慶應義塾研究者情報データベース

経歴 【 表示 ／ 非表示 】

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• 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

• 2017年04月

  -

  2019年03月

  理化学研究所, 統合生命医科学研究センター統合ゲノミクス研究グループ, 客員研究員

学歴 【 表示 ／ 非表示 】

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• 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 】

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• ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 制御、システム工学

研究キーワード 【 表示 ／ 非表示 】

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• 分子システム

• 分子ロボティクス

• 制御工学

• 制御理論

• 合成生物学

論文 【 表示 ／ 非表示 】

論文 【 表示 ／ 非表示 】

• Multimolecular Competition Effect as a Modulator of Protein Localization and Biochemical Networks in Cell-Size Space

  Saki Nishikawa, Gaku Sato, Sakura Takada, Shunshi Kohyama, Gen Honda, Miho Yanagisawa, Yutaka Hori, Nobuhide Doi, Natsuhiko Yoshinaga, Kei Fujiwara

  Advanced Science 11 （ 6 ） 2308030 2024年02月

  研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

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  Cells are small, closed spaces filled with various types of macromolecules. Although it is shown that the characteristics of biochemical reactions in vitro are quite different from those in living cells, the role of the co-existence of various macromolecules in cell-size space remains still elusive. Here, using a constructive approach, it is demonstrated that the co-existence of various macromolecules themselves has the ability to tune protein localization for spatiotemporal regulation and a biochemical reaction system in a cell-size space. Both experimental and theoretical analyses reveal that enhancement of interfacial effects by a large surface-area-to-volume ratio facilitates membrane localization of molecules in the cell-size space, and the interfacial effects are alleviated by competitive binding to lipid membranes among multiple proteins even if their membrane affinities are weak. These results indicate that competition for membrane binding among various macromolecules in the cell-size space plays a role in regulating the spatiotemporal molecular organization and biochemical reaction networks. These findings shed light on the importance of surrounding molecules for biochemical reactions using purified elements in small spaces.

  • Access to Document (DOI)

• Parameter-preserving model order reduction of chemical master equations with a priori error bound

  Masaya Miyazaki, Yutaka Hori

  Proceedings of Asian Control Conference    accepted 2024年

  研究論文（国際会議プロシーディングス）, 共著, 査読有り

• Analysis of Signal Distortion in Molecular Communication Channels Using Frequency Response

  Shoichiro Kitada, Taishi Kotsuka, Yutaka Hori

  New Generation Computing    accepted 2024年

  研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

• Stability analysis for large-scale multi-agent molecular communication systems

  Taishi Kotsuka, Yutaka Hori

  IEEE Transactions on NanoBioscience  - accepted 2024年

  研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

• Graphical and Analytical Approaches for Analyzing Collective Behavior of Dynamic Multi-Agent Systems Governed by Generalized Cyclic Pursuit Mechanism

  Taeheon Kwak, Yeongjae Kim, Yutaka Hori, Tae Hyoung Kim

  IEEE Access 11   140481 - 140495 2023年12月

  研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

  　概要を見る

  In this study, we use graphical and analytical methods to study the collective behavior of a swarm of dynamic agents controlled by the generalized cyclic pursuit (GCP) scheme. The proposed graphical approach reveals the occurrence mechanisms of various formation patterns in terms of agents' dynamics and tuning parameters of the GCP scheme, including the rendezvous, diverging spirals, circular pattern, and spirograph-like patterns. Then, we develop an analytical tool to obtain the crucial information needed to formulate expressions of the circular and spirograph-like steady-state trajectories generated by the GCP-controlled dynamic multi-agent system. In addition, the steady-state formation trajectories of a swarm of dynamic agents are formulated by explicitly considering the agents' general continuous-time linear time-invariant model and the scenario in which more than two pairs of closed-loop poles exist on the imaginary axis of the complex plane. Numerical simulation cases of the GCP-controlled dynamic multi-agent system are presented to demonstrate the effectiveness of the proposed analysis methodology.

  • Access to Document (DOI)

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KOARA（リポジトリ）収録論文等 【 表示 ／ 非表示 】

KOARA（リポジトリ）収録論文等 【 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

  堀, 豊

  科学研究費補助金研究成果報告書 2021年

• 微小化学反応系における確率ゆらぎのフィードバック制御理論と実験基盤の構築

  堀, 豊

  学事振興資金研究成果実績報告書 （慶應義塾大学）  2018年

• 微小化学反応系における確率ゆらぎのフィードバック制御理論と実験基盤の構築

  堀, 豊

  学事振興資金研究成果実績報告書 （慶應義塾大学）  2017年

• 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

  堀, 豊

  科学研究費補助金研究成果報告書 2017年

総説・解説等 【 表示 ／ 非表示 】

総説・解説等 【 表示 ／ 非表示 】

• 生体分子を材料とする人工システムの設計と制御 〜生物と人工物をつなぐためのフレームワーク〜

  堀 豊

  計測と制御 60 （ 7 ）  2021年07月

  記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）, 単著

• 確率ゆらぎを利用した生体分子システムの設計

  堀 豊

  計測と制御 60 （ 5 ） 345 - 350 2021年05月

  記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）, 単著

• Modeling and Analysis of Stochastic Reaction Kinetics in Biomolecular Systems

  Yutaka Hori

  New Generation Computing 38 （ 1 ）  2020年05月

  記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）, 単著

• 制御からバイオへの越境，そして融合

  堀 豊

  計測と制御 58 （ 5 ） 323 - 324 2019年05月

  その他, 単著

• 生体分子システムにおける確率ゆらぎのモデリングと解析

  堀 豊

  計測と制御 58 （ 4 ） 253 - 257 2019年04月

  記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）, 単著

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研究発表 【 表示 ／ 非表示 】

研究発表 【 表示 ／ 非表示 】

• 疾病の超早期発見のための分岐現象のモデリング

  井上陽亮, 中島歩, 井上正樹, 堀豊

  第68回システム制御情報学会 研究発表講演会, 

  2024年05月

  , 

  口頭発表（一般）

• 安全確率の空間モード分解による大規模自律分散システムの安全性解析

  安永涼真, 仲平依恵, 堀豊

  第68回システム制御情報学会 研究発表講演会, 

  2024年05月

  , 

  口頭発表（一般）

• 伝達関数に基づくマルチエージェント分子通信システムの安定性解析

  小塚太資，堀豊

  第7回分子ロボティクス年次大会, 

  2024年03月

  , 

  ポスター発表

• 非線形最適レギュレータのモデルフリー設計のための二段階強化学習

  南芽衣, 大川佳寛, 佐々木智丈, 堀豊

  第11回 計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム, 

  2024年03月

  , 

  口頭発表（一般）

• プラスミドのコピー数制御を用いた帰還遺伝子回路の外乱抑制

  名村榛乃, 五十嵐 亮人, 堀豊

  第11回 計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム, 

  2024年03月

  , 

  ポスター発表

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競争的研究費の研究課題 【 表示 ／ 非表示 】

競争的研究費の研究課題 【 表示 ／ 非表示 】

• ロバストな分子情報処理を実現するDNA回路のフィードバック制御システムの構築

  2024年04月

  -

  2028年03月

  堀 豊, 基盤研究(B), 補助金,  研究代表者

• 反応拡散系として分子的に実装されるニューラルネットワークシステムの開発

  2023年04月

  -

  2026年03月

  研究分担者

• 再帰性と可塑性を有する分子学習モジュールのシステム設計理論

  2021年09月

  -

  2023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, 学術変革領域研究(A), 補助金,  研究代表者

• 生体分子システムにおける揺らぐ応答の分布設計

  2021年04月

  -

  2025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,  研究代表者

• 再帰性と可塑性を有する分子学習モジュールのシステム設計理論

  2021年

  -

  2022年

  文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 研究代表者

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知的財産権等 【 表示 ／ 非表示 】

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

  出願日： 2008-051149  2008年02月 

  公開日： 2009-210644  2009年09月 

  発行日： 5057334  2012年08月

  特許権, 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

  出願日： 2008-051150  2008年02月 

  公開日： 2009-210645  2009年09月 

  発行日： 5010293  2012年06月

  特許権, 共同

担当授業科目 【 表示 ／ 非表示 】

担当授業科目 【 表示 ／ 非表示 】

• プレゼンテーション技法

  2025年度

• 基礎理工学課題研究

  2025年度

• 基礎理工学特別研究第２

  2025年度

• 基礎理工学特別研究第１

  2025年度

• 卒業研究

  2025年度

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所属学協会 【 表示 ／ 非表示 】

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 】

委員歴 【 表示 ／ 非表示 】

• 2024年04月

  -

  2026年03月

  Secretary, IEEE Control Systems Society Japan Chapter

• 2023年

  -

  継続中

  Associate Editor, IEEE Transactions on Molecular, Biological and Multi-Scale Communications

• 2022年04月

  -

  2024年03月

  Treasurer, IEEE Control Systems Society, Japan Chapter

• 2022年01月

  -

  継続中

  制御部門・学術委員会委員, 計測自動制御学会

• 2021年

  Guest Editor, Advanced Robotics

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