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小松 瑞果大学院システム情報学研究科 システム情報学専攻助教
研究者基本情報
■ 学位■ 研究ニュース
■ 研究分野
■ 委員歴
- 2025年04月 - 現在, 「Groebner 基底を主軸とする計算代数幾何学の深化と応用 」運営委員会, 組織委員
- 2025年04月 - 現在, 「記号計算の高速化と産業課題解決への応用 3 」運営委員会, 組織委員
- 2024年04月 - 現在, 日本応用数理学会, 代表会員
- 2024年04月 - 現在, 情報処理学会関西支部, 幹事
- 2025年03月 - 2025年03月, SCML 組織委員会, SCML 組織委員
- 2023年05月 - 2025年03月, 文部科学省科学技術・学術政策研究所科学技術予測センター, NISTEP専門調査員
- 2023年04月 - 2025年03月, 日本応用数理学会, 若手の会 運営委員
- 2022年11月 - 2024年09月, 日本応用数理学会, 総務委員会 渉外係
- 2024年03月 - 2024年03月, SCML 組織委員会, SCML 組織委員
研究活動情報
■ 受賞- 2022年03月 日本学術振興会, 第12回 育志賞
- 2021年03月 AIPネットワークラボ, 2020年度 AIPネットワークラボ長賞
- 2020年11月 NOLTA, NOLTA 2020 Student Paper Award
- 2020年07月 情報処理学会, 2020年度 コンピューターサイエンス領域奨励賞
- 2020年07月 情報処理学会, 第123回 数理モデル化と問題解決研究会 ベストプレゼンテーション賞
- 2020年03月 日本数学会, 2019年度 応用数学研究奨励賞
- 2025年07月, Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE, to appearData-driven modeling of habituation with its frequency-dependent hallmark based on Fourier Neural Operator[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2025年, 情報処理学会論文誌数理モデル化と応用（TOM）, to appear動的因果モデルに基づくマルチグラフ畳み込みネットワークによる認知タスク分類[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2024年12月, Proceedings of the 2024 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA2024), 英語Data-driven modeling of habituation based on Fourier Neural Operator[査読有り]研究論文（国際会議プロシーディングス）
- Elsevier BV, 2024年10月, Physica D: Nonlinear Phenomena, 134382 - 134382[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- IEEE, 2023年06月, 2023 International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN), 英語[査読有り]研究論文（国際会議プロシーディングス）
- 2022年12月, Proceedings of the 21st IEEE International Conference on Machine Learning and Application (ICMLA2022), 英語Real-Time Cattle Interaction Recognition via Triple-stream Network[査読有り]研究論文（国際会議プロシーディングス）
- Institute of Electronics, Information and Communications Engineers (IEICE), 2021年, Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE, 12(3) (3), 295 - 308, 英語[査読有り][招待有り]研究論文（学術雑誌）
- Recently, soft robots that consist of soft and deformable materials have received much attention for their adaptability to uncertain environments. Although these robots are difficult to control with a conventional control theory owing to their complex body dynamics, research from different perspectives attempts to actively exploit these body dynamics as an asset rather than a drawback. This approach is called morphological computation, in which the soft materials are used for computation that includes a new kind of control strategy. In this article, we propose a novel approach to analyze the computational properties of soft materials based on an algebraic method, called the input–output equation used in systems analysis, particularly in systems biology. We mainly focus on the two scenarios relevant to soft robotics, that is, analysis of the computational capabilities of soft materials and design of the input force to soft devices to generate the target behaviors. The input–output equation directly describes the relationship between inputs and outputs of a system, and hence by using this equation, important properties, such as the echo state property that guarantees reproducible responses against the same input stream, can be investigated for soft structures. Several application scenarios of our proposed method are demonstrated using typical soft robotic settings in detail, including linear/nonlinear models and hydrogels driven by chemical reactions.SAGE Publications, 2021年01月, The International Journal of Robotics Research, 40(1) (1), 99 - 118, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2020年11月, Proceedings of the 2020 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA2020), 204 - 207, 英語Parameter estimation for dynamical systems via structural realization[査読有り]研究論文（国際会議プロシーディングス）
- In this paper, we propose a method for deriving energetic-property-preserving numerical schemes for coupled systems of two given natural systems. We consider the case where the two systems are interconnected by the action–reaction law. Although the derived schemes are based on the discrete gradient method, in the case under consideration, the equation of motion is not of the usual form represented by using the skew-symmetric matrix. Hence, the energetic-property-preserving schemes cannot be obtained by straightforwardly using the discrete gradient method. We show numerical results for two coupled systems as examples; the first system is a combination of the wave equation and the elastic equation, and the second is of the mass–spring system and the elastic equation.MDPI AG, 2020年02月, Mathematics, 8(2) (2), 249 - 249, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2019年12月, Proceedings of the 2019 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA2019), 187 - 190, 英語Differential algebraic method for direct evaluation of computational capabilities of physical reservoirs研究論文（国際会議プロシーディングス）
- 2018年, 日本応用数理学会論文誌, 28(4) (4), 162 - 204, 日本語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2022年10月, 酵素工学ニュース, 88, 19 - 22, 日本語変数消去を切り口とした代数生物学の研究例の紹介[招待有り]
- 2021年06月, 数理解析研究所講究録, 2186, 英語An algebraic approach to challenges on identification problems in systems biology (Recent developments on inverse problems for partial differential equations and their applications)[招待有り]
■ 講演・口頭発表等
- Kolchin Seminar in Differential Algebra (Spring 2025), 2025年05月, 英語Application of differential elimination to inverse problems of Physics-Informed Neural Networks[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 情報処理学会第152回MPS研究発表会, 2025年03月, 日本語動的因果モデルに基づくマルチグラフ畳み込みネットワークによる認知タスク分類口頭発表（一般）
- Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA) 2024, 2024年12月, 英語Data-Driven Modeling of Habituation Based on Fourier Neural Operator口頭発表（一般）
- 記号計算の高速化と産業課題解決への応用2, 2024年11月, 日本語未観測変数をもつPhysics-Informed Neural Networks における微分消去に基づくパラメータ推定[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- IEEE CAI 2024 Workshop on Scientific Machine Learning and its Industrial Applications, 2024年06月, 英語Estimate epidemiological parameters given partial observations based on algebraically observable PINNsポスター発表
- 第6回日本メディカルAI学会学術集会, 2024年06月個性の定量化とModel Identifiability[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- XII. Conference on Differential Algebra and Related Topics (DART2024), 2024年04月, 英語Application of differential elimination for physics-informed neural networks[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 情報処理学会第86回全国大会, 2024年03月, 日本語疎構造学習による放牧牛の社会性ネットワークの推定口頭発表（一般）
- 情報処理学会第86回全国大会, 2024年03月, 日本語動画像データに基づく放牧牛の個体識別における歩容認証の適用口頭発表（一般）
- 情報処理学会第86回全国大会, 2024年03月, 日本語パーティクルフィルタを用いたDead Reckoningと電波強度に基づく放牧牛の協調位置推定口頭発表（一般）
- 日本応用数理学会第9回学生研究発表会, 2024年03月DeepONetを用いた馴化のモデリング
- 日本応用数理学会第9回学生研究発表会, 2024年03月Tysonらのモデルに基づく馴化のシミュレーション及び代数的解析
- NeurIPS 2023 Workshop on ML with New Compute Paradigms (MLNCP）, 2023年12月, 英語Algebraic design of physical computing system for time-series generationポスター発表
- FIT2023, 2023年09月, 日本語放牧牛のネットワーク分析における疎構造学習の適用口頭発表（一般）
- 2023年度数理生物学会年会, 2023年09月, 日本語Physics-Informed Neural Networksに対する代数的アプローチおよび疫学モデリングへの応用[招待有り]シンポジウム・ワークショップパネル（指名）
- OKO International Symposium 2023, 2023年08月, 英語Algebraic approaches to quantitative modeling of dynamic biological systems[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 超幾何学校2023（ワークショップ）, 2023年08月, 英語Differential algebraic analysis of state space models and its applications[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 6th Workshop on Virus Dynamics, 2023年07月, 英語Algebra-assisted PINN approach for SEIR modeling with unobserved variablesポスター発表
- 情報処理学会 第85回全国大会, 2023年03月, 日本語Vision & Language Modelにおけるユニモーダルの特徴間のアラインメントによるVQAの学習速度の改善口頭発表（一般）
- 情報処理学会 第85回全国大会, 2023年03月, 日本語カルマンフィルタとRauch-Tung-Striebel Smootherを用いたdead reckoningによる放牧牛の位置推定口頭発表（一般）
- 日本応用数理学会 環瀬戸内応用数理研究部会 第26回シンポジウム, 2022年12月, 日本語未観測変数をもつPhysics-Informed Neural Networksに関する代数的考察
- 第21回情報科学技術フォーラム (FIT2022), 2022年09月, 日本語Attentionの導入によるYOLOv5とDeepSORTの改良に基づく放牧牛のリアルタイム追跡手法の構築口頭発表（一般）
- 応用数学フレッシュマンセミナー2021, 2021年12月, 日本語微分代数に基づく物理リザバーコンピューティングの理論解析[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- Kolchin Seminar in Differential Algebra, 2021年10月, 英語Applications of input-output equations: analysis of unidentifiable models and physical reservoir computing[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 滋賀大学 第102回データサイエンスセミナー, 2021年09月, 日本語同定不可能問題に対する代数的アプローチ：パラメータ多様体とそのCOVID-19感染動向解析への応用[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 第31回日本数理生物学会大会（2021年度年会）, 2021年09月, 日本語同定不可能モデルの解析：パラメータ多様体とその展開[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- RIMS Workshop on "Mathematical methods for the studies of flow, shape, and dynamics", 2021年08月, 英語Differential algebraic methods for theoretical analysis of physical reservoirs[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 日本応用数理学会 第16回研究部会連合発表会, 2021年03月, 日本語非線形状態空間システム解析における代数的マトロイドの応用について口頭発表（一般）
- Workshop: シミュレーションとモデリングのための計算代数 2021, 2021年02月, 日本語データ・システム解析への代数的アプローチ口頭発表（一般）
- RIMS Workshop on "Recent developments on inverse problems for partial differential equations and their applications", 2021年01月, 英語An algebraic approach to challenges on identification problems in systems biology[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 2020年度応用数学合同研究集会, 2020年12月, 日本語潜在変数をもつニューラル微分方程式に対する代数的考察口頭発表（一般）
- Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA) 2020, 2020年11月, 英語Parameter estimation for dynamical systems via structural realization口頭発表（一般）
- Establishing International Research Network of Mathematical Oncology (Fusion of Mathematics and Biology), 2020年10月, 英語The parameter variety of unidentifiable state-space models and its applications to analysis of biological systems口頭発表（一般）
- 日本応用数理学会 2020年度年会, 2020年09月, 日本語確率的パラメータ多様体とそのベイズ推定について口頭発表（一般）
- 第25回計算工学講演会, 日本語ピアノの弦と駒の連成シミュレーションによるエネルギー移動の可視化その他
- 日本応用数理学会 第16回研究部会連合発表会, 日本語微分代数の応用に向けた多項式常微分方程式モデルの簡約その他
- 情報処理学会 第127回MPS研究発表会, 日本語微分代数的アプローチによる物理リザバーの計算能力評価その他
- Workshop: シミュレーションとモデリングのための計算代数 2020, 2020年01月, 日本語微分代数に基づく数理モデリングアプローチ口頭発表（一般）
- 日本応用数理学会 環瀬戸内応用数理研究部会 第23回シンポジウム, 日本語指数型分布族の定める多様体上の離散力学に基づく時系列モデルとネットワーク解析への応用 ネットワーク解析への応用口頭発表（一般）
- 日本応用数理学会 環瀬戸内応用数理研究部会 第23回シンポジウム, 日本語波動方程式と弾性方程式の構造保存型連成数値計算口頭発表（一般）
- 2019年度 応用数学合同研究集会, 2019年12月, 日本語同定不可能モデルに対するパラメータ多様体による解析とその近似導出について口頭発表（一般）
- Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA) 2019, 2019年12月, 英語Differential Algebraic Method for Direct Evaluation of Computational Capabilities of Physical Reservoirs口頭発表（一般）
- 日本応用数理学会 2019年度年会, 2019年09月, 日本語ホッジランクを用いた選好意識データからのネットワーク構築口頭発表（一般）
- RIMS共同研究;グループ型A;モデル駆動とデータ駆動の協同によるデータ数理科学に向けた基盤研究の新展開, 2019年08月, 日本語パラメータ多様体による同定不可能モデルの解析とその応用[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 京都大学 MACSセミナースタディグループ④「理学における代数的手法」, 2019年06月, 日本語微分代数を用いたモデル解析のシステムバイオロジーへの応用[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- SIAM Conference on Control and Its Application (CT19), 2019年06月, 英語Differential Algebraic Approach to Evaluation of Computational Capabilities of Soft Materials for Soft Robotics口頭発表（一般）
- SIAM Conference on Control and Its Application (CT19), 2019年06月, 英語Direct Numerical Calucation of the Target Function from the ODEs Using the Input-Output Equation口頭発表（招待・特別）
- 情報処理学会 第123回MPS・第58回BIO合同研究発表会, 2019年06月, 日本語パラメータ多様体の記述手法の提案とウイルスダイナミクスの解析への応用口頭発表（招待・特別）
- 日本応用数理学会;回研究部会連合発表会, 2019年03月, 日本語入出力関係式を用いたアトラクタの再構成口頭発表（一般）
- 日本応用数理学会 環瀬戸内応用数理研究部会 第22回シンポジウム, 2018年12月, 日本語微分代数方程式モデルのモデルパラメータと解に関するグレブナー基底を用いた解析口頭発表（一般）
- 2018年度 応用数学合同研究集会, 2018年12月, 日本語グレブナー基底を利用した質点バネ系の計算能力評価口頭発表（一般）
- RIMS研究集会「次世代の科学技術を支える数値解析学の基盤整備と応用展開」, 2018年11月, 日本語アレルギー疾患の個別化医療に向けた抗原・抗体の体内動態シミュレーション[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 情報計算科学生物学会 2018年 大会, 2018年10月, 英語Modeling and simulations of the kinetics of antigens and antibodies towards personalized medicine for allergiesポスター発表
- 日本応用数理学会 2018年度 年会, 2018年09月, 日本語統計多様体上の状態空間モデルを用いた発展型ネットワーク解析口頭発表（一般）
- 日本応用数理学会 2018年度 年会, 2018年09月, 日本語抗原・抗体の体内動態の定量的解析に向けたモデルパラメータの多様性に対する考察口頭発表（一般）
- MIMS現象数理学研究拠点共同研究集会「幾何的解析と形状表現の数理」, 2018年08月, 英語情報幾何学を用いた発展型ネットワークモデルに基づく相転移に着目した異常検知の試み口頭発表（一般）
- SIAM Conference on the Life Science (LS18), 2018年08月, 英語Modeling the Kinetics of Antigens and Antibodies for Analysis of the Mechanism of Allergy口頭発表（一般）
- SIAM Conference on the Life Science (LS18), 2018年08月, 英語Exploring Parameters of Models using Dynamical Systems with Conservation Laws口頭発表（一般）
- The 13th World Congress in Computational Mechanics, 2018年07月, 英語Application of Hamiltonian Flows to Exploring Parameters of Mathematical Models in Situations with Insufficient Data口頭発表（一般）
- Data Science, Statistics & Visualisation (DSSV 2018), 2018年07月, 英語Autoregressive models on statistical Riemannian manifolds for analysis of evolutionary networks口頭発表（一般）
- Data Science, Statistics & Visualisation (DSSV 2018), 2018年07月, 英語Parameter estimation for compartment models of biological systems口頭発表（一般）
- 第47回数値解析シンポジウム, 2018年06月, 日本語体内動態に対するコンパートメントモデルのモデルパラメータ推定手法についてポスター発表
- 第47回数値解析シンポジウム, 2018年06月, 日本語潜在変数ネットワークモデルを用いた放牧牛の交流ネットワーク解析ポスター発表
- 日本応用数理学会 第14回研究部会連合発表会, 2018年03月, 日本語アレルギー発症シミュレーションに向けた生理学的薬物動態モデルの応用, 及び, Husbyらの実験データに対するパラメータ推定とその考察口頭発表（一般）
- 日本応用数理学会 環瀬戸内応用数理研究部会 第21回シンポジウム, 2018年01月, 日本語統計多様体上の状態空間モデルを用いた発展型ネットワーク解析口頭発表（一般）
- 日本応用数理学会環瀬戸内応用数理研究部会 第21回シンポジウム, 2018年01月, 日本語アレルギー発症シミュレーションに向けた生理学的薬物動態モデルの応用口頭発表（一般）
■ 共同研究・競争的資金等の研究課題
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 若手研究, 神戸大学, 2024年04月01日 - 2027年03月31日状態空間モデリングに対する深層学習と代数的手法の連携
- 科学技術振興機構, 戦略的創造研究推進事業(ACT-X), 科学技術振興機構, 2022年10月 - 2025年03月, 研究代表者聴覚的注意のモデリング：動的因果モデルと深層学習の連携
- 一般財団法人伊藤忠兵衛基金, 一般財団法人伊藤忠兵衛基金, 2023年04月 - 2024年03月, 研究代表者計算微分代数統計への試み
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 研究活動スタート支援, 研究活動スタート支援, 神戸大学, 2022年08月 - 2024年03月時間発展型の現象のモデル化における解釈性や因果に関する基礎研究
- 在日フランス大使館, EXPLORATION FRANCE 2023, 2023年11月 - 2023年12月, 研究代表者Differential elimination: bridging computational and application perspectives
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費, 特別研究員奨励費, 神戸大学, 2020年04月 - 2021年12月時系列データの微分代数に基づくモデリング手法の構築と実問題への応用本年度の主な研究実績の一つ目は，入出力関係式を用いた，リザバーコンピューティングの理論解析手法の構築である．入出力関係式は，状態空間モデルにおける入出力関係を網羅的に表す．そのため，これを解析することで，状態空間モデルが表す系に対する，入力や出力の関係を網羅的に調べることができる．本年度は，リザバーコンピューティングにおいて用いられる，リザバーとよばれる系に着目し，その計算能力に関する理論解析手法を構築した．既存手法の多くが関数解析に基づき，リザバーの万能近似性に着目するのに対し，提案手法は代数に基づくため，万能近似性をもたないリザバーに対しても有効である．特に，物理リザバーを対象に，入出力関係式を用いた制御やリザバーの性質の解析が可能であることを，数値実験において示した．本研究について，いくつかの招待講演にて報告を行った． 二つ目は，システム行列に未知パラメータが含まれる状態空間システムに対する同定手法の構築である．本研究では，特に，システム行列の要素がパラメータの多項式関数で表される線形状態空間システムを扱った．このような場合，一般に，パラメータに関する予測誤差法を適用することが多いが，これだと得られる結果が初期値によって大きく影響を受けてしまう．これを回避するための方法として，システム行列の要素のそれぞれを未知パラメータとみなしたブラックボックスモデルを同定し，これを，元のシステムと対応づける手法が知られている．ただし，従来手法では，システムがパラメータの多項式関数をもつ場合，対応付けが困難であった．そこで提案手法では，グレブナー基底を導入し，パラメータに関する隠れた依存関係を抽出することで，対応付けを可能とした．本研究の成果は国際会議にて報告した．
- 科学技術振興機構, AIPチャレンジプログラム, 2020年04月 - 2021年03月, 研究代表者代数と統計の相補的連携によるモデリング基盤の構築