堀 豊 (ホリ ユタカ)

Hori, Yutaka

写真a

所属(所属キャンパス)

理工学部 物理情報工学科 (矢上)

職名

専任講師

HP

経歴 【 表示 / 非表示

  • 2013年04月
    -
    2013年08月

    東京大学大学院, 情報理工学系研究科 システム情報学専攻, 特任研究員

  • 2013年09月
    -
    2016年03月

    カリフォルニア工科大学, Department of Computing and Mathematical Sciences, Postdoctoral Scholar

学歴 【 表示 / 非表示

  • 2008年03月

    東京大学, 工学部, 計数工学科

    大学, 卒業

  • 2010年03月

    東京大学, 情報理工学系研究科, システム情報学専攻

    大学院, 修了, 修士

  • 2013年03月

    東京大学, 情報理工学系研究科, システム情報学専攻

    大学院, 修了

学位 【 表示 / 非表示

  • 学士(工学), 東京大学, 2008年03月

  • 修士(情報理工学), 東京大学, 2010年03月

  • 博士 (情報理工学), 東京大学, 2013年03月

 

研究分野 【 表示 / 非表示

  • 制御・システム工学

研究キーワード 【 表示 / 非表示

  • マイクロ流体デバイス

  • 制御工学

  • 制御理論

  • 合成生物学

 

論文 【 表示 / 非表示

  • Robust stability analysis for LTI systems with generalized frequency variables and its application to gene regulatory networks

    Hara S., Iwasaki T., Hori Y.

    Automatica (Automatica)  105   96 - 106 2019年07月

    ISSN  00051098

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    © 2019 Elsevier Ltd A class of networked dynamical systems with multiple homogeneous agents can be represented by a linear system with a generalized frequency variable. This paper is concerned with robust stability analysis of such class of systems under perturbations in the dynamics of agents. The perturbed agents no longer share the same dynamics and thus the analysis encompasses heterogeneous multi-agent systems consisting of slightly different agents. We first present nominal stability conditions for the system of interconnected MIMO agents. We then focus on robust stability, where we consider three types of perturbations, leading to homogeneous agents, heterogeneous agents with and without uncertain interconnections. For each case, we show that a necessary and sufficient condition for robust stability is given by an H ∞ -norm bound on a set of transfer functions parametrized by the eigenvalues of the interconnection matrix, provided the nominal interconnections have a certain structure. The robust stability condition is interpreted as the requirement that the eigenvalues of the interconnection matrix be located in a particular region on the complex plane. The usefulness of the results is demonstrated through an application to robust stability analysis for gene regulatory networks.

  • Analysing diffusion and flow-driven instability using semidefinite programming

    Hori Y., Miyazako H.

    Journal of the Royal Society Interface (Journal of the Royal Society Interface)  16 ( 150 )  2019年01月

    ISSN  17425689

     概要を見る

    © 2019 The Author(s) Published by the Royal Society. All rights reserved. Diffusion and flow-driven instability, or transport-driven instability, is one of the central mechanisms to generate inhomogeneous gradient of concentrations in spatially distributed chemical systems. However, verifying the transport-driven instability of reaction-diffusion-advection systems requires checking the Jacobian eigenvalues of infinitely many Fourier modes, which is computationally intractable. To overcome this limitation, this paper proposes mathematical optimization algorithms that determine the stability/instability of reaction-diffusion-advection systems by finite steps of algebraic calculations. Specifically, the stability/instability analysis of Fourier modes is formulated as a sum-of-squares optimization program, which is a class of convex optimization whose solvers are widely available as software packages. The optimization program is further extended for facile computation of the destabilizing spatial modes. This extension allows for predicting and designing the shape of the concentration gradient without simulating the governing equations. The streamlined analysis process of self-organized pattern formation is demonstrated with a simple illustrative reaction model with diffusion and advection.

  • Bounding transient moments of stochastic chemical reactions

    Sakurai Y., Hori Y.

    IEEE Control Systems Letters (IEEE Control Systems Letters)  3 ( 2 ) 290 - 295 2019年

    研究論文(学術雑誌)

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    © 2017 IEEE. The predictive ability of stochastic chemical reactions is currently limited by the lack of closed form solutions to the governing chemical master equation. To overcome this limitation, this letter proposes a computational method capable of predicting mathematically rigorous upper and lower bounds of transient moments for reactions governed by the law of mass action. We first derive an equation that transient moments must satisfy based on the moment equation. Although this equation is underdetermined, we introduce a set of semidefinite constraints known as moment condition to narrow the feasible set of the variables in the equation. Using these conditions, we formulate a semidefinite program that efficiently and rigorously computes the bounds of transient moment dynamics. The proposed method is demonstrated with illustrative numerical examples and is compared with related works to discuss advantages and limitations.

  • Model-based feedback control of synthetic biomolecular circuits

    Hori Y.

    MHS 2017 - 28th 2017 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science (MHS 2017 - 28th 2017 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science)  2018-January   1 - 2 2018年02月

    ISSN  9781538633144

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    © 2017 IEEE. The advance of synthetic biology has opened up many potential applications of synthetic biocircuits, including sensing, computation and high-value chemical production using biological cells. To enable rational and robust design of large-scale and complex systems, model-guided design of biocircuits has been increasingly important. Here we review a combined theoretical and experimental platform for model-based optimization of biocircuits. The framework combines feedback control theory and microfluidic technology to enable rapid characterization of biocircuit dynamics in vitro based on advanced mathematical tools in feedback control.

  • Mathematical Modeling Identifies the Conditions Required for RNA-Based Oscillator

    Takahiro G Yamada, Hori Yutaka, Shota Suzuki, Shunsuke Kawasaki, Noriko Hiroi, Hirohide Saito, Akira Funahashi

    Proceedings of SICE Annual Conference    1574 - 1578 2018年

    研究論文(国際会議プロシーディングス)

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KOARA(リポジトリ)収録論文等 【 表示 / 非表示

総説・解説等 【 表示 / 非表示

  • 制御工学的アプローチによる遺伝子回路の設計と構築

    堀 豊

    システム/制御/情報 61 ( 5 ) 194 - 199 2017年05月

    総説・解説(学術雑誌), 単著

  • Estimation of tibialis anterior muscle stiffness during the swing phase of walking with various footwear

    Takanori Uchiyama, Yutaka Hori, Kenta Suzuki

    Proceedings of the 39th international conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society  2017年

    総説・解説(国際会議プロシーディングズ)

研究発表 【 表示 / 非表示

  • Escherichia coli集団におけるATP濃度多様性創出機構の解明に向けた細胞系譜解析システムの構築

    板橋正寛,山田貴大,堀 豊,舟橋啓,広井賀子

    CELLab-SOCU Summer Symposium, 2018年, ポスター(一般)

  • ガウス過程状態空間モデルを用いたデータ駆動型の遺伝子回路モデリング

    上杉周平, 堀豊

    計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム, 2018年, ポスター(一般)

  • 状態空間モデルマッチングによる筋力学モデルのパラメタ集合同定

    森田 梨紗子, 内山 孝憲, 堀 豊

    計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム, 2018年, 口頭(一般)

  • 生体分子反応を動的に制御するためのマイクロアクチュエータ

    若命 彩香, 堀 豊 

    分子ロボティクス年次大会, 2018年

  • 非線形遺伝子回路の設計と制御

    堀 豊

    第61回システム制御情報学会研究発表講演会, 2017年05月, 口頭(招待・特別)

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競争的資金等の研究課題 【 表示 / 非表示

  • 第一原理モデルとデータ駆動型モデルの融合による遺伝子回路のロバスト動態予測

    2018年04月
    -
    2022年03月

    文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 堀 豊, 基盤研究(B), 補助金,  代表

  • 周波数応答に基づく遺伝子制御回路のモデル集合同定法と実験系の構築

    2016年08月
    -
    2018年03月

    文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 堀 豊, 研究活動スタート支援, 補助金,  代表

知的財産権等 【 表示 / 非表示

  • 線形予測係数算出装置、線形予測係数算出方法、線形予測係数算出プログラム、および記憶媒体

    特願: 2008-051149  2008年02月 

    特開: 2009-210644  2009年09月 

    特許: 5057334  2012年08月

    特許, 共同

  • 符号化装置、復号化装置、符号化方法、復号化方法、プログラム、記録媒体

    特願: 2008-051150  2008年02月 

    特開: 2009-210645  2009年09月 

    特許: 5010293  2012年06月

    特許, 共同

 

担当授業科目 【 表示 / 非表示

  • プレゼンテーション技法

    2020年度

  • 物理情報数学B

    2020年度

  • 基礎理工学課題研究

    2020年度

  • 基礎理工学特別研究第2

    2020年度

  • 基礎理工学特別研究第1

    2020年度

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所属学協会 【 表示 / 非表示

  • 計測自動制御学会

     
  • システム制御情報学会

     
  • IEEE

     

委員歴 【 表示 / 非表示

  • 2018年04月
    -
    継続中

    幹事, 計測自動制御学会 分子ロボティクス 調査研究会

  • 2018年
    -
    継続中

    事業委員会委員, 計測自動制御学会制御部門

  • 2017年
    -
    継続中

    監事, 公益財団法人 山田長満奨学会

  • 2016年12月
    -
    継続中

    幹事, 計測自動制御学会 モデルベースト制御における機械学習とダイナミクスの融合 調査研究会

  • 2016年
    -
    継続中

    Technical committee member, TC on systems biology, IEEE Control Systems Society