られた USDOT 資金プールにアクセスできるため、一般に試験の成功の可能性を高めるために市販の技術に依存しています。この現在のプロセスの欠点の 1 つは、USDOT とインフラストラクチャオーナーオペレーター (IOO) の両方が、革新的なテクノロジーの開発において、単に市場対応テクノロジーの展開に依存するのではなく、より受動的な役割を果たしているということです。

交通インフラ部門は、航空、海運、パイプライン、鉄道、道路 (自転車や徒歩を含む)、交通機関など、多くのモードにまたがるマルチモーダルな環境です。各モードには、考慮すべきさまざまな顧客や利害関係者が含まれます。さらに、細分化された市場環境において、連邦、州、地方の運輸局は異なる、そして時には競合する優先順位と権限を持っています。この力関係により、研究開発リソースの割り当てや、これらのさまざまなモードにわたるイノベーションへのアクセスの検討が困難になります。

顧客の識別は、既存の ARPA にわたって「万能」ではありません。たとえば、DARPA は、国防総省という 1 つの顧客に効率的なイノベーションを提供することに重点を置いています。 ARPA-E については、それほど明確ではありません。同社の顧客は、電力会社からエネルギーコストの削減によるメリットを求める住宅所有者まで多岐にわたります。 ARPA-I は、エンドユーザーが IOO (多くの場合、地方レベルまたは地域レベルでインフラストラクチャの展開を担当する主体) であることを理解して、これら 2 つのケースの間のスペースを占めます。

しかし、このように顧客をより直接的に理解したとしても、複数のモードに焦点を当てたシステムの欠点は、交通インフラが非常に広範囲であり、自己修復コンクリートから交差点の安全性、電動モビリティの展開などに至るまで、あらゆるものを占めていることです。問題をさらに複雑にしているのは、あらゆる交通手段にわたる技術と期待の急速な進化、そしてまったく新しい交通手段の展開です。これらの開発は、新しい技術や機能が既存のモーダルフレームワークのどこに適合するか、交通インフラ市場のどの主体が開発を主導すべきか、そしてイノベーションの最終的な「顧客」またはエンドユーザーは誰なのかという疑問を引き起こします。

交通インフラへの投資は地域の人や物の移動を変えるだけでなく、その発展に根本的な影響を与えることを考えると、交通手段とその潜在的な顧客にわたる急速な技術進化をマトリックス的に理解することは、将来のインフラへの投資と構築にとって極めて重要です。 ARPA-I は、USDOT の交通機関やさまざまなオフィス全体で、またそれらと連携して学習を形成し、交通システム全体とすべての交通機関のユーザーのニーズに応える基礎となる技術とアプローチの開発と改良を確実に行う態勢を整えています。

ARPA モデルを使用した成功は、新しい革新的な機能を実証し、進歩を推進するための人々のコミュニティ (「エコシステム」) を構築し、主要な意思決定者のサポートを得ることによってもたらされます。しかし、ARPA モデルは、そのプログラムディレクター (PD)、フェロー、利害関係者、その他のパートナーが、画期的なイノベーションを促進する文化の創造に取り組む際に必要な独自の構造と固有の柔軟性を理解している場合にのみ成功します。構造的および文化的な観点から見ると、ARPA モデルは、既存のすべての研究開発機関を含む連邦政府内の他の機関モデルとは異なります。パートナーやその他の利害関係者は、ARPA の独自の特性を受け入れる必要があります。

ARPA ポートフォリオは、連邦政府のベンチャーキャピタルポートフォリオに最も近いものかもしれません。彼らには大きな舵を切る使命があるため、安全策と思われるプロジェクトに限定すべきではありません。 ARPA はその存在を通じて多くのプロジェクトを引き受けることになるため、プロセスの自然な部分として失敗を受け入れながら、短期的な勝利と長期的な賭けのバランスを取る必要があります。

ARPA は、当初の計画やロードマップの制限を受けることなく機動し、変更する能力を備えているため、意思決定プロセスにおいて冷酷である必要があります。たとえば、より初期のテクノロジーに関するプロジェクトには、より忍耐が必要になる可能性がありますが、評価の結果、意図した成果やマイルストーンを達成できていないことが示された場合、PD は恐れることなくそれらのプロジェクトを終了し、他の新しいアイデアに集中する必要があります。

ARPA はイノベーションに資金を提供するための新しい非伝統的な方法を検討できるため、より広範な機関内の動向に巻き込まれるべきではありません。さまざまな政権が参加するにつれて、新しいオフィスが建設され、党派の優先事項が変わる可能性がありますが、ARPAは日常業務に対する外部の影響を制限する必要があります。

PD、パートナー、その他のチームメンバーは、成功に必要な創造的な自由を受け入れ、起業家のようにプログラムを運営する必要があります。評価される特性には、行動への傾向、柔軟性、先見の明のあるリーダーシップ、自発性、粘り強さが含まれます。

今後 2 年、5 年、10 年、あるいはそれ以降の政府機関の進路を計画しようとすることは無駄な努力であり、進歩に悪影響を与える可能性があります。 ARPA には、日ごと、年ごとに究極の柔軟性が必要です。他の連邦政府の取り組みと比較すると、ARPA はその設計上、はるかに官僚的ではなく、不必要な計画や官僚主義を政府機関に押しつけると進捗が遅くなります。

ARPA の業務は急速に変化し、起業家精神にあふれているため、連邦職員、請負業者、その他の機関パートナーは、プログラムが成熟し変化するにつれて機会を捉えて進歩を続けるために、お互いにサポートと支援を頼りにする必要があります。

ARPA PD は、事前の決定なしに、潜在的なプログラムやプロジェクトのアイデアを自由に探索できる必要があります。政府機関は、特定のプロセスに制限されることなく、大きくて型破りなアイデアを追求する彼らを支援する必要がある。最も型破りで画期的なアイデアを、資金提供を受けて機能的なプロジェクトに変えるプロセスはありますが、アイデア創出のプロセス自体よりも変革的なアイデアの方が重要です。

ARPA では物事が急速に進むため、意思決定はそのペースに合わせなければなりません。そのため、フェローや PD などの個人が協力して、できるだけ多くのフィードバックを提供する必要があります。建設的な反発は袋小路を避けるのに役立ち、プログラムをより強力にします。

ディレクターのビジョンは、主要な意思決定者や著名人からのサポートを獲得しながら、適切な人材と適切なレベルの野心と注力分野を引きつけるのに役立ちます。このビジョンは、そのビジョン内で実行するために ARPA が誘致する PD の種類と資質を決定します。

政府機関の力はその人材の中にあるため、ARPA は通常フラットな組織です。 ARPA は、最高かつ最も先見の明のある思想家や構築者を PD として雇用し、彼らが優れたプログラムを決定および設計し、階層構造の混乱を抑えながら実行できるように努めるべきです。このプロセスにおいて、PD はプログラム設計の初期段階で意思決定者と協力して、実装者のニーズと現実を理解する必要があります。

ARPA モデルにより、PD は大学、企業、非営利団体、組織、政府のその他の分野とつながり、必要な研究開発を契約することができます。これにより、プログラムは施設や研究室を雇ったり提供したりすることなく、個人との関係を構築することができます。

リモート環境やハイブリッド環境を試みた ARPA の過去のバージョンから、ARPA のさまざまな役割やプログラム全体で有機的に衝突することが、より良い結果を達成するために重要であることが明らかになりました。たとえば、PD と技術アドバイザー間での継続的な対面でのやり取りは、アイデアの生成、技術的なプロジェクトとプログラムの管理にとって重要です。

ARPA の最もユニークな構造上の特徴の 1 つは、頻繁な入れ替わりです。 PD とフェローには任期制限があり、ARPA は市場や業界の進化に応じて数年ごとに重要なポジションを交代するように設計されているため、システムエンジニアリングと技術支援 (SETA) の役割を考慮するなど、思慮深い移行プロセスを整備することが重要です。請負業者は、知識のギャップを埋め、活発な卒業生ネットワークを育成し、多数のPDやフェローが一度に退職しないように雇用サイクルをずらすことに努めています。

プロジェクトが成功した場合、民間部門がそのテクノロジーを採用し、規模の拡大を支援するとは考えられません。代わりに、ARPA は、実際のアプリケーションに向けてテクノロジーを拡張するために、テスト環境で実証されたプロジェクトに資金を提供することに特化したプログラムの形式で、拡張への独自の橋を作成する必要があります。

上で説明したスケーリングのための専用資金と同様に、テクノロジー市場アドバイザーは、プロジェクトがどのように現実の世界に到達するかを考える責任があります。プログラム開発の初期段階であっても PD と協力して、プロジェクトがどのように商業化され、市場に投入できるようになるかについての見通しを提供する必要があります。この焦点を当てなければ、テクノロジーは枯れてしまうリスクがあります。技術的には成功しても、商業的には失敗してしまいます。

ARPA-I を通じて交通インフラにおける大きな課題に取り組むには、そのプログラム設計の独自性を理解する必要があります。このプロセスは、解決する価値のある問題、それを解決するのに適した問題にする機会、その問題を解決するための ARPA プログラムの適合性に関する高レベルのアイデア、そしてこの問題が解決された後の将来の視覚化を検討することから始まります。この初期段階のプログラムのアイデア作成プロセスでは、適切な野心レベルと ARPA の構造と目的への適合性の観点から ARPA モデルに適合する革新的なプログラムのアイデアを見つけるための考え方の転換が必要です。また、本質的に反復的なプロセスであるため、問題、機会、プログラムの目標、将来のビジョンを概説する「ワイヤーフレーム」を作成するのは簡単そうに見えますが、調整には数か月かかる場合があります。

私たちの交通インフラシステムが直面している多くの課題は、単一の問題によって定義されるわけではありません。むしろ、それらは同時に対処する必要がある問題の集合体です。効果的なプログラムは、取り組むべき問題を 1 つだけ分離するだけでなく、根本原因分析を通じて問題を解決するために何かできるレベルでアプローチします。

一方で、ARPA プログラムで検討されている問題は、それらを解決しても変革を推進できないという点まで分離される可能性があります。この状況では、狭い問題では、ARPA に適合する一連の進歩的で補完的なプロジェクトには対応できません。

初期段階のプログラム設計を行う場合、機会は「問題に取り組む機会」として組み立てられることがあります。むしろ、機会は、すでに存在しているが、先進的な研究機関のプログラムを通じて資金やリソースから恩恵を受ける可能性のある方法、技術、またはアプローチを反映する必要があります。

規制と政策の変更は交通インフラの課題に取り組む上で必要かつ重要な要素ですが、このレンズを通して問題にアプローチすることは ARPA の義務ではありません。 ARPA は、新しい方法、テクノロジー、機能、アプローチの開発における画期的なイノベーションのサポートに重点を置いています。さらに、問題解決への規制アプローチは、多くの場合、長期にわたる政策プロセスの対象となる可能性があります。

ARPA は、ARPA の介入がなければ合理的な期間内にブレークスルーが起こらない可能性がある問題を解決する機会を追求する必要があります。公共部門または民間部門がすでに問題解決に多大な関心を持っており、数年以内に革新的なソリューションを開発する方向に進んでいる場合、ARPA の資金提供と支援が他の場所でより高い付加価値を提供する可能性があります。

ARPA プログラムの検討のために特定された問題は、プログラムが最終的にどのように構成されるかだけでなく、それらを解決するために選択された機会全体を通じてテーマとして存在する必要があります。そうしないと、プログラムに特定の課題を解決するための的を絞ったアプローチが欠けている可能性があります。

人間中心の設計は、特に問題の解決が日常のユーザーにどのような変革をもたらすかを設計者が考える必要がある規模を考慮する場合、ARPA プログラムの範囲の中心となるべきです。

研究プログラムは、あらかじめ決められた解決策を念頭に置いて構築されるべきではありません。提示される解決策が的を絞った効果的なものであることを保証するために、特定の問題に焦点を当てるべきです。

プログラムの目標は、単に機会を改めて述べるべきではなく、プログラムが終了して何年も経った後の世界の状況に飛びつくべきではありません。プログラムの戦術的要素と、それが最終的にどのような影響をもたらすのかを分離する必要があります。設計者は、プログラムの目的を現実にするために誰が行動する必要があり、何が起こる必要があるのかをしっかりと認識しながら、プログラムを商品化と導入の長い弧の 1 つの重要なステップとして考慮する必要があります。

設計プロセス全体を通じてこれらのよくある間違いを念頭に置くことで、プログラムの範囲が適切に設定され、適切に野心的であり、政府機関の目標に沿ったものになることが保証されます。これらの道しるべを念頭に置いて、アイデア生成者はワイヤーフレームの形式でプログラムの設計を開始する必要があります。

ARPA プログラム開発の最初のフェーズは、プログラムの適合性と潜在的な影響を評価するための検討対象となる主要なコンポーネントを取り込んだ、潜在的なプログラムの概要であるプログラムワイヤーフレームを作成することです。以下のテンプレートは、プログラムのワイヤーフレームに特徴的なコンポーネントを示しています。

完全に肉付けされたワイヤーフレームを作成するために、プログラムディレクターはまず、実現した場合に社会とセクター全体に真の変革をもたらすであろう未来の状態を思い描くことから逆算して作業します。次に、解決が必要であり、この変革的な将来の状態に向けた進歩を妨げている、明確に表現された問題を特定します。このプロセス中に、PD は広範な根本原因分析を実施して、特定した問題が、テクノロジーですでに解決できる問題ではなく、政策、規制、環境の複雑さによって悪化しているかどうかを検討する必要があります。これにより、問題が ARPA-I が根本的に影響を与える可能性があるものかどうかがわかります。

次に、プログラムディレクターは、方法、アプローチ、テクノロジーなどの有望な機会を特定します。これらの機会が開発、拡張、実装されれば、明確に示した問題が解決され、提案されている将来の状態の達成に役立ちます。有望な機会を検討する場合、PD は、それをサポートするために開発が必要な他の潜在的なテクノロジーを最前線で実行しているかどうか、また平均的なプログラム予算で 3 ～ 5 年以内に具体的な成果を達成することが可能かどうかを評価する必要があります。さらに、プログラム開発を検討している機会が、ARPA-I の焦点領域内にあり、すべてを並行して実行できる可能性のあるプログラムのより大きなコホートの一部であるかどうかを考えることは有益です。

最も重要なことは、問題の解決方法に入る前に、PD は、この機会が既に解決、規模拡大、実施されることを妨げている要因と、連邦研究開発機関が介入して主導する明確な役割や必要性を明確にする必要があるということです。民間部門の展開と拡大を奨励するための技術、方法、またはアプローチの開発。例えば、民間セクターがすでに特定の技術の開発を主導するよう動機付けられており、その能力があり、数年以内に市場への準備が整う場合、その特定のケースで ARPA 介入の正当性は低くなります。一方で、特定された問題に対する所定の解決策がまだ初期段階にあるため、必要とされるのはより初期段階の基礎的な研究開発である可能性があり、その場合には ARPA プログラムは適切ではありません。この分野は、より基礎的な科学に基づいた連邦研究開発機関およびオフィスの領域として確保されるべきです。

この成熟度の適合を説明する一例は、mRNA への DARPA の投資です。国立衛生研究所は初期の基礎研究に多大な貢献をしましたが、DARPA は治療薬の迅速な拡張と製造を可能にする技術的ギャップを認識し、DARPA がそれに対応する技術を開発するための予防と治療を可能にする自律診断 (ADEPT) プログラムを開始するよう促しました。感染症の脅威に。 2011 年、DARPA は ADEPT を通じて、メッセンジャー RNA 治療プラットフォームの研究開発のために、新興企業の Moderna Therapeutics に 2,500 万ドルの資金提供を与えました。 9年後、モデルナはファイザー・ビオンテックに次いで新型コロナウイルスワクチンの緊急使用許可を受けた2社目となった。

もう 1 つの例は、私たちが知っているインターネットの開発における DARPA の役割です。これは元々、ユビキタスなグローバル通信ネットワークという前例のない概念を実現するためのものではありませんでした。パケットネットワークを相互リンクするための技術の研究として始まったものは、地理的に離れたコンピュータ間で情報を共有するための先駆的なネットワークである ARPANET の開発につながりました。その後、DARPA は BBN Technologies と契約して最初のルーターを構築し、1969 年に運用を開始しました。この研究がインターネットの基礎を築きました。それ以来、商業部門は ARPANET の画期的な成果を採用し、世界中の通信と情報共有に革命を起こすために使用してきました。

1975 年から 1977 年まで DARPA の長官を務めたジョージ H. ハイルマイヤーは、プログラム開発を成功させるためにプログラムディレクターを導くために、すべての PD にハイルマイヤー要理問答として知られる次の質問に答えることを要求していました。新しいプログラム。これらの質問は、ワイヤーフレームを改良し、プログラムがどのようなものになるかを想像するために使用する必要があります。特に、ワイヤーフレームの改良では、残りの質問に拡張する前に、最初の 3 つの質問を検討する必要があります。

ハイルマイヤー要理問答書と並行して、ワイヤーフレームの草案が作成されたら、圧力テストと反復のために一連の評価と一連の質問を完了する必要があります。この改良プロセスは画一的なものではなく、一貫して調査、専門家との議論、プログラムの適合性を確保するための絶え間ない質問に基づいています。その目的は、私たちが解決しようとしている問題が正しいかどうか、そしてその問題を巡るあらゆる機会が ARPA 介入の機が熟しているかどうかを徹底的に分析することです。

ワイヤーフレームがプログラムであるかどうかを判断する方法の 1 つは、「このワイヤーフレームはサイエンスですか、それとも SF ですか?」と尋ねることです。言い換えれば、提案されているテクノロジーソリューションは、ARPA を実現するために適切な成熟度レベルにあるのでしょうか? 技術的成熟度の範囲の中央には、ARPA プログラムに適合する可能性のある比較的広い範囲がありますが、その範囲の両端は適切に適合しない可能性があるため、これらのワイヤーフレームはさらに反復または拒否される必要があります。スペクトルの左端にあるのは、出版された論文か、場合によってはプロトタイプのみを生み出す基礎研究です。対極にあるのは、本格的な実装のみが必要な程度まですでに開発されているテクノロジーです。この間にあるものはすべて、ARPA プログラムのトピック領域に適している可能性があります。

影響力の高いプログラムが設計されたら、次のステップは、厳密な圧力テストを行って、実行可能な ARPA プログラムに近づくまでプログラムを開発することです。

このフレームワークを使用すると、交通インフラ内のあらゆる問題や機会が ARPA レベルのアイデアとして適合するかどうかを評価できます。 ARPA-I プログラムの効果的なポートフォリオを作成するには、専門家と関係者のアイデア生成が不可欠であるため、アイデア生成者は、有望なプログラムのワイヤーフレームを開発するために、このフレームワークと定義された一連の重点領域を備えている必要があります。 ARPA-I の最初の重点分野には、安全性、気候と回復力、デジタル化が含まれており、各重点分野内の基礎的な考慮事項として公平性とアクセシビリティが含まれています。

ARPA-I が取り組むことができる潜在的なトピック分野は数百あります。以下の 2 つのワイヤーフレームは、プログラム設計の反復サイクルを通じてさらに圧力テストを行うことで恩恵を受ける、初期段階のプログラムのアイデアの例を表しています。

注: 次のワイヤーフレームは、ARPA のアイデアとワイヤーフレーム化プロセスを説明することを目的としたサンプルであり、米国運輸省が検討している潜在的な研究プログラムやトピックを表すものではありません。

最初のワイヤーフレーム開発の後、アイデアをプレッシャーテストし、それが「ムーンショット」の目標を達成するための実行可能なプログラムに開発できることを確認するために、さらなる探索が必要です。ワイヤーフレーム作成者は、反復する際に次の要素を考慮する必要があります。

ワイヤーフレームは、今後のより大きな計画を伝える概要を目的としています。上記で概説した要素をさらに反復して調査した後、最初は単なる生のプログラムのワイヤーフレームであったものが、より詳細なドキュメントに発展するはずです。これらには、問題の鋭い診断と、問題を解決する機会を検証する証拠と引用が含まれている必要があります。これらのコンポーネントを組み合わせることで、結果として妥当なプログラム目標が得られるはずです。

新たに認可され割り当てられたARPA-Iは、他の分野で画期的なイノベーションの開発に成功したことが証明されているモデルを、交通インフラが直面する永続的な課題に適用する一世代に一度の機会を提供する。

ARPA-I ネットワーク内で活動する個人や組織は、この分野の特有の状況、課題、機会を明確に理解する必要があるだけでなく、この状況と独自の ARPA プログラムのアイデアモデルを適用して高水準のネットワークを構築する方法を理解する必要があります。将来のイノベーションプログラムに影響を与えます。 ARPA-I の成功には、このコミュニティの関与が不可欠であり、FAS は、大胆で革新的なアイデアを開発してこの課題に取り組む意欲のある大きな思想家を探しています。

アメリカ科学者連盟 (FAS) は、米国運輸省 (DOT) を支援し、全米で根強く新たに発生している交通とインフラの問題に取り組む大胆な人材とアイデアを求めています。

概要 2021 年 11 月、議会はインフラ投資および雇用法 (IIJA) を可決しました。これには、米国運輸省 (USDOT) 全体の数十の新規プログラムに対する 5,500 億ドルの新規資金提供が含まれています。この法案は、アメリカの道路や橋への歴史的な投資と並行して、先端研究プロジェクト庁インフラストラクチャー（ARPA-I）を創設しました。のような成功したモデルに基づいて構築する […]

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