東北大学研究者紹介

アンドウ　ヒロヤス

安東　弘泰

Hiroyasu Ando

所属

高等研究機構材料科学高等研究所　数理科学オープンイノベーションセンター

職名

教授

学位

博士（情報理工学）（東京大学）
博士(情報理工学)(東京大学)
修士（科学）（東京大学）

researchmap

https://researchmap.jp/read0123694

J-GLOBAL ID

200901094473422088

e-Rad 研究者番号

20553770

経歴 6

2021年10月～継続中

東北大学　材料科学高等研究所　教授
2017年4月～ 2021年9月

筑波大学　システム情報系　准教授
2014年4月～ 2017年3月

筑波大学　システム情報系　助教
2012年4月～ 2014年3月

理化学研究所　脳科学総合研究センター　研究員
2009年4月～ 2012年3月

理化学研究所　基礎科学特別研究員
2007年4月～ 2009年3月

ERATO合原複雑数理モデルプロジェクト　研究員

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学歴 2

東京大学大学院　情報理工学系研究科　数理情報学専攻博士課程

～ 2007年3月
東京大学　工学部　計数工学科

～ 2002年3月

所属学協会 2

日本物理学会
電子情報通信学会

研究分野 2

情報通信 / 生命、健康、医療情報学 /
情報通信 / 感性情報学 /

論文 100

Time-Series Prediction of Calcium Carbonate Concentration in Flue Gas Desulfurization Equipment by Optimized Echo State Network 査読有り

Shunsuke Takagaki, Koki Tateishi, Hiroyasu Ando

Artificial Neural Networks and Machine Learning – ICANN 2023　281-292　2023年9月22日
出版者・発行元：Springer Nature Switzerland
DOI： 10.1007/978-3-031-44223-0_23 　

ISSN：0302-9743

eISSN：1611-3349
Functional improvement in β cell models of type 2 diabetes using on-demand feedback control 査読有り

K. Koyama, H. Ando, K. Fujiwara

AIP Advances　13　(4)　2023年4月1日
出版者・発行元：AIP Publishing
DOI： 10.1063/5.0124625 　

eISSN：2158-3226

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The bursting activity of pancreatic β cells is correlated with insulin secretion. Although normal pancreatic β cells show periodic bursting, the bursting activity becomes irregular in dysfunctional pancreatic β cells of type 2 diabetic patients. In this study, we modeled the dynamics of dysfunctional pancreatic β cells using differential equations. We investigated it in terms of energy efficiency of control. The control method is considered for on-demand electrical stimulation using the methodology of chaos control. Numerical simulation results show that the bursts are controlled in a periodic rhythm by the feedback mechanism. In addition, we found input timings that induce energy efficient control for rhythmic bursts. These results suggest that chaos control can improve insulin secretion, which might contribute to type 2 diabetes treatment.
Predicting traffic breakdown on expressways using linear combination of vehicle detector data 査読有り

Rikuto Shigemi, Hiroyasu Ando, Kentaro Wada, Risa Mukai

Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE　14　(2)　416-427　2023年
出版者・発行元：Institute of Electronics, Information and Communications Engineers (IEICE)
DOI： 10.1587/nolta.14.416 　

eISSN：2185-4106
Network formation of next generation electric power and mobility in rural area 査読有り

Yumi Watahiki, Hiroyasu Ando, Isamu Takahara

2022 IEEE International Conference on Big Data (Big Data)　2022年12月17日
出版者・発行元：IEEE
DOI： 10.1109/bigdata55660.2022.10020367 　
Stochastic Analysis and Price Mechanism of Car/Ride-Share System Considering Road Congestion 査読有り

Queueing Models and Service Management,　5　(2)　1-27　2022年
Queueing Model of Circular Demand Responsive Transportation System: Theoretical Solution and Heuristic Solution 査読有り

2022年
出版者・発行元：None
DOI： 10.5220/0010845300003117 　
Queueing Analysis of a Mixed Model of Public and Demand Responsive Transportations 査読有り

Ayane Nakamura, Tuan Phung-Duc, Hiroyasu Ando

Lecture Notes in Computer Science　457-471　2021年11月27日
出版者・発行元：Springer International Publishing
DOI： 10.1007/978-3-030-91825-5_28 　

ISSN：0302-9743

eISSN：1611-3349
Queueing analysis of a Car/Ride-Share system 査読有り

Ayane Nakamura, Tuan Phung-Duc, Hiroyasu Ando

Annals of Operations Research　310　(2)　661-682　2021年10月16日
出版者・発行元：Springer Science and Business Media LLC
DOI： 10.1007/s10479-021-04313-8 　

ISSN：0254-5330

eISSN：1572-9338
Multiple transition of synchronization by interaction of external and internal forces in bursting oscillator networks 査読有り

Koyama, Keita, Ando, Hiroyasu, Fujiwara, Kantaro

Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE　3　(12)　545-553　2021年7月
出版者・発行元：The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers
DOI： 10.1587/nolta.12.545 　

ISSN：2185-4106

eISSN：2185-4106
Mathematical analysis of the effect of portal vein cells on biliary epithelial cell differentiation through the Delta-Notch signaling pathway 国際誌査読有り

Yoshihara, Masaharu, Nishino, Teppei, Yadav, Manoj Kumar, Kuno, Akihiro, Nagata, Takeshi, Ando, Hiroyasu, 高橋智

BMC Research Notes　14　(1)　243-243　2021年6月

DOI： 10.1186/s13104-021-05656-y 　
A model of computing with road traffic dynamics 査読有り

Ando, Hiroyasu, Chang, Hanten

Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE　12　(2)　175-180　2021年4月
出版者・発行元：The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers
DOI： 10.1587/nolta.12.175 　

ISSN：2185-4106

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Reservoir computing derived from recurrent neural networks is more applicable to real world systems than deep learning because of its low computational cost and potential for physical implementation. Specifically, physical reservoir computing, which replaces the dynamics of reservoir units with physical phenomena, has recently received considerable attention. In this study, we propose a method of exploiting the dynamics of road traffic as a reservoir, and numerically confirm its feasibility by applying several prediction tasks based on a simple mathematical model of the traffic flow.
Decentralized algorithms for consensus-based power packet distribution 査読有り

Baek, Seongcheol, Ando, Hiroyasu, Hikihara, Takashi

Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE　12　(2)　181-193　2021年4月
出版者・発行元：The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers
DOI： 10.1587/nolta.12.181 　

ISSN：2185-4106

eISSN：2185-4106

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Power packets are proposed as a transmission unit that can deliver power and information simultaneously. They are transferred using the store-and-forward method of power routers. A system that achieves power supply/demand in this manner is called a power packet network (PPN). A PPN is expected to enhance structural robustness and operational reliability in an energy storage system (ESS) with recent diverse distributed sources. However, this technology is still in its early stage and faces numerous challenges, such as high cost of implementation and complicated energy management. In this paper, we propose a novel power control based on decentralized algorithms for a PPN. Specifically, the power supply is triggered and managed by communications between power routers. We also discuss the mechanism of the decentralized algorithm for the operation of power packets and reveal the feasibility of the given control method and application by forming biased power flows on the consensus-based distribution.
Decentralized learning with virtual patients for medical diagnosis of diabetes. 査読有り

Yuta, Takahashi, Han-ten, Chang, Akie, Nakai, Rina, Kagawa, Hiroyasu, Ando, Akira, Imakura, Yukihiko, Okada, Hideo, Tsurushima, Kenji, Suzuki, Tetsuya, Sakurai

SN Computer Science　2　(239)　2021年4月
Predicting traffic breakdown in urban expressways based on simplified reservoir computing 査読有り

Okamoto, Taiga, Ando, Hiroyasu, Wada, Kentaro, Mukai, Risa, Nishiumi, Yoshifumi, Tamagawa, Dai

Proceedings of AAAI 2021 AI for Urban Mobility Workshop　2021年2月
Foot traffic prediction for large-scale events based on pattern-aware neural regression 査読有り

Okukubo, Takafumi, Bando, Yoshiaki, Onishi, Masaki, Ando, Hiroyasu

Proceedings of AAAI 2021 AI for Urban Mobility Workshop　2021年2月
Queueing Analysis and Price Mechanism of Car/Ride-Share System Considering Road Congestion

Ayane, Nakamura, Tuan, Phung-Duc, 安東弘泰

第37回（2020年度）待ち行列シンポジウム「確率モデルとその応用」　89-98　2021年1月
Effect of external and internal forces on synchronization of bursting oscillator networks 査読有り

Koyama, Keita, Hiroyasu, Ando, Fujiwara, Kantaro

Proceedings of The 2020 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA2020)　2020年11月
A Stochastic Model for Car/Ride-Share Service by a Bus Company 査読有り

Ayane, Nakamura, Tuan, Phung-Duc, Hiroyasu, Ando

Proceedings of The 2020 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA2020)　312-315　2020年11月
Privacy‑Preserving Data Sharing by Integrating Perturbed Distance Matrices 査読有り

Chang, Hanten, Ando, Hiroyasu

SN Computer Science　1　(3)　121　2020年5月
Consensus-based distribution of power packets and decentralized control for routing 査読有り

Baek, Seongcheol, Ando, Hiroyasu, Hikihara, Takashi

AIP CHAOS　30　(3)　033115　2020年3月
出版者・発行元：AIP
DOI： 10.1063/1.5134735 　

ISSN：1054-1500

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A power packet distribution network is expected to be one of the advanced power distribution systems, providing high controllability in both energy management and failure management. Regarding network operations, the power packet transmission is governed by switching operation within each of the routers. Here, the power distribution through power packets exhibits consensus-like dynamical behaviors. These features lead to the question of a consensus dynamics on switching topology and routing controls for appropriate power flows. Our approach to the above subjects is based on the dynamical modeling and the emulation of dynamics through the decentralized control of routers. The simulations on a ring-structure network, of the power distribution, reveal that the dynamical solution of the unbiased distribution is feasible via the decentralized control, while in the biased case, the result shows two behavioral fragments, which is quite different from the dynamical solution. In this discussion, we propose a decentralized algorithm that contains only fundamental functions for the packet transmission and is able to be redesigned or extended for further applications.
Privacy Preserving Data Sharing by Integrating Perturbed Distance Matrices 査読有り

Chang, Hanten, Ando, Hiroyasu

Proc. of The AAAI Workshop on Privacy-Preserving Artificial Intelligence @AAAI-20　2020年2月
ミニチュア交通模型における自律走行実験及び最適速度モデルとの比較

安東, 弘泰, 岡本, 大河, 野口, 宇宙

自動制御連合講演会講演論文集　63　704-707　2020年
出版者・発行元：自動制御連合講演会
DOI： 10.11511/jacc.63.0_704 　
待ち行列理論を用いたカーシェアリングとライドシェアリングの混合モデル

中村, 彩音, Tuan, Phung-Duc, 安東, 弘泰

待ち行列シンポジウム「確率モデルとその応用」　98-107　2020年1月
レゴブロックを用いた地域交通課題解決の提言 -つくば市及び北海道道北部を対象に-

下津大輔, 太田和志, ソルステインソン慧グンナル, 橋村ちひろ, 加古捺巳, 辻本隆宏, 野口宇宙, 安東, 弘泰, 大澤義明

第17回ITSシンポジウム2019　2019年12月
Causal Effect Estimation Dealing with Latent Non-Gaussian Confounders 査読有り

Chang, Hanten, Ando, Hiroyasu, Kobayashi, Yusuke

Proc. of International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications 2019 (NOLTA2019)　36-37　2019年12月
Dynamical Effect of Syntrophic Association on a Bacterial Community Composition 査読有り

Nakaoka, Shinji, Ando, Hiroyasu

Proc. of International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications 2019 (NOLTA2019)　119-122　2019年12月
A Simulation Study of Energy Propagation in Bio-Mimetic Networks 査読有り

Kawawa, Keiga, Ando, Hiroyasu

Proc. of International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications 2019 (NOLTA2019)　123-126　2019年12月
Power Packet Distribution Problem on Switching Topology with Demanding Nodes Through Consensus-Based Approach 査読有り

Baek, Seongcheol, Ando, Hiroyasu, Hikihara, Takashi

Proc. of International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications 2019 (NOLTA2019)　177-178　2019年12月
時間遅れフィードバック法を用いたポテンシャル中のブラウン運動の制御

小林幹, 安東, 弘泰

自動制御連合講演会講演論文集　62　2019年11月
システムに対するリザバー計算の予測性能評価

安東, 弘泰, 小林幹

自動制御連合講演会講演論文集　62　2019年11月
Queueing Analysis for a Mixed Model of Carsharing and Ridesharing 査読有り

Nakamura, Ayane, Tuan, Phung-Duc, Ando, Hiroyasu

Lecture Notes in Computer Science (Proc. of The 25th International Conference on Analytical & Stochastic Modelling Techniques & Applications ASMTA-2019 )　12023　42-56　2019年10月
出版者・発行元：Springer
DOI： 10.1007/978-3-030-62885-7_4 　
待ち行列理論を用いたカーシェアリングとライドシェアリングの混合モデルに関する検討

中村, 彩音, Tuan, Phung-Duc, 安東, 弘泰

２０１９年度日本オペレーションズ・リサーチ学会秋季研究発表会　2019年9月
エコーステートネットワークの予測能力に関する活性化関数の影響

張, 瀚天, 中岡慎治, 安東, 弘泰

電子情報通信学会技術研究報告　119　(157)　27-30　2019年8月
生体模倣ネットワークモデルにおけるエネルギー伝搬のシミュレーション

川勾啓雅, 安東, 弘泰

電子情報通信学会技術研究報告　118　(519)　49-54　2019年3月
自律分散システムにおける余剰電力取引に関する基礎的検討

會田拓海, 安東, 弘泰

電子情報通信学会技術研究報告　118　(519)　37-42　2019年3月
大学を拠点とするモビリティサービス

安東弘泰, 髙原勇, 大澤, 義明

ｵﾍﾟﾚｰｼｮﾝｽﾞ・ﾘｻｰﾁ　(8月)　447-452　2019年
出版者・発行元：公益社団法人日本オペレーションズ・リサーチ学会
複数内部状態をもつモバイル振動子ネットワークの同期

岡本大河, 安東, 弘泰

第61回自動制御連合講演会　2018年11月
時間遅れフィードバック制御の確率システムへの応用

安東, 弘泰, 小林幹, 竹原浩太

第61回自動制御連合講演会　2018年11月
A bio-inspired power sharing model in consensus networks 査読有り

Ando, Hiroyasu, Hikihara, Takashi

Proc. of International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications 2018 (NOLTA2018)　84-85　2018年9月
Control of deterministic diffusion in chaotic systems with time-delayed feedback control 査読有り

Kobayashi, Miki U, Ando, Hiroyasu

Proc. of International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications 2018 (NOLTA2018)　122　2018年9月
Automata Modeling on Power Packet Distribution Network for Power Flow Analysis 査読有り

Baek, Seongcheol, Ando, Hiroyasu, Hikihara, Takashi

Proc. of International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications 2018 (NOLTA2018)　465-467　2018年9月
Generative Adversarial Network-Based Approach to Signal Reconstruction from Magnitude Spectrogram 査読有り

Oyamada, Keisuke, Kameoka, Hirokazu, Kaneko, Takuhiro, Tanaka, Kou, Hojo, Nobukatsu, Ando, Hiroyasu

Proc. of 26th European Signal Processing Conference　2528-2532　2018年9月
A resource sharing model in a power packet distribution network 査読有り

Ando, Hiroyasu, Takahashi, Ryo, Azuma, Shun-ichi, Hasegawa, Mikio, Yokoyama, Tomoki, Hikihara, Takashi

Proc. of the 2018 International Power Electronics Conference　3665-3669　2018年5月
A Study on Distributed Control of Power Packet Distribution Network based on Consensus Model (複雑コミュニケーションサイエンス) 査読有り

白成哲, 安東弘泰, 引原隆士

電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報　118　(76)　2018年1月
出版者・発行元：電子情報通信学会
ISSN：0913-5685
A Study on Distributed Control of Power Packet Distribution Network based on Consensus Model (非線形問題) 査読有り

白成哲, 安東弘泰, 引原隆士

電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報　118　(75)　2018年1月
出版者・発行元：電子情報通信学会
ISSN：0913-5685
Special issue on power distribution and processing

Ando, Hiroyasu, Azuma, Shun-ichi

NOLTA, IEICE　9　(3)　305-305　2018年
出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会
DOI： 10.1587/nolta.9.305 　

ISSN：2185-4106
Mathematical Model of TRPM2 Activation in Pancreatic β-cells 査読有り

Fujiwara, Kantaro, Ando, Hiroyasu, Ikeguchi, T, Yoshida, M, Kakei, M

Proceedings of the 2017 Symposium on Nonlinear Theory and its Applications　387-390　2017年12月
A bio-inspired pattern dynamics of power flow in consensus networks 査読有り

Ando, Hiroyasu, Hasegawa, Mikio, Hikihara, Takashi

Proceedings of the 2017 Symposium on Nonlinear Theory and its Applications　108-111　2017年12月
膵β細胞の数理モデルにおけるノイズの影響について

古城知祥, 安東, 弘泰, 藤原寛太郎, 吉田昌史, 加計正文

電子情報通信学会技術研究報告 CCS2017-25(2017-11)　25-28　2017年11月
Time-delayed feedback control of diffusion in random walkers 査読有り

Ando, Hiroyasu, Takehara, Kohta, Kobayashi, Miki U

PHYSICAL REVIEW E　96　(1)　012148-12148　2017年7月
出版者・発行元：AMER PHYSICAL SOC
DOI： 10.1103/PhysRevE.96.012148 　

ISSN：1539-3755

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Time delay in general leads to instability in some systems, while specific feedback with delay can control fluctuated motion in nonlinear deterministic systems to a stable state. In this paper, we consider a stochastic process, i.e., a random walk, and observe its diffusion phenomenon with time-delayed feedback. As a result, the diffusion coefficient decreases with increasing delay time. We analytically illustrate this suppression of diffusion by using stochastic delay differential equations and justify the feasibility of this suppression by applying time-delayed feedback to a molecular dynamics model.
Power Processing for Advanced Power Distribution and Control 査読有り

Ryo Takahashi, Shun-ichi Azuma, Mikio Hasegawa, Hiroyasu Ando, Takashi Hikihara

IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS　E100B　(6)　941-947　2017年6月
出版者・発行元：IEICE-INST ELECTRONICS INFORMATION COMMUNICATIONS ENG
DOI： 10.1587/transcom.2016EBN0005 　

ISSN：0916-8516

eISSN：1745-1345

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A power packet dispatching system is proposed to realize the function of power on demand. This system distributes electrical power in quantized form, which is called power processing. This system has extensibility and flexibility. Here, we propose to use the power packet dispatching system as the next generation power distribution system in self-established and closed system such as robots, cars, and aircrafts. This paper introduces the concept and the required researches to take the power packet dispatching system in practical phase from the total viewpoints of devices, circuits, power electronics, system control, computer network, and bio-inspired power consumption.
Power processing for advanced power distribution and control 査読有り

Ryo Takahashi, Shun-Ichi Azuma, Mikio Hasegawa, Hiroyasu Ando, Takashi Hikihara

IEICE Transactions on Communications　E100B　(6)　941-947　2017年6月1日
出版者・発行元：Maruzen Co., Ltd.
DOI： 10.1587/transcom.2016EBN0005 　

ISSN：1745-1345 0916-8516

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A power packet dispatching system is proposed to realize the function of power on demand. This system distributes electrical power in quantized form, which is called power processing. This system has extensibility and flexibility. Here, we propose to use the power packet dispatching system as the next generation power distribution system in selfestablished and closed system such as robots, cars, and aircrafts. This paper introduces the concept and the required researches to take the power packet dispatching system in practical phase from the total viewpoints of devices, circuits, power electronics, system control, computer network, and bio-inspired power consumption.
TRPM2チャネルの膜電位特性の数理モデル解析査読有り

藤原寛太郎, 安東, 弘泰, 池口徹, 吉田昌史, 加計正文

第60回日本糖尿病学会年次学術集会論文集　2017年5月
IoT車両情報による実測燃費の地域特性分析―豊田市実証実験の気候と速度域別の実測燃費― 査読有り

髙原勇, 安東,弘泰, 大澤義明

環境共生　30　65　2017年3月
出版者・発行元：日本環境共生学会本部事務局
ISSN：1346-3489
ブロック玩具によるプロジェクションマッピング模型を用いた地域設計の検討

松林道雄, 野口宇宙, 小山田圭佑, 村山透, 安東弘泰, 高原勇, 大澤, 義明

第40回情報・システム・利用・技術シンポジウム2017　307-310　2017年
出版者・発行元：日本建築学会・情報システム技術委員会
時間遅れフィードバックを用いた拡散制御2

小林, 幹, 安東, 弘泰, 山田, 道夫

自動制御連合講演会講演論文集　60　(0)　775-776　2017年
出版者・発行元：自動制御連合講演会
DOI： 10.11511/jacc.60.0_775 　
Non-native speech conversion with consistency-aware recursive network and generative adversarial network 査読有り

Keisuke Oyamada, Hirokazu Kameoka, Takuhiro Kaneko, Hiroyasu Ando, Kaoru Hiramatsu, Kunio Kashino

2017 ASIA-PACIFIC SIGNAL AND INFORMATION PROCESSING ASSOCIATION ANNUAL SUMMIT AND CONFERENCE (APSIPA ASC 2017)　182-188　2017年
出版者・発行元：IEEE
ISSN：2309-9402

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This paper deals with the problem of automatically correcting the pronunciation of non-native speakers. Since the pronunciation characteristics of non-native speakers depend heavily on the context (such as words), conversion rules for correcting pronunciation should be learned from a sequence of features rather than a single-frame feature. For the on-line conversion of local sequences of features, we construct a neural network (NN) that takes a sequence of features as an input/output, generates a sequence of features in a segment-by-segment fashion and guarantees the consistency of the generated features within overlapped segments. Futhermore, we apply a recently proposed generative adversarial network (GAN)-based postfilter to the generated feature sequence with the aim of synthesizing natural-sounding speech. Through subjective and quantitative evaluations, we confirmed the superiority of our proposed method over a conventional NN approach in terms of conversion quality.
A Simulation Study of an Algorithm for Distributing Power Packets in a Network 査読有り

Ando,Hiroyasu, Shun-ichi,Azuma, Ryo,Takahashi

Proceedings of the 2016 Symposium on Nonlinear Theory and its Applications　2016年11月
IoT実測燃費の経路特性解析－制限速度の可変性に向けて－

高原勇, 安東弘泰, 大澤義明

ｵﾍﾟﾚｰｼｮﾝｽﾞ・ﾘｻｰﾁ学会2016年秋季研究発表会　102-103　2016年9月
IoT実測燃費の気候特性解析－自動運転の知能化に向けて－

安東弘泰, 高原勇, 大澤義明

ｵﾍﾟﾚｰｼｮﾝｽﾞ・ﾘｻｰﾁ学会2016年秋季研究発表会　100-101　2016年9月
時間遅れフィードバックによる確率的拡散の制御

Ando, Hiroyasu, 小林幹

電子情報通信学会技法　116　(151)　7-8　2016年7月
Numerical analysis of bursting activity in an isolated pancreatic β-cell model 査読有り

Ando,Hiroyasu, Kantaro,Fujiwara

Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE　7　(2)　217-225　2016年4月
出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会
DOI： 10.1587/nolta.7.217 　

ISSN：2185-4106

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Pancreatic β-cells exhibit bursting electrical activity, which is correlated with insulin secretion. It has been reported that several ionic channels may contribute to the characteristic electrical activities of these cells but their mechanisms are still unclear. In this study, we examined how the characteristic electrical activity of isolated β-cells occurs. Using a simple mathematical model of pancreatic β-cells, we found that conductances of the voltage-sensitive mixed ion channel and voltage-sensitive potassium channel contribute to such electrical activity. In addition, we found that noise can play a key role in this activity. These results imply that the bursting electrical activity of pancreatic β-cells can be controlled by ionic conductances or noise. Such control enables medical application of β-cells in type II diabetes, wherein insulin secretion is difficult to control. Our findings may contribute to a novel treatment for type II diabetes.
時間遅れフィードバックによる確率システムの制御

安東,弘泰, 小林,幹

日本物理学会講演概要集　71　(1)　2943-2943　2016年3月
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
DOI： 10.11316/jpsgaiyo.71.1.0_2943 　

ISSN：2189-079X
確率過程制御のための時間遅れフィードバック法

小林,幹, 安東,弘泰

日本物理学会講演概要集　71　(1)　3141-3141　2016年3月
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
DOI： 10.11316/jpsgaiyo.71.1.0_3141 　

ISSN：2189-079X
固定ノードを有するモバイル振動子ネットワークのシミュレーションによる検討

大島, 佑起, 藤原, 直哉, 合原, 一幸, 安東, 弘泰

生産研究　68　(3)　247-250　2016年
出版者・発行元：東京大学生産技術研究所
ISSN：0037-105X

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近年，テンポラルネットワークの一種として，素子が移動しながらネットワークの構造を変化させるモバイル振動子ネットワークが，移動体通信などへの応用可能性から注目されている．そこで本稿では，モバイル振動子ネットワークにおいて，ネットワーク全体が同期するまでの時間に対する固定ノードを導入した際の影響を調べる．シミュレーションによる検討の結果，全ノード中のある一定割合のノードが固定されているときに同期にかかる時間が最も短くなることが分かった．さらに，同期時間の固定ノード数への依存性を調べるための理論解析を行った．
時間遅れフィードバックによる多粒子系の拡散制御

安東, 弘泰, 小林, 幹

自動制御連合講演会講演論文集　59　(0)　1094-1095　2016年
出版者・発行元：自動制御連合講演会

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本研究では、時間遅れフィードバック制御が１粒子系でその確率的拡散を制御可能であるという知見をもとに、その制御を多粒子系へ応用する。ここでは、簡単な多粒子のランダムウォークモデルや、分子動力学のモデルを対象とする。また、実用に向けて、精度の粗い制御の効果も検証する。
時間遅れフィードバックを用いた拡散制御

小林, 幹, 安東, 弘泰

自動制御連合講演会講演論文集　59　(0)　237-238　2016年
出版者・発行元：自動制御連合講演会

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最近我々は時間遅れフィードバック法を用いてウィナー過程を制御できることを主に数値計算を用いることで示した。本講演では、この制御機構を理論的観点から考察する。
Consensus Dynamics in Switching Networks for Distributing Power Packets 査読有り

Hiroyasu Ando, Shun-ichi Azuma, Ryo Takahashi

IFAC PAPERSONLINE　49　(22)　351-354　2016年
出版者・発行元：ELSEVIER SCIENCE BV
DOI： 10.1016/j.ifacol.2016.10.422 　

ISSN：2405-8963

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Power packet dispatching system is one of promising technologies for energy saving. To enhance this system, we propose an efficient algorithm for distributing power packets. As the first step, we consider the consensus dynamics in a network by assuming the state variable at each node as an amount of power. In addition, we assume that networks are switching, namely the topology of a network changes in time. These assumptions are effective for distributing power packets among power network systems in terms of decentralized control. We demonstrate numerical simulations for a small-scale network and discuss the results for an application to the power packet dispatching systems, such as variability of power storage at a node, control of power distribution over a network, and topology estimation from time series. (C) 2016, IFAC (International Federation of Automatic Control) Hosting by Elsevier Ltd. All rights reserved.
Influence of ionic currents on a simple model for pancreatic beta cells 査読有り

Hiroyasu,Ando, Kantaro,Fujiwara

Proc. of International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications 2015 (NOLTA2015)　2015年12月
時間遅れフィードバック法を用いたナノデバイスの揺らぎの制御

小林幹, 安東,弘泰

第５８回自動制御講演会論文集　2015年11月
モバイル振動子ネットワークの同期における固定素子の影響

大島佑起, 藤原直哉, 安東,弘泰

信学技報（IEICE Technical Report）　IEICE-115　(no.300)　29-33　2015年11月
Communicability angles reveal critical edges for network consensus dynamics 査読有り

Ernesto Estrada, Eusebio Vargas-Estrada, Hiroyasu Ando

PHYSICAL REVIEW E　92　(5)　052809-1-052809-10　2015年11月
出版者・発行元：AMER PHYSICAL SOC
DOI： 10.1103/PhysRevE.92.052809 　

ISSN：1539-3755

eISSN：1550-2376

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We consider the question of determining how the topological structure influences a consensus dynamical processes taking place on a network. By considering a large data set of real-world networks we first determine that the removal of edges according to their communicability angle, an angle between position vectors of the nodes in an Euclidean communicability space, increases the average time of consensus by a factor of 5.68 in real-world networks. The edge betweenness centrality also identifies, in a smaller proportion, those critical edges for the consensus dynamics; i.e., its removal increases the time of consensus by a factor of 3.70. We justify theoretically these findings on the basis of the role played by the algebraic connectivity and the isoperimetric number of networks on the dynamical process studied and their connections with the properties mentioned before. Finally, we study the role played by global topological parameters of networks on the consensus dynamics. We determine that the network density and the average distance-sum, which is analogous of the node degree for shortest-path distances, account for more than 80% of the variance of the average time of consensus in the real-world networks studied.
A Feedback Control of Fluctuations in Simple Molecular Dynamics 査読有り

Hiroyasu,Ando, Miki,U. Kobaysahi

Proc. of the 4th IFAC Conference on Analysis and Control of Chaotic Systems, CHAOS 2015　262-266　2015年8月
時間遅れフィードバックを用いた確率過程の制御 : 制御法と解析

安東, 弘泰, 小林, 幹

日本物理学会講演概要集　70　(1)　2871-2871　2015年3月
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
DOI： 10.11316/jpsgaiyo.70.1.0_2871 　

ISSN：2189-079X
時間遅れフィードバックを用いた確率過程の制御 : ナノシステムへの応用に向けて

小林,幹, 安東,弘泰

日本物理学会講演概要集　70　(1)　2872-2872　2015年3月
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
DOI： 10.11316/jpsgaiyo.70.1.0_2872 　

ISSN：2189-079X
時間遅れフィートバックを用いた確率過程の制御 –理論的考察 –

安東,弘泰, 小林幹

第57回自動制御連合講演会論文集　1034-1035　2014年11月
遅れフィートバックを用いた確率過程の制御 — ナノ粒子系への応用に向けて —

小林幹, 安東,弘泰

自動制御連合講演会講演論文集　57　1019-1020　2014年11月
出版者・発行元：自動制御連合講演会
DOI： 10.11511/jacc.57.0_1019 　

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粒子のスケールが原子サイズに近くなるにつれて熱拡散の影響は無視出来なくなる．最近，熱拡散下で運動する粒子の運動を制御する方法が遅れフィードバック法を拡張する事で実現された[安東氏の講演]．本講演では，この手法をナノ粒子の運動やナノデバイスの制御に適用した結果を報告する予定である．
Communication Robustness in Graphs Measured by the Communicability 査読有り

Ando,Hiroyasu, Ernesto,Estrada

Proc. of International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications 2014 (NOLTA2014)　533-536　2014年9月
時間遅れフィードバックによるランダムウォークの抑制

安東,弘泰

第56回自動制御連合講演会論文集　1216-1217　2013年11月
Adaptive Control of Transient Dynamics to Periodic Orbits 査読有り

Ando,Hiroyasu, Aihara,Kazuyuki

Proceedings of the 2013 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications　82-85　2013年9月
State concentration exponent as a measure of quickness in Kauffman-type networks 査読有り

Shun-ichi Amari, Hiroyasu Ando, Taro Toyoizumi, Naoki Masuda

PHYSICAL REVIEW E　87　(2)　022814-1-022814-6　2013年2月
出版者・発行元：AMER PHYSICAL SOC
DOI： 10.1103/PhysRevE.87.022814 　

ISSN：1539-3755

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We study the dynamics of randomly connected networks composed of binary Boolean elements and those composed of binary majority vote elements. We elucidate their differences in both sparsely and densely connected cases. The quickness of large network dynamics is usually quantified by the length of transient paths, an analytically intractable measure. For discrete-time dynamics of networks of binary elements, we address this dilemma with an alternative unified framework by using a concept termed state concentration, defined as the exponent of the average number of t-step ancestors in state transition graphs. The state transition graph is defined by nodes corresponding to network states and directed links corresponding to transitions. Using this exponent, we interrogate the dynamics of random Boolean and majority vote networks. We find that extremely sparse Boolean networks and majority vote networks with arbitrary density achieve quickness, owing in part to long-tailed in-degree distributions. As a corollary, only relatively dense majority vote networks can achieve both quickness and robustness. DOI: 10.1103/PhysRevE.87.022814
Chaotic phase synchronization in bursting-neuron models driven by a weak periodic force 査読有り

Hiroyasu Ando, Hiromichi Suetani, Juergen Kurths, Kazuyuki Aihara

PHYSICAL REVIEW E　86　(1)　016205-1-016205-11　2012年7月
出版者・発行元：AMER PHYSICAL SOC
DOI： 10.1103/PhysRevE.86.016205 　

ISSN：1539-3755

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We investigate the entrainment of a neuron model exhibiting a chaotic spiking-bursting behavior in response to a weak periodic force. This model exhibits two types of oscillations with different characteristic time scales, namely, long and short time scales. Several types of phase synchronization are observed, such as 1: 1 phase locking between a single spike and one period of the force and 1:l phase locking between the period of slow oscillation underlying bursts and l periods of the force. Moreover, spiking-bursting oscillations with chaotic firing patterns can be synchronized with the periodic force. Such a type of phase synchronization is detected from the position of a set of points on a unit circle, which is determined by the phase of the periodic force at each spiking time. We show that this detection method is effective for a system with multiple time scales. Owing to the existence of both the short and the long time scales, two characteristic phenomena are found around the transition point to chaotic phase synchronization. One phenomenon shows that the average time interval between successive phase slips exhibits a power-law scaling against the driving force strength and that the scaling exponent has an unsmooth dependence on the changes in the driving force strength. The other phenomenon shows that Kuramoto's order parameter before the transition exhibits stepwise behavior as a function of the driving force strength, contrary to the smooth transition in a model with a single time scale.
Manipulating potential wells in Logical Stochastic Resonance to obtain XOR logic 査読有り

Remo Storni, Hiroyasu Ando, Kazuyuki Aihara, K. Murali, Sudeshna Sinha

PHYSICS LETTERS A　376　(8-9)　930-937　2012年2月
出版者・発行元：ELSEVIER SCIENCE BV
DOI： 10.1016/j.physleta.2011.12.036 　

ISSN：0375-9601

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Logical Stochastic Resonance (LSR) is the application of Stochastic Resonance to logic computation, namely the phenomenon where a nonlinear system driven by weak signals representing logic inputs, under optimal noise, can yield logic outputs. We extend the existing results, obtained in the context of bistable systems, to multi-stable dynamical systems, allowing us to obtain XOR logic, in addition to the AND (NAND) and OR (NOR) logic observed in earlier studies. This strategy widens the scope of LSR from the application point of view, as XOR forms the basis of ubiquitous bit-by-bit addition, and conceptually, showing the ability to yield non-monotonic input-output logic associations. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.
Synthetic gene networks as potential flexible parallel logic gates 査読有り

Hiroyasu Ando, Sudeshna Sinha, Remo Storni, Kazuyuki Aihara

EPL　93　(5)　50001-1-50001-6　2011年3月
出版者・発行元：EPL ASSOCIATION, EUROPEAN PHYSICAL SOCIETY
DOI： 10.1209/0295-5075/93/50001 　

ISSN：0295-5075

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We show how a synthetic gene network can function, in an optimal window of noise, as a robust logic gate. Interestingly, noise enhances the reliability of the logic operation. Further, the noise level can also be used to switch logic functionality, for instance toggle between AND, OR and XOR gates. We also consider a two-dimensional model of a gene network, where we show how two complementary gate operations can be achieved simultaneously. This indicates the flexible parallel processing potential of this biological system. Copyright (c) EPLA, 2011
遺伝子トグルスイッチによる並列論理ゲート

安東,弘泰, Storni,Remo, Sinha,Sudeshna, 合原一幸

信学技報(電子情報通信学会)　110　(122)　43-45　2010年7月
スイッチト・キャパシタカオスニューロン回路による適応的フィードバックカオス制御の回路実験

谷田部春樹, 堀尾喜彦, 安東弘泰

電子情報通信学会技術報告　110　(82)　225-230　2010年6月19日
Studying the Economy of Energy Expenditure in a Large Balanced Spiking Neuron Network 査読有り

H. Ando, K. Karthik, V. S. Chakravarthy

2010 INTERNATIONAL JOINT CONFERENCE ON NEURAL NETWORKS IJCNN 2010　3847-3851　2010年
出版者・発行元：IEEE
ISSN：2161-4393

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The link between neural activity and energy flows forms the basis of several forms of functional neuroimaging. Since the biophysics of neurovascular interactions is extremely complex, it would be worthwhile to investigate this question using simple computational models. Since neural networks are models of computation in the brain it would be interesting to study energy utilization in these models under various conditions of operation. In this paper, we study energy utilization in large, sparse spiking neuron network containing a mixture of excitatory and inhibitory neurons. In such a network, a balanced state, in which the total excitation and inhibition are designed to cancel out, has been considered to reflect the situation in real cortical networks. In our simulations, the network in balanced state is found to correspond to a state of minimum energy consumption very often. Such a state is also associated with low regularity of firing of individual neurons, and only moderate levels of synchrony across the network.
Applications of High-Dimensional Chaotic Dynamics to Complex Computational Systems

Yoshihiko Horio, Hiroyasu Ando, Kazuyuki Aihara

INTERNATIONAL CONFERENCE ON APPLICATIONS IN NONLINEAR DYNAMICS (ICAND 2010)　1339　260-+　2010年
出版者・発行元：AMER INST PHYSICS
DOI： 10.1063/1.3574862 　

ISSN：0094-243X

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Novel computational systems different in principle from the von Neumann-type digital computers have long been investigated. As one of possible candidates for such novel computational systems, we outline a paradigm for a computation through a complex system in this paper. In particular, we address a complex computational system that utilizes high-dimensional analog physical chaotic dynamics suggested by the interactions between conscious and subconscious processes in the brain. Applications of the proposed system to combinatorial optimization are also given. In addition, we exploit many fixed points embedded in chaotic attractors with density of real-number, and fractal structures of the high-dimensional chaotic systems, in order to realize dynamical analog memories with a large memory capacity.
カオスニューロダイナミクスの適応的制御

安東,弘泰, 堀尾喜彦, 合原一幸

第52回自動制御連合講演会論文集　D3-4-1-D3-4-4　2009年11月
複雑計算システムの基盤技術

堀尾喜彦, 安東,弘泰, 合原一幸

Fundamentals Review（電子情報通信学会基礎・境界ソサイエティ機関誌）　3　(2)　34-44　2009年10月
Chaotic Synchronization and De-synchronization for a Token-based Computational Architecture 査読有り

Ando,Hiroyasu, Peper,Ferdinand, Aihara,Kazuyuki

Proceedings of the 2009 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications　647-650　2009年10月
適応的時間遅れフィードバック制御とその応用

安東,弘泰, 合原一幸

第58回理論応用力学講演会講演論文集　237-238　2009年6月
出版者・発行元：土木学会
Measurement of Switched Capacitor Chaotic Neuron Circuit Controlled by Adaptive Feedback Method 査読有り

Nakano,Aki, Ando,Hiroyasu, Horio,Yoshihiko, Aihara,Kazuyuki

Proceedings of the 2009 RISP International Workshop on Nonlinear Circuits and Signal Processing　209-212　2009年3月
Adaptive Feedback Control of Chaotic Neurodynamics in Analog Circuits 査読有り

Hiroyasu Ando, Aki Nakano, Yoshihiko Horio, Kazuyuki Aihara

ISCAS: 2009 IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON CIRCUITS AND SYSTEMS, VOLS 1-5　2621-+　2009年
出版者・発行元：IEEE

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We propose a control strategy of chaotic dynamics to stabilize periodic orbits in nonlinear discrete-time dynamical systems (maps) and apply it to a chaotic neuron map model not only numerically but also experimentally by analog circuit implementation. The control method is based on an adaptive feedback adjustment of a control parameter of the system, which uses typical bifurcation structures of nonlinear dynamical systems. We can observe a clear fractal structure in the sets composed of controlled states with respect to different initial conditions. We also discuss possible applications of the controlled system as an analog-valued memory with high-capacity.
Emergent organization of oscillator clusters in coupled self-regulatory chaotic maps 査読有り

Hiroyasu Ando, Sudeshna Sinha, Kazuyuki Aihara

PRAMANA-JOURNAL OF PHYSICS　70　(6)　1153-1164　2008年6月
出版者・発行元：INDIAN ACAD SCIENCES
ISSN：0304-4289

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Here we introduce a model of parametrically coupled chaotic maps on a one-dimensional lattice. In this model, each element has its internal self-regulatory dynamics, whereby at fixed intervals of time the nonlinearity parameter at each site is adjusted by feedback from its past evolution. Additionally, the maps are coupled sequentially and unidirectionally, to their nearest neighbor, through the difference of their parametric variations. Interestingly we find that this model asymptotically yields clusters of superstable oscillators with different periods. We observe that the sizes of these oscillator clusters have a power-law distribution. Moreover, we find that the transient dynamics gives rise to a 1/f power spectrum. All these characteristics indicate self-organization and emergent scaling behavior in this system. We also interpret the power-law characteristics of the proposed system from an ecological point of view.
An Automatic Feedback Adjustment Control in Chaotic Systems 査読有り

Ando, Hiroyasu, Boccaletti, Stefano, Aihara, Kazuyuki

Abstracts of the 3rd International IEEE Scientific Conference on Physics and Control　2007年9月
Automatic Control and Tracking of Periodic Orbits in Chaotic Systems 査読有り

Ando,Hiroyasu, Boccaletti,Stefano, Aihara,Kazuyuki

PHYSICAL REVIEW E　75　(6)　066211-1-066211-5　2007年6月
出版者・発行元：AMER PHYSICAL SOC
ISSN：1539-3755
Adaptation to the Edge of Chaos in One-Dimensional Chaotic Maps

Ando,Hiroyasu, Aihara,Kazuyuki

PHYSICAL REVIEW E　74　(6)　066205-1-066205-5　2006年12月
出版者・発行元：AMER PHYSICAL SOC
ISSN：1539-3755
Algorithm for Convergence to Superstable Periodic Solutions of the Logistic Map 査読有り

Ando,Hiroyasu, Aihara,Kazuyuki

Proceedings of the 2004 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications　721-724　2004年12月
積型フィードバック写像系の解析とその超安定周期解探索アルゴリズムへの応用

安東,弘泰

数理生物学会ニュースレター　43　20-20　2004年4月

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MISC 3

20pEA-12 バーストニューロンモデルのカオス位相同期現象(20pEA ニューラルネットワーク1(情報統計力学を含む),領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

安東弘泰, 末谷大道, 合原一幸

日本物理学会講演概要集　65　(1)　276-276　2010年3月1日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN：1342-8349
23aPS-80 多重モード性を持つカオスにおける位相同期現象について(23aPS 領域11ポスターセッション,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

安東弘泰, 末谷大道, 合原一幸

日本物理学会講演概要集　63　(2)　273-273　2008年8月25日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN：1342-8349
25pWD-6 2つの時間スケールをもつ結合写像系における自己組織化現象(力学系モデル,領域11,統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理)

安東弘泰

日本物理学会講演概要集　63　(1)　309-309　2008年2月29日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN：1342-8349

書籍等出版物 1

Recent Progress in Controlling Chaos

Ando,Hiroyasu, Boccaletti,Stefano, Aihara,Kazuyuki

2010年1月

講演・口頭発表等 46

Predicting traffic breakdown in urban expressways based on simplified reservoir computing 国際会議

Okamoto, Taiga, Ando, Hiroyasu, Wada, Kentaro, Mukai, Risa, Nishiumi, Yoshifumi, Tamagawa, Dai

AAAI-21 Workshop 3: AI for Urban Mobility　2021年2月28日
Predicting traffic breakdown in urban expressways based on simplified reservoir computing 国際会議

Okamoto, Taiga, Ando, Hiroyasu, Wada, Kentaro, Mukai, Risa, Nishiumi, Yoshifumi, Tamagawa, Dai

AAAI-21 Workshop 3: AI for Urban Mobility　2021年2月8日
Queueing Analysis and Price Mechanism of Car/Ride-Share System Considering Road Congestion

Ayane, Nakamura, Tuan, Phung-Duc, 安東弘泰

第37回（2020年度）待ち行列シンポジウム「確率モデルとその応用」　2021年1月25日
待ち行列理論を用いたカーシェアリングとライドシェアリングの混合モデル

中村, 彩音, Tuan, Phung-Duc, 安東, 弘泰

第36回（2019年度）待ち行列シンポジウム「確率モデルとその応用」　2020年1月22日
IoT車両情報を活用した事前燃費予測の検討招待有り

安東,弘泰

第 33 回応用地域学会（ARSC）研究発表大会　2019年11月23日
自律分散システムにおける余剰電力取引に関する基礎的検討

會田拓海, 安東, 弘泰

複雑コミュニケーションサイエンス研究会　2019年3月26日
生体模倣ネットワークモデルにおけるエネルギー伝搬のシミュレーション

川勾啓雅, 安東, 弘泰

複雑コミュニケーションサイエンス研究会　2019年3月26日
電力パケットネットワークモデルにおけるパワーの相互融通招待有り

安東,弘泰

電子情報通信学会総合大会　2019年3月22日
Prediction of Fuel and Electric Power Consumption of Hybrid Automobile by Using Measured Data in Toyota City 国際会議

Goshima, Yuki, Takahara, Isamu, Ando, Hiroyasu

2019 International Workshop on Cyber-Physical and Cyber Resilience　2019年3月20日
モバイル振動子ネットワークの同期におけるカオス的移動の効果

岡本大河, 安東, 弘泰

日本物理学会 2019年年次大会　2019年3月14日
保育所への顔認証自動ドアの導入による送迎時間の動線変化についての考察

笠井, 奈央, 大西, 正輝, 佐野, 幸恵, 安東, 弘泰

第17回日本データベース学会年次大会第11回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム　2019年3月4日
複数内部状態をもつモバイル振動子ネットワークの同期

岡本大河, 安東, 弘泰

第61回自動制御連合講演会　2018年11月17日
時間遅れフィードバック制御の確率システムへの応用

安東, 弘泰, 小林幹, 竹原浩太

第61回自動制御連合講演会　2018年11月17日
Time-delayed feedback control of diffusion in random walkers -Phenomena- 国際会議

Ando,Hiroyasu

675. WE-Heraeus Seminar: Delayed Complex Systems 2018　2018年7月2日
A Study on Distributed Control of Power Packet Distribution Network based on Consensus Model

白, 成哲, 安東, 弘泰, 引原隆士

複雑コミュニケーションサイエンス研究会　2018年6月8日
電力パケット伝送ネットワークにおけるコンセンサスを有する電力ルータの分散的動作に関する検討

白, 成哲, 安東, 弘泰, 引原隆士

第62回システム制御情報学会研究発表講演会　2018年5月16日
オンラインニュースサイトにおけるネットワーク中心性尺度の活用

須田雄士, 山中健雄, 安東弘泰, 岡田幸彦

日本応用数理学会2017年度年会　2017年9月6日
時間遅れフィードバックによるゆらぎの拡散制御招待有り

安東, 弘泰

マクロ経済動学の非線形数理RIMS共同研究　2017年8月8日
時間遅れフィードバック制御による確率的システムの拡散制御〜理論的考察招待有り

安東, 弘泰

平成29年度第1回非線形系・複雑系理論応用研究会　2017年7月2日
複雑ネットワークにおけるダイナミクスの予測招待有り

Ando,Hiroyasu

平成28年度第三回ブレインウェア工学研究会　2016年12月7日
電力パケット分配モデルのシミュレーションによる検討

Ando,Hiroyasu

第60回システム制御情報学会研究発表講演会　2016年5月25日
確率過程制御のための時間遅れフィードバック法

小林幹, 安東,弘泰

日本物理学会第71回年次大会　2016年3月19日
時間遅れフィードバックによる確率システムの制御

安東,弘泰, 小林幹

日本物理学会第71回年次大会　2016年3月19日
Communicability 関数によるネットワーク上のダイナミクス解析について招待有り

安東,弘泰

Complex networks winter session 2016　2016年3月7日
時間遅れフィードバックを用いた確率過程の制御－ナノシステムへの応用に向けて－

小林幹, 安東,弘泰

日本物理学会, 2015年年次大会　2015年3月21日
時間遅れフィードバックを用いた確率過程の制御－制御法と解析－

安東,弘泰, 小林幹

日本物理学会, 2015年年次大会　2015年3月21日
Control of stochastic processes by time delayed feedback and its application 国際会議招待有り

Ando,Hiroyasu

Conference on Nonlinear Systems and Dynamics CNSD15　2015年3月
Token-based Computation Driven by Deterministic Fluctuations

Ando,Hiroyasu, Peper,Ferdinand, Aihara,Kazuyuki

The 2nd International Symposium on Innovative Mathematical Modelling　2012年5月15日
Robustness for Threshold Control of One Dimensional Maps

Ando,Hiroyasu

2011 Kyoto Workshop on NOLTA　2011年11月30日
Flexible Parallel logic Gates by Synthetic Gene Networks

Ando,Hiroyasu, Storni,Remo, Sinha,Sudeshna, Aihara,Kazuyuki

The 1st International Symposium on Innovative Mathematical Modelling　2011年2月28日
Flexible Parallel Logic Gates by Synthetic Genetic Network 国際会議

Ando,Hiroyasu, Storni,Remo, Sinha,Sudeshna, Aihara,Kazuyuki

Dynamics Days Europe 2010　2010年9月6日
Chaos-driven Computing Structure on a Token-based Architecture 招待有り

Ando,Hiroyasu, Peper,Ferdinand, Aihara,Kazuyuki

1st International Workshop on Computing with Spatio-Temporal Dynamics 2010　2010年6月23日
バーストニューロンモデルのカオス位相同期現象

安東,弘泰, 末谷大道, 合原一幸

日本物理学会, 第65回年次大会　2010年3月20日
Chaotic Synchronization and De-synchronization for a Token-based Computational Framework 招待有り

Ando,Hiroyasu, Peper,Ferdinand, Aihara,Kazuyuki

Workshop on Fluctuation and Noise in Living Organisms II　2010年2月10日
神経系モデルのカオス的バースト発火における位相同期現象について

安東,弘泰, 末谷大道, 合原一幸

日本物理学会, 2009年秋季大会　2009年9月25日
Chaotic Phase Synchronization in Neural Bursting Systems Driven by Weak Periodic Force 国際会議

Ando,Hiroyasu, Suetani,Hiromichi, Aihara,Kazuyuki

Conference on Dynamics of Systems Biology DSB 2009　2009年9月14日
Phase Synchronization in Mixed-mode Chaotic Systems 国際会議

Ando,Hiroyasu, Suetani,Hiromichi, Aihara,Kazuyuki

Dynamics Days 2009　2009年1月8日
多重モード性を持つカオスにおける位相同期現象について

安東,弘泰, 末谷大道, 合原一幸

日本物理学会, 2008年秋季大会　2008年9月20日
An Evolutionary Migration Model with Adaptive Chaos Control

Ando,Hiroyasu, Sinha,Sudeshna, Aihara,Kazuyuki

The Second China-Japan Colloquium of Mathematical Biology 2008　2008年8月4日
2つの時間スケールをもつ結合写像系における自己組織化現象

安東,弘泰, Sinha,Sudeshna, 合原一幸

日本物理学会, 第63回年次大会　2008年3月23日
Self-Organization of Oscillators in Chaotic Maps Coupled through Feedback Controlled Parametric Adjustments 国際会議

Ando,Hiroyasu, Sinha,Sudeshna, Aihara,Kazuyuki

Conference and Research Workshop: Perspectives in Nonlinear Dynamics　2007年7月16日
A New Method to Stabilize Periodic Orbits through Corrective Action Using Period Time Locking in Chaotic Dynamics

Ando,Hiroyasu, Aihara,Kazuyuki

International Workshop on Synchronization: Phenomena and Analyses 2006　2006年10月3日
Self-Adaptation to Stable Periodic States in Chaotic Systems 国際会議

Ando,Hiroyasu, Aihara,Kazuyuki

Dynamics Days Asia Pacific 2006　2006年7月12日
Detection of Superstable Periodic Orbits in Systems Describable by a One-dimensional Map 国際会議

Ando,Hiroyasu, Aihara,Kazuyuki

Dynamics Days 2006　2006年1月4日
Bifurcation Analysis of One-dimensional Maps by Transient Processes

Ando,Hiroyasu, Aihara,Kazuyuki

International Symposium on Complexity Modelling and its Application 2005　2005年11月21日
A Model of Imitation Dynamics by Mutually Adjusting Logistic Map

Ando,Hiroyasu, Aihara,Kazuyuki

International Symposium on Emergent Mechanisms of Communication in the Brain IEMC 2004　2004年3月1日

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共同研究・競争的資金等の研究課題 10

大規模データ時代のネットワーク最適化に対する実応用に向けた説明力のある手法開発

繁野麻衣子, 八森正泰, 安東弘泰, 佐野良夫, 高野祐一, 吉瀬章子

2020年4月1日～ 2024年3月31日

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ネットワーク上の問題を中心に，広く最適化問題に対して実応用を意識したモデル作成，アルゴリズム作成をおこなった．光通信ネットワークの資源割当問題に対しては，大容量通信に対応すべく様々な通信ネットワークが考案されている．そのなかで，現用の通信粒度を考慮した通信ネットワークモデル上での耐故障性を考慮したネットワーク設計に加え，近未来のネットワークを対象としてより複雑化された条件下での最適化モデル作成や特徴比較を行った．実応用を意識した生産スケジューリングでは，問題を適切に分解することで実時間での解決を可能にすると同時に，現場導入や条件追加をしやすいような単純なアルゴリズム開発を目指し，その性能評価をおこなった．また，資源制約のある生産スケジューリング問題に対しては，アルゴリズムを分解することでメタヒューリスティック解法の比較検討をおこなった．大規模データを対象とした問題としては，コロナ禍のスマートフォン利用状況変化からの生活変化の観察，webアクセスログから外国人居住者の必要な情報の特定，取得データから市場を反映したデータを抽出するために独立に得られる指標に基づいてサンプルを抽出する手法開発などをおこなった．一方で，データ取得が難しい問題として，移植における交換移植の可能性について検討した．移植数を増やす目的のために，要素数最大のポピュラーマッチングの適用可能性を検討した．そして，専門家の知見のもと移植モデルを作成してシミュレーションによりその効果を検証した．
時間遅れフィーバック法を用いた確率システムにおける拡散現象の制御

小林幹, 安東弘泰, 竹原浩太

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究機関：Rissho University

2018年4月1日～ 2023年3月31日

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本研究課題で構築された制御手法(ウィナー過程の時間遅れ制御)は、数学的には時間遅れランダム力学系に属するものである。時間遅れランダム力学系とは、ランダムネスとシステムの過去の状態が現在の状態に影響を与える力学系であり、近年国内外を問わず活発に研究が行われているが、数学解析が非常に難しいため、現在でも未だ発展段階で未解決の問題が多い。本研究では、数学的扱いが難しい部分を数値計算を用いて明らかにすることを目的とし、昨年度に時間遅れランダム力学系を数値的に解析するための数値計算スキームを構築した。本年度はその数値計算スキームを使用して、時間遅れランダム力学系の解析を様々な観点から行った。特に、時間遅れランダム力学系の本質を抜き出したモデルとして、遅れ時間ランダムダフィング方程式を用いて、力学系としての性質である分岐解析やリアプノフ解析を中心に研究を行なった。これにより、時間遅れランダム力学系の数学的構造の一部がより明らかとなった。特に、ランダム力学系の研究で知られている共鳴現象と制御構造との関係性が明らかとなったことは大変興味深い。これにより、より効率の良い制御理論の構築や、より一般的なシステムへの適用など、本制御理論の枠組みを広げることが可能になると考えられる。さらに、時間遅れランダムダフィング方程式の力学系の性質と制御としての性質とのより一般的な関係性を議論し、力学系と制御が融合した新しい制御スキームを構築することを目標とした研究も開始した。
AI計算リソースとしての実交通ダイナミクスの活用技術の開発競争的資金

安東弘泰

2019年11月～ 2022年3月
オンデマンド膵臓刺激による2型糖尿病のデジタルコントロールの数理競争的資金

安東弘泰

2019年4月～ 2022年3月
絶対安定化ネットワーク構造の設計：IoT時代の新技術

東俊一, 安東弘泰, 丸田一郎

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Nagoya University

2017年4月1日～ 2021年3月31日

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複数の動的システムの相互作用によって，大域的な機能を発現するシステムを「ネットワーク化制御システム」という．一般に，ネットワーク化制御システムは，構成要素の特性に相当する「要素ダイナミクス」と，つながりに対応する「ネットワーク構造」の組だと考えられる．このとき，システムの規模が大きくなるに従って，個々の構成要素の情報を得るのが困難になることが知られている．それゆえ，「構成要素が未知だったとしても，システム全体の安定動作を保証するネットワーク構造（つながり）は何か？」が重要な問いとなる．本課題では，絶対安定化ネットワーク構造の設計理論を構築した．
ネットワーク上の時間軸をもった最適化問題とその応用

繁野麻衣子, 八森正泰, 安東弘泰, 佐野良夫, 小林佑輔, 吉瀬章子

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：University of Tsukuba

2016年4月1日～ 2020年3月31日

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ネットワーク構造と時間軸という２つの視点から包括的にアルゴリズム構築を行った．ネットワークフロー問題に対する理論研究や，実社会でのネットワーク構造のある問題でのアルゴリズム構築をおこない，一方で，時間軸からのアプローチとしてオンラインスケジューリングのモデリングとアルゴリズム開発もおこなった．時間と共に刻々と変化するようなデータに対しては，ビックデータ解析との融合として，解析後不足部分をネットワーク構造で補ったり，機械学習を繰り返す，あるいは最適化を繰り返すといった手法が柔軟性のある解を得る一つの方法として有効であることを示した．
SiCパワーデバイス応用による低容量小型パワー集積回路およびパワープロセッシング技術の研究開発競争的資金

2014年9月～ 2019年3月
２型糖尿病における人工的膵臓刺激装置設計のための数理モデル研究競争的資金

安東弘泰

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

研究機関：University of Tsukuba

2015年4月～ 2018年3月

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２型糖尿病の新治療法開発を目指し、膵臓電気刺激療法の原理モデルを提案した。具体的には、血糖値を制御するインスリン分泌に関わる膵β細胞の活動を数理モデルにより表現し、次の成果を得た。１）電気刺激のモデルとして、白色雑音に対する膵β細胞の応答をシミュレーションにより検討し、バースト発火の頻度上昇などインスリン分泌促進に関わる挙動を発見した。２）膵β細胞における背景電流を加味したモデルを提案し、生理学実験と整合性のとれた挙動を再現した。
脳型システムの制御・同期現象を利用した大容量情報処理技術の構築及び開発競争的資金

2009年4月1日～ 2012年3月31日
非線形システムにおけるゆらぎ制御を利用した計算アーキテクチャに関する研究競争的資金

安東弘泰

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

研究機関：The Institute of Physical and Chemical Research

2009年10月1日～ 2011年3月31日

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本研究では,実用面で不可避的に存在する雑音を有効に利用するということを念頭に置き,非線形システムの雑音誘起現象を利用して,以下のような新しい計算アーキテクチャの理論を考案した.(1)計算万能なブラウン回路を,カオス系のノイズ同期現象と組み合わせて,決定論的に作動可能なシステムとして新たに構成した.(2)確率共振現象を利用した論理回路構成法を遺伝子ネットワークモデルへ適用し,さらに新しい並列論理演算方式を提案した.

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