基本情報

所属学協会

• 日本計算工学会
• 日本応用数理学会
• 日本数学会

学位

• 修士（数理学）(九州大学)
• 博士（数理学）(九州大学)

経歴

• 自 2024年04月, 至 現在

  京都大学, 創発PI
• 自 2022年09月, 至 現在

  京都大学, 高等研究院 ヒト生物学高等研究拠点, 特定准教授
• 自 2020年11月, 至 2024年03月

  科学技術振興機構（JST）, さきがけ研究者
• 自 2019年02月, 至 2022年08月

  京都大学, 高等研究院 ヒト生物学高等研究拠点, 特定助教
• 自 2016年04月, 至 2019年01月

  東北大学, 知の創出センター, 特任助教

プロフィール

• プロフィール

  偏微分方程式の数値解析を主に研究しています．特に流体の数値計算手法の開発・解析に興味があります．最近は超双対数の理論拡張・位相的データ解析・統計的因果推論・高次元統計学にも興味があります．

ID,URL

• J-Global ID

  201601013589839798

• 外部リンク

  https://ashbi.kyoto-u.ac.jp/y-imoto/

researchmap URL

• https://researchmap.jp/7000017823

研究

研究キーワード

• 高次元統計学
• 統計的因果探索
• 位相的データ解析
• 超双対数
• 応用数学
• 数値流体力学
• 数値解析

研究分野

• 情報通信, 計算科学, 計算力学
• 自然科学一般, 応用数学、統計数学, 応用数学
• 自然科学一般, 数学基礎, 応用数学

論文

• Meteorological Landscape of Tropical Cyclone

  Pascal Oettli; Keita Tokuda; Yusuke Imoto; Shunji Kotsuki

  EGUsphere, 2025年04月14日, 責任著者

  
• Single-cell multiomic analysis revealed the differentiation, localization, and heterogeneity of IL10+ Foxp3– follicular T cells in humans

  Shusei Fujioka; Mayu Fujioka; Yusuke Imoto; Yasuyo Harada; Hiroyuki Yoshitomi; Masato Kubo; Yasuaki Hiraoka; Hideki Ueno

  International Immunology, 2025年03月21日

  
• The balance between IFN-γ and ERK/MAPK signaling activities ensures lifelong maintenance of intestinal stem cells

  May Nakajima-Koyama; Mio Kabata; Joonseong Lee; Yuko Sogabe; Satoko Sakurai; Akira Hirota; Mizuki Kimura; Tomonori Nakamura; Yusuke Imoto; Kohei Kometani; Yoko Hamazaki; Yasuaki Hiraoka; Mitinori Saitou; Eisuke Nishida; Takuya Yamamoto

  Cell Reports, 2025年02月, 査読有り

  
• 超双対数に基づく高階微分計算手法の開発と応用

  井元 佑介

  応用数理, 2024年12月, 招待有り, 筆頭著者, 最終著者, 責任著者

  
• Numerical Computation of High Reynolds Number Cavity Flow Using SPH Method with Stream Function and Vorticity Formulation

  Yusuke Imoto

  arXiv, 2024年08月, 筆頭著者, 最終著者, 責任著者

  
• Curse of Dimensionality on Persistence Diagrams

  Yasuaki Hiraoka; Yusuke Imoto; Shu Kanazawa; Enhao Liu

  arXiv, 2024年04月28日

  
• Comprehensive Noise Reduction in Single-Cell Data with the RECODE Platform

  Yusuke Imoto

  bioRxiv, 2024年04月22日, 筆頭著者, 最終著者, 責任著者

  
• Topological Node2vec: Enhanced Graph Embedding via Persistent Homology

  Yasuaki Hiraoka; Yusuke Imoto; Killian Meehan; Théo Lacombe; Toshiaki Yachimura

  Journal of Machine Learning Research, 2024年04月, 査読有り

  
• scEGOT: single-cell trajectory inference framework based on entropic Gaussian mixture optimal transport

  Toshiaki Yachimura; Hanbo Wang; Yusuke Imoto; Momoko Yoshida; Sohei Tasaki; Yoji Kojima; Yukihiro Yabuta; Mitinori Saitou; Yasuaki Hiraoka

  BMC Bioinformatics, 2024年12月23日, 査読有り

  
• V-Mapper: topological data analysis for high-dimensional data with velocity

  Yusuke Imoto; Yasuaki Hiraoka

  Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE, 2023年04月01日, 査読有り, 筆頭著者, 責任著者

  
• Nucleome programming is required for the foundation of totipotency in mammalian germline development.

  Masahiro Nagano; Bo Hu; Shihori Yokobayashi; Akitoshi Yamamura; Fumiya Umemura; Mariel Coradin; Hiroshi Ohta; Yukihiro Yabuta; Yukiko Ishikura; Ikuhiro Okamoto; Hiroki Ikeda; Naofumi Kawahira; Yoshiaki Nosaka; Sakura Shimizu; Yoji Kojima; Ken Mizuta; Tomoko Kasahara; Yusuke Imoto; Killian Meehan; Roman Stocsits; Gordana Wutz; Yasuaki Hiraoka; Yasuhiro Murakawa; Takuya Yamamoto; Kikue Tachibana; Jan-Michel Peters; Leonid A Mirny; Benjamin A Garcia; Jacek Majewski; Mitinori Saitou

  The EMBO journal, 2022年06月15日, 査読有り

  
• Difference between smoothed particle hydrodynamics and moving particle semi-implicit operators

  Yusuke Imoto

  Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 2022年05月15日, 査読有り, 筆頭著者, 最終著者, 責任著者

  この論文にアクセスする：

  
• Resolution of the curse of dimensionality in single-cell RNA sequencing data analysis

  Yusuke Imoto; Tomonori Nakamura; Emerson G Escolar; Michio Yoshiwaki; Yoji Kojima; Yukihiro Yabuta; Yoshitaka Katou; Takuya Yamamoto; Yasuaki Hiraoka; Mitinori Saitou

  Life Science Alliance, 2022年08月, 査読有り, 筆頭著者

  この論文にアクセスする：

  
• Hyper-dual number-based numerical differentiation of eigensystems

  Masaki Fujikawa; Masato Tanaka; Naoto Mitsume; Yusuke Imoto

  Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 2022年02月15日, 査読有り, 最終著者, 責任著者

  
• 底面境界適合型MPS法の開発

  松本久也; 井元佑介; 浅井光輝; 三目直登

  日本計算工学会論文集, 2021年10月29日, 査読有り

  
• 物理速度と輸送速度を区別した選択型デュアル流速 ISPH 法を用いた混相流解析

  藤井 孟大; 浅井 光輝; 井元 佑介

  土木学会論文集A2（応用力学）, 2021年02月01日, 査読有り, 責任著者

  
• Fundamental theorem of matrix representations of hyper-dual numbers for computing higher-order derivatives

  Yusuke Imoto; Naoya Yamanaka; Takeo Uramoto; Masato Tanaka; Masaki Fujikawa; Naoto Mitsume

  JSIAM Letters, 2020年06月01日, 査読有り, 筆頭著者, 責任著者

  
• Truncation error estimates of approximate operators in a generalized particle method

  Yusuke Imoto

  Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics, 2020年05月03日, 査読有り, 筆頭著者, 責任著者

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• 安定化 ISPH 法の理論的解釈 II:–誤差評価に基づく安定化係数の最適化–

  井元 佑介; 浅井 光輝; 藤井 孟大

  土木学会論文集Ａ２（応用力学）, 2020年02月06日, 査読有り, 筆頭著者, 責任著者

  
• Hyper-dual numbersを用いたOgden型超弾性モデルの定式化とその性能評価

  藤川 正毅; 田中 真人; 井元 佑介; 三目 直登; 浦本 武雄; 山中 脩也

  日本機械学会論文集, 2020年01月25日, 査読有り

  
• Convergence study and optimal weight functions of an explicit particle method for the incompressible Navier–Stokes equations

  Yusuke Imoto; Satori Tsuzuki; Daisuke Nishiura

  Computational Particle Mechanics, 2019年10月23日, 査読有り, 筆頭著者, 責任著者

  この論文にアクセスする：

  
• Improvements in highly viscous fluid simulation using a fully implicit SPH method

  Daniel Morikawa; Mitsuteru Asai; Nur Ain Idris; Yusuke Imoto; Masaharu Isshiki

  Computational Particle Mechanics, 2019年10月01日, 査読有り

  
• Bingham flow model by fully implicit SPH and its application to reinforce underground caves

  Daniel Morikawa; Mitsuteru Asai; Yusuke Imoto; Masaharu Isshiki

  Proceedings of the 2019 Rock Dynamics Summit (RDS 2019), 2019年05月07日, 査読有り

  
• Unique solvability and stability analysis for incompressible smoothed particle hydrodynamics method

  Yusuke Imoto

  Computational Particle Mechanics, 2019年04月17日, 査読有り, 筆頭著者, 最終著者, 責任著者

  
• Unique solvability and stability analysis of a generalized particle method for a Poisson equation in discrete Sobolev norms

  Yusuke Imoto

  Applications of Mathematics, 2019年02月14日, 査読有り, 筆頭著者, 最終著者, 責任著者

  
• 安定化ISPH法の理論的解釈 ー エネルギー最小化問題からの安定化項の導出 ー

  井元佑介; 浅井光輝

  土木学会論文集A2（応用力学）, 2019年01月31日, 査読有り, 筆頭著者, 責任著者

  
• Truncation error estimates of approximate differential operators of a particle method based on the Voronoi decomposition

  Y. Imoto; D. Tagami

  JSIAM Letters, 2017年, 査読有り

  
• Error Estimates of Generalized Particle Methods for the Poisson and Heat Equations

  井元佑介

  九州大学, 2016年03月, 査読有り

  
• A truncation error estimate of the interpolant of a particle method based on the Voronoi decomposition

  Y. Imoto; D. Tagami

  JSIAM Letters, 2016年, 査読有り

  
• A Parallel Computation for Voronoi Diagram and its Applications to SPH method.

  IMOTO Yusuke

  COMPSAFE2014 Proceedings, IASM & APACM, 2014年04月

  
• 安定化ISPH法による拡張ダルシー則とナビエ・ストークス方程式の統一解法

  森本 敏弘; 浅井 光輝; 笠間 清伸; 藤澤 和謙; 井元 佑介

  土木学会論文集A2（応用力学）, 2014年, 査読有り

  
• SPH法で用いられる近似差分作用素の打ち切り誤差解析

  井元佑介

  九州大学, 2013年03月, 査読有り

  

MISC

• Voronoi分割に基づくSPH法の近似差分作用素の打ち切り誤差解析—Truncation Error Analysis of Difference Operators in SPH Method Based on Voronoi Division

  井元 佑介; 田上 大助

  計算工学講演会論文集 = Proceedings of the Conference on Computational Engineering and Science / 日本計算工学会 編, 2013年06月

  
• 選択型デュアル流速ISPH法を用いた固液混相流解析の精度検証

  藤井孟大; 浅井光輝; 井元佑介

  土木学会年次学術講演会講演概要集(CD-ROM), 2020年

  
• 座標変換を利用した底面境界適合型粒子法の開発

  松本久也; 井元佑介; 浅井光輝; 三目直登

  計算工学講演会論文集(CD-ROM), 2021年

  
• 物理速度と輸送速度を区別した安定化ISPH法による密度差を含む流体の解析

  藤井孟大; 浅井光輝; 井元佑介

  計算工学講演会論文集(CD-ROM), 2020年

  
• 非圧縮性Navier‐Stokes方程式に対する粒子法における安定化項の考察

  井元佑介; 浅井光輝

  日本応用数理学会年会講演予稿集(CD-ROM), 2019年08月21日

  
• 2D‐3D片方向連成波モデルによる津波再現水槽実験の並列解析

  三目直登; TOMICZEK Tori; DONAHUE Aaron; 井元佑介; WESTERINK Joannes; 山田知典; 吉村忍

  日本機械学会計算力学講演会論文集(CD-ROM), 2017年09月15日

  
• 非斉次Neumann境界条件を含むPoisson方程式に対する粒子法の誤差評価とその応用

  井元佑介; 三目直登

  日本機械学会計算力学講演会論文集(CD-ROM), 2016年09月21日

  
• ある一般化粒子法に用いる近似作用素の打ち切り誤差解析とその応用

  井元 佑介; 田上 大助

  計算力学講演会講演論文集, 2014年11月22日

  

講演・口頭発表等

• Single-cell trajectory analysis with V-Mapper

  Yusuke Imoto

  AATRN Applied Topology Seminar, 2024年08月07日, 招待有り

  
• シングルセルデータ前処理の共通基盤を目指して

  井元佑介

  Single-cell Meets Data, 2024年07月31日

  
• ビッグデータのランドスケープ解析: 生命科学から気象学まで

  井元 佑介

  MfIP連携探索ワークショップ 数学を軸とする新たな価値創造に向けて, 2024年04月27日

  
• RNA landscape in single cells

  IMOTO,Yusuke

  Differential Equations for Data Science 2025, 2025年02月12日

  
• 高次元粒子法とデータ解析

  井元 佑介

  2024年度応用数学合同研究集会, 2024年12月07日

  
• Comprehensive Noise Reduction of Single-Cell Data with RECODE

  IMOTO,Yusuke

  1st Asia & Pacific Bioinformatics Joint Conference, 2024年10月23日

  
• 高次元遺伝子発現ダイナミクスのランドスケープ解析

  井元佑介; 平岡 裕章; 谷地村 敏明; 前原 一満

  第66回 システム制御情報学会 研究発表講演会, 2022年05月19日, 招待有り

  
• Statistical Estimation of Gene Regulatory Network

  Yusuke Imoto; Yasuaki Hiraoka; Shohei Shimizu; Takashi Nicolas Maeda; Yoji Kojima; Mitinori Saitou

  JSPS Core-to-Core Program “Establishing International Research Network of Mathematical Oncology”, 2020年10月27日, 招待有り

  
• Statistical causal discovery for gene regulatory network

  Y. Imoto; Y. Hiraoka

  1st ASHBi Mathematical Biology Workshop, 2019年08月23日, 招待有り

  
• Initial particle placement based on the centroidal Voronoi tessellation for two-dimensional flow simulation by the particle method

  M. Ogino; H. Hasegawa; Y. Imoto

  The 10th International Conference on Computational Methods (ICCM), 2019年07月11日

  
• Verified Algorithm for High Order Differentiation Based on Hyper-dual Numbers

  N. Yamanaka; Y. Imoto; T. Uramoto; M. Fujikawa; N. Mitsume

  2019 SIAM Conference on Computational Science and Engineering, 2019年02月15日

  
• Numerical error evaluations of the incompressible Navier--Stokes equations by a time-explicit generalized particle method

  D. Tagami; Y. Imoto

  13th International SPHERIC SPH Workshop, 2018年07月

  
• Some investigations of a time-explicit generalized particle method for the incompressible Navier--Stokes equations

  D. Tagami; Y. Imoto

  ECCM--ECFD2018, 2018年06月

  
• Numerical analysis of tsunami open flume experiment using parallel solver of 2D-3D coupled wave model.

  N. Mitsume; T. Tomiczek; Y. Imoto; A. S. Donahue; J. J. Westerink; T. Yamada; S. Yoshimura

  The 2nd International Conference on Computational Engineering and Science for Safety and Environmental Problems (COMPSAFE 2017), 2017年10月

  
• An error estimate of particle methods for Poisson equation with Neumann boundary conditions.

  Y. Imoto; D. Tagami

  International Conference on Mathematical Analysis of Continuum Mechanics, 2017年09月20日, 招待有り

  
• Error estimates of a characteristic particle method for convection-diffusion equations.

  D. Tagami; Y. Imoto

  A3 Workshop on Computational Fluid Dynamics and Numerical Analysis, 2017年02月20日

  
• Error estimates of a generalized particle method for the Poisson equation with Neumann boundary conditions

  Y. Imoto; D. Tagami

  A3 Workshop on Computational Fluid Dynamics and Numerical Analysis, 2017年02月20日

  
• Recent study and possibility of applications of particle methods for interface problems.

  Y. Imoto

  Workshop on interface motions and free boundary problems, 2016年07月

  
• Some Investigations of a Generalized Particle Method for Convection-Diffusion Equations

  D. Tagami; Y. Imoto

  European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering Congress 2016 (ECCOMAS Congress 2016), 2016年06月

  
• Mathematical Analysis of Generalized Particle Methods for Poisson equations and heat equations.

  D. Tagami; Y. Imoto

  the 11 International SPHERIC Workshop (SPHERIC2016), 2016年06月

  
• Some Investigations of Stability Conditions on a Generalized Particle Method for the Heat Equation.

  Y. Imoto; D. Tagami

  Second Joint Workshop of China-Japan-Korea A3 Foresight Program., 2015年11月

  
• Error estimates of a generalized particle method for partial differential equations.

  Y. Imoto; D. Tagami

  International Workshops on Advances in Computational Mechanics III (IWACOM III), 2015年10月, 招待有り

  
• Error estimates of a particle-based method for partial differential equations.

  Y. Imoto; D. Tagami

  the Fourth Conference on Particle-Based Method (PARTICLES2015), 2015年09月

  
• Regularity and Connectivity Conditions of a Generalized Particle-Based Method for Partial Differential Equations

  D. Tagami; Y. Imoto

  13th US National Congress on Computational Mechanics (USNCCN13), 2015年07月

  
• Error estimates of a generalized particle-based method for partial differential equations.

  Y. Imoto; D. Tagami

  A3 joint Workshop, 2015年02月

  
• Truncation Error Analysis of SPH Method and its Applications to Numerical Simulations of Flow Problem.

  Y. Imoto; D. Tagami

  MEIS2013, 2014年10月

  
• Truncation Error Analysis of Approximation Operators on Particle Methods.

  Y. Imoto

  FMI2013, 2014年10月

  
• Error estimates of SPH methods for Poisson equations.

  Y. Imoto; D. Tagami

  SIAM: East Asian Section Conference 2016 (EASIAM2014), 2014年06月

  
• A Parallel Computation for Voronoi Diagram and its Applications to SPH methods.

  Y. Imoto; D. Tagami

  COMPSAFE 2014, 2014年04月

  
• Truncation Error Analysis of Finite Difference Operators in SPH Method Based on Voronoi Decomposition.

  D. Tagami; Y. Imoto

  the Fourth Conference on Particle-Based Method (PARTICLES2013), 2013年09月

  
• シングルセルデータ科学への招待

  井元佑介

  日本数学会 2022年度年会, 2022年03月30日, 招待有り

  
• Resolution of the curse of dimensionality in single-cell analysis

  Y Imoto

  2nd ASHBi SignAC Workshop: Integrating Single-cell Analysis and Mathematics, 2021年12月10日, 招待有り

  
• Topological Trajectory Inference for Single-cell RNA Sequencing Data

  Y Imoto; T Nakamura; Y Kojima; H Natsukawa; Y Hiraoka; M Saitou

  Society for Mathematical Biology Annual Meeting 2021 (SMB2021), 2021年06月16日

  
• Single-cell-differentiation inference based on a topological data analysis

  Y Imoto; T Nakamura; Y Kojima; H Natsukawa; Y Hiraoka; M Saitou

  SIAM Conference on Applications of Dynamical Systems (DS21), 2021年05月25日

  

書籍等出版物

• 数学セミナー 2024年12月号：ノイズを知り，呪いを祓う - 高次元統計解析に基づく1細胞データのノイズ削減法の開発

  井元 佑介, 単著

  日本評論社, 2024年11月

  
• 数理科学2023年6月号 高次元データの 「かたち」 を可視化する: トポロジカルデータ解析手法 Mapper の理論・応用

  井元佑介, 単著

  サイエンス社, 2023年05月

  
• いまさら聞けない計算力学の定石

  応用力学委員会 計算力学小委員会(編集), 分担執筆, 第13 話 「粒子法のいま」

  丸善出版, 2020年03月21日

  
• RIMS共同研究 (公開型)「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」開催報告

  井元佑介, 単著

  JSIAM Online Magazine, 2019年02月02日, 査読無し

  
• 東北大学 知のフォーラムの活動と今後の展開

  井元佑介, 単著

  JSIAM Online Magazine, 2018年03月, 査読無し

  

産業財産権

• 特願2020-102852(国内)JP2021/ 22318(PCT), データ処理方法、データ処理装置およびデータ処理プログラム

  井元佑介; 中村友紀; 平岡裕章; 斎藤通紀

  

外部資金：科学研究費補助金

• 流れ問題のための高精度粒子法の開発と数学的正当化

  若手研究(B)

  京都大学;東北大学

  井元 佑介

  自 2017年04月01日, 至 2021年03月31日, 完了

  偏微分方程式の数値解析;数値流体力学;粒子法;数値解析;安定性;収束性;非圧縮性Navier-Stokes方程式;誤差評価;数値計算手法;最小二乗法

  https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17K17585/
• 超双対数に基づく微分計算の基盤理論構築とその応用

  若手研究

  小区分12040:応用数学および統計数学関連

  京都大学

  井元 佑介

  自 2023年04月01日, 至 2028年03月31日, 採択後辞退

  https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23K13014/

学術・社会貢献

委員歴

• 自 2021年04月, 至 現在

  研究部会「位相的データ解析」幹事, 日本応用数理学会
• 自 2020年04月, 至 2024年03月

  JSIAM Letters幹事編集委員, 日本応用数理学会
• 自 2019年07月, 至 現在

  運営委員, 日本応用数理学会 研究部会「若手の会」
• 自 2019年04月, 至 現在

  研究部会「連続体力学の数理」幹事, 日本応用数理学会
• 自 2019年04月, 至 2022年03月

  学会誌編集委員, 日本応用数理学会