制御工学と生体分子システム

私たちの研究室では世の中に存在する動的な対象(時間的に変化する「もの」や「こと」)を「最適化」したり「制御」したりするための 数理的なツール を研究し,機械,生物,経済などの様々な分野の人々と協力し応用しています. また,マイクロ流体デバイスや遺伝子組換技術を利用して,生物の細胞内に人工的な反応システム (遺伝子回路システム) を構築し,自在に制御するための実験技術も開発しています.数理・計算・生物・マイクロデバイスを統合するプラットフォームを構築する事で,生物を基盤とする工学システムの設計プロセスを効率化しシステム化することを目指しています.

キーワード: 制御工学,合成生物学,数理最適化,マイクロデバイス,遺伝子回路システム工学


News

  • 2020年11月: 共同研究者の竹内さん(慶應義塾大学)の論文"Microfiber-Shaped Programmable Materials with Stimuli-Responsive Hydrogel" by N. Takeuchi, S. Nakajima, K. Yoshida, R. Kawano, Y. Hori, and H. OnoeがSoft Roboticsに再録されました。
  • 2020年11月: 昨年度卒業(現在医学研究科)の古志が第4回分子ロボティクス年次大会で「DNA 温度計を内包したドロップレットによる DNA 回路の温度特性計測」(古志,堀)を発表しました.
  • 2020年11月: 修士1年 茶谷が第4回分子ロボティクス年次大会で登壇し「D/A 変換器のアナロジーを⽤いた動的な溶液⼊⼒制御のためのマイクロ流体デバイス」(茶⾕,尾上,宮廻,堀)を発表しました
  • 2020年11月: 学部4年 神戸が第63回連合講演会で登壇し「微分方程式とガウス過程回帰を用いた微細藻類の細胞増殖予測モデル」(神戸,古志,広川,池田,辻本,中村,尹,堀)を発表します.株式会社シーエムディーバイオ様との共同研究の成果です.
  • 2020年11月: 修士2年 小塚が第63回連合講演会で登壇し「空間周波数サブシステム分解に基づく細胞間分子通信システムの外乱応答解析」(小塚,堀)を発表します.
  • 2020年11月: 堀が第63回連合講演会で登壇し「数理最適化による反応移流拡散システムのパターン形成解析」(堀,宮廻)を発表します.宮廻裕樹先生(東京大学)との共同研究の成果です.
  • 2020年11月: 第4回分子ロボティクス年次大会が行われる予定です(堀が実行委員長を務めています).
  • 2020年9月: 修士2年 増元さんのサマーインターンシップでの活動が記事で紹介されました
  • 2020年8月: 原辰次先生(東大・東工大名誉教授),岩崎徹也先生(UCLA)との共著論文 "Instability Margin Analysis with Application to Biological Oscillations" がarXivで公開されました.preprint
  • 2020年7月: 修士2年 鈴木らの論文 "A Quartz Crystal Microbalance based Portable Gas Sensing Platform for On-demand Human Breath Monitoring" by R. Suzuki, T. Emura, Y. Tokura, N. Kawamura, Y. HoriがIEEE Accessに採録されました.論文
  • 2020年7月: 原辰次先生(東大・東工大名誉教授),岩崎徹也先生(UCLA)との共著論文 "Robust Instability Analysis with Application to Neuronal Dynamics"がIEEE CDC2020に採択されました.preprint.
  • 2020年7月: 修士1年 松永, 修士2年 植村の共著論文がIEEE CDC2020に採択されました.12月のIEEE CDCにて登壇し論文"Finite-time Stability Analysis for Resource Limited Chemical Reactions"を発表する予定です.
  • 2020年6月: 修士1年 松永,修士2年 植村の共著論文"Finite-time Stability Analysis for Resource Limited Chemical Reactions"がIEEE Control Systems Lettersに採録されました.
  • 2020年6月: 堀が第1回SICEポストコロナ未来社会ワークショップ: パンデミックとシステム・制御・ネットワーク理論で講演「感染症の人口動態モデルとその不確かさ」とパネルディスカッションを行いました.
  • 2020年5月: 論文 "Modeling and Analysis of Stochastic Reaction Kinetics in Biomolecular Systems" by Yutaka Hori が New Generation Computingに掲載されました.
  • 2020年3月: 論文 "Robust Instability Analysis with Application to Neuronal Dynamics" by Shinji Hara, Tetsuya Iwasaki and Yutaka Hori がarXiv.orgで公開されました.
  • 2020年3月: 修士2年 森田の研究「筋力学モデルの不確かさを定量化するためのパラメタ集合同定法」の予稿が計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム(MSCS)の予稿集に掲載されました(コロナウイルス感染症対策のため開催中止).
  • 2020年3月: 修士1年 増元の研究「制御対象の事前情報を利用した出力フィードバック最適制御器の効率的な学習に向けて」の予稿が計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム(MSCS)の予稿集に掲載されました(コロナウイルス感染症対策のため開催中止).
  • 2020年3月: 学部4年 松永の研究「リソースに制約のある化学反応の有限時間安定性の解析法」の予稿が計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム(MSCS)の予稿集に掲載されました(コロナウイルス感染症対策のため開催中止).
  • 2020年1月: 堀が講演「制御工学的アプローチによる遺伝子回路の設計と実装」を第77回BMIRCセミナー (九州工業大学)にて行います.
  • 2020年1月: 共同研究者の修士2年 竹内さん(慶大) が "LOCALLY BENDABLE STIMULI-RESPONSIVE HYDROGEL ACTUATOR WITH AXIALLY PATTERNED FUNCTIONAL MATERIALS" (with S. Nakajima, R. Kawano, Y. Hori and H. Onoe)をMEMS2020にて発表します.
  • 2019年12月: 共同研究者の修士2年 竹内さん(慶大) が 「バルブ付きマイクロ流体デバイスによる刺激応答性軸方向パターニングゲルの構築」(竹内,中島, 川野,堀,尾上)をサイボウニクス研究会にて発表します.
  • 2019年12月: 修士2年 古志が "Droplet based characterization of temperature dependent kinetics of DNA circuits" (with Y. Hori) を Industry-UCB-UEC-keio Workshop 2019にて発表しました.
  • 2019年12月: 修士2年 森田が "Parameter set identification for uncertainty quantification of muscle mechanical models" (with T. Uchiyama and Y. Hori) を Industry-UCB-UEC-keio Workshop 2019にて発表しました.
  • 2019年12月: 修士2年 若命が"A microfluidic actuator for dynamic control of biomolecular reactions" (with Y. Hori) を Industry-UCB-UEC-keio Workshop 2019にて発表しました
  • 2019年12月: 修士1年 植村が"Outer approximation of solution sets for uncertain dynamic polynomial systems" (with Y. Hori) を Industry-UCB-UEC-keio Workshop 2019にて発表しました
  • 2019年12月: 学部4年 山本が "Gain Control of Genetic Circuits using Decoy Promoters" (with Y. Hori) を Industry-UCB-UEC-keio Workshop 2019にて発表しました.
  • 2019年12月: 学部4年 今井が "Position feedback control of micro particles using dielectrophoresis" (with S.H. Kim, A.J. Genot, Y. Monnai, T. Fujii and Y. Hori) を Industry-UCB-UEC-keio Workshop 2019にて発表しました.
  • 2019年12月: 国際会議論文"Semidefinite programming for Turing instability analysis in molecular communication networks" by Y. Hori and H. Miyazakoが採択され堀がIEEE Conference on Decision and Controlにて登壇します. (東京大学 宮廻博士との共同研究).
  • 2019年10月: 共同研究者の修士1年鈴木隆起さんが「Raspberry Piを用いたWebブラウザ表示型高感度マルチガスセンサ」(鈴木,江村,都倉,阿部,堀,白鳥)を第9 回CSJ 化学フェスタ 2019にて発表しました.
  • 2019年10月: 修士2年 小塚の国際会議論文"Disturbance response analysis of cell-to-cell communication systems based on spatial frequency decomposition" by T. Kotsuka and Y. Hori が採択されIFAC Conference on Foundations of Systems Biology in Engineeringにて登壇します.
  • 2019年9月: 共同研究者の修士1年江村鷹基さんが「Rasberry Piを用いたWebブラウザ表示型リアルタイムマルチガス分析」(江村,鈴木,都倉,阿部,堀,白鳥)を電子情報通信学会ソサイエティ大会にて発表しました.
  • 2019年9月: 湘南ビレッジセンターで開催されるワークショップFormal methods for the synthesis of biomolecular circuitsで堀が登壇します.
  • 2019年7月: 論文"Robust stability analysis for LTI systems with generalized frequency variables and its application to gene regulatory networks" by S. Hara, T. Iwasaki and Y. Hori がAutomaticaに出版されました
  • 2019年7月: 堀が担当する「競技プログラミング有志チーム」の第3期生メンバー60名 (20チーム) がACM国際大学対抗プログラミングコンテストに参加しました.3チームが11月に行われるアジア地区横浜大会への進出を決めました (正式順位表).
  • 2019年5月: 堀のリレー記事「制御からバイオへの越境,そして融合」が計測と制御に掲載されました
  • 2019年4月: 堀の解説記事「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」が計測と制御に掲載されました