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2020 Fiscal Year Annual Research Report

Crowd Knowledge Ecosystems for Automatic Bug Fixing

Research Project

Project/Area Number 18H04097
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

鵜林 尚靖  九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (80372762)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 趙 建軍  九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (20299580)
亀井 靖高  九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (10610222)
佐藤 亮介  東京大学, 情報理工学系研究科, 助教 (10804677)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Keywords人工知能 / 群衆知 / 自動バグ修正 / デバッグ / 深層学習
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、群衆知を活用した自動バグ修正技術の開発に取り組んでいる。群衆知として、OSSリポジトリに格納されたプログラムコードやその変更履歴、Stack OverflowなどのQ&Aサイトの情報を用いる。現在までに、1) テンプレートに基づいてJava プログラムのバグを自動修正するツール jProphetの開発、2) Cプログラムを対象とした自動バグ修正ツールの適用評価(企業開発ソフトウェアへの適用、大学初年時プログラミング教育への適用)、3) 開発者によるバグ限局を考慮した自動バグ修正技術の提案と評価、4) 網羅的テストケース自動生成との組み合わせによる自動バグ修正率の向上方法の提案と評価、5) コード変更履歴を活用した群衆知の増強機構の提案と評価(対象はStack Overflow)などの研究実績が得られている。実際に自動バグ修正ツールを独自に開発した点、企業や大学教育の現場への適用を実施した点が大きな成果と考えている。また、研究成果を論文化したものが論文誌や国際会議等に多数採録されている。学会からも複数の賞を受賞している。なお、当初の研究計画には入っていなかったが、深層学習モデルに対する自動バグ修正技術の研究にも着手した。深層学習を中心とする機械学習システムの品質保証は喫緊の課題であり、この分野の自動バグ修正は極めて重要だと判断した。今までに、CNNやRNNにおける欠陥の自動修正に取り組んできた。こちらについても、学会からは複数の賞を受賞している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究実績のところで述べたように、既に十分な成果が得られている。ただし、研究期間の途中から急遽取り組みを開始した「深層学習モデルに対する自動バグ修正技術」については研究の更なる深耕が必要である。具体的には、バグ修正可能性予測技術の開発と評価を行う必要がある。

Strategy for Future Research Activity

深層学習モデルにおけるバグ修正技術の深耕、バグ修正可能性予測技術の開発と評価を行う。バグ修正可能性を予測するモデルの構築については見通しがついており、今後は予測精度の向上に取り組む予定である。

  • Research Products

    (25 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (16 results) (of which Peer Reviewed: 15 results) Presentation (8 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] プログラミング初学者のバグ修正履歴を用いたデバッグ問題自動生成の事例研究 [FOSE2021, 推薦レター論文]2022

    • Author(s)
      秋山 楽登, 中村 司, 近藤 将成, 亀井 靖高, 鵜林 尚靖
    • Journal Title

      日本ソフトウェア科学会誌 コンピュータソフトウェア

      Volume: vol.39, no.4 Pages: 10-16

    • DOI

      10.11309/fose.28.0_13

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 木編集距離を用いた類似コード検索器における深層学習モデルの性能評価 [SES2021 連動論文]2022

    • Author(s)
      沖野 健太郎, 松尾 春紀, 山本 大貴, 近藤 将成, 亀井 靖高, 鵜林 尚靖
    • Journal Title

      情報処理学会論文誌

      Volume: - Pages: 未定(採録済み)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hey APR! Integrate Our Fault Localization Skill: Toward Better Automated Program Repair2022

    • Author(s)
      Kyosuke Yamate, Masanari Kondo, Yutaro Kashiwa, Yasutaka Kamei, and Naoyasu Ubayashi
    • Journal Title

      IEEE COMPSAC 2022

      Volume: - Pages: 未定(採録済み)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evaluating Automated Program Repair Techniques using Introductory Programming Course Datasets2022

    • Author(s)
      Tsukasa Nakamura, Masanari Kondo, Yasutaka Kamei, and Naoyasu Ubayashi
    • Journal Title

      IEEE COMPSAC 2022

      Volume: - Pages: 未定(採録済み)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 自動プログラム修正技術の性能評価 -九州大学の基幹教育データを用いた事例研究-2021

    • Author(s)
      中村 司, 亀井 靖高, 近藤 将成, 鵜林 尚靖
    • Journal Title

      情報処理学会 ソフトウェアエンジニアリングシンポジウム2021 (SES 2021)

      Volume: - Pages: 76-83

  • [Journal Article] 木編集距離を用いた類似コード検索器における深層学習モデルの性能評価2021

    • Author(s)
      沖野 健太郎, 松尾 春紀, 山本 大貴, 近藤 将成, 亀井 靖高, 鵜林 尚靖
    • Journal Title

      情報処理学会 ソフトウェアエンジニアリングシンポジウム2021 (SES 2021)

      Volume: - Pages: 41-50

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] プログラミング作問支援に向けた類似問題検索手法の評価2021

    • Author(s)
      山本 大貴, 松尾 春紀, 沖野 健太郎, 近藤 将成, 亀井 靖高, 鵜林 尚靖
    • Journal Title

      日本ソフトウエア科学会 第28回ソフトウェア工学の基礎ワークショップ (FOSE 2021)

      Volume: - Pages: 115-120

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 実行経路を考慮した自動テストケース生成が自動プログラム修正に与える影響の分析2021

    • Author(s)
      松田 雄河, 山手 響介, 近藤 将成, 柏 祐太郎, 亀井 靖高, 鵜林 尚靖
    • Journal Title

      日本ソフトウエア科学会 第28回ソフトウェア工学の基礎ワークショップ (FOSE 2021)

      Volume: - Pages: 61-70

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] プログラミング初学者のバグ修正履歴を用いたデバッグ問題自動生成の事例研究2021

    • Author(s)
      秋山 楽登, 中村 司, 近藤 将成, 亀井 靖高, 鵜林 尚靖
    • Journal Title

      日本ソフトウエア科学会 第28回ソフトウェア工学の基礎ワークショップ (FOSE 2021)

      Volume: - Pages: 13-22

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 教育支援の適用に向けた自動バグ修正手法の性能調査 [FOSE2020 推薦レター論文]2021

    • Author(s)
      松尾 春紀, 池田 翔, 亀井 靖高, 佐藤 亮介, 島田 敬士, 鵜林 尚靖
    • Journal Title

      日本ソフトウェア科学会誌 コンピュータソフトウェア

      Volume: 38-4 Pages: 16-22

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ミドルウェア製品開発に対する自動バグ修正技術の適用事例2021

    • Author(s)
      池田 翔, 中野 大扉, 亀井 靖高, 佐藤 亮介, 鵜林 尚靖, 久保田 学, 矢川 博文, 吉武 浩
    • Journal Title

      情報処理学会論文誌 デジタルプラクティス

      Volume: 12-4 Pages: 1-10

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ミドルウェア製品開発への自動バグ修正技術適用の試み2020

    • Author(s)
      池田 翔, 中野 大扉, 亀井 靖高, 佐藤 亮介, 鵜林 尚靖, 久保田 学, 矢川 博文, 吉武 浩
    • Journal Title

      情報処理学会 ソフトウェアエンジニアリングシンポジウム2020 (SES 2020)

      Volume: - Pages: 79-87

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ソースコードメトリクスが自動バグ修正に与える影響の分析2020

    • Author(s)
      中村 司, 池田 翔, 亀井 靖高, 佐藤 亮介, 鵜林 尚靖
    • Journal Title

      情報処理学会 ソフトウェアエンジニアリングシンポジウム2020 (SES 2020)

      Volume: - Pages: 60-68

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 自動バグ修正における開発者によるバグ限局の効果 -Defects4J を対象にした初期評価-2020

    • Author(s)
      山手 響介, 首藤 巧, 浅田 翔, 佐藤 亮介, 亀井 靖高, 鵜林 尚靖
    • Journal Title

      日本ソフトウエア科学会 第27回ソフトウェア工学の基礎ワークショップ (FOSE 2020)

      Volume: - Pages: 33-38

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 教育支援の適用に向けた自動バグ修正手法の性能評価に関する調査2020

    • Author(s)
      松尾 春紀, 池田 翔, 亀井 靖高, 佐藤 亮介, 島田 敬士, 鵜林 尚靖
    • Journal Title

      日本ソフトウエア科学会 第27回ソフトウェア工学の基礎ワークショップ (FOSE 2020)

      Volume: - Pages: 23-32

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 動的解析による自動バグ修正技術の静的解析ツールの警告への適用と初期評価2020

    • Author(s)
      浅田 翔, 首藤 巧, 山手 響介, 佐藤 亮介, 亀井 靖高, 鵜林 尚靖
    • Journal Title

      日本ソフトウエア科学会 第27回ソフトウェア工学の基礎ワークショップ (FOSE 2020)

      Volume: - Pages: 13-22

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] プログラミング教育支援に向けた深層学習を用いた類似問題検索2021

    • Author(s)
      山本 大貴, 松尾 春紀, 沖野 健太郎, 亀井 靖高, 鵜林 尚靖
    • Organizer
      電子情報通信学会 信学技報 SS2020-36
  • [Presentation] 修正履歴を用いた機械翻訳技術による自動バグ修正の性能評価2021

    • Author(s)
      秋山 楽登, 中村 司, 亀井 靖高, 鵜林 尚靖
    • Organizer
      電子情報通信学会 信学技報 SS2020-34
  • [Presentation] 自動生成されたテストケースが自動バグ修正の結果に与える影響の分析2021

    • Author(s)
      松田 雄河, 山手 響介, 亀井 靖高, 鵜林 尚靖
    • Organizer
      電子情報通信学会 信学技報 SS2020-32
  • [Presentation] プログラム自動生成に向けたソースコード検索器の性能評価2021

    • Author(s)
      沖野 健太郎, 松尾 春紀, 山本 大貴, 亀井 靖高, 鵜林 尚靖
    • Organizer
      情報処理学会 研究報告 2021-SE-207
  • [Presentation] RNNの抽象化モデルに対するバグ限局とその評価2021

    • Author(s)
      石本 優太, 松井 健, 鵜林 尚靖, 亀井 靖高
    • Organizer
      情報処理学会 研究報告 2021-SE-207
  • [Presentation] 開発者によるバグ限局が自動バグ修正に及ぼす影響のシミュレーション2021

    • Author(s)
      山手 響介, 近藤 将成, 亀井 靖高, 鵜林 尚靖
    • Organizer
      情報処理学会 研究報告 2021-SE-208
  • [Presentation] プログラミング初学者の編集履歴を考慮した自動プログラム修正手法の評価2021

    • Author(s)
      松尾 春紀, 近藤 将成, 亀井 靖高, 谷口 雄太, 鵜林 尚靖
    • Organizer
      電子情報通信学会 信学技報 SS2021-62
  • [Presentation] 自動バグ修正研究のためのプラットフォームjProphetの開発について2020

    • Author(s)
      首藤 巧, 亀井 靖高, 鵜林 尚靖, 佐藤 亮介, 浅田 翔, 山手 響介
    • Organizer
      情報処理学会 研究報告 2020-SE-206, No.6
  • [Book] レクチャー ソフトウェア工学2021

    • Author(s)
      鵜林 尚靖
    • Total Pages
      240
    • Publisher
      数理工学社
    • ISBN
      486481077X

URL: 

Published: 2022-12-28  

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