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2021 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, 大学院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 / 群集知 / 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だ。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、StackOverflowなどのQ&Aサイトの情報を利用した。また、当初の研究計画には含まれていなかったものの、近年著しい発展を遂げている深層学習モデルに対してもバグ修正を行う研究を実施した。
具体的には、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)、6) RNNにおけるバグ限局手法の提案と評価、などの研究成果が得られた。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業績と考えている。
研究成果については論文誌や国際会議等に多数採録されると共に、学会からは複数の賞が授与された。特に、企業への適用に関しては、ソフトウェアテスト技術振興協会(ASTER:Association of Software Test EngineeRing)から第16回善吾賞が授与された。善吾賞では、ソフトウェアの品質向上に寄与する学術的な論文が顕彰される。また、RNNにおけるバグ限局手法に関する研究業績については、ソフトウェア工学におけるトップジャーナルの一つであるInformation and Software Technologyに採録された。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (12 results)

All 2023 2022

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] An Initial Analysis of Repair and Side-effect Prediction for Neural Networks2023

    • Author(s)
      Yuta Ishimoto, Ken Matsui, Masanari Kondo, Naoyasu Ubayashi, and Yasutaka Kamei
    • Journal Title

      Proceedings of the 2nd International Conference on AI Engineering -- Software Engineering for AI (CAIN 2023)

      Volume: - Pages: 未定(採録済み)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] PAFL: Probabilistic automaton-based fault localization for recurrent neural networks2023

    • Author(s)
      Yuta Ishimoto, Masanari Kondo, Naoyasu Ubayashi, and Yasutaka Kamei
    • Journal Title

      Information and Software Technology

      Volume: 155 Pages: 107117

    • DOI

      10.1016/j.infsof.2022.107117

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [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 [FOSE2021, 推薦論文]2023

    • 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

      日本ソフトウェア科学会誌 コンピュータソフトウェア

      Volume: vol.40, no.1 Pages: 45-56

    • DOI

      10.11309/fose.28.0_61

    • 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

      Proceedings of the IEEE COMPSAC 2022

      Volume: - Pages: 569-574

    • DOI

      10.1109/COMPSAC54236.2022.00102

    • 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

      Proceedings of the IEEE COMPSAC 2022

      Volume: - Pages: 563-568

    • DOI

      10.1109/COMPSAC54236.2022.00101

    • 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 [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] AIの品質保証: ニューラルネットワークモデルのバグ限局・自動修正技術2022

    • Author(s)
      石本 優太, 近藤 将成, 亀井 靖高, 鵜林 尚靖
    • Journal Title

      情報処理

      Volume: vol.63, no.11 Pages: e28-e33

    • DOI

      10.20729/00220265

  • [Presentation] 自動プログラム修正に対する実行経路を考慮した自動テストケース生成の評価2023

    • Author(s)
      若松 昌宏, 松田 雄河, 近藤 将成, 亀井 靖高, 鵜林 尚靖
    • Organizer
      情報処理学会 研究報告 2023-SE-213
  • [Presentation] 初学者のPythonコード改善を目的としたコード分析と補助ツールの実装2023

    • Author(s)
      沖野 健太郎, 近藤 将成, 亀井 靖高, 鵜林 尚靖, 谷口 雄太
    • Organizer
      情報処理学会 研究報告 2023-SE-213
  • [Presentation] プログラム自動修正に向けた行単位のバグ予測手法の提案2023

    • Author(s)
      和田 寛太, 山本 大貴, 森田 一成, 近藤 将成, 亀井 靖高, 鵜林 尚靖
    • Organizer
      電子情報通信学会 信学技報 SS2022-51
  • [Presentation] 大規模言語モデルを用いた初学者のためのデバッグ作業支援の初期評価2023

    • Author(s)
      宇都宮 魁斗, 秋山 楽登, 近藤 将成, 亀井 靖高, 鵜林 尚靖
    • Organizer
      電子情報通信学会 信学技報 SS2022-50
  • [Presentation] 確率的オートマトンとn-gramに基づくRNNに対するバグ限局2022

    • Author(s)
      石本 優太, 近藤 将成, 鵜林 尚靖, 亀井 靖高
    • Organizer
      電子情報通信学会 信学技報 SS2022-10

URL: 

Published: 2023-12-25  

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