2024/12/27 更新

写真a

ハヤミズ　モモコ
早水　桃子
News & Topics
所属
理工学術院 基幹理工学部
職名
准教授
学位
博士（統計科学） ( 2017年03月 総合研究大学院大学 )
学士（医学） ( 2010年03月 東京大学 )
ホームページ
https://www.youtube.com/c/hayamizu-lab
プロフィール

私はもともと人間の生活や社会の根源に関わる基礎研究の世界に憧れて医学部に進み，卒業後の数年間は臨床医として大学病院等で勤務していたのですが，学生時代から様々なデータ解析に携わったおかげでデータから情報を抽出する技術の重要性を強く認識していたため，データ解析の方法論をつくる数理の研究者として生命科学に貢献する道を選びました．

私の研究は，数理科学・情報科学・統計科学・生命科学のいずれとも密接に関係しますが，あえて分類するとしたら，私の専門分野はグラフやネットワークに関する諸問題を扱う離散数学（組合せ論，グラフ理論，離散幾何学，離散アルゴリズム）です．生物学的に重要な課題を見出して数学の言葉で定式化し，その問題を明快に解決する新しい定理やアルゴリズムを生み出すという研究のスタンスに，自分らしさがあると思っています．

現在は，系統樹や系統ネットワークの推定にまつわる系統学の理論研究に軸足を置き，離散数学・統計学・生物学の融合領域を積極的に開拓しています．このような研究の成果は，細胞の分化，動物や植物の進化，ウイルスの変異など，医学的にも重要な多くの現象の解明につながると期待されています．

（▷ 教育・アウトリーチ活動にも力を入れています．詳しくは，早稲田大学早水桃子研究室のYouTubeチャンネルをご覧ください．）

経歴

  • 2024年06月
    -
    継続中

    早稲田大学   理工学術院（基幹理工学部 応用数理学科）   准教授

  • 2019年10月
    -
    継続中

    国立研究開発法人科学技術振興機構（JST）   さきがけ研究者

  • 2022年04月
    -
    2024年06月

    早稲田大学   理工学術院   准教授

  • 2020年04月
    -
    2022年03月

    早稲田大学   理工学術院   講師

  • 2017年04月
    -
    2020年03月

    総合研究大学院大学複合科学研究科統計科学専攻   助教

  • 2017年04月
    -
    2020年03月

    統計数理研究所 モデリング研究系   助教

  • 2016年10月
    -
    2020年03月

    国立研究開発法人科学技術振興機構（JST）   さきがけ研究者

  • 2014年04月
    -
    2017年03月

    統計数理研究所 統計的機械学習研究センター   リサーチ・アシスタント

  • 2013年11月
    -
    2014年03月

    統計数理研究所 統計的機械学習研究センター   技術補佐員

  • 2012年04月
    -
    2013年10月

    東京大学医学部付属病院放射線科   放射線科医

  • 2010年04月
    -
    2012年03月

    国立国際医療研究センター国府台病院   初期研修医

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学歴

  • 2014年04月
    -
    2017年03月

    総合研究大学院大学   複合科学研究科   統計科学専攻  

  • 2006年04月
    -
    2010年03月

    東京大学   医学部   医学科  

  • 2004年04月
    -
    2006年03月

    東京大学   教養学部   理科二類  

委員歴

  • 2019年03月
    -
    2020年02月

    日本数学会  地方区代議員

所属学協会

  • 　
    　
    　

    Society for Mathematical Biology

  • 　
    　
    　

    日本応用数理学会

  • 　
    　
    　

    日本数学会

研究分野

  • 統計科学 / 応用数学、統計数学 / 数学基礎 / 情報学基礎論

研究キーワード

  • 計算生物学

  • 理論生物学

  • 離散数学

受賞

  • 日本応用数理学会・年会優秀ポスター賞(2022年度)

    2022年09月   日本応用数理学会   横断歩道における歩行者対向流の組合せ論的考察  

    受賞者： 村田 悠, 早水 桃子

  • 令和4年度 科学技術分野の文部科学大臣表彰 若手科学者賞（令和4年4月20日）

    2022年04月   文部科学省   生命科学のデータ解析に関わる離散数学の諸問題の研究  

    受賞者： 早水桃子

  • 2021年度 第10回 WASEDA e-Teaching Award（2022年3月15日）

    2022年03月   早稲田大学   離散数学入門  

    受賞者： 早水桃子

  • 2020年度 第9回 Waseda e-Teaching Award 大賞（2021年5月17日）

    2021年05月   早稲田大学   数学B1（微分積分）生医・数学B1（微分積分）建築(1)  

    受賞者： 早水桃子, 町田学, 中村憲史

  • 2019年 研究部会連合発表会優秀講演賞

    2019年06月   日本応用数理学会  

    　概要を見る

    「Tree-based network の構造定理と系統樹推定に関する諸問題への応用」

  • 優秀学生賞

    2017年03月   統計数理研究所  

  • アニタボルグ記念奨学金 アジア太平洋地域（APAC）

    2015年07月   Google  

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メディア報道

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論文

  • Orientability of undirected phylogenetic networks to a desired class: Practical algorithms and application to tree-child orientation

    Tsuyoshi Urata, Manato Yokoyama, Momoko Hayamizu

    The Workshop on Algorithms in Bioinformatics (WABI 2024)    2024年07月  [査読有り]  [国際誌]

    担当区分：最終著者, 責任著者

    DOI

    Scopus

  • Bridging Between Deviation Indices for Non-Tree-Based Phylogenetic Networks

    Takatora Suzuki, Han Guo, Momoko Hayamizu

    IEEE/ACM Transactions on Computational Biology and Bioinformatics    2024年

    DOI

    Scopus

  • Bridging between Deviation Indices for Non-Tree-Based Phylogenetic Networks (初版: Rooted Almost-binary Phylogenetic Networks for which the Maximum Covering Subtree Problem is Solvable in Linear Time)

    Takatora Suzuki, Han Guo, Momoko Hayamizu

    Submitted    2023年05月  [国際誌]

    担当区分：最終著者, 責任著者

    DOI DOI2

  • Orienting undirected phylogenetic networks to tree-child network

    Shunsuke Maeda, Yusuke Kaneko, Hideaki Muramatsu, Yukihiro Murakami, Momoko Hayamizu

    Preprint    2023年05月  [国際共著]

    担当区分：最終著者, 責任著者

    DOI

  • Ranking top-k trees in tree-based phylogenetic networks

    Momoko Hayamizu, Kazuhisa Makino

    IEEE/ACM Transactions on Computational Biology and Bioinformatics    2022年12月

    担当区分：筆頭著者, 責任著者

    DOI

    Scopus

  • A Structure Theorem for Rooted Binary Phylogenetic Networks and Its Implications for Tree-Based Networks

    Momoko Hayamizu

    SIAM Journal on Discrete Mathematics   35 ( 4 ) 2490 - 2516  2021年01月  [査読有り]

    担当区分：筆頭著者, 最終著者, 責任著者

    DOI

  • Recognizing and realizing cactus metrics

    Momoko Hayamizu, Katharina T. Huber, Vincent Moulton, Yukihiro Murakami

    Information Processing Letters   157 ( 105916 ) 1 - 5  2020年05月  [査読有り]  [国際誌]  [国際共著]

    担当区分：筆頭著者

    　概要を見る

    木距離（tree metric）の概念を一般化したカクタス距離（cactus metric）を提案し，系統樹の拡張版である「系統カクタス」という新しい進化のモデルを提唱した論文です．

    DOI

    Scopus

    5
    被引用数
    (Scopus)

  • Ranking top-k trees in tree-based phylogenetic networks

    Momoko Hayamizu, Kazuhisa Makino

       2019年11月

    DOI

  • On minimum spanning tree-like metric spaces

    Momoko Hayamizu, Kenji Fukumizu

    Discrete Applied Mathematics   226   51 - 57  2017年07月  [査読有り]  [国際誌]

    担当区分：筆頭著者, 責任著者

    　概要を見る

    最小全域木で実現される距離空間の別の特徴づけを与えた論文です．

    DOI

    Scopus

    6
    被引用数
    (Scopus)

  • A Characterization of Minimum Spanning Tree-Like Metric Spaces

    Momoko Hayamizu, Hiroshi Endo, Kenji Fukumizu

    IEEE/ACM Transactions on Computational Biology and Bioinformatics (TCBB)   14 ( 2 ) 468 - 471  2017年03月  [査読有り]  [国際誌]

    担当区分：筆頭著者, 責任著者

    　概要を見る

    最小全域木で実現される距離空間の特徴づけを与え，シングルセルの遺伝子発現データから細胞分化の軌跡推定（trajectory inference）を行う方法論との関連性を述べた論文です．

    DOI

    Scopus

    1
    被引用数
    (Scopus)

  • On the existence of infinitely many universal tree-based networks

    Momoko Hayamizu

    Journal of Theoretical Biology   396   204 - 206  2016年05月  [査読有り]

    担当区分：筆頭著者, 最終著者, 責任著者

    DOI

    Scopus

    15
    被引用数
    (Scopus)

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Works(作品等)

  • Treefit - The first software for quantitative trajectory inference

    Momoko Hayamizu, Kouhei Sutou, Ryohei Suzuki, Hiromi Ishii  ソフトウェア 

    2020年02月
    -
    継続中

    　概要を見る

    Treefitはシングルセルの遺伝子発現データを解析して「細胞分化の軌跡推定」（differentiation trajectory inference）を定量的に行うための斬新なツールキットです。Treefitがサポートする定量解析は2種類あります：1) シングルセルの遺伝子発現データから推定されたツリー型の軌跡ともとのデータとのフィッティングの良し悪しを測定します。 2) データに最もフィットするツリー型の軌跡に主たるパス（principal path）が何本あるかを予測し、新しい細胞タイプの発見やコンタミ細胞の検出を行います。
    Treefit は、生のカウントデータの分析にも正規化されたデータの分析にも使用できます。 TreefitはR言語とPython言語の両方で実装されており、Seuratやdynverseなどの他の一般的なソフトウェアパッケージと組み合わせて使用することができます。Treefitのユーザーフレンドリーなチュートリアルが公式サイトにあります。

  • 離散数学入門〜グラフ理論の世界にようこそ〜（YouTube公開講義シリーズ）

    早水桃子  教材 

    2021年04月
    -
    継続中

    　概要を見る

    早稲田大学の全学部の3〜4年生を対象とする全学オープン科目「離散数学入門」（担当教員：早水 桃子）の授業動画です．文理を問わず，誰でもグラフ理論やグラフアルゴリズムの初歩を学ぶことができます．グラフ理論の定理やグラフに関するアルゴリズムを正しく理解して，現実の諸問題を解決するための応用力を身につけましょう．

講演・口頭発表等

  • 進化の系統樹と系統ネットワークに関する組合せ論

    早水桃子  [招待有り]

    日本数学会２０２２年度秋季総合分科会 応用数学分科会（特別講演）   (北海道大学)  日本数学会  

    発表年月： 2022年09月

    開催年月：
    2022年09月
    　
    　

  • Treefit: a method to measure the robustness of differentiation trajectories inferred from single-cell RNA-seq data

    Momoko Hayamizu  [招待有り]

    The 55th Annual Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists Symposium 4：Novel insights into cellular plasticity in development, regeneration, and aging   (Kanazawa / Zoom)  Japanese Society of Developmental Biologists  

    発表年月： 2022年06月

  • How to reconstruct a cell differentiation trajectory using scRNA-seq snapshot data

    Momoko Hayamizu  [招待有り]

    The 1st International Symposium on Human InformatiX X-Dimensional Human Informatics and Biology   (京都)  Advanced Telecommunications Research Institute International (ATR)  

    発表年月： 2020年02月

  • Characterising fully labelled tree-like metric spaces without using the four-point condition

    Momoko Hayamizu  [招待有り]

    mini-symposium Combinatorial Phylogenetics 1, SIAM Conference on Applied Algebraic Geometry (AG'15)   (KAIST, Daejeon (Korea))  SIAM  

    発表年月： 2015年08月

  • Tree-based networkからの逸脱度評価法をめぐる考察

    鈴木 尭虎, 早水桃子

    日本応用数理学会第20回研究部会連合発表会 離散システム（２）   (長岡技術科学大学)  日本応用数理学会  

    発表年月： 2024年03月

  • 系統ネットワークを用いたHIVのDNA配列組み換えの解明と地理的影響の分析

    伊藤綾香

    バーチャル学会2023   (Cluster) 

    発表年月： 2023年12月

  • 距離行列からグラフを構築するアルゴリズムを用いた鳥の飛行スタイルに関する系統解析

    久田 竜也

    バーチャル学会2023   (Cluster)  バーチャル学会  

    発表年月： 2023年12月

  • The structure of rooted binary phylogenetic networks and implications for trees in a network

    Momoko Hayamizu  [招待有り]

    iTHEMS Graph-Theory meeting 2023   (理化学研究所) 

    発表年月： 2023年11月

    開催年月：
    2023年11月
    　
    　

  • ネットワークの中にひそむ ネットワークを探る

    早水桃子  [招待有り]

    数理×神経科学ワークショップ   (Zoom) 

    発表年月： 2023年10月

  • The structure theorem for rooted binary phylogenetic networks: theory, applications, and challenges

    Momoko Hayamizu  [招待有り]

    Workshop 2: Algorithms and Software in Phylogenetics, Mathematics of Evolution-Phylogenetic Trees and Networks   (IMS Auditorium, Institute for Mathematical Sciences, National University of Singapore) 

    発表年月： 2023年09月

    開催年月：
    2023年09月
    　
    　

  • Mathematical methods and software for inferring differentiation trajectories from single-cell RNA-seq data

    Momoko Hayamizu  [招待有り]

    Skin Research Society Seminar   (Matrix Building, Biopolis, Singapore) 

    発表年月： 2023年09月

    　概要を見る

    The development of high-throughput single-cell RNA-seq has provided unprecedented opportunities for a better understanding of cell differentiation. Although many practical software packages have been developed to infer cell differentiation trajectories, there are still many mathematical, statistical and computational challenges to overcome to gain meaningful insights from such data. For example, methods for inferring cell differentiation trees need to be further explored. It is also important to establish quantitative methods for assessing the reliability of inferred trees. In this talk, we will explain several mathematical approaches, including our software Treefit, that may be useful for stem cell biologists. We will present some results of analyses using these approaches. The development of Treefit is a joint work with Ryohei Suzuki, Hiromi Ishii and Kohei Sutou. https://hayamizu-lab.github.io/treefit/

  • Orienting undirected phylogenetic networks to tree-child networks

    Shunsuke Maeda, Yusuke Kaneko, Hideaki Muramatsu, Yukihiro Murakami, Momoko Hayamizu[国際共著]

    WABI 2023  

    発表年月： 2023年09月

    開催年月：
    2023年09月
    　
    　

  • A Phylogenetic Analysis of Migratory and Resident Birds

    Yukino Kawai, Tatsuya Hisada, Momoko Hayamizu

    ICIAM 2023   (Waseda University) 

    発表年月： 2023年08月

  • Counting the trees inside a phylogenetic network: an analytic combinatorial approach

    Hiroaki Kojima, Momoko Hayamizu

    ICIAM 2023   (Waseda University) 

    発表年月： 2023年08月

  • Constructing a Phylogenetic X-cactus from a Distance Matrix

    Keita Watanabe, Momoko Hayamizu

    ICIAM 2023   (Waseda University) 

    発表年月： 2023年08月

  • Phylogenetic Analysis of Flapping and Soaring in Birds: Uncovering Evolutionary Differences

    Tatsuya Hisada, Yukino Kawai, Momoko Hayamizu

    ICIAM 2023   (Waseda University) 

    発表年月： 2023年08月

  • Navigating the Frontiers of Phylogenetic Research: Challenges and Applications

    Momoko Hayamizu

    Mini-symposium Challenges and Recent Advances in Phylogenetics, ICIAM 2023   (Waseda University)  Organizer(s) : Momoko Hayamizu, Yuki Murakami, Koyo Hayashi, Hiroshi Hirai  

    発表年月： 2023年08月

    　概要を見る

    This talk serves as an introduction to our mini-symposium on phylogenetic research. It emphasizes key challenges and applications in this rapidly evolving field from both theoretical and biological perspectives. After providing a brief overview of the symposium topics and presentations, I will discuss some of the recent results and open problems related to phylogenetic trees and networks, with a focus on combinatorial and algorithmic approaches.

  • Inferring the maturation trajectory of human iPS cell-derived megakaryocytes: single-cell gene expression data analysis using Mapper

    Takumu Maehashi, Momoko Hayamizu

    TDA Week 2023 (satellite conference of ICIAM 2023)   (京都大学) 

    発表年月： 2023年07月

  • Part 1: 離散数学と生命科学の境界領域を探る, Part 2: 大学教員が語るYouTubeの世界：研究・教育・社会をつなぐメディア

    Momoko Hayamizu  [招待有り]

    Catch-all Mathematical Colloquium of Japan  

    発表年月： 2023年05月

  • 生物進化と細胞分化の系統解析：様々な未解決問題と将来展望

    早水桃子  [招待有り]

    生命情報若手の会  

    発表年月： 2023年04月

  • Mapperを用いたシングルセル遺伝子発現データ解析

    前橋拓歩, 早水桃子

    日本応用数理学会 若手の会 第8回学生研究発表会   (岡山理科大学岡山キャンパス) 

    発表年月： 2023年03月

    　概要を見る

    位相的データ解析の１手法であるMapperは，高次元の点群データの形を抽出して，グラフとして要約するアルゴリズムである．本発表では，高次元データとして知られるシングルセルの遺伝子発現データにMapperを適用した結果を報告する．

  • 距離行列から系統カクタスグラフを構築する単純で効率的なアルゴリズム

    ○渡邉 慶大(早稲田大学大学院基幹理工学研究科数学応用数理専攻), 小嶋 大瑛(早稲田大学大学院基幹理工学研究科数学応用数理専攻), 久田 竜也(早稲田大学大学院基幹理工学研究科数学応用数理専攻), 金子 祐輔(早稲田大学基幹理工学部応用数理学科), 河井 雪野(早稲田大学基幹理工学部応用数理学科), 村松 秀晃(早稲田大学基幹理工学部応用数理学科), 中山 真吾(早稲田大学基幹理工学部応用数理学科), 早水 桃子(早稲田大学理工学術院)

    日本応用数理学会 研究部会連合発表会 離散システム研究部会  

    発表年月： 2023年03月

  • 横断歩道における歩行者対向流の組合せ論的考察

    ○村田 悠(早稲田大学大学院基幹理工学研究科数学応用数理専攻),中山 真吾(早稲田大学基幹理工学部応用数理学科), 前橋 拓歩(早稲田大学基幹理工学部応用数理学科), 村松 秀晃(早稲田大学基幹理工学部応用数理学科), 金子 祐輔(早稲田大学基幹理工学部応用数理学科), 渡邉 慶大(早稲田大学大学院基幹理工学研究科数学応用数理専攻 ), 小嶋 大瑛(早稲田大学大学院基幹理工学研究科数学応用数理専攻 ), 久田 竜也(早稲田大学大学院基幹理工学研究科数学応用数理専攻), 早水 桃子(早稲田大学理工学術院)

    日本応用数理学会 研究部会連合発表会 離散システム研究部会  

    発表年月： 2023年03月

  • Tree-childな有向系統ネットワークを作るための無向グラフの向きづけについて

    村松 秀晃, 金子 祐輔, 前田 隼佑, Yukihiro Murakami, 早水 桃子[国際共著]

    科研費・学術変⾰領域研究(B)「組合せ遷移の展開に向けた計算機科学・⼯学・数学によるアプローチの融合」2022年度「組合せ遷移」の学⽣シンポジウム   (東北大学) 

    発表年月： 2023年02月

    　概要を見る

    系統ネットワークは系統樹の概念を⼀般化した有向⾮巡回グラフで，ツリーでは記述できない複雑な進化史を表すのに使われる．⽣物種間の距離 (⾮類似度) から無向系統ネットワークを構築する⽅法はあるが，⽣物学的なゴールは進化の流れを再構築することなので無向グラフを所望の性質を持つ有向系統ネットワークにしたいという需要があり，無向系統ネットワークの向きづけに関する組み合せ論的研究がなされている．本発表では，系統ネットワークのサブクラスの中で特によく研究されているtree-childというクラスに注⽬し，根の挿⼊と辺の向きづけという2つの操作によって与えられた無向グラフをtree-childにできるかを判定する問題 (Tree-child Orientability) を考察した結果を紹介する．

  • 複雑なネットワークにひそむ進化の系統樹を探るための組合せ論

    早水桃子

    バーチャル学会2022  

    発表年月： 2022年12月

    開催年月：
    2022年12月
    　
    　

    　概要を見る

    「系統樹」は生物たちが共通の祖先からどのように分岐してきたかという進化史を記述する最も基本的なモデルだが，現実のデータは一つの樹形図で説明できるほど単純ではないため，系統樹を一般化した「系統ネットワーク」を活用して生物の進化史を推定するような新しい方法論が必要とされている．本発表では，その数理情報基盤の構築に向けた発表者自身の近年の研究成果として，複雑な系統ネットワークの内部に多数含まれる系統樹の数え上げ問題，列挙問題，最適化問題といった諸問題を統一的に取り扱うことを可能にし，各計算問題に対する高速アルゴリズムを導いて組合せ論的系統学の複数の未解決問題を解決した「系統ネットワークの構造定理」を紹介する．（※本稿は，日本数学会2022年度秋季総合分科会 応用数学分科会で発表者が行った特別講演のアブストラクトを抜粋・編集したものである．）

  • 距離行列からグラフを構築するアルゴリズムを用いた鳥の飛行スタイルの予測

    久田 竜也, 河井 雪野, 前橋 拓歩, 早水 桃子

    バーチャル学会2022  

    発表年月： 2022年12月

    　概要を見る

    鳥の飛行には，翼の上下運動により飛行するはばたき型と，風を利用し飛行するソアリング型の2種類のスタイルが存在する．どちらの飛行スタイルをとるかは鳥の種類ごとに決まっているが，はばたき型とソアリング型の違いを生み出した要因はまだ十分に解明されていない．そこで我々は，鳥類の形態や生態などの公開データセットを用いて様々な鳥同士の非類似度（距離）を計算し，その距離行列から飛行スタイルを予測する課題に取り組んだ．本発表では，進化の系統解析において生物間の非類似度を表す距離行列からグラフを構築するために使われる手法の1つであるNeighbor-Joiningアルゴリズムを用いて鳥の飛行スタイルの予測を行い，現在までに得られた結果を報告する．本研究は，塩見こずえ氏(東北大学)との共同研究である．

  • 木の数え上げに現れる特殊な分割数 ～再帰式と母関数およびその近似式～

    小嶋大瑛, 早水桃子

    バーチャル学会2022  

    発表年月： 2022年12月

    　概要を見る

    一般のラベル無し根付き木の数え上げ問題は解析的組合せ論の手法によって長く研究されており、解析接続を用いた近似式などが知られている。その一方で、総数を初等的な方法によって厳密に計算できる特殊な木のクラスも存在する。本講演では、自然数の非反復分割を利用して初等的に数え上げられることが知られるfinely bounded treesという木グラフに着目し、「自然数nを指定の個数に非反復分割する場合の数」という分割数の亜種を考え、その再帰式と母関数の閉じた式を導出するとともに、nが十分大きい状況における近似式を与える。

  • 距離行列から系統カクタスグラフを構成する単純かつ高速なアルゴリズム

    渡邉慶大, 金子祐輔, 河井雪野, 中山真吾, 村松秀晃, 小嶋大瑛, 久田竜也, 早水桃子

    バーチャル学会2022  

    発表年月： 2022年12月

    　概要を見る

    生物の進化の過程は，系統樹という木グラフで表現されることが多く，生物間の非類似度を表す距離行列から木グラフを構成するNeighbor-Joiningアルゴリズムは広く使われている．ところが実際の生物の進化過程では分岐だけでなく，異種交雑や遺伝子の水平伝播などが起こるため，木グラフ以外の記述方法が重要である．そこでHayamizuら(2020)は系統樹と木距離を一般化した系統カクタスとカクタス距離を提案し，n点集合上のカクタス距離から系統カクタスを構築する問題はO(n^3)時間で解けることを示した．本発表ではカクタス距離から系統カクタスを構築する単純なO(n^3)時間アルゴリズムを紹介する．

  • 横断歩道における歩行者対向流の組合せ論的考察

    村田悠, 前橋拓歩, 村松秀晃, 中山真吾, 金子祐輔, 小嶋大瑛, 久田竜也, 渡邉慶大, 早水桃子

    バーチャル学会2022  

    発表年月： 2022年12月

    　概要を見る

    横断歩道の歩行者対向流は将棋の局面と同様に離散的にモデル化できる。実社会と異なり歩行者は後退や横歩きをしないという仮定を導入すると、群衆が衝突して横断歩道の途中で膠着状態に陥る場合がある。本発表では衝突・膠着状態に陥る局面の特徴づけについて、現在進行中の取り組みを紹介する。

  • 木の数え上げに現れる特殊な分割数〜再帰式と母関数およびその解析学的な解釈〜

    小嶋大瑛, 早水桃子

    日本応用数理学会 2022年度 年会  

    発表年月： 2022年09月

  • 系統ネットワークに含まれる全域系統樹とベース系統樹の数え上げ問題

    菊地祐太, 早水桃子

    日本応用数理学会 2022年度 年会  

    発表年月： 2022年09月

  • 横断歩道における歩行者対向流の組合せ論的考察

    村田 悠, 早水桃子

    日本応用数理学会 2022年度 年会  

    発表年月： 2022年09月

  • 進化の系統樹と系統ネットワークに関する組合せ論への招待

    早水桃子  [招待有り]

    FRIS/TI-FRIS Life Science Seminar   東北大学・学際科学フロンティア研究所  

    発表年月： 2022年07月

  • 細胞分化の軌跡推定に関するソフトウェアTreefitの概要 @ Bio”Pack”athon2022#4

    早水桃子  [招待有り]

    Bio”Pack”athon2022#4  

    発表年月： 2022年04月

  • YouTubeを本格的に活用したe-Teachingへの挑戦 「離散数学入門」

    早水桃子  [招待有り]

    第10回WASEDA e-Teaching Award講演会   早稲田大学  

    発表年月： 2022年03月

  • Treefit: measuring the tree-likeness of point clouds and application to the analysis of single-cell gene expression data

    Momoko Hayamizu  [招待有り]

    Waseda International Symposium Topological Data Science, Causality, Analysis of Variance, & Time Series  

    発表年月： 2022年03月

    開催年月：
    2022年03月
    　
    　

  • 進化の系統樹と系統ネットワークにまつわる組合せ論

    早水桃子  [招待有り]

    ネットワーク科学研究会2021  

    発表年月： 2021年12月

    開催年月：
    2021年12月
    　
    　

  • １細胞の遺伝子発現データを用いた細胞分化の軌跡推定

    早水桃子  [招待有り]

    AI・データ利活用研究会 第25回  

    発表年月： 2021年12月

  • 進化の系統樹と系統ネットワークに関する組合せ論

    早水桃子  [招待有り]

    第17回 MACSコロキウム   京都大学理学部  

    発表年月： 2021年11月

  • シングルセルRNA-Seqデータを用いた細胞分化の軌跡推定を支える数理手法とソフトウェアの紹介

    早水桃子  [招待有り]

    2021年日本バイオインフォマティクス学会年会・第10回生命医薬情報学連合大会（IIBMP2021），企画セッション JSTさきがけ「数理構造活用」  

    発表年月： 2021年09月

    開催年月：
    2021年09月
    　
    　

  • The structure of rooted binary phylogenetic networks and its applications to various computational problems in evolutionary analysis

    Momoko Hayamizu  [招待有り]

    Toward an integration of fluids, ecology, and evolution in Biofluids 2021   (Zoom) 

    発表年月： 2021年07月

    開催年月：
    2021年07月
    　
    　

    　概要を見る

    Evolutionary processes are commonly represented using phylogenetic trees, but more general models called phylogenetic networks are needed in order to accurately represent the complicated information in real data or complex evolutionary histories such as hybridisation of plants and horizontal gene transfer in bacterial evolution. However, because of the many computational difficulties involved in using phylogenetic networks, it is still a major challenge to recognise biologically meaningful problems that are solvable in polynomial time and to clarify how such networks can be actually useful in the analysis of evolutionary data. In this talk, I will first provide the necessary background in the field of combinatorial phylogenetics, and then present a 'structure theorem for rooted binary phylogenetic networks' and show how it yields a series of fast algorithms for solving various interesting problems in a unified manner.

  • A structure theorem for tree-based phylogenetic networks: from theory to algorithms

    Momoko Hayamizu  [招待有り]

    Waseda Cherry Blossom Workshop on Topological Data Science   (Nishi-Waseda Campus, Waseda University / Zoom) 

    発表年月： 2021年03月

    　概要を見る

    While phylogenetic networks are useful to visualise nontreelike data or complex evolutionary histories, there are many computationally hard problems regarding them. Therefore, it is important to define nice subclasses of phylogenetic networks that are mathematically tractable and biologically meaningful. In view of this, the concept of "tree-based" phylogenetic networks, which was originally introduced by Francis and Steel in 2015, has attracted great attention and given rise to various interesting research problems in combinatorial phylogenetics. In this talk, I provide the necessary background and explain how to solve those different problems in a unified manner. The talk is mainly based on arXiv:1811.05849 [math.CO]. I also mention more recent advancement that is joint work with Kazuhisa Makino (arXiv:1904.12432 [math.CO])

  • 細胞分化の軌跡推定への深層学習によるアプローチ

    平井 広志, 早水 桃子, 二反田 篤史

    第3回JSTさきがけ数理構造活用領域会議  

    発表年月： 2021年02月

  • 離散幾何学が拓く計算系統学の新展開

    早水桃子

    第2回JSTさきがけ数理構造活用領域会議   (Zoom) 

    発表年月： 2020年10月

  • シングルセル遺伝子発現データから細胞分化の木構造を解明するソフトウェアTreefitの開発

    早水桃子  [招待有り]

    統計数理セミナー   統計数理研究所  

    発表年月： 2020年07月

  • Support trees and tree-based phylogenetic networks: from theory to algorithms

    Momoko Hayamizu  [招待有り]

    第2090回 Biological symposium   (三島)  国立遺伝学研究所  

    発表年月： 2020年02月

  • 基礎医学と社会医学をつなぐ離散幾何学的モデリング

    早水桃子  [招待有り]

    CREST・さきがけ・AIMaP合同シンポジウム「数学パワーが世界を変える2020」   (秋葉原コンベンションホール) 

    発表年月： 2020年02月

  • 系統ネットワークの構造定理と全域系統樹に関する諸問題への応用

    早水桃子  [招待有り]

    組合せ数学セミナー (COMA SEMI)   (東京大学 駒場キャンパス) 

    発表年月： 2019年12月

  • 「進化」のシナリオを探る数学

    早水桃子  [招待有り]

    広がる数学X～第32回数学キャラバン～   (岡山大学) 

    発表年月： 2019年11月

  • 次世代のデータ解析技術をつくる離散数学

    早水 桃子  [招待有り]

    九州大学 マス・フォア・イノベーションシンポジウム   (九州大学伊都キャンパス 稲盛財団記念館 稲盛ホール)  九州大学IMI  

    発表年月： 2019年06月

  • A structure theorem for tree-based phylogenetic networks and its algorithmic applications

    Momoko Hayamizu  [招待有り]

    Combinatorics Seminar, Institute of Mathematics, Academia Sinica   (Institute of Mathematics, Academia Sinica (National Taiwan University campus))  Institute of Mathematics, Academia Sinica  

    発表年月： 2019年04月

  • Tree-based network の構造定理と系統樹推定に関する諸問題への応用

    早水 桃子  [招待有り]

    日本応用数理学会 2019年研究部会連合発表会 離散システム(1)   (筑波大学)  日本応用数理学会  

    発表年月： 2019年03月

  • A structure theorem for tree-based phylogenetic networks and its applications

    Momoko Hayamizu  [招待有り]

    The 17th Japan-Korea Workshop on Algebra and Combinatorics   (筑波大学東京キャンパス) 

    発表年月： 2019年01月

  • 二分系統ネットワークの構造定理と細分系統樹の数え上げ

    早水 桃子

    応用数学合同研究集会2018   (龍谷大学 瀬田キャンパス) 

    発表年月： 2018年12月

  • 系統ネットワークにおけるサブディビジョンツリーの数え上げと列挙

    早水 桃子  [招待有り]

    RIMS Discrete Optimization Seminar   (京都大学数理解析研究所)  京都大学数理解析研究所  

    発表年月： 2018年10月

  • Enumeration of phylogenetic trees inside phylogenetic networks

    Momoko Hayamizu  [招待有り]

    The 3rd IMI-ISM-ZIB Modal Workshop on Challenges in Real World Data Analytics and High-Performance Optimization   (政策研究大学院大学)  九州大学IMI, 統計数理研究所, Zuse Institute Berlin  

    発表年月： 2018年09月

  • A linear time algorithm for counting the number of support trees for a binary phylogenetic network

    Momoko Hayamizu

    The 22nd Annual New Zealand Phylogenomics Meeting (Portobello 2018) - The Interface of Mathematics and Biology   (Portobello, New Zealand) 

    発表年月： 2018年02月

  • 離散数学と幹細胞生物学のコラボレーション

    早水 桃子  [招待有り]

    AIMaP公開シンポジウム「数学と産業の協働ケーススタディ」   (日本橋ライフサイエンスビルディング)  AIMaP  

    発表年月： 2018年01月

  • A generalisation of the fundamental theorem of phylogenetics

    Momoko Hayamizu

    Phylomania 2017 The Ninth UTAS Theoretical Phylogenetics Meeting   (University of Tasmania (Sandy Bay campus), Australia) 

    発表年月： 2017年12月

  • Discrete mathematical approaches in phylogenetics

    早水 桃子  [招待有り]

    位相的データ解析研究集会   (明治大学中野キャンパス) 

    発表年月： 2017年11月

  • 生物系統学における離散幾何学

    早水 桃子  [招待有り]

    芝浦数理談話会   (芝浦工業大学大宮キャンパス) 

    発表年月： 2017年11月

  • 四点条件から広がるcombinatorial phylogeneticsの世界

    早水 桃子  [招待有り]

    IMI Colloquium   (九州大学マス・フォア・インダストリ研究所)  九州大学IMI  

    発表年月： 2017年10月

  • Universal tree-based networkとその最小サイズについて

    早水桃子, 鍛冶 静雄, 山口大学大学院創成科学研究科, 藤重 悟, 京都大学数理解析研究所

    日本数学会 2017年度秋季総合分科会   (山形大学) 

    発表年月： 2017年09月

  • Universal tree-based networkとその最小サイズについて

    早水桃子, 鍛冶 静雄, 山口大学大学院創成科学研究科, 藤重 悟, 京都大学数理解析研究所  [招待有り]

    日本応用数理学会 2017年度 年会 離散システム研究部会   (武蔵野大学有明キャンパス)  日本応用数理学会  

    発表年月： 2017年09月

  • Bounding the size of universal tree-based networks

    Momoko Hayamizu

    Algebraic and Combinatorial Phylogenetics   (Universitat Polit_cnica de Catalunya (UPC), Barcelona) 

    発表年月： 2017年06月

  • 進化系統樹の拡張をめぐる離散数学の諸問題

    早水 桃子  [招待有り]

    RIMS Discrete Optimization Seminar, Kyoto University   (京都大学数理解析研究所)  京都大学数理解析研究所  

    発表年月： 2017年05月

  • Universal tree-based network に関する研究の最近の展開

    早水 桃子  [招待有り]

    組合せ数学セミナー (COMA SEMI)   (東京大学駒場キャンパス) 

    発表年月： 2017年04月

  • Tree metricの拡張による進化系統樹の一般化

    早水 桃子  [招待有り]

    早稲田大学数学若手異分野交流会   (早稲田大学西早稲田キャンパス) 

    発表年月： 2017年03月

  • X-cactuses and cactus metrics

    Momoko Hayamizu  [招待有り]

    Seminar, Centre for Research in Mathematics, Western Sydney University (Parramatta Campus)   (Centre for Research in Mathematics, Western Sydney University (Parramatta Campus)) 

    発表年月： 2017年03月

  • X-cactus trees and cactus tree metrics

    Momoko Hayamizu

    The 21st Annual New Zealand Phylogenomics Meeting (Waiheke 2017) - The Interface of Mathematics and Biology [abstract]   (The Venue Waiheke, New Zealand) 

    発表年月： 2017年02月

  • 系統学の基本定理の一般化

    早水 桃子

    2016年度応用数学合同研究集会   (龍谷大学 瀬田キャンパス) 

    発表年月： 2016年12月

  • 距離空間と最小全域木のフィッティングの良さをはかる尺度の構築にむけて

    早水 桃子  [招待有り]

    日本応用数理学会 2016年度 年会 離散システム研究部会オーガナイズドセッション(1)   (北九州国際会議場)  日本応用数理学会  

    発表年月： 2016年09月

  • 重みなしブロックグラフが導く距離行列の余因子と行列式

    早水 桃子

    組合せ論サマースクール 2016 (COS2016) 未解決問題セッション   (下呂市民会館) 

    発表年月： 2016年08月

  • 木ではないメディアングラフが導く距離空間について

    早水 桃子

    組合せ論サマースクール 2016 (COS2016) 一般講演セッション   (下呂市民会館) 

    発表年月： 2016年08月

  • Universal tree-based networkについて

    早水 桃子  [招待有り]

    グレブナー若手集会   (東海大学 湘南キャンパス) 

    発表年月： 2016年02月

  • Universal tree-based networks が無数に存在することの証明／Tree-like metric spacesの特殊化と一般化

    早水 桃子  [招待有り]

    組合せ数学セミナー (COMA SEMI)   (東京大学駒場キャンパス) 

    発表年月： 2016年01月

  • 重みつき木で表現可能な距離空間の特徴づけ

    早水 桃子

    日本数学会2015年度秋季総合分科会 一般講演 (応用数学分科会)   (京都産業大学) 

    発表年月： 2015年09月

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 離散数学と統計科学の融合による生命科学データ解析の技術革新

    科学技術振興機構（JST）  創発的研究支援事業

    研究期間:

    2023年04月
    -
    2030年03月
     

    早水桃子

  • 離散幾何学が拓く計算系統学の新展開

    科学技術振興機構 (JST)  戦略的基礎研究推進事業 さきがけ研究

    研究期間:

    2019年10月
    -
    2023年03月
     

    早水 桃子

  • 基礎医学と社会医学をつなぐ離散幾何学的モデリング

    科学技術振興機構 (JST)  戦略的基礎研究推進事業 さきがけ研究

    研究期間:

    2016年10月
    -
    2020年03月
     

    早水 桃子

  • 細胞系譜を解明する新しい系統解析技術の創出

    早稲田大学  PI飛躍支援プログラム

    研究期間:

    2023年04月
    -
    2026年03月
     

    早水桃子

  • 上皮幹細胞可塑性を利用した新しい再生医療のための非侵襲的幹細胞同定法の開発

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

    研究期間:

    2021年10月
    -
    2024年03月
     

    研究代表者:難波 大輔

  • 顔画像の特徴量変化解析の研究

    民間企業からの受託研究

    研究期間:

    2021年06月
    -
    2022年05月
     

  • 「進化系統樹の拡張版」を創出する離散数学の研究

    情報・システム研究機構  未来投資型プロジェクト

    研究期間:

    2019年07月
    -
    2020年03月
     

  • 生物系統学に関するグラフ理論と離散最適化の研究

    2019年度 統計数理研究所 公募型共同利用  一般研究2

    研究期間:

    2019年07月
    -
    2019年08月
     

    早水 桃子

  • Collaborative research on phylogenetic networks

    London Mathematical Society  Financial Support for in Pairs - Scheme 4 Grants

    研究期間:

    2019年07月
    -
    2019年08月
     

    Katharina Huber

  • 系統ネットワークにおける離散構造 （訪問滞在型研究計画）

    京都大学数理解析研究所  RIMS共同研究（グループ型B）

    研究期間:

    2019年07月
    　
    　
     

    牧野 和久

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その他

  • Visitor

    2019年04月
    　
    　

    　概要を見る

    Institute of Statistical Science, Academia Sinica (Hosted by Prof. Hsien-Kuei Hwang)

  • Visiting Fellow

    2017年03月
    　
    　

    　概要を見る

    School of Computing, Engineering and Mathematics at Western Sydney University (Hosted by Prof. Andrew Francis)

  • 他の研究プロジェクトへの参画・協力

    2016年09月
    　
    　

    　概要を見る

    JST CREST 「ソフトマター記述言語の創造に向けた位相的データ解析理論の構築」（研究代表者：平岡 裕章）統計班メンバー

 

現在担当している科目

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担当経験のある科目(授業)

  • 生命科学のための離散数学

    早稲田大学  

    2021年09月
    -
    継続中
     

  • 離散数学入門

    早稲田大学  

    2021年04月
    -
    継続中
     

    　概要を見る

    早稲田大学の全学部の3〜4年生を対象とする全学オープン科目「離散数学入門」（担当教員：早水 桃子）の授業動画です．文理を問わず，誰でもグラフ理論やグラフアルゴリズムの初歩を学ぶことができます．グラフ理論の定理やグラフに関するアルゴリズムを正しく理解して，現実の諸問題を解決するための応用力を身につけましょう．

  • Advanced Topic in Modern Mathematical Sciences 1, 2

    早稲田大学  

    2020年04月
    -
    継続中
     

  • 数学B1（微分積分）生医・建築(1)

    早稲田大学  

    2020年04月
    -
    2021年03月
     

  • 応用離散数学演習 A, B, C, D

    早稲田大学  

    2022年04月
    -
    継続中
     

  • 応用離散数学研究

    早稲田大学  

    2022年04月
    -
    継続中
     

  • 数学講究・応用数理講究

    早稲田大学  

    2021年04月
    -
    継続中
     

  • 応用数理概論

    早稲田大学  

    2020年04月
    -
    継続中
     

  • Statistical science

    The Graduate University for Advanced Studies (SOKENDAI)  

  • Multivariable calculus

    Hitotsubashi University  

  • 統計数理セミナー

    総合研究大学院大学 統計科学専攻  

  • 微分積分 II

    一橋大学  

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社会貢献活動

  • 教員の授業見学受入れ（対象科目：「離散数学入門」）

    早稲田大学 大学総合研究センター 

    2022年04月
    -
    継続中

  • フォントスイッチプロジェクトYouTube スライド添削動画シリーズ（全4回）

    株式会社モリサワ  フォントスイッチプロジェクト 

    2023年12月
    -
    2024年03月

  • YouTubeを気楽に始めよう／よくある10の質問と私の答え

    日本評論社  『数学セミナー』2024年3月号 通巻 749号  （数学を伝える） 

    2024年02月
    -
    　

  • フォントとレイアウトでできる！ 研究発表ポスターデザイン改善術

    株式会社モリサワ  Zoomウェビナー 

    2023年12月
    -
    　

  • 巻頭エッセイ「令和の研究者と博士課程」

    岩波書店  『科学』2024年1月号 

    2023年12月
    -
    　

  • 系統ネットワークの数理とアルゴリズム

    サイエンス社  『数理科学』2023年9月号 (発売日2023年08月19日) 

    2023年08月
    -
    　

  • 組合せ論的系統学入門

    開成学園  2023年度特別講義  （東京） 

    2023年06月
    -
    　

  • JST／CRDS俯瞰ワークショップ（WS）

    日本評論社  社会に最先端の数学が求められるワケ(2) データ分析と数学の可能性  （座談会 数学と産業界のこれから） 

    2022年03月
    　
    　

  • 早稲田大学 2023年度版学部入学案内

    早稲田大学入学センター  早稲田大学 2023年度版学部入学案内  （基幹理工学部 p.134） 

    2022年
    　
    　

  • 早稲田大学基幹理工学部模擬授業

    （早稲田実業学校高等部） 

    2021年02月
    　
    　

  • 早稲田大学基幹理工学部模擬授業

    （サレジオ学院高等学校） 

    2020年11月
    　
    　

  • 早稲田大学基幹理工学部模擬授業

    （大妻多摩高等学校） 

    2020年10月
    　
    　

  • 進化の系統樹とデータ解析／ (2) 系統ネットワークの構造定理といろいろなデータ解析への応用

    日本評論社  数学セミナー2020年2月号 通巻 700号  （数理のクロスロード） 

    2020年02月
    -
    　

  • 進化の系統樹とデータ解析／ (1) 系統樹と系統ネットワークの離散数学

    日本評論社  数学セミナー2020年1月号 通巻 699号  （数理のクロスロード） 

    2020年01月
    -
    　

  • 響き合う人とデータ 統数研プロジェクト紹介 第19回「基礎医学と社会医学をつなぐ離散幾何学的モデリング」

    統計数理研究所  統数研ニュース No.146 

    2019年11月
    -
    　

  • AIMaP公開シンポジウム「数学と産業の協働ケーススタディ」パネルディスカッション

    AIMaP  AIMaP公開シンポジウム「数学と産業の協働ケーススタディ」 

    2018年01月
    -
    　

  • 平成29年度科学人材育成事業 マスフェスタ

    2017年08月
    -
    　

    　概要を見る

    SSH高校生の数学研究に対する指導助言と，アウトリーチ活動（高校生・高校教員を対象とするポスター発表による研究紹介）．
    （開催場所：関西学院大学上ケ原キャンパス）

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学術貢献活動

  • ICIAM 2023 Mini-symposium "Challenges and Recent Advances in Phylogenetics" (4 sessions)

    大会・シンポジウム等

    ICIAM (International Council for Industrial and Applied Mathematics)   Waseda University (+Zoom)

    2023年08月
    　
    　

    　概要を見る

    Phylogenetic trees and networks are used to elucidate the evolutionary history of genes or species. Data proliferation due to recent technological advancements has led to the pursuit of more efficient algorithms and novel approaches. Advances in the area can lead to breakthroughs in various disciplines of biology and life sciences, including genetics, cell biology, zoology, botany, microbiology, epidemiology, drug discovery, and biodiversity conservation, to name a few. This mini-symposium will cover recent topics related to phylogenetic research, from both theoretical and practical viewpoints, with results from algebra, algorithms, bioinformatics, combinatorics, computational complexity, geometry, statistics, and software development.

  • バイオインフォマティクスセミナー

    学会・研究会等

    早水桃子   早稲田大学

    2023年05月
    -
    　

  • ICIAM 2023

    査読等

    ICIAM (International Council for Industrial and Applied Mathematics)  

    2023年02月
    -
    2023年05月

  • CAT(0)まつり

    学会・研究会等

    早水桃子   早稲田大学

    2022年03月
    -
    　

  • 第2回 JST数学領域 未解決問題ワークショップ（オーガナイザー・出題者）

    学会・研究会等

    2018年09月
    　
    　

  • 日本応用数理学会 2017年度 年会 機械学習一般講演セッション 座長

    学会・研究会等

    日本応用数理学会  

    2017年09月
    　
    　

  • 第1回 JST数学領域 未解決問題ワークショップ（企画立案・オーガナイザー代表・問題選定委員・出題者）

    学会・研究会等

    2017年09月
    　
    　

  • Journal of Combinatorial Optimization

    査読等

  • Journal of Mathematical Biology

  • IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

  • Advances in Applied Mathematics

  • Algorithmica

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他学部・他研究科等兼任情報

  • 理工学術院   大学院基幹理工学研究科

学内研究所・附属機関兼任歴

  • 2023年
    -
    2024年

    データ科学センター   兼任センター員

  • 2022年
    -
    2024年

    理工学術院総合研究所   兼任研究員