Kazufumi Hosoda

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細田一史のホームページへようこそ

「自分とは何か、人間とは何か、生命とは何か」を探求し、世の中に貢献したいです。


大阪府吹田市の研究所で脳とAIの研究をしています。

  • 情報通信研究機構(NICT) 脳情報通信融合研究センター(CiNet) 主任研究員 [CiNet公式HP Link]
    (ラボのページに人材募集などの情報があります [CiNet細田グループ Link]
  • その他、以下を兼業しています。

  • 神戸大学大学院保健学研究科 教授 [神戸大学公式HP Link]
  • 大阪大学大学院生命機能研究科 招へい教授 [大阪大学公式HP Link]
  • 理研BDR 客員研究員(古澤チームで人工生態系の研究) [古澤チーム Link]
  • あんさんが研究舎 (教育研究サポートの個人事業) [あんさんが研究舎HP Link]
  • 以下、その他もろもろ。

  • 超簡単な How to 起業 [Link]
  • 研究クラウドファンディングにて支援を受けています、心より感謝です 🙇 [Link]
  • クラファンをキッカケにTwitter始めました  [Link]
  • 8年ほど博士リーダー教育プログラムにて従事(教務委員長でした) [Link]
    最高S評価のプログラムで優秀な人材が集まっています。今も応援しています。
  • Experience

    以下、略歴です。

  • 1998年04月 大阪大学 工学部 入学、2002年03月 卒業
  • 2002年04月 大阪大学大学院 情報科学研究科 修士 入学、2005年03月 修了(情報科学修士)
    (1年間休学 自主海外文化研修:地球一周一人旅)
  • 2005年04月 大阪大学大学院 生命機能研究科 博士 編入、2008年03月 修了(工学博士)
  • 2008年04月-2013年02月 大阪大学大学院 情報科学研究科 特任助教
  • 2013年02月-2018年07月 大阪大学 未来戦略機構、特任准教授
    (2016年度後期 早稲田大学 先進理工学部 非常勤講師)
    (2017年度前期 愛媛大学 理学部 非常勤講師)
  • 2018年08月-2021年03月 大阪大学 国際共創大学院学位プログラム推進機構 特任准教授
    (2019年度後期 早稲田大学 先進理工学部 非常勤講師)
  • 2021年04月-2021年08月 理研 生命機能科学研究センター 研究員
  • 2021年09月-現在 NICT CiNet(脳情報通信融合研究センター) 主任研究員
    (兼神戸大学大学院保健学研究科 教授)
    (兼大阪大学大学院生命機能研究科 招へい教授)
    (兼理研 生命機能科学研究センター 客員研究員)
    (兼あんさんが研究舎 代表)
  • Research

    以下のような研究をしてきました。

  • 脳の数理モデル化による理解とAIとしての応用
  • 生物をまぜてつくる人工生態系の研究 [Linkこんな感じ]
  • 分子をまぜてつくる人工生命の研究
  • 自然現象の原理についての理論研究
  • 生命・情報・工学の融合研究
  • Publications

    --- Brain, AI, ICT ---

  • Kosuke Tomimatsu, Takeru Fujii, Ryoma Bise, Kazufumi Hosoda, Yosuke Taniguchi, Hiroshi Ochiai, Hiroaki Ohishi, Kanta Ando, Ryoma Minami, Kaori Tanaka, Taro Tachibana, Seiichi Mori, Akihito Harada, Kazumitsu Maehara, Masao Nagasaki, Seiichi Uchida, Hiroshi Kimura, Masashi Narita, Yasuyuki Ohkawa (2024). "Precise immunofluorescence canceling for highly multiplexed imaging to capture specific cell states." Nature Communications 15: 3657
  • Kazufumi Hosoda, Shigeto Seno and Tsutomu Murata (2023). "Simulating Reaction Time for Eureka Effect in Visual Object Recognition Using Artificial Neural Network." IIAI Letters on Informatics and Interdisciplinary Research 3. 60, (KICSS Best Crowd Award)
  • Kazufumi Hosoda, Keigo Nishida, Shigeto Seno, Tomohiro Mashita, Hideki Kashioka, Izumi Ohzawa, "It's DONE: Direct ONE-shot learning with Hebbian weight imprinting", arXiv, Art. no. arXiv:2204.13361, Jun. 2022
  • Fu, C., Dissanayake, T., Hosoda, K., Maekawa, T., Ishiguro, H., (2020) Similarity of Speech Emotion in Different Languages Revealed by a Neural Network with Attention, 2020 IEEE 14th International Conference on Semantic Computing (ICSC), San Diego, CA, USA, 2020, pp. 381-386
  • Shibai, A., Arimoto, T., Yoshinaga, T., Tsuchizawa, Y., Khureltulga, D., Brown, Z.P., Kakizuka, T., Hosoda, K., (2018). Attraction of posture and motion-trajectory elements of conspecific biological motion in medaka fish. Scientific Reports 8, p8589
  • Nakamura, T., Tominaga, T., Watanabe, M., Thammasan, N., Urai, K., Nakamura, Y., Hosoda, K., Hara, T., Hijikata, Y., (2017), Investigation on Dynamics of Group Decision Making with Collaborative Web Search. In Proceedings of 2017 IEEE/WIC/ACM International Conference on Web Intelligence.
  • pic Kiyokawa, K., Hatanaka, M., Hosoda, K., Okada, M., Shigeta, H., Ishihara, Y., Ooshita, F., Kakugawa, H., Kurihara, S., and Moriyama, K., (2012), Owens Luis - A context-aware multi-modal smart office chair in an ambient environment. Paper presented at: Virtual Reality (VR), 2012 IEEE (Costa Mesa, CA, USA).
  • Shigeta, H., Nakase, J., Tsunematsu, Y., Kiyokawa, K., Hatanaka, M., Hosoda, K., Okada, M., Ishihara, Y., Ooshita, F., Kakugawa, H., et al., (2012), Implementation of a smart office system in an ambient environment. Paper presented at: Virtual Reality (VR), 2012 IEEE (Costa Mesa, CA, USA).
  • --- Experimental ecology and evolution ---

  • Kazufumi Hosoda, Shigeto Seno, Naomi Murakami, Hideo Matsuda, Yutaka Osada, Rikuto Kamiura and Michio Kondoh (2024). "Synthetic model ecosystem of 12 cryopreservable microbial species allowing for a noninvasive approach." Biosystems: 105087.
  • Kazufumi Hosoda, Shigeto Seno, Rikuto Kamiura, Naomi Murakami and Michio Kondoh (2023). "Biodiversity and Constrained Information Dynamics in Ecosystems: A Framework for Living Systems." Entropy 25(12): 1624. (Feature Paper)
  • Yuki Azuma, Saburo Tsuru, Masumi Habuchi, Risa Takami, Sotaro Takano, Kayo Yamamoto and Kazufumi Hosoda (2023). "Synthetic symbiosis between a cyanobacterium and a ciliate toward novel chloroplast-like endosymbiosis." Scientific Reports 13(1): 6104.
  • Kazufumi Hosoda, Shigeto Seno, Naomi Murakami, Hideo Matsuda, Yutaka Osada, Michio Kondoh, "A model ecosystem of twelve cryopreservable microbial species allowing for a non-invasive approach", bioRxiv, 2020.10.23.351742, (2020)
  • pic Hosoda, K., Tsuda, S., Kadowaki, K., Nakamura, Y., Nakano, T., Ishii, K., (2016), Population-reaction model and microbial experimental ecosystems for understanding hierarchical dynamics of ecosystems. Biosystems 140, 28-34.
  • Hosoda, K., Ono, N., Suzuki, S., and Yomo, T., (2014), Transcriptome Analysis of a Microbial Coculture in which the Cell Populations Are Separated by a Membrane. In Engineering and Analyzing Multicellular Systems, L. Sun, and W. Shou, eds., (Springer New York), pp. 151-164.
  • pic Hosoda, K., Habuchi, M., Suzuki, S., Miyazaki, M., Takikawa, G., Sakurai, T., Kashiwagi, A., Sueyoshi, M., Matsumoto, Y., Kiuchi, A., et al., (2014), Adaptation of a Cyanobacterium to a Biochemically Rich Environment in Experimental Evolution as an Initial Step toward a Chloroplast-Like State. Plos One 9.
  • pic Kubo, I., Hosoda, K., Suzuki, S., Yamamoto, K., Kihara, K., Mori, K., and Yomo, T., (2013), Construction of bacteria-eukaryote synthetic mutualism. Biosystems 113, 66-71.
  • pic Kumano, I., Hosoda, K., Suzuki, H., Hirata, K., and Yomo, T., (2012), Hydrodynamic trapping of Tetrahymena thermophila for the long-term monitoring of cell behaviors. Lab on a chip 12, 3451-3457.
  • pic Hosoda, K., Suzuki, S., Yamauchi, Y., Shiroguchi, Y., Kashiwagi, A., Ono, N., Mori, K., and Yomo, T., (2011), Cooperative adaptation to establishment of a synthetic bacterial mutualism. PLoS One 6, e17105.
  • Hosoda, K., and Yomo, T., (2011), Designing symbiosis. Bioeng Bugs 2, 338-341.
  • Kihara, K., Mori, K., Suzuki, S., Hosoda, K., Yamada, A., Matsuyama, S., Kashiwagi, A., and Yomo, T., (2011), Probabilistic transition from unstable predator-prey interaction to stable coexistence of Dictyostelium discoideum and Escherichia coli. Biosystems 103, 342-347.
  • Hosoda, K., Mori, K., Shiroguchi, Y., Yamauchi, Y., Kashiwagi, A., and Yomo, T., (2008), Synthetic ecosystem of Escherichia coli for discovery of novel cooperative and self-adaptive algorithms. Paper presented at: Bioinspired Models of Network, Information, and Computing Systems (BIONETICS) 2008 (ICST).
  • --- Simple theory of biological dynamics ---

  • pic Hosoda, K., Matsuura, T., Suzuki, H., and Yomo, T., (2011), Origin of lognormal-like distributions with a common width in a growth and division process. Physical Review E 83, 031118.
  • --- Artificial life by biochemicals ---

  • Link: -> Dr. Matsuura , Professor, Tokyo Institute of Technology
  • pic Matsuura, T., Hosoda, K., Shimizu, Y., (2018). Robustness of a Reconstituted Escherichia coli Protein Translation System Analyzed by Computational Modeling. ACS Synthetic Biology 7, pp1964-1972
  • pic Matsuura, T., Tanimura, N., Hosoda, K., Yomo, T., Shimizu, Y., (2017), Reaction dynamics analysis of a reconstituted Escherichia coli protein translation system by computational modeling. Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS): 114: E1336-E1344.
  • Okaie, Y., Nakano, T., Hara, T., Obuchi, T., Hosoda, K., Hiraoka, Y., Nishio, S., (2014), Cooperative Target Tracking by a Mobile Bionanosensor Network., IEEE Transactions on Nanobioscience, 13(3), p 267-277
  • Nakano, T., Hosoda, K., Nakamura, Y., and Ishii, K., (2013), A biologically-inspired intrabody nanonetwork: design considerations. In Proceedings of the 8th International Conference on Body Area Networks (Boston, Massachusetts: ICST (Institute for Computer Sciences, Social-Informatics and Telecommunications Engineering)), pp. 484-487.
  • Matsuura, T., Hosoda, K., Kazuta, Y., Ichihashi, N., Suzuki, H., and Yomo, T., (2012), Effects of compartment size on the kinetics of intracompartmental multimeric protein synthesis. ACS synthetic biology 1, 431-437.
  • Hirata, K., Ichii, T., Suzuki, H., Matsuura, T., Hosoda, K., and Yomo, T., (2012), Fractal-shaped microchannel design for a kinetic analysis of biochemical reaction in a delay line. Microfluid Nanofluid 13, 273-278.
  • Matsuura, T., Hosoda, K., Ichihashi, N., Kazuta, Y., and Yomo, T., (2011), Kinetic Analysis of {beta}-Galactosidase and {beta}-Glucuronidase Tetramerization Coupled with Protein Translation. J Biol Chem 286, 22028-22034.
  • Sunami, T., Hosoda, K., Suzuki, H., Matsuura, T., and Yomo, T., (2010), Cellular compartment model for exploring the effect of the lipidic membrane on the kinetics of encapsulated biochemical reactions. Langmuir 26, 8544-8551.
  • Ichihashi, N., Matsuura, T., Hosoda, K., and Yomo, T., (2010), Identification of two forms of Q{beta} replicase with different thermal stabilities but identical RNA replication activity. J Biol Chem 285, 37210-37217.
  • Urabe, H., Ichihashi, N., Matsuura, T., Hosoda, K., Kazuta, Y., Kita, H., and Yomo, T., (2010), Compartmentalization in a water-in-oil emulsion repressed the spontaneous amplification of RNA by Q beta replicase. Biochemistry 49, 1809-1813.
  • Ichihashi, N., Kita, H., Hosoda, K., Sunami, T., Tsukada, K., Matsuura, T., and Yomo, T., (2009), Requirements for Efficient Replication of Genetic Information in a Translation-Coupled Replication System. Origins Life Evol B 39, 317-318.
  • Sunami, T., Kita, H., Hosoda, K., Matsuura, T., Suzuki, H., and Yomo, T., (2009), Chapter 2 - Detection and analysis of protein synthesis and RNA replication in giant liposomes. Methods Enzymol 464, 19-30.
  • Ichihashi, N., Matsuura, T., Kita, H., Hosoda, K., Sunami, T., Tsukada, K., and Yomo, T., (2008), Importance of translation-replication balance for efficient replication by the self-encoded replicase. Chembiochem 9, 3023-3028.
  • Kita, H., Matsuura, T., Sunami, T., Hosoda, K., Ichihashi, N., Tsukada, K., Urabe, I., and Yomo, T., (2008), Replication of genetic information with self-encoded replicase in liposomes. Chembiochem 9, 2403-2410.
  • Hosoda, K., Sunami, T., Kazuta, Y., Matsuura, T., Suzuki, H., and Yomo, T., (2008), Quantitative study of the structure of multilamellar giant liposomes as a container of protein synthesis reaction. Langmuir 24, 13540-13548.
  • pic Hosoda, K., Matsuura, T., Kita, H., Ichihashi, N., Tsukada, K., Urabe, I., and Yomo, T., (2008), A novel sequence-specific RNA quantification method using nicking endonuclease, dual-labeled fluorescent DNA probe, and conformation-interchangeable oligo-DNA. Rna 14, 584-592.
  • pic Hosoda, K., Matsuura, T., Kita, H., Ichihashi, N., Tsukada, K., and Yomo, T., (2007), Kinetic analysis of the entire RNA amplification process by Qbeta replicase. J Biol Chem 282, 15516-15527.
  • Miscellaneous

    --- Patents ---

  • 特願2022-146887(国際PCT/JP2023/30480)細田 一史, 自己符号化を行うシステム、プログラム、および方法, 国立研究開発法人情報通信研究機構, 令和 4年 9月15日
  • 特願2022-107734 細田 一史, 柏岡 秀紀, 学習装置、機械学習プログラム、および機械学習方法, 国立研究開発法人情報通信研究機構, 令和 4年 7月 4日
  • 特開2012-208004 四方哲也, 鈴木宏明, 細田 一史、低濃度粒子測定装置および方法、科学技術振興機構
  • 特開2008-99570(P2008-99570A) 四方哲也, 細田 一史, 松浦友亮, 中島敏博, 樋口浩文、大阪産業振興機構・大阪大学・化血研
  • --- Book chapters ---

  • 細田一史, "人工生態系の生物物理", 生体の科学「特集:生物物理学の進歩―生命現象の定量的理解へ向けて」, Vol. 72, No. 3, p. 261-265, 医学書院 (2021年6月)
  • 細田一史, 瀬尾茂人, "生命システムにおける複雑ネットワークとその制御", システム/制御/情報「複雑ネットワーク研究の最前線特集号」, Vol. 65, No. 5, p. 169-175, 一般社団法人システム制御情報学会 (2021年5月15日)
  • 細田一史, 香曽我部隆裕, 森下喜弘, 上坂将弘, 守野孔明, 阿部玄武, 内田唯, 古澤力 "揺らぎに関する総合討論の現状理解、解釈、覚書", 新学術領域 進化制約方向性 Newsletter Vol. 5 No. 2 (2021) [Link]
  • Kazufumi Hosoda, Shingo Suzuki, Naoaki Ono, Tetsuya Yomo, "Transcriptome analysis of a microbial coculture in which the cell populations are separated by a membrane.", Methods in Molecular Biology, Volume 1151, 2014, pp 151-164, Humana Press (2014)
  • 清川 清, 畠中 理央, 細田 一史, 岡田 雅司, 繁田 浩功, 石原 靖哲, 大下 福仁, 角川 裕次, 栗原 聡, 森山 甲一., "オーエンス・ルイス-アンビエント環境制御を用いた知的オフィスチェアの提案", システム/制御/情報「アンビエントインテリジェンス技術とその応用 特集号」, Vol. 56, No. 1, p 14-20, 一般社団法人システム制御情報学会 (2012)
  • Takeshi Sunami, Hiroshi Kita, Kazufumi Hosoda, Tomoaki Matsuura, Hiroaki Suzuki, Tetsuya Yomo, "Chapter 2 - Detection and Analysis of Protein Synthesis and RNA Replication in Giant Liposomes", Methods in Enzymology, Vol. 464, p 19-29, Academic Press (2009)
  • --- Invited Talks (International) ---

  • "A high-throughput synthetic microbial ecosystem: stochastic community dynamics, inter-ecosystem interactions, predictions and controls", Symposium of Ecological Society of Japan Kanto Branch, Online, 2021, Jul. 21
  • "Perspectives on ecosystems as biofluids", Biofluids 2021, Online, 2021, Jul. 5-7
  • "Introduction: Microbes go to work", Gordon Research Conference (Microbial Population Biology), Proctor Academy (Andover, NH), July 19-24, 2015
  • "Toward a paradigm shift having fun with complex living systems.", The 10th SOKENDAI Life Science Retreat, Shizuoka, Japan, 2013, Dec. 30-31
  • "Phenotypic Plasticity for the Establishment of Symbiosis." The 7th Okazaki Biology Conference (Shizuoka, Japan), Jan. 11-14, 2010
  • --- Awards ---

  • Best Crowd Award, KICSS 2022, Kyoto, Japan, 2022 Nov.23-25
  • 大阪大学賞・教育貢献部門, 大阪大学, 2018年11月19日
  • 大阪大学総長奨励賞・研究部門, 大阪大学, 2014年7月8日
  • Evolution in Action, Artificial Life XIII, Michigan, USA, 2012 July.19-22
  • --- Videos ---

  • 研究者としての生き方/東大チャンネル 2022
  • 1万個の人工生態系をつくり非平衡で非線形な生態系の理解に挑む 2020
  • 若手研究者からの融合領域研究の誘い 2013
  • --- Grants ---


    以下の研究助成を受けています。誠にありがとうございます。

  • クラウドファンディング(2019年度~)「1万個の人工生態系をつくり非平衡で非線形な生態系の理解に挑む!」 ※ アカデミストを通し、田口勇様、樺澤哲様、久保井亮一様、東雄貴様はじめ、多くの方々から研究費のサポートを頂いております。心より、御礼申し上げます。 (ただいま複数の論文を書いているところです。2023年度に出す予定です。)
  • 科研費(2020~2023年度)「生物群集全体と各2種間相互作用との関係を人工生態系での総当たり実験により解明する」、基盤研究(C) 代表者、審査区分:生態学および環境学関連
  • 科研費(2020~2021年度)「実験生態系を用いた生態系変化の情報物理学的理解」、新学術領域研究(研究領域提案型、公募班) 代表者、審査区分:複合領域
  • 科研費(2020~2021年度)「実験生態系の摂動と継代による生態系の揺らぎ応答関係の解明」、新学術領域研究(研究領域提案型、公募班) 代表者、審査区分:生物系
  • 科研費(2018~2019年度)「生態系の揺らぎ応答関係と内部進化の実験的解明研究」、新学術領域研究(研究領域提案型、公募班) 代表者
  • 科研費(2015~2017年度)「出芽酵母の人工進化系構築 ―生命の適応的機能創出をデザインする―」、基盤研究(C) 分担者(代表者:中岡慎治)、研究分野:構成的システム生物学
  • 科研費(2013~2015年度)「人工最小生態系の進化ダイナミクスを分子レベルで記述する」、挑戦的萌芽研究 代表者、研究分野:生態・環境
  • 科研費(2011~2012年度)「共生成立に寄与する表現型可塑性の分子機構」、若手研究(B) 代表者、研究分野:生態・環境