社会や産業が直面する課題は、技術だけでは解決できません。新しい技術が社会に導入されるとき、そこには人、組織、制度、政策、市場、環境など多くの要素が関わり、それらの相互作用によって想定外の結果が生じます。また、将来を正確に予測することが難しい中で、安全性や持続可能性を確保しながら意思決定を行う必要があります。
本研究室では、こうした複雑で不確実な社会・産業システムを対象として、システムズアプローチ、モデリング、シミュレーション、データ分析を基盤に、よりよいシステムの設計、意思決定、社会実装を研究しています。
本研究室では、システムデザインやシステム思考を基盤として、複雑で不確実な産業・社会システムの理解、設計、意思決定、社会実装に関する研究を行っています。定性的・定量的なモデリング、シミュレーション、データ分析を組み合わせ、企業戦略、社会政策、システム設計における意思決定を支援します。また、革新的なシステムの実現に必要なステークホルダー間の理解・合意形成やHuman-AI協働、さらに将来の不確実性や複雑な相互作用から生じるリスクを考慮した、頑健・適応的で安全なシステムや戦略の設計にも取り組んでいます。
こうした研究を、以下の3つのResearch Groupを中心に展開しています。
Systems Design & Decision Making / システムデザインと意思決定
Sustainable Industry Strategy / 持続可能な産業戦略 (稗方/中島)
Social Systems & Policy / 社会システムと政策 (中島/稗方)
Knowledge & Human-AI Collaboration / 知識とHuman-AI協働 (稗方)
Uncertainty & Risk Management / 不確実性とリスクのマネジメント (中島)
3つの研究グループはそれぞれ異なる視点を持ちながら、システム思考、モデリング、シミュレーション、データ分析などの方法論を共有し、実際の社会・産業課題に対してグループを越えた研究を行っています。
Today's social and industrial challenges cannot be addressed by technology alone. When new technologies are introduced into society, their outcomes emerge through interactions among people, organizations, institutions, policies, markets, technologies, and the environment. At the same time, decisions must often be made without being able to predict the future accurately.
Our laboratory studies how complex and uncertain social and industrial systems can be better designed, managed, and implemented. Our research builds on systems approaches, modeling, simulation, and data analysis to support system design and decision-making in real-world contexts.
Our laboratory studies the understanding, design, decision-making, and implementation of complex and uncertain industrial and social systems based on systems design and systems-thinking approaches. We combine qualitative and quantitative modeling, simulation, and data analysis to support decision-making in areas such as corporate strategy, public policy, and system design. We also study stakeholder understanding and consensus building, Human-AI collaboration, and the design of robust, adaptive, and safe systems and strategies that explicitly account for uncertainty and systemic risk.
Our research is organized around the following three closely connected Research Groups:
Systems Design & Decision Making (GL: Hiekata / Nakashima)
Sustainable Industry Strategy — Hiekata / Nakashima
Social Systems & Policy — Nakashima / Hiekata
Knowledge & Human-AI Collaboration (GL: Hiekata)
Uncertainty & Risk Management (GL: Nakashima)
The three Research Groups address different aspects of complex systems while sharing common approaches such as systems thinking, modeling, simulation, and data analysis. Many of our research projects therefore span multiple groups in response to real-world industrial and societal challenges.
Keywords: Systems Design / Systems Engineering / Decision Making / System Dynamics / Agent-Based Modeling / Social Simulation / Socio-technical Systems / Data Analysis
現実の社会や産業では、多くのステークホルダー、技術、組織、市場、制度、環境が相互に影響しています。そのため、ある技術や施策を導入した結果が、当初の想定とは異なることも少なくありません。
本グループでは、システム思考やシステムズエンジニアリングを基盤として対象システムを定性的・定量的にモデル化し、System Dynamics、Agent-Based Modeling、Social Simulation、データ分析などを用いて、システムの振る舞い、ステークホルダー間の相互作用、意思決定のトレードオフを明らかにします。
企業戦略、産業変革、脱炭素、モビリティ、都市・地域政策、気候変動適応などを対象として、複雑な環境における意思決定とシステムデザインを支援します。
Real-world systems involve interactions among multiple stakeholders, technologies, organizations, markets, institutions, and environmental conditions. As a result, the consequences of introducing a technology or policy may differ substantially from what was initially expected.
Building on systems thinking and systems engineering, we develop qualitative and quantitative models and apply methods including System Dynamics, Agent-Based Modeling, Social Simulation, and data analysis. These approaches help reveal system behavior, stakeholder interactions, and trade-offs among alternative decisions.
Our applications include corporate and industrial strategy, industrial transformation, decarbonization, mobility, urban and regional policy, and climate-change adaptation.
シミュレーションやデータ駆動型モデルを用いて複雑なシステムの挙動を予測し、企業の意思決定やシステムデザインを支援します。
Predicting the behavior of complex systems using simulation and data-driven models to support corporate decision-making and system design.
企業組織などにおいて、マーケットの不確実性や組織内外のインタラクションのために、組織自体のデザインやオペレーションによりパフォーマンスがどのように変化するのかを予測することは困難です。また新技術によるインパクトを見積もることも困難を伴います。
本テーマでは、システム思考やシステムズエンジニアリングで利用される手法やアプローチにより、ステークホルダーの期待をとらえ、システムの挙動を定性・定量の両面から推定し、システムデザインのトレードスペースを示すことで、複雑なビジネスシステムのあるべき姿を検討します。
Within corporate organizations, it is difficult to predict how performance will change based on the organization's own design and operations due to market uncertainty and interactions both within and outside the organization.
This theme examines the ideal state of complex systems by employing methodologies and approaches used in systems thinking and systems engineering. It captures stakeholder expectations, estimates system behavior from both qualitative and quantitative perspectives, and identifies the trade-off space in system design.
ステークホルダー間の利害対立を伴うニーズや解決策に対し、シミュレーションおよびデータ駆動型モデルを用いて、透明性・説明性の高い合意形成や意思決定、システムデザインの支援を行います。
Support for consensus building, decision-making, and system design with high transparency and accountability, using simulation and data-driven models to address conflicting needs and solutions among stakeholders.
社会システムにおいては、経済だけではない様々な要求を持つ利害関係者を対象に、望ましくかつ包摂的なデザインポイントを探索することになります。相反する利害関係があっても経済性などの共通の目的が存在する産業界とは異なり、利害やニーズをより深く理解して社会システムをデザインする方法について研究を行います。
In social systems, we explore desirable and inclusive design points for stakeholders with diverse demands beyond just economic ones. Unlike industry, where conflicting interests coexist with shared objectives like economic efficiency, we research methods for designing social systems based on a deeper understanding of stakeholders' interests and needs.
Keywords: Knowledge Modeling / Knowledge Management / Human-AI Collaboration / Teamwork / Explainable AI / Decision Support / Consensus Building / Participatory Modeling
優れたシステムの設計案が得られても、それを社会や組織の中で実現するためには、異なる専門性や価値観を持つ人々の理解と合意が必要です。また、生成AIをはじめとする人工知能の発展によって、人とAIが共同して考え、判断する機会が急速に増えています。
本グループでは、専門家が持つ知識の抽出・モデル化・共有、人間同士のチームワーク、AIによる予測・意思決定支援、Human-AI Collaborationなどを対象として、人と人、人とAIの知的協働を支援する方法と環境を設計します。
さらに、参加型モデリングやシミュレーションを活用し、異なるステークホルダーの理解や合意形成を支援する方法について研究します。
Even an excellent system design cannot be successfully implemented without shared understanding and agreement among people with different expertise, interests, and values. At the same time, advances in artificial intelligence, particularly generative AI, are rapidly expanding opportunities for humans and AI to reason and make decisions together.
This group investigates how knowledge can be elicited, modeled, shared, and used collaboratively. We study human teamwork, AI-supported prediction and decision-making, and Human-AI Collaboration to design environments in which people and AI can work together effectively.
We also explore participatory modeling and simulation as tools for supporting mutual understanding and consensus building among multiple stakeholders.
Keywords: Uncertainty Management / Risk Management / DMDU / Robust Decision Making / Adaptive Strategies / Scenario Discovery / System Safety / Safety Assurance / Verification & Validation
将来の変化やシステム内部の相互作用によって生じる不確実性とリスクを捉え、安全で頑健かつ適応的な意思決定とシステム設計を支援する方法を研究します。
社会・産業システムの長期的な意思決定では、技術の進歩、政策、市場、気候、社会受容性などについて、将来を正確に予測できない場合があります。一方、自律化・知能化されたシステムでは、人間、AI、ソフトウェア、センサー、制御システムなどの相互作用から、個々の機器の故障だけでは説明できないリスクが生じます。
本グループでは、Decision Making under Deep Uncertainty(DMDU)を基盤としたScenario Discovery、Robust Decision Making、Dynamic Adaptive Policy Pathwaysなどにより、幅広い将来に対して頑健かつ適応的な戦略を設計します。
また、STPA(System-Theoretic Process Analysis)、モデルベース開発、安全論証などを用いて、複雑なHuman-AI・自律システムにおけるシステミックリスクを分析し、安全要求、検証シナリオ、Verification & Validationまでを一貫して扱う方法論を研究します。
自動運航船やeVTOLなどの自律システム、気候変動適応、新技術の社会実装などを対象として、「将来が読めないこと」と「システムの相互作用から危険が生じること」の双方を扱い、より安全でレジリエントな戦略とシステムの実現を目指します。
This group studies methods for managing uncertainty and risk arising from both future change and interactions within complex systems, with the aim of supporting safe, robust, and adaptive decision-making and system design.
Long-term decisions about social and industrial systems must often be made under deep uncertainty regarding technological progress, policy, markets, climate, and social acceptance. At the same time, increasingly autonomous and intelligent systems create systemic risks through interactions among humans, AI, software, sensors, and control systems—risks that cannot always be explained by individual component failures.
We develop robust and adaptive strategies using approaches from Decision Making under Deep Uncertainty (DMDU), including Scenario Discovery, Robust Decision Making, and Dynamic Adaptive Policy Pathways.
We also study systemic safety of complex Human-AI and autonomous systems using System-Theoretic Process Analysis (STPA), model-based development, and safety assurance. Our goal is to connect risk analysis with safety requirements, verification scenarios, and Verification & Validation.
Applications include autonomous ships, eVTOL and other autonomous systems, climate-change adaptation, and the deployment of emerging technologies.