[論文レビュー] Measuring technological complexity - Current approaches and a new measure of structural complexity

Tom Broekel|arXiv (Cornell University)|Aug 24, 2017

Economic and Technological Innovation参考文献 13被引用数 14

ひとこと要約

本稿では、従来の手法に内在する希少性仮定に依存しない新しい技術的複雑性の尺度「構造的複雑性」を提案する。欧州特許データ（1980–2013年）を用いて評価し、時間的複雑性の上昇、研究開発（R&D）への投資増加、協働の増加、空間的集中といった4つの定型的事実を反映する点で、従来の手法を上回るか同等の性能を示すことを示している。

ABSTRACT

The paper reviews two prominent approaches for the measurement of technological complexity: the method of reflection and the assessment of technologies' combinatorial difficulty. It discusses their central underlying assumptions and identifies potential problems related to these. A new measure of structural complexity is introduced as an alternative. The paper also puts forward four stylized facts of technological complexity that serve as benchmarks in an empirical evaluation of five complexity measures (increasing development over time, larger R&D efforts, more collaborative R&D, spatial concentration). The evaluation utilizes European patent data for the years 1980 to 2013 and finds the new measure of structural complexity to mirror the four stylized facts as good as or better than traditional measures.

研究の動機と目的

• 従来の技術的複雑性の測定法に内在する理論的・経験的限界、特に希少性仮定への依存を是正すること。
• 知識の組み合わせの珍しさや空間的希少性に依存しない、技術的複雑性の代替測定法を開発すること。
• 包括的なヨーロッパ特許データセットを用いて、新しい測定法を既存の複雑性指標と比較して経験的に評価すること。
• 時間的複雑性の増加、高いR&D投資、より高い協働性、空間的集中といった、広く受け入れられた4つの技術的複雑性の定型的事実に対する、新しい測定法の妥当性を検証すること。

提案手法

• 頻度や希少性に依存しない、技術的知識のネットワーク構造に基づく新しい技術的複雑性の尺度「構造的複雑性」を提案。
• ヨーロッパ特許データ（1980–2013年）を用い、発明者とIPCコードの二部グラフとして技術的知識をマッピングし、構造的分析を可能にする。
• ネットワークベースの指標を用いて、イノベーションシステム内における技術の接続性および統合パターンを定量化し、構造的複雑性を測定。
• 時間的複雑性の増加、高いR&D投資、より高い協働性、空間的集中の4つのベンチマーク定型的事実を、検証基準として採用。
• 3つの従来の測定法（FlemingとSorensonの（2001）再結合頻度、BallandとRigbyの（2017）反射法、およびその2つの変種）と比較。
• 統計的モデリングと時系列分析を用い、異なる技術分野において各測定法が4つの定型的事実とどの程度整合するかを評価。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 再結合頻度と空間的希少性に基づく従来の技術的複雑性測定法は、技術発展の主要な経験的パターンをどの程度適切に捉えられるか。
• RQ2 提案された構造的複雑性測定法は、時間的複雑性の増加、高いR&D投資、より高い協働性、空間的集中といった4つの定型的事実をどの程度反映しているか。
• RQ3 頻度や希少性の仮定に依存しない複雑性測定法は、技術的複雑性の本質をよりよく捉えることができるか。
• RQ4 新しい構造的複雑性測定法は、観察されたイノベーションの傾向と比較して、実証的にどの程度一貫性を示すか。

主な発見

• 新しい構造的複雑性測定法は、従来の手法と同等またはそれ以上の性能で、技術的複雑性の4つの定型的事実を再現している。
• 構造的複雑性は、特許データの観察傾向と整合する一貫した有意な時間的増加を示している。
• 高いR&D投資と強い相関を示しており、より複雑な技術はより大きな投資を要することを示している。
• 特に高複雑性技術分野において、協働的R&Dの増加傾向を捉えている。
• 複雑な技術の強い空間的集中を明らかにし、技術的多様性の高い地域にクラスターが形成されている。
• 頻度に基づく測定法とは異なり、構造的複雑性は任意の空間的単位の定義に依存しないため、より高い頑健性と一般化可能性を有する。