2025/06/09 更新

写真a

ノシタ コウジ
野下 浩司
NOSHITA KOJI
所属
理学研究院 生物科学部門 助教
植物フロンティア研究センター (併任)
マス・フォア・イノベーション連係学府 (併任)
理学部 生物学科(併任)
システム生命科学府 システム生命科学専攻(併任)
職名
助教
連絡先
メールアドレス
プロフィール
生物や生物のつくる構造物のかたちを進化形態学的,形態測定学的観点から,幅広く興味をもって研究をしています. 特に,動物(腹足類(巻貝),マウス),植物(ダイズ,コムギ,キャッサバ),人工物(土器)などを対象に数理モデルや画像解析,計測手法の開発を活用した解析を進めています.
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研究分野

  • 環境・農学 / 農業環境工学、農業情報工学

  • ライフサイエンス / 生態学、環境学

  • ライフサイエンス / 形態、構造

  • 自然科学一般 / 地球生命科学

学位

  • 博士(理学) 九州大学

  • 修士(理学) 九州大学

  • 学士(理学) 静岡大学

経歴

  • 九州大学 理学研究院 助教 

    2018年4月 - 現在

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研究テーマ・研究キーワード

  • 研究テーマ: 貝類学

    研究キーワード: 貝類学

    研究期間: 2024年

  • 研究テーマ: 理論形態学

    研究キーワード: 理論形態学

    研究期間: 2024年

  • 研究テーマ: 植物フェノタイピング

    研究キーワード: 植物フェノタイピング

    研究期間: 2024年

  • 研究テーマ: 数理生物学

    研究キーワード: 数理生物学

    研究期間: 2024年

  • 研究テーマ: 形態測定学

    研究キーワード: 形態測定学

    研究期間: 2024年

受賞

  • 日本数理生物学会研究奨励賞

    2024年8月   日本数理生物学会  

    野下 浩司

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論文

  • Possible roles of Wnt in the shell growth of the pond snail Lymnaea stagnalis

    Ohta S., Noshita K., Kimoto K., Ishikawa A., Sato H., Shimizu K., Endo K.

    Scientific Reports   14 ( 1 )   26488   2024年11月   eISSN:2045-2322

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Scientific Reports  

    Although the mechanisms of molluscan shell growth have been studied using mathematical models, little is known about the molecular basis underpinning shell morphogenesis. Here, we performed Wnt activation experiments to elucidate the potential roles of Wnt signaling in the shell growth of Lymnaea stagnalis. In general, we observed following three types of shell malformations in both dose- and developmental stage-dependent manners: (i) cap-shaped shell, (ii) cap-shaped shell with hydropic soft tissues, and (iii) compressed shell with a smaller number of coiling. We analyzed the morphologies of these malformed shells using the growing tube model, revealing that the compressed malformations show significantly larger values for T (torsion), with no significant changes in the values for the remaining parameters E (expansion) and C (curvature). We also found that cap-shaped malformations have significantly larger values for E, suggesting that the effects of BIO on shell formation may change during growth. Since the changes in T and/or E parameter values can greatly alter the shell morphologies from a planispiral or a cap-shaped one to various three-dimensional helices, changes in shell developmental processes possibly controlled by Wnt signaling may account for at least a part of the evolution of diverse shell forms in molluscs.

    DOI: 10.1038/s41598-024-74794-7

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    その他リンク: https://www.nature.com/articles/s41598-024-74794-7

  • Three-Dimensional Leaf Edge Reconstruction Combining Two- and Three-Dimensional Approaches 査読

    Murata, H; Noshita, K

    PLANT PHENOMICS   6   0181   2024年5月   ISSN:2643-6515

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Plant Phenomics  

    Leaves, crucial for plant physiology, exhibit various morphological traits that meet diverse functional needs. Traditional leaf morphology quantification, largely 2-dimensional (2D), has not fully captured the 3-dimensional (3D) aspects of leaf function. Despite improvements in 3D data acquisition, accurately depicting leaf morphologies, particularly at the edges, is difficult. This study proposes a method for 3D leaf edge reconstruction, combining 2D image segmentation with curve-based 3D reconstruction. Utilizing deep-learning-based instance segmentation for 2D edge detection, structure from motion for estimation of camera positions and orientations, leaf correspondence identification for matching leaves among images, and curve-based 3D reconstruction for estimating 3D curve fragments, the method assembles 3D curve fragments into a leaf edge model through B-spline curve fitting. The method's performances were evaluated on both virtual and actual leaves, and the results indicated that small leaves and high camera noise pose greater challenges to reconstruction. We developed guidelines for setting a reliability threshold for curve fragments, considering factors occlusion, leaf size, the number of images, and camera error; the number of images had a lesser impact on this threshold compared to others. The method was effective for lobed leaves and leaves with fewer than 4 holes. However, challenges still existed when dealing with morphologies exhibiting highly local variations, such as serrations. This nondestructive approach to 3D leaf edge reconstruction marks an advancement in the quantitative analysis of plant morphology. It is a promising way to capture whole-plant architecture by combining 2D and 3D phenotyping approaches adapted to the target anatomical structures.

    DOI: 10.34133/plantphenomics.0181

    Web of Science

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  • Macro-Scale Population Patterns in the Kofun Period of the Japanese Archipelago: Quantitative Analysis of a Larger Sample of Three-Dimensional Data from Ancient Human Crania 査読

    Hisashi Nakao, Akihiro Kaneda, Kohei Tamura, Koji Noshita, Tomomi Nakagawa

    Humans   4 ( 2 )   131 - 147   2024年4月   eISSN:2673-9461

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    記述言語:その他   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:MDPI AG  

    The present study collected a larger set of three-dimensional data on human crania from the Kofun period (as well as from previous periods, i.e., the Jomon and Yayoi periods) in the Japanese archipelago (AD 250 to around 700) than previous studies. Three-dimensional geometric morphometrics were employed to investigate human migration patterns in finer-grained phases. These results are consistent with those of previous studies, although some new patterns were discovered. These patterns were interpreted in terms of demic diffusion, archaeological findings, and historical evidence. In particular, the present results suggest the presence of a gradual geological cline throughout the Kofun period, although the middle period did not display such a cline. This discrepancy might reflect social changes in the middle Kofun period, such as the construction of keyhole-shaped mounds in the peripheral regions. The present study implies that a broader investigation with a larger sample of human crania is essential to elucidating macro-level cultural evolutionary processes.

    DOI: 10.3390/humans4020008

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  • Demic Diffusion of the Yayoi People in the Japanese Archipelago 査読

    Hisashi Nakao, Tomomi Nakagawa, Akihiro Kaneda, Kohei Tamura, Koji Noshita

    Letters on Evolutionary Behavioral Science   14 ( 2 )   2023年11月   eISSN:1884-927X

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    記述言語:その他   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Human Behavior and Evolution Society of Japan  

    The present study examines the 3-dimensional data of human crania from the Yayoi period (800 BC to AD 250) of the Japanese archipelago by geometric morphometrics to investigate demic diffusion patterns. This is the first study on the Yayoi crania using their 3D data and geometric morphometrics with a much larger number of skeletal remains outside of the Kyushu regions than previous studies. The comparative results between the Jōmon and Yayoi samples show that the Yayoi people not only in the eastern parts but also in the western parts of the archipelago are significantly different from the final Jōmon people and the Yayoi people were not strongly affected by the Jōmon people. A relatively gradual geological cline is also found among the Yayoi population, suggesting that the immigrants from the continental East Asia moved from the western parts to the eastern parts of the archipelago though the causes of the morphological changes are unclear.

    DOI: 10.5178/lebs.2023.111

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  • Network feature-based phenotyping of leaf venation robustly reconstructs the latent space 査読

    Iwamasa, K; Noshita, K

    PLOS COMPUTATIONAL BIOLOGY   19 ( 7 )   e1010581   2023年7月   ISSN:1553-734X eISSN:1553-7358

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    記述言語:その他   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:PLoS Computational Biology  

    Despite substantial variation in leaf vein architectures among angiosperms, a typical hierarchical network pattern is shared within clades. Functional demands (e.g., hydraulic conductivity, transpiration efficiency, and tolerance to damage and blockage) constrain the network structure of leaf venation, generating a biased distribution in the morphospace. Although network structures and their diversity are crucial for understanding angiosperm venation, previous studies have relied on simple morphological measurements (e.g., length, diameter, branching angles, and areole area) and their derived statistics to quantify phenotypes. To better understand the morphological diversities and constraints on leaf vein networks, we developed a simple, high-throughput phenotyping workflow for the quantification of vein networks and identified leaf venation-specific morphospace patterns. The proposed method involves four processes: leaf image acquisition using a feasible system, leaf vein segmentation based on a deep neural network model, network extraction as an undirected graph, and network feature calculation. To demonstrate the proposed method, we applied it to images of non-chemically treated leaves of five species for classification based on network features alone, with an accuracy of 90.6%. By dimensionality reduction, a one-dimensional morphospace, along which venation shows variation in loopiness, was identified for both untreated and cleared leaf images. Because the one-dimensional distribution patterns align with the Pareto front that optimizes transport efficiency, construction cost, and robustness to damage, as predicted by the earlier theoretical study, our findings suggested that venation patterns are determined by a functional trade-off. The proposed network feature-based method is a useful morphological descriptor, providing a quantitative representation of the topological aspects of venation and enabling inverse mapping to leaf vein structures. Accordingly, our approach is promising for analyses of the functional and structural properties of veins.

    DOI: 10.1371/journal.pcbi.1010581

    Web of Science

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書籍等出版物

  • カタチの由来、データの未来 : 三次元計測の人類史学

    中尾, 央

    勁草書房  2024年2月 

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    担当ページ:総ページ数:xii, 194p   記述言語:日本語  

  • カタチの由来、データの未来 : 三次元計測の人類史学

    中尾, 央(担当:分担執筆 範囲:三次元データによる研究:方法, 三次元データを用いて研究する:具体例)

    勁草書房  2024年2月    ISBN:9784326248544

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    総ページ数:xii, 194p   記述言語:日本語  

    CiNii Books

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  • 植物の超階層生物学 : ゲノミクス×フェノミクス×生態学でひもとく多様性

    種生物学会, 佐藤, 安弘, 村中, 智明

    文一総合出版  2023年8月 

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    担当ページ:総ページ数:339p, 図版ivp   記述言語:日本語  

  • 植物の超階層生物学 : ゲノミクス×フェノミクス×生態学でひもとく多様性

    種生物学会, 佐藤, 安弘, 村中, 智明(担当:分担執筆 範囲:植物3次元形態のデータ化,定量化,モデル化)

    文一総合出版  2023年8月    ISBN:9784829962107

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    総ページ数:339p, 図版ivp   記述言語:日本語  

    CiNii Books

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  • Stream Fish Biodiversity and the Effects of Plantations in the Bintulu Region, Sarawak

    Yuichi Kano, Jason Hon, Khairulazman Sulaiman Mohd Khairulazman Sulaiman, Mitsuhiro Aizu, Koji Noshita, Hiromitsu Samejima

    Springer International Publishing  2020年1月 

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    担当ページ:235-274   記述言語:英語  

    The biodiversity of stream-dwelling fish and the effects of oil palm and acacia plantations on this biodiversity were evaluated by field research conducted in the Bintulu region of central Sarawak, Malaysia. A quantitative survey was conducted at 61 locations by electrofishing. These 61 locations included 16 sites in oil palm plantations, five sites in acacia plantations, four sites in local community-protected forests (called pulau or pulau galau by local communities) and 36 sites in natural forests. The protected forests had the highest species richness (average ± standard deviation: 9.3 ± 2.6) followed by natural forests (7.4 ± 3.1). The species richness of oil palm (3.3 ± 1.9) and acacia (4.0 ± 1.9) plantations was approximately half that of protected and secondary forests. Cluster analysis suggests that the fish fauna was largely divided into two main groups: the plantation group and the forest group. Statistical analysis by a generalised linear model also suggests that plantations have a negative impact on fish diversity as species richness, the number of individuals and Shannon’s diversity index were all negatively affected by both oil palm and acacia plantations. The models included topographical parameters, such as slope and altitude, but the effect of plantations was much stronger than the effects of these parameters, indicating that there was no spurious relationship between plantations and fish communities. In this chapter, we evaluate the negative effect of plantations on fish biodiversity. The mechanisms by which plantations affect fish biodiversity need to be investigated in the future.

    DOI: 10.1007/978-981-13-7513-2_13

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講演・口頭発表等

  • Plant phenotyping methods using image analysis, machine learning, mathematics, and morphometrics 招待 国際会議

    Noshita, K.

    ICIAM WIS2023  2023年9月 

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    開催年月日: 2024年5月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  • ktch: モデルベース形態測定学向けPythonパッケージ

    野下 浩司

    数理生物学会  2023年9月 

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    開催年月日: 2024年5月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  • ktch: モデルベース形態測定学向けPythonパッケージ

    野下 浩司

    生態学会  2024年3月 

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    開催年月日: 2024年5月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  • Three-dimensional leaf edge reconstruction using a combination of two- and three-dimensional phenotyping approaches 招待 国際会議

    Noshita, K.

    Summit on the Frontiers of Plant Phenomics  2023年12月 

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    開催年月日: 2024年5月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  • 葉輪郭再構築への2次元-3次元協調的アプローチ

    #村田 英和,野下 浩司.

    生態学会  2023年3月 

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    開催年月日: 2023年6月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:オンライン,ホスト:東北大学   国名:日本国  

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MISC

  • “かたち”のフェノーム数理解析への汎用形態記述子によるアプローチ

    野下 浩司

    生体の科学   2023年4月

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    記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

    DOI: 10.11477/mf.2425201656

  • 【未病の科学】未病の数理研究 "かたち"のフェノーム数理解析への汎用形態記述子によるアプローチ

    野下 浩司

    生体の科学   74 ( 2 )   123 - 128   2023年4月   ISSN:0370-9531

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(公財)金原一郎記念医学医療振興財団  

    <文献概要>本稿では,"かたち"のフェノーム解析に役立つであろう数理解析手法を紹介する。最初に,比較したい対象間に部位ごとの相同性を認識できる場合を想定し,幾何学的形態測定学における形状・形態の解析のための理論と方法を示す。また,比較したい対象間で相同性が認識しづらい均一な多数の構成要素から成る構造への位相的データ解析によるアプローチにも触れる。

  • 日本列島の先史時代縄文狩猟採集民における継続的かつ広範な相互作用:三次元データの幾何形態学的分析

    中尾央, 中川朋美, 金田明大, 田村光平, 野下浩司, 吉田真優

    日本進化学会大会プログラム・講演要旨集(Web)   25th   2023年

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  • 考古学における三次元計測の応用 遠賀川式土器の形態に関する数理的考察-田村遺跡,矢野遺跡,綾羅木郷遺跡を中心に-

    野下浩司, 野下浩司, 金田明大, 田村光平, 中川朋美, 中尾央

    奈文研論叢   ( 3 )   2022年   ISSN:2435-452X

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  • 社会医学研究におけるAIの活用例 (研究者の最新動向)

    内田 満夫, 野下 浩司, 浅尾 高行, 小山 洋

    Precision medicine = プレシジョンメディシン   2020年5月

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    記述言語:日本語  

    Application of AI in the field of social medicine

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Works(作品等)

  • ktch

    Noshita, K.

    2023年3月

所属学協会

  • The Society for the Study of Evolution

  • 日本古生物学会

  • 日本数理生物学会

  • 日本生態学会

  • 日本育種学会

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委員歴

  • 古生物学会   幹事   国内

    2023年4月 - 2025年3月   

  • 古生物学会   広報幹事   国内

    2023年4月 - 2025年3月   

  • 超分野植物科学研究会   幹事   国内

    2021年1月 - 現在   

  • 日本植物フェノタイピングネットワーク   幹事   国内

    2019年1月 - 現在   

学術貢献活動

  • 学術論文等の審査

    役割:査読

    2023年

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    種別:査読等 

    外国語雑誌 査読論文数:4

  • 学術論文等の審査

    役割:査読

    2022年

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    種別:査読等 

    外国語雑誌 査読論文数:3

  • 学術論文等の審査

    役割:査読

    2020年

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    種別:査読等 

    外国語雑誌 査読論文数:4

    日本語雑誌 査読論文数:1

  • 学術論文等の審査

    役割:査読

    2019年

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    種別:査読等 

    外国語雑誌 査読論文数:7

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • マルチスケール計測・計算技術の融合による高スループットデバイス開発支援プラットフォーム

    2024年 - 2028年

    未来社会創造事業 「共通基盤領域」 本格研究

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    担当区分:研究分担者  資金種別:受託研究

  • ヘパラン硫酸プロテオグリカンを標的とした、遺伝性脳小血管病の包括的治療方法の開発

    2024年 - 2026年

    日本医療研究開発機構 難治性疾患実用化研究事業

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    担当区分:研究分担者  資金種別:受託研究

  • 感染症対策が駆動する新型コロナウイルスの進化予測とウィズコロナ

    研究課題/領域番号:23K28187  2023年4月 - 2026年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    岩見 真吾, 野下 浩司, 山口 諒

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    資金種別:科研費

    ウィズコロナを目指した現在、COVID-19に対する感染症対策では、ソーシャルディスタンスの確保や感染者隔離、大規模イベントの取り止め等の行動制限が重要な位置を占めることは明らかである。このようなヒトを含む宿主の行動変容は、接触パターンに代表されるように感染宿主の周辺環境を急激に変えることに直結する。本研究課題では、数理情報科学の視点から『環境と宿主とウイルス』の3者が階層をまたぎ、複雑に相互作用することで織りなす進化動態を最先端数理科学技術と人工知能技術を融合することで網羅的かつ定量的に解明していく。

    CiNii Research

  • 感染症対策が駆動する新型コロナウイルスの進化予測とウィズコロナ

    研究課題/領域番号:23H03497  2023年 - 2025年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

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    担当区分:研究分担者  資金種別:科研費

  • 作物の水輸送効率の最適化に向けた根の通過細胞数の遺伝学的解析

    研究課題/領域番号:23K23574  2022年4月 - 2025年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    山内 卓樹, 田中 佑, 野下 浩司

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    資金種別:科研費

    国連の気候変動に関する政府間パネルでは干ばつと洪水が農業による食料供給を阻害する最も大きな要因であることを報告している. これらの 課題を解決するためには, 土壌の乾燥や冠水に対して高い耐性をもつ気候変動耐性型作物の開発が求められる. そこで本研究では, 世界人口の 約半数の主食であるイネの根を対象として, 高い乾燥耐性や冠水耐性をもつ作物を開発するための新しいアプローチを提案する. 具体的には, ゲノム解析と画像解析を利用して, 水の輸送効率に関連する通過細胞数を制御する遺伝子を同定する. その上で, 通過細胞数と光合成活性の関 連性や遺伝子の機能を解明し, 将来の育種への応用の足掛かりとする.

    CiNii Research

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教育活動概要

  • 数理生物学演習,生命理学特論I,自然科学総合実験(基礎),集団生物学,数理生物学,数学共創概論Ⅰ,基礎科学実習,自然科学総合実験

担当授業科目

  • 数理生物学

    2024年4月 - 2024年9月   前期

  • 数理生物学演習

    2024年4月 - 2024年9月   前期

  • 数学共創概論Ⅰ

    2024年4月 - 2024年9月   前期

  • 自然科学総合実験

    2024年4月 - 2024年6月   春学期

  • 数学共創モデリング

    2023年4月 - 2024年3月   通年

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FD参加状況

  • 2023年3月   役割:参加   名称:【生物学科】大学発明の出願・権利化に関するFD

    主催組織:学科

  • 2019年10月   役割:参加   名称:科研費改革後の学術研究動向について

    主催組織:学科

他大学・他機関等の客員・兼任・非常勤講師等

  • 2024年  名古屋大学 生命理学専攻 異分野融合生物学講座 招へい教員 

  • 2024年  奈良文化財研究所 埋蔵文化財センター 遺跡・調査技術研究室 客員研究員  国内外の区分:国内 

  • 2023年  奈良文化財研究所 埋蔵文化財センター 遺跡・調査技術研究室 客員研究員  国内外の区分:国内 

  • 2023年  名古屋大学 生命理学専攻 異分野融合生物学講座 招へい教員  国内外の区分:国内 

  • 2022年  名古屋大学 生命理学専攻 異分野融合生物学講座 招へい教員  国内外の区分:国内 

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その他部局等における各種委員・役職等

  • 2021年4月 - 2024年3月   部門 野外施設委員

  • 2019年4月 - 2021年3月   その他 カリキュラム委員

社会貢献活動

  • スマート農業指導者養成研修

    愛知県農業試験場  2023年11月

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    対象:社会人・一般, 学術団体, 企業, 市民団体, 行政機関

    種別:セミナー・ワークショップ

  • 「貝の不思議」展

    東京大学総合研究博物館  文京区教育センター 2階 大学連携事業室  2021年5月

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    対象:社会人・一般, 学術団体, 企業, 市民団体, 行政機関

    種別:その他

  • ボトルビルダーズ――古代アンデス、壺中のラビリンス

    東京大学総合研究博物館  東京大学総合研究博物館小石川分館/建築ミュージアム  2020年9月

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    対象:社会人・一般, 学術団体, 企業, 市民団体, 行政機関

    種別:その他

  • Plant Phenotyping x Engineeringアイデアソン

    国際農研,日本植物フェノタイピングネットワーク  国際農林水産業研究センター  2019年8月

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    対象:社会人・一般, 学術団体, 企業, 市民団体, 行政機関

    種別:セミナー・ワークショップ

  • 植物3次元形態の取得から定量化へ:写真測量技術と点群解析 in JST/CREST Phenomics講習会「はじめてみよう・植物デジタル形質評価」

    JST/CREST  2019年1月

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    対象:社会人・一般, 学術団体, 企業, 市民団体, 行政機関

    種別:セミナー・ワークショップ

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海外渡航歴

  • 2018年9月 - 2018年12月

    滞在国名1:アメリカ合衆国   滞在機関名1:University of Georgia

  • 2014年4月 - 2014年11月

    滞在国名1:アメリカ合衆国   滞在機関名1:University of Pennsylvania