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2021 年度 実績報告書

自動デバッグを可能にする群衆知エコシステムの確立

研究課題

研究課題/領域番号 18H04097
研究機関九州大学

研究代表者

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

研究分担者 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)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード人工知能 / 群集知 / 自動バグ修正 / デバッグ / 深層学習
研究実績の概要

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。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] An Initial Analysis of Repair and Side-effect Prediction for Neural Networks2023

    • 著者名/発表者名
      Yuta Ishimoto, Ken Matsui, Masanari Kondo, Naoyasu Ubayashi, and Yasutaka Kamei
    • 雑誌名

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

      巻: - ページ: 未定(採録済み)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] PAFL: Probabilistic automaton-based fault localization for recurrent neural networks2023

    • 著者名/発表者名
      Yuta Ishimoto, Masanari Kondo, Naoyasu Ubayashi, and Yasutaka Kamei
    • 雑誌名

      Information and Software Technology

      巻: 155 ページ: 107117

    • DOI

      10.1016/j.infsof.2022.107117

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 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

    • 著者名/発表者名
      松田 雄河, 山手 響介, 近藤 将成, 柏 祐太郎, 亀井 靖高, 鵜林 尚靖
    • 雑誌名

      日本ソフトウェア科学会誌 コンピュータソフトウェア

      巻: vol.40, no.1 ページ: 45-56

    • DOI

      10.11309/fose.28.0_61

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluating Automated Program Repair Techniques using Introductory Programming Course Datasets2022

    • 著者名/発表者名
      Tsukasa Nakamura, Masanari Kondo, Yasutaka Kamei, and Naoyasu Ubayashi
    • 雑誌名

      Proceedings of the IEEE COMPSAC 2022

      巻: - ページ: 569-574

    • DOI

      10.1109/COMPSAC54236.2022.00102

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hey APR! Integrate Our Fault Localization Skill: Toward Better Automated Program Repair2022

    • 著者名/発表者名
      Kyosuke Yamate, Masanari Kondo, Yutaro Kashiwa, Yasutaka Kamei, and Naoyasu Ubayashi
    • 雑誌名

      Proceedings of the IEEE COMPSAC 2022

      巻: - ページ: 563-568

    • DOI

      10.1109/COMPSAC54236.2022.00101

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 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

    • 著者名/発表者名
      秋山 楽登, 中村 司, 近藤 将成, 亀井 靖高, 鵜林 尚靖
    • 雑誌名

      日本ソフトウェア科学会誌 コンピュータソフトウェア

      巻: vol.39, no.4 ページ: 10-16

    • DOI

      10.11309/fose.28.0_13

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 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

    • 著者名/発表者名
      石本 優太, 近藤 将成, 亀井 靖高, 鵜林 尚靖
    • 雑誌名

      情報処理

      巻: vol.63, no.11 ページ: e28-e33

    • DOI

      10.20729/00220265

  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      若松 昌宏, 松田 雄河, 近藤 将成, 亀井 靖高, 鵜林 尚靖
    • 学会等名
      情報処理学会 研究報告 2023-SE-213
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      沖野 健太郎, 近藤 将成, 亀井 靖高, 鵜林 尚靖, 谷口 雄太
    • 学会等名
      情報処理学会 研究報告 2023-SE-213
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      和田 寛太, 山本 大貴, 森田 一成, 近藤 将成, 亀井 靖高, 鵜林 尚靖
    • 学会等名
      電子情報通信学会 信学技報 SS2022-51
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      宇都宮 魁斗, 秋山 楽登, 近藤 将成, 亀井 靖高, 鵜林 尚靖
    • 学会等名
      電子情報通信学会 信学技報 SS2022-50
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      石本 優太, 近藤 将成, 鵜林 尚靖, 亀井 靖高
    • 学会等名
      電子情報通信学会 信学技報 SS2022-10

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公開日: 2023-12-25  

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