大西 勇Isamu Ohnishi

Last Updated :2025/11/10

所属・職名
大学院統合生命科学研究科　准教授
ホームページ
https://orcid.org/0009-0009-5716-6216
https://www.youtube.com/@IsamuOhnishi/videos
https://www.researchgate.net/profile/Isamu-Ohnishi
メールアドレス
isamu_otoki.waseda.jp,kohnishihiroshima-u.ac.jp,
その他連絡先
東広島市鏡山一丁目３番１号 理学部Ｃ棟２０３号室
TEL:082-424-7374 FAX:082-424-7327
自己紹介
タイトル：制御工学と数理科学の交差点で数理物理学を！ 内容：これまでの研究・教育の総仕上げ的に、「制御工学と数理科学の交差 点で数理物理学を！」というキャッチフレーズ の下、数理物理学、制御理論の枠組みにおいて、その底流にある応用的な力学系の道具で、研究をしています。もう少し具体的には、量子力学的多体問題の枠組みで、人工光合成や水素ストレージに使われる合金表面の電子状態を数理物理的に理解しつつ、それをコントロールするような研究を、場の量子論的な(応用数理・応用数学的)手法で研究しています。この枠組みでの産学協働にも興味があります。このような境界領域の複合的な研究、教育にチャレンジしたい！意欲ある学生のチャレンジをも望みます。 私は、生物・生命現象および、医歯薬系や生態学系などと関わららなくなって 15年強となりました。そして、私のここ10年程、専門としてやっているの は、数理物理学、制御理論、および、その底流に流れている応用的な力学系 です。以下のように要約しています。これを (＊＊＊) として、引用すること があります！

基本情報

学歴

  • 東京大学大学院, 数理科学研究科, 数理科学専攻　（博士（数理科学）取得）, 日本, 1991年04月, 1994年03月
  • 東京大学, 理学系研究科, 数学専攻 (理学修士　取得), 日本, 1989年04月, 1991年03月
  • 早稲田大学, 理工学部, 数学科　（理学士　取得）, 日本, 1985年04月01日, 1989年03月15日

学位

  • 博士（数理科学）　(東京大学)
  • 理学修士　(東京大学)

教育担当

  • 【学士課程】 理学部 : 数学科 : 数学プログラム
  • 【博士課程前期】 統合生命科学研究科 : 統合生命科学専攻 : 数理生命科学プログラム
  • 【博士課程後期】 統合生命科学研究科 : 統合生命科学専攻 : 数理生命科学プログラム

担当主専攻プログラム

  • 数学プログラム

研究分野

  • 数物系科学 / 物理学 / 数理物理・物性基礎
  • 数物系科学 / 数学 / 数学解析
  • 数物系科学 / 数学 / 数学基礎・応用数学

研究キーワード

  • 量子物性(および、古典物性)と関連した数理物理学
  • 応用力学系（特に、量子、または、古典物性の時間発展ダイナミクスや制御理論のバックグラウンドとしての応用力学系）
  • 応用数学（制御理論）

所属学会

  • 産業数学と応用数学のための学会（米国）, 1993年
    関連URL
  • 日本数学会, 1991年10月
    関連URL
  • 日本応用数理学会
    関連URL

教育活動

授業担当

  1. 2025年, 教養教育, １ターム, 教養ゼミ
  2. 2025年, 学部専門, ３ターム, 計算数理Ｂ
  3. 2025年, 学部専門, セメスター（前期）, 数学情報課題研究
  4. 2025年, 学部専門, セメスター（後期）, 数学情報課題研究
  5. 2025年, 修士課程・博士課程前期, 年度, 数理生命科学特別研究
  6. 2025年, 修士課程・博士課程前期, ２ターム, 応用数理学Ａ
  7. 2025年, 修士課程・博士課程前期, ２ターム, 数理計算理学特論Ａ
  8. 2025年, 修士課程・博士課程前期, ４ターム, 数理計算理学特論Ｂ
  9. 2025年, 修士課程・博士課程前期, セメスター（前期）, 数理計算理学特別演習Ａ
  10. 2025年, 修士課程・博士課程前期, セメスター（後期）, 数理計算理学特別演習Ｂ

研究活動

学術論文（★は代表的な論文）

  1. ★, Lie Algebra Decoupling and Normal Forms for Differential Equations defined in Infinite Dimensional Hilbert Space with Quadratic Nonlinearities, Preprint, 20251108
  2. ★, Resonant Chaos and Schwinger-Like Excitations in Driven 1D Quantum Billiards: A Lindblad Approach to Self-Propelled Reflections and Vacuum Instabilities, Preprint, 20251107
  3. ★, Quantum Boundary Equilibrium Bifurcation: Schwinger-like Pair Production in Impacting QFT Hybrids, Preprint, 20251107
  4. ★, Topological Microphase Separation in 1D Diblock Copolymers via Jordan-Wigner Mapping: Quantum Field Simulation with Lindblad Dynamics and Lie-Trotter Time Evolution, Preprint, 20251105
  5. ★, Entanglement Transitions in Open KG-Dirac Systems: Quantum Hysteresis for Enhanced CO2 Reduction in Dissipative TI Hybrids, Preprint, 20251025
  6. ★, Magnetic Fractional Schrödinger Eigenvalue Optimization: A Quantum Field Theory Extension with Spontaneous Symmetry Breaking and Nambu-Goldstone Analogies, Preprint, 20251025
  7. ★, Spin-Polarized Quantum Many-Body Hysteresis in MOF/TI Hybrids: Rigorous RG Analysis with KG-Dirac Coupling for CO2 Reduction, Hydrogen Storage, and Relativistic Quantum Information, Preprint, 20251018
  8. ★, Spontaneous Symmetry Breaking in Fractional Eigenvalue Optimization for Composite Membranes: A Quantum Field Theory Extension via Renormalization Group Methods and Nambu-Goldstone Analogies, Preprint, 20251022
  9. ★, Quantum Klein-Gordon model of Quantum Many-Body Hysteresis in Topological Insulators for Hydrogen Switching in Mg-Ni Alloys and CO2 Reduction Catalysis, Preprint, arXiv submission : 6836576巻, arXiv submission : 6836576号, 20250928
  10. ★, Site Number Dependence of Hysteresis in Binary Memory Models via Renormalization Group Approach Application to CO2 Reduction Reaction, IJAMS, 20250903
  11. ★, Renormalization Group Reduction of Nonlinear Klein-Gordon Equation to Complex Ginzburg-Landau for Hydrogen Storage Dynamics in Mg-Ni Alloys, Preprint (http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.5490827, 20250901
  12. ★, Rigorous Renormalization Group Analysis of Quantum Many-Body Hysteresis in Topological Insulators: Applications to Hydrogen Switching and CO_2 Reduction Catalysis, Preprint, https://ssrn.com/abstract=5490827 or http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.5490827巻, https://ssrn.com/abstract=5490827 or http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.5490827号, 20250910
    DOIを用いた論文検索結果へのリンク
  13. ★, DYNAMICAL APPROACH TO THE ISHITANI-ABE MODEL: S-MPC FOR IMPROVED CO2 PHOTOSYNTHESIS, international Journal of Advanced Mathematical Sciences, 20250905
    DOIを用いた論文検索結果へのリンク
  14. ★, Topological Insulator Dynamics with Hydrogen On-Off Switching: Capacity Improvement by MPC method via Chiba Rigorous Renormalization Group in view of Control theory, American J. Engineering Research, 20250926
  15. ★, Rigorous Analysis of Langevin Noise Effects on Hysteresis in Simplified Binary Memory Models: Classical and Quantum Dynamics for CO2 Reduction Catalysis, Preprint (arXiv submission /6829258, 20250925
    DOIを用いた論文検索結果へのリンク
  16. ★, Topological Hysteresis in Quantum Many-Body Systems: Applications of the SBM Model and MoS2, Preprint, 20250802
  17. ★, Symmetry Breaking and Universality in Quantum Many-Body Hysterisis for CO2 Reduction, Preprint, 20250801
  18. ★, Feedback Control and Stabilization in Nonlocal Cahn-Hilliard-Brinkman Systems, IJAMS, 20250730
  19. ★, Master Sound Control and Chaotic Synchronization in Ring-Coupled Duffing Oscillators for Multi-Speaker Acoustic Control: From Finite Chains to Continuum Limits, IJAMS, 20250712
  20. ★, 繰り込み群アプローチによるバイナリメモリモデルにおけるヒステリシスのサイト数依存性のCO2還元反応への応用, Preprint, 20250630
  21. ★, 競合ダイナミクスと制御システム：理論分析とシミュレーション結果, international Journal of Advanced Mathematical Sciences, 20250907
  22. ★, Stochastic Model Predictive Control of Cheer Spikes and Low-Frequency Noise in Outdoor Festivals, international Journal of Advanced Mathematical Sciences, 20250905
  23. 低次元相空間の簡単な安定性予想と証明 離散時間システムの例：PID制御理論への応用, Journal of Comprehensive Pure and Applied Mathematics, Vol.3 issue.1巻, 20250518
  24. ★, ノイズを含む線形システムの制御戦略の比較分析：LQR、カルマン+LQR、SMC、MPC, international Journal of Advanced Mathematical Sciences, 20250905
    DOIを用いた論文検索結果へのリンク
  25. ★, 確率モデル予測制御による野外フェスティバルにおける歓声と低周波ノイズの制御, https://doi.org/10.14419/c1y1ch19, 20250525
    DOIを用いた論文検索結果へのリンク
  26. 自己フィードフォワード自動制御システムとしての共有結合修飾のヒステリシス構造による誘導記憶に基づくシアノバクテリアの概日リズムの数理科学的研究, アメリカ工学研究雑誌, Volume-13巻, Issue-6号, pp. 38-42, 20240611
  27. Memory, hysteresis and oscillation induced by multiple covalent modifications and its application to circadian rhythm of Cyanobacteria, Research Report in RIMS of Kyoto University, 1616巻, pp. 144-156, 2008
  28. スケール効果による記憶の強化と北方森林の北方植物群系における陸生ノストック亜目のシアノバクテリアとフェザーモスとの相利共生系に対するその応用, Global Science Chronicle, 1巻, 1号, pp. 1-7, 20170815
  29. 多重分子修飾による記憶の誘導とその分子リズムへの応用 (生命現象と関連した非線形問題の数理), 数理解析研究所講究録, 1616巻, pp. 145-154, 200810
  30. ★, 細胞内の多重分子修飾による１ビットの記憶素子の標準構造, J. of pure and applied math.,　, 2巻, 1号, 2018
  31. ★, ある種のJUMP項をもつ非線形放物型方程式の時間大域解の振る舞いの特徴づけ, Preprint
  32. ルジアートーレフィバー方程式の定常解の安定性, 東北数学雑誌, Vol. 63巻, No. 4号, pp. 651-663, 20111225
  33. 訂正：ルジアート＝レフィバー方程式の定常解の安定性, 東北数学雑誌 (掲載決定), 2020
  34. ★, リーゼガング現象の、一次元ケラー＝ルビノウモデルについての数学的研究, J. Stat Phys, Vol.135巻, pp. 107-132, 20090924
  35. 空間一次元ルジアート＝レフィバー方程式の分岐解析, Physica D, Vol.239巻, pp. 2066-2083, 20101115
  36. ★, 非局所項をもつ質量保存系の2階と4階の微分方程式に置けるスペクトル比較定理, JJIAM, No.2号, pp. 253-262, 19980430
  37. Symmetry other phenomena in the optimization of eigenvalues for composite membranes, CMP, 214巻, pp. 315-337, 20000729
  38. ★, Analytical solutions describing the phase separation driven by a free energy functional containing a long-range interaction term, Chaos, 9巻, No. 2号, pp. 329-341, 19990521
  39. ★, Modified Hele-Shaw moving boundary problem related to some phase transition phenomena, Bull. Univ. Electro-Comm, 11巻, No. 1号, pp. 17-28, 19980930
  40. Spectral comparison between the second and the fourth order equations of conservative type with non-local terms, JJIAM, 15巻, No. 2号, pp. 253-262, 19980331
  41. ★, Some mathematical aspects of the micro-phase separation in diblock copolymers, Phys. D, 84巻, No. 1-2号, pp. 31-39, 19950505
  42. ★, Inertial manifolds for Burgers' original model system of turbulenc, Appl. Math. Lett, 7巻, No. 3号, pp. 33-37, 19940625
  43. A note of the existence of nonconstant critical points of free energy functionals in the gradient theory of phase transitions, Adv. Math. Sci. Appl., 4巻, No. 2号
  44. Dimension estimate of the global attractor for forced oscillation systems, JJIAM, 10巻, No. 3号, pp. 351-366, 19930530
  45. Dimension estimate of the global attractor for resonant motion of a spherical pendulum, Proc. Japan Acad. Ser. A Math. Sci., 68巻, No. 9号, pp. 302-306, 19921215
  46. A billiard problem in nonlinear and nonequilibrium systems, Hiroshima Math. J, 37巻, No. 3号, pp. 343-384, 20070512
  47. Physarum can solve the shortest path problem on Riemannian surface mathematically rigorously, Int. J. P. Appl. Math, 47巻, No. 3号, pp. 353-369
  48. Failure to the shortest path decision of an adaptive transport network with double edges in Plasmodium system, International J. Dyn. Sys. Diff. Eqn., Vol. 1巻, No. 3号, pp. 210-219, 20080922
  49. Standing pulse solutions for the FitzHugh-Nagumo equations, Japan J. Indust. Appl. Math., 20巻, No. 1号, pp. 315-337, 20000531
  50. Spectral comparison result and morphology for diblock copolymer problems, roceedings of the Second Japan-China Seminar, 14巻, pp. 253-256, 19950615
  51. On global minimizes for a variational problem with non-local effect related to micro-phase separation, RIMS report, 973巻, pp. 171-176, 19960921
  52. ★, Characterization of the most stable stationary solution with fine structure in a certain nonlinear parabolic PDE, Preprint, 2020
  53. ★, On the multiple existence of steady states in the gradient theory of phase transitions, Bull. Univ. Electro-Comm., 7巻, No. 3号, pp. 157-166, 19940731
  54. Existence and instability of steady states in phase transition in a thin plate with non-local self-stress effects, Bull. Univ. Electro-Comm., 8巻, No. 1号, pp. 53-58, 19950430
  55. Mathematical analysis to an adaptive network of the Plasmodium system, Hokkaido Math. J., Vol. 36巻, No. 2号, pp. 445-465, 20070523
  56. Computational ability of cells based on cell dynamics and adaptability, New Generation Computing, 27巻, pp. 57-81, 20090531
  57. Numerical computations of free boundary problems in quadruple precision arithmetic using an explicit metho, GAKUTO Internat. Ser. Math. Sci. Appl., 11巻, pp. 193-207, 19980531
  58. Mathematical analysis to coupled oscillators system with a conservation law, 別冊（RIMS講究録）, B21巻, pp. 129-147, 2010
  59. A Mathematical analysis to Liesegang ring as a radially symmetric solution in n-space dimensions, Proceeding of the 6th EASIAM and AMIC 2010, 6巻

著書等出版物

  1. 2005年, The Algorithmic Beauty of Sea Shell (H. Meinhardt), Book Review, 非線形偏微分方程式, 日本評論社, 2005年, 単行本（学術書）, 単著, 日本語, 大西　勇
  2. 2003年, リーゼガング現象のパターン形成の非線形解析, 非線形偏微分方程式, 日本評論社, 2003年, 単行本（学術書）, 単著, 日本語, 大西　勇
  3. 2008年, 数学セミナー, モデリング, 発展方程式論, 単行本（学術書）, 単著, 大西　勇

招待講演、口頭・ポスター発表等

  1. Stochastic Model Predictive Control of Cheer Spikes and Low-Frequency Noise in Outdoor Festivals, 大西　勇, ２０２５年日本数学会秋季総合分科会（応用数学分科会、9月19日） (２０２５年度　日本応用数理学会（＠東京理科大）発表（2）), 2025年09月19日, 通常, 日本語, 日本数学会 （日本応用数理学会）, 名古屋大学 （東京理科大学）, 日本数学会　周期総合分科会 (２０２５年度　日本応用数理学会（＠東京理科大）発表（2）)
    Related URL
  2. Comparative Analysis of Control Strategies for Noisy Linear Systems: Optimal Horizon Selection for MPC, 大西　勇, ２０２５年日本数学会秋季総合分科会（応用数学分科会、9月19日）での発表 (２０２５年度　日本応用数理学会（＠東京理科大）発表（1）), 2025年09月19日, 通常, 日本語, 日本数学会 （日本応用数理学会）, 名古屋大学 （東京理科大学）
    Related URL
  3. ある種の付属項を持つ半線形放物型偏微分方程式の解の振舞についての発展方程式を用いた特徴付け, 大西　勇, 第46回発展方程式研究会, 2020年12月25日, 通常, 日本語, 発展方程式研究会実行委員会, 日本女子大学（東京、目白）, https://ccmath.meijo-u.ac.jp/~eea/program_46.html, 発表資料
    Related URL
  4. あるイレギュラーなジャンプ項を持つ放物型非線形偏微分方程式系の時間大域解の特徴づけ, 大西　勇, 第47回発展方程式研究会, 2021年12月27日, 通常, 日本語, 発展方程式研究会開催委員会, 日本女子大学（東京、目白）, https://ccmath.meijo-u.ac.jp/~eea/program_47.html, 発表資料
    Related URL
  5. あるジャンプ効果を持つ放物型非線形偏微分方程式の解の長時間経過後の振る舞いの特徴付け, 大西　勇, ２０２１年度秋季総合分科会(函数方程式分科会), 2021年09月15日, 通常, 日本語, 日本数学会, 千葉大学, https://www.mathsoc.jp/activity/meeting/chiba21sept/, 発表資料
    Related URL
  6. ある非線形放物型偏微分方程式系の時間大域解についての特徴付け, 大西　勇, ２０２１年度春季年会(函数方程式分科会), 2021年03月17日, 通常, 日本語, 日本数学会, 慶應義塾大学, https://www.mathsoc.jp/activity/meeting/keio21mar/, 発表資料
    Related URL
  7. チューリングパターンの最安定定常解におけるミクロな微細構造(基本定理), 大西　勇, 日本数学会　秋季総合分科会, 2021年09月19日, 通常, 日本語, 日本数学会, 金沢大学, https://www.mathsoc.jp/activity/meeting/kanazawa19sept/, 発表資料
    Related URL
  8. チューリングパターンの最安定定常解におけるミクロな微細構造(応用解析), 大西　勇, 日本数学会　秋季総合分科会　2021, 2021年09月19日, 通常, 日本語, 日本数学会, 金沢大学, https://www.mathsoc.jp/activity/meeting/kanazawa19sept/, 発表資料
    Related URL
  9. ある種の付属項を持つ半線形放物型偏微分方程式の解の振舞についての発展方程式を用いた特徴付け, 大西　勇, ２０２０年度秋季総合分科会（日本数学会）, 2020年09月18日, 通常, 日本語, 日本数学会, 熊本大学, https://www.mathsoc.jp/activity/meeting/kumamoto20sept/, 発表資料
    Related URL
  10. ある非線形放物型偏微分方程式系の定常解の構造と発展方程式, 大西　勇, 発展方程式研究会, 2019年12月24日, 通常, 日本語, 日本女子大学
  11. 縮約Keller-Rubinow方程式の解の存在定理といくつかの性質について, 大西　勇, 日本数学会　春季年会 (2019), 2019年03月, 通常, 日本語
  12. 劣微分を用いた縮約Keller-Rubinow方程式の解の存在定理といくつかの性質について, 大西　勇, 2018年12月, 通常, 日本語
  13. 細胞内の多重分子修飾における一ビットの記憶素子の標準構造, 大西　勇, 2018年09月, 通常, 日本語
  14. チューリングパターンの最安定定常解におけるミクロな微細構造 (基本定理), 大西　勇, 日本数学会　秋季総合分科会　函数方程式分科会, 2019年09月17日, 通常, 日本語, 日本数学会, 金沢大学
  15. リーゼガング現象の一次元ケラー=ルビノウモデルに対する数理解析, 大西　勇, R. v.d. Hout, D. Hilhorst, M. Mimura, 日本数学会　2018年度　秋季総合分科会　関数方程式分科会 9月, 通常, 日本語
  16. スケール効果による記憶の強化と北方森林における陸生ノストック亜目のシアノバクテリアとフェザーモス、老齢樹との相利共生系へのその応用, 大西　勇, なし, 第7回　イーフェス 大会, 2016年04月20日, 通常, 英語, 東アジア生態学連合, 大韓民国　大邱広域市
  17. 老齢樹とハネゴケとシアノバクテリアで創る有限の生態系の理論生態学的研究, 大西　勇, なし, 日本生態学会　仙台大会, 2016年03月24日, 通常, 日本語
  18. 多重分子修飾で誘導される一ビットの記憶素子とその分子リズムへの応用, 大西　勇, 日本数学会　秋季総合分科会　特別講演, 2008年09月, 招待, 日本語

作品・演奏・競技等

  • ペンネームでの雑感想文, 大西　勇, 日々の雑感を感想文、雑記として、記録に残している。, 2023年04月, 2024年03月, 日本の note.com というブログ, その他
    関連URL
  • 講義の記録, 大西　勇, フォーマルな講義： 応用数理学A 計算数理B の講義内容（合計３０回分）や三年生向けの簡単な専門紹介（45分） 卒研振り分けの際の説明講演（20分弱）など、youtube に残している。, 2023年04月, 2024年02月, 広島大学, 教材
    関連URL
  • 講義資料, 大西　勇, 高大連携と関わる”高校出張大学模擬講義”のための講義内容予稿 (2023年度版　なぜ今非線形生命数理学なのか？), 2023年06月, 2023年10月, 呉三津田高校 三原高校, 教材
    関連URL
  • 講義録（note.com）, 大西　勇, https://note.com/isamu_o0812/n/nf8d14e17ff38 講義の要点をまとめたノートを書籍形式にまとめ、30週分、公開している。, 広島大学講義棟 https://note.com/isamu_o0812/n/nf8d14e17ff38, 教材
    関連URL
  • 講義録（3、４年生、修士学生用）, 大西　勇, youtube で公開 （広島大学講義棟） https://www.youtube.com/channel/UCjSunsEjBrfkZP0IdXW62EA/videos, 教材
    関連URL
  • 研究の軌跡とこれからへ向けての布石, 大西　勇, これまでの研究の軌跡をなぞりつつ、今後の研究、特に、 純粋数理科学としての数理生命医学 について、所々で述べている。これは、来年度以降に引き続き、追加・修正・改良していく所存である。, 2021年07月, note.com, 教材
    関連URL

社会活動

委員会等委員歴

  1. キャリアパス専門委員会委員, 2016年04月, 2018年03月, 日本生態学会
  2. 男女共同参画推進委員, 2016年04月, 2018年03月, 日本生態学会

学術雑誌論文査読歴

  1. 2025年, American Journal of Applied Mathematics, その他, Reviewer, 1
  2. 2025年, Journal of Comprehensive Pure and Applied Mathematics, 編集員, Editor
  3. 2024年, American Journal applied Mathematics, 編集員, Editor, 1
  4. 2024年, Communication Mathematical Physics, その他, 査読者, 1