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Explaining automated test agents and their test results

研究課題

研究課題/領域番号 23K11062
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分60050:ソフトウェア関連
研究機関国立情報学研究所

研究代表者

Arcaini Paolo  国立情報学研究所, アーキテクチャ科学研究系, 特任准教授 (50828118)

研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2025年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2023年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードdifferential testing / AI agents / reinforcement learning / artificial agents / explanation / Rank-Biased Overlap / comparison analysis / autonomous agents / testing / explainability / test generation
研究開始時の研究の概要

Autonomous agents are used to test systems having complex requirements. Since these agents are based on reinforcement learning, the explanation of their test results is usually a challenge. The project will devise techniques to generate tests for autonomous agents, and to explain their results.

研究実績の概要

AI techniques have been successfully applied in various domains. Assessing the abilities of AI agents is challenging; indeed, it is difficult to establish rules to determine whether an AI agent's decision is correct or not. In this year, we proposed a differential testing approach that identifies tests in which an AI agent may perform a non-optimal move. The approach executes different AI agents over the same tests and checks whether they agree with each other. In case of disagreement, it assesses the level of disagreement. If two agents strongly disagree with each other, it is more likely that at least one agent made a wrong decision. The approach has been experimented on the Go game that, due to its complexity, has been taken as a benchmark to assess the abilities of AI agents.

現在までの達成度
現在までの達成度

2: おおむね順調に進展している

理由

The research proceeds as expected. The investigation conducted in second year shows that the research direction is promising, and good results have been obtained.

今後の研究の推進方策

The third year of the project will be focused on validating that the differential testing can indeed find useful scenarios. To do this, I will investigate to what extent the approach can be used to prioritize test cases. Such approach should be more efficient of other baseline approaches based, e.g., on random selection or other simple heuristics. Moreover, to assess the generalizability of the approach, I will investigate the application of the framework to other types of AI agents.

報告書

(2件)
  • 2024 実施状況報告書
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2025 2024 2023

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 9件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Multi-Agent Differential Testing for the Game of Go2025

    • 著者名/発表者名
      J. Song, X. Zhang, P. Arcaini, F. Ishikawa, Y. Liu, and B. Du
    • 雑誌名

      Foundations of Applied Software Engineering for Games workshop (FaSE4Games 2025), Trondheim, Norway, June 23-27, 2025

      巻: Proceedings ページ: 1-8

    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Search-Based Repair of DNN Controllers of AI-Enabled Cyber-Physical Systems Guided by System-Level Specifications2024

    • 著者名/発表者名
      Lyu Deyun、Zhang Zhenya、Arcaini Paolo、Ishikawa Fuyuki、Laurent Thomas、Zhao Jianjun
    • 雑誌名

      Proceedings of the Genetic and Evolutionary Computation Conference

      巻: N/A ページ: 1435-1444

    • DOI

      10.1145/3638529.3654078

    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Quantum Approximate Optimization Algorithm for Test Case Optimization2024

    • 著者名/発表者名
      Wang Xinyi, Ali Shaukat, Yue Tao, Arcaini Paolo
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Software Engineering

      巻: 50 号: 12 ページ: 3249-3264

    • DOI

      10.1109/tse.2024.3479421

    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Quantum Program Testing Through Commuting Pauli Strings on IBM's Quantum Computers2024

    • 著者名/発表者名
      Muqeet Asmar, Ali Shaukat, Arcaini Paolo
    • 雑誌名

      Proceedings of the 39th IEEE/ACM International Conference on Automated Software Engineering

      巻: Proceedings ページ: 2130-2141

    • DOI

      10.1145/3691620.3695275

    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] SpectAcle: Fault Localisation of AI-Enabled CPS by Exploiting Sequences of DNN Controller Inferences2024

    • 著者名/発表者名
      Lyu Deyun、Zhang Zhenya、Arcaini Paolo、Zhang Xiao-Yi、Ishikawa Fuyuki、Zhao Jianjun
    • 雑誌名

      ACM Transactions on Software Engineering and Methodology

      巻: - 号: 4 ページ: 1-35

    • DOI

      10.1145/3705307

    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] An Investigation of the Behaviours of Machine Learning Agents Used in the Game of Go2023

    • 著者名/発表者名
      Zhang Mingyue、Zhang Xiao-Yi、Arcaini Paolo、Ishikawa Fuyuki
    • 雑誌名

      2023 10th International Conference on Dependable Systems and Their Applications (DSA)

      巻: - ページ: 734-742

    • DOI

      10.1109/dsa59317.2023.00105

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Incremental Search-Based Allocation of Autonomous Robots for Goods Delivery2023

    • 著者名/発表者名
      Arcaini Paolo、Castellano Ezequiel、Ishikawa Fuyuki、Kawamoto Hirokazu、Sawai Kaoru、Muramoto Eiichi
    • 雑誌名

      2023 IEEE Congress on Evolutionary Computation (CEC)

      巻: - ページ: 1-10

    • DOI

      10.1109/cec53210.2023.10254103

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Stability-aware Exploration of Design Space of Autonomous Robots for Goods Delivery2023

    • 著者名/発表者名
      Victorica Mauricio Byrd、Arcaini Paolo、Ishikawa Fuyuki、Kawamoto Hirokazu、Sawai Kaoru、Muramoto Eiichi
    • 雑誌名

      2023 27th International Conference on Engineering of Complex Computer Systems (ICECCS)

      巻: NA ページ: 177-186

    • DOI

      10.1109/iceccs59891.2023.00030

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Investigating Multi- and Many-Objective Search for Stability-Aware Configuration of an Autonomous Delivery System2023

    • 著者名/発表者名
      Laurent Thomas、Arcaini Paolo、Ishikawa Fuyuki、Kawamoto Hirokazu、Sawai Kaoru、Muramoto Eiichi
    • 雑誌名

      2023 30th Asia-Pacific Software Engineering Conference (APSEC)

      巻: - ページ: 425-430

    • DOI

      10.1109/apsec60848.2023.00053

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Quantum Program Testing Through Commuting Pauli Strings on IBM's Quantum Computers2024

    • 著者名/発表者名
      Paolo Arcaini
    • 学会等名
      39th IEEE/ACM International Conference on Automated Software Engineering
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An Investigation of the Behaviours of Machine Learning Agents Used in the Game of Go2023

    • 著者名/発表者名
      Xiao-Yi Zhang
    • 学会等名
      The 5th International Workshop on Dependable Intelligent Systems (DeIS 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Incremental Search-Based Allocation of Autonomous Robots for Goods Delivery2023

    • 著者名/発表者名
      Paolo Arcaini
    • 学会等名
      IEEE 2023 Congress on Evolutionary Computation
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stability-aware Exploration of Design Space of Autonomous Robots for Goods Delivery2023

    • 著者名/発表者名
      Mauricio Byrd Victorica
    • 学会等名
      27th International Conference on Engineering of Complex Computer Systems (ICECCS 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigating Multi- and Many-Objective Search for Stability-Aware Configuration of an Autonomous Delivery System2023

    • 著者名/発表者名
      Paolo Arcaini
    • 学会等名
      30th Asia-Pacific Software Engineering Conference (APSEC 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2023-04-13   更新日: 2025-12-26  

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