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2022 年度 実績報告書

機械がバグを修正する時代―擬似オラクル生成・適用と自動バグ修正技術の深化

研究課題

研究課題/領域番号 21H04877
研究機関九州大学

研究代表者

亀井 靖高  九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (10610222)

研究分担者 馬 雷  九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (70842061)
肥後 芳樹  大阪大学, 大学院情報科学研究科, 教授 (70452414)
松本 真佑  大阪大学, 大学院情報科学研究科, 助教 (90583948)
林 晋平  東京工業大学, 情報理工学院, 准教授 (40541975)
研究期間 (年度) 2021-04-05 – 2025-03-31
キーワード自動プログラム修正 / テストスイート / 自動生成 / 開発コンテキスト
研究実績の概要

2022年度については,大きく3つのことに取り組んだ.
A. 擬似オラクルの生成方法.自動テストケース生成によって生成されたテストスイートが有用であれば,擬似オラクルの一部として用いることができる.自動プログラム修正に自動テストケース生成を用いる際に,どのクラスを入力として与えるべきかを調査した.失敗テストケースの実行経路に含まれるクラスを考慮し自動生成したテストスイートを自動プログラム修正に用いることで,パッチの生成数は減少するが,正しい修正は増加する場合があることがわかった.また,自動テストケース生成を行う際に,どのようなプログラムの構造が生成されるテストケースの品質に影響を与えるかを分析した.
B. 欠陥限局の高度化にも2021年度より引き続き取り組んだ.例えば,(a) テストの自動改善を視野に入れたテストコード側に含まれる動的スメルの検出技術の確立,(b)情報検索ベースによる欠陥限局の分析,(c)欠陥限局における精度低下の要因調査,などがあげられる.
C. 自動修正技術の高度化にも取り組んだ.例えば,自動修正や欠陥限局の情報源には過去の変更履歴を用いるが,その履歴の中に含まれるリファクタリングの変更履歴がノイズとなりえる.そのため,ノイズを除去するためにリファクタリング検出手法の分析を行った.それ以外にも, (a) ディープニューラルネットワーク(DNN)アーキテクチャの脆弱ブロックを探索し,AIソフトウェアを修正する技術や, (b) 未知の破損を含む可能性のある,収集され誤分類されたいくつかのサンプルを用いて,展開されたDNNの頑健性を強化する技術の開発を行った.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

昨年度構築した分散実行環境を活用し,擬似オラクルの自動生成,欠陥限局の高度化,及び,自動修正技術の高度化に関する効率よく研究を進めることができた.また,それぞれの研究成果は研究会や国際会議において発表できており,さらには一部の成果は,論文誌としても採録されている.そのため,研究の進捗として順調に進展していると考える.

今後の研究の推進方策

現在までの進捗状況は,おおむね順調に進展している.擬似オラクルの生成,及び,コンテキストの体系化を深堀する予定である.また,大規模言語モデルの急速な技術進化が報告されている.擬似オラクルの生成,欠陥限局,及び,自動修正の部分への適用を検討する.今年度でも行ったように,今後も国内外の研究会に積極的に参加し(オンライン開催を含む),多面的に意見を取り入れることで問題の早期解決を目指す.

  • 研究成果

    (58件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (26件) (うち国際共著 3件、 査読あり 26件、 オープンアクセス 22件) 学会発表 (31件) (うち国際学会 5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Towards Privacy Preserving Cross Project Defect Prediction with Federated Learning2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Yamamoto, Dong Wang, Gopi Rajbahadur, Masanari Kondo, Yasutaka Kamei, and Naoyasu Ubayashi
    • 雑誌名

      Proceedings of International Conference on Software Analysis, Evolution, and Reengineering

      巻: 1 ページ: 1--12

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] PAFL: Probabilistic Automaton-based Fault Localization for Recurrent Neural Networks2023

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

      Information and Software Technology

      巻: 155 ページ: 107117~107117

    • 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

      コンピュータ ソフトウェア

      巻: 40 ページ: 1_45~1_56

    • DOI

      10.11309/jssst.40.1_45

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Large-Scale Evaluation of Method-Level Bug Localization with FinerBench4BL2023

    • 著者名/発表者名
      Shizuka Tsumita, Shinpei Hayashi, Sousuke Amasaki
    • 雑誌名

      Proceedings of the 30th IEEE International Conference on Software Analysis, Evolution and Reengineering

      巻: 1 ページ: 1--10

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ArchRepair: Block-Level Architecture-Oriented Repairing for Deep Neural Networks2023

    • 著者名/発表者名
      Hua Qi, Zhijie Wang, Qing Guo, Jianlang Chen, Felix Juefei-Xu, Lei Ma, Jianjun Zhao
    • 雑誌名

      ACM Transactions on Software Engineering and Methodology 2023 (TOSEM)

      巻: 1 ページ: 1-33

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] FalsifAI: Falsification of AI-Enabled Hybrid Control Systems Guided by Time-Aware Coverage Criteria2023

    • 著者名/発表者名
      Zhang Zhenya、Lyu Deyun、Arcaini Paolo、Ma Lei、Hasuo Ichiro、Zhao Jianjun
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Software Engineering

      巻: 49 ページ: 1842~1859

    • DOI

      10.1109/TSE.2022.3194640

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] AIP: Scalable and Reproducible Execution Traces in Energy Studies on Mobile Devices2022

    • 著者名/発表者名
      Nourry Olivier、Kashiwa Yutaro、Lin Bin、Bavota Gabriele、Lanza Michele、Kamei Yasutaka
    • 雑誌名

      Proceedings of International Conference on Software Maintenance and Evolution

      巻: 1 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/ICSME55016.2022.00057

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [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

      コンピュータ ソフトウェア

      巻: 39 ページ: 4_10~4_16

    • DOI

      10.11309/jssst.39.4_10

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hey APR! Integrate Our Fault Localization Skill: Toward Better Automated Program Repair2022

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

      Proceedings of Annual Computers, Software, and Applications Conference (COMPSAC)

      巻: 1 ページ: 1--6

    • DOI

      10.1109/COMPSAC54236.2022.00101

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evaluating Automated Program Repair Techniques using Introductory Programming Course Datasets2022

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

      Proceedings of Annual Computers, Software, and Applications Conference (COMPSAC)

      巻: 1 ページ: 1--6

    • DOI

      10.1109/COMPSAC54236.2022.00102

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Do visual issue reports help developers fix bugs?2022

    • 著者名/発表者名
      Kuramoto Hiroki、Kondo Masanari、Kashiwa Yutaro、Ishimoto Yuta、Shindo Kaze、Kamei Yasutaka、Ubayashi Naoyasu
    • 雑誌名

      Proceedings of International Conference on Program Comprehension (ICPC)

      巻: 1 ページ: 511--515

    • DOI

      10.1145/3524610.3527882

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An empirical study on self-admitted technical debt in modern code review2022

    • 著者名/発表者名
      Kashiwa Yutaro、Nishikawa Ryoma、Kamei Yasutaka、Kondo Masanari、Shihab Emad、Sato Ryosuke、Ubayashi Naoyasu
    • 雑誌名

      Information and Software Technology

      巻: 146 ページ: 106855~106855

    • DOI

      10.1016/j.infsof.2022.106855

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] コンテナ仮想化技術におけるSATDの削除に関する調査2022

    • 著者名/発表者名
      新堂 風、近藤 将成、柏 祐太郎、東 英明、松本 真佑、亀井 靖高、鵜林 尚靖
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌

      巻: 63 ページ: 949~959

    • DOI

      10.20729/00217598

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 木編集距離に着目した類似解答ソースコード検索器における深層学習モデルの性能評価2022

    • 著者名/発表者名
      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
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌

      巻: 63 ページ: 986~998

    • DOI

      10.20729/00217602

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Revisiting the effect of branch handling strategies on change recommendation2022

    • 著者名/発表者名
      Isemoto Keisuke、Kobayashi Takashi、Hayashi Shinpei
    • 雑誌名

      roceedings of the 30th IEEE/ACM International Conference on Program Comprehension

      巻: 1 ページ: 162-172

    • DOI

      10.1145/3524610.3527870

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Impact of change granularity in refactoring detection2022

    • 著者名/発表者名
      Chen Lei、Hayashi Shinpei
    • 雑誌名

      Proceedings of the 30th IEEE/ACM International Conference on Program Comprehension

      巻: 1 ページ: 565-569

    • DOI

      10.1145/3524610.3528386

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Historinc: 細粒度履歴追跡のための増分的なリポジトリ変換ツール2022

    • 著者名/発表者名
      柴 駿太、林 晋平
    • 雑誌名

      コンピュータ ソフトウェア

      巻: 39 ページ: 4_75~4_85

    • DOI

      10.11309/jssst.39.4_75

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Empirical Study of Co-Renamed Identifiers2022

    • 著者名/発表者名
      Yuki Osumi, Naotaka Umekawa, Hitomi Komata, Shinpei Hayashi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 29th Asia-Pacific Software Engineering Conference 2022

      巻: 1 ページ: 71-80

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Classification of Changes Based on API2022

    • 著者名/発表者名
      Iriyama Masashi、Higo Yoshiki、Kusumoto Shinji
    • 雑誌名

      Proceedings of International Conference on Product-Focused Software Process Improvement

      巻: 1 ページ: 61~70

    • DOI

      10.1007/978-3-031-21388-5_5

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Are NLP Metrics Suitable for Evaluating Generated Code?2022

    • 著者名/発表者名
      Takaichi Riku、Higo Yoshiki、Matsumoto Shinsuke、Kusumoto Shinji、Kurabayashi Toshiyuki、Kirinuki Hiroyuki、Tanno Haruto
    • 雑誌名

      Proceedings of International Conference on Product-Focused Software Process Improvement

      巻: 1 ページ: 531~537

    • DOI

      10.1007/978-3-031-21388-5_38

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Improving Weighted-SBFL by Blocking Spectrum2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka Haruka、Higo Yoshiki、Kusumoto Shinji
    • 雑誌名

      Proceedings of International Working Conference on Source Code Analysis and Manipulation (SCAM)

      巻: 1 ページ: 253-263

    • DOI

      10.1109/SCAM55253.2022.00036

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] JTDog: 動的テストスメル検出のためのGradleプラグイン2022

    • 著者名/発表者名
      谷口 真幸、松本 真佑、楠本 真二
    • 雑誌名

      コンピュータ ソフトウェア

      巻: 39 ページ: 4_50~4_60

    • DOI

      10.11309/jssst.39.4_50

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 自動プログラム生成に対する多目的遺伝的アルゴリズムの導入:相補的な個体選択を目的として2022

    • 著者名/発表者名
      渡辺 大登、松本 真佑、肥後 芳樹、楠本 真二、倉林 利行、切貫 弘之、丹野 治門
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌

      巻: 63 ページ: 1564~1573

    • DOI

      10.20729/00220234

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tidy Up Your Source Code! Eliminating Wasteful Statements in Automatically Repaired Source Code2022

    • 著者名/発表者名
      Iwase Takumi、Matsumoto Shinsuke、Kusumoto Shinji
    • 雑誌名

      Proceedings of International Conference on Product-Focused Software Process Improvement

      巻: 1 ページ: 544~550

    • DOI

      10.1007/978-3-031-21388-5_40

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] When cyber-physical systems meet AI2022

    • 著者名/発表者名
      Song Jiayang、Lyu Deyun、Zhang Zhenya、Wang Zhijie、Zhang Tianyi、Ma Lei
    • 雑誌名

      Proceedings of the 44th International Conference on Software Engineering: Software Engineering in Practice

      巻: 1 ページ: 343-352

    • DOI

      10.1145/3510457.3513049

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] DARTSRepair: Core-failure-set guided DARTS for network robustness to common corruptions2022

    • 著者名/発表者名
      Ren Xuhong、Chen Jianlang、Juefei-Xu Felix、Xue Wanli、Guo Qing、Ma Lei、Zhao Jianjun、Chen Shengyong
    • 雑誌名

      Pattern Recognition

      巻: 131 ページ: 108864~108864

    • DOI

      10.1016/j.patcog.2022.108864

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Towards Robust Object Detection Models by Metamorphic Testing2023

    • 著者名/発表者名
      Jianhong Wang, Yuta Ishimoto, Masanari Kondo, Yasutaka Kamei, Naoyasu Ubayashi
    • 学会等名
      情報処理学会ソフトウェア工学研究会
  • [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
    • 学会等名
      情報処理学会ソフトウェア工学研究会
  • [学会発表] OSS における Java のレコード・クラス利用実態の初期調査2023

    • 著者名/発表者名
      杉原 裕太, 近藤 将成, 亀井 靖高, 鵜林 尚靖
    • 学会等名
      情報処理学会ソフトウェア工学研究会
  • [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
      情報処理学会ソフトウェア工学研究会
  • [学会発表] Dockerfileの開発を支援するインタラクティブツールの提案2023

    • 著者名/発表者名
      稲田 司, 石本 優太, 近藤 将成, 亀井 靖高, 鵜林 尚靖
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告(SIGSS)
  • [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
      電子情報通信学会技術研究報告(SIGSS)
  • [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
      電子情報通信学会技術研究報告(SIGSS)
  • [学会発表] GitHub Copilotを用いたコード自動生成における入力データ順序の影響調査2023

    • 著者名/発表者名
      野口 広太郎, 小柳 慶, 近藤 将成, 亀井 靖高, 鵜林 尚靖
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告(KBSE)
  • [学会発表] 初学者支援を目的としたコードエディタにおけるPythonの型プレビュー機能実装2023

    • 著者名/発表者名
      友池 真輝, 沖野 健太郎, 近藤 将成, 亀井 靖高, 鵜林 尚靖
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告(KBSE)
  • [学会発表] ソースコードの変更差分の学習に基づくリファクタリングコミットの識別2023

    • 著者名/発表者名
      青木 俊介, 林 晋平
    • 学会等名
      情報処理学会ソフトウェア工学研究会
  • [学会発表] 語形と省略を考慮した一括名前変更リファクタリング支援2023

    • 著者名/発表者名
      大住 祐輝, 林 晋平
    • 学会等名
      情報処理学会ソフトウェア工学研究会
  • [学会発表] 単語埋め込みによる言語横断バグ箇所検索2023

    • 著者名/発表者名
      大柴 昂輝, 林 晋平
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告(SIGSS)
  • [学会発表] リファクタリング事例検索システムの設計と実装2023

    • 著者名/発表者名
      阿部 元輝, 林 晋平
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告(SIGSS)
  • [学会発表] スペクトラムに基づく欠陥限局に適したプログラム構造の再調査2023

    • 著者名/発表者名
      久保光生, 肥後芳樹, 楠本真二
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告(SIGSS)
  • [学会発表] 事前構文定義を必要としないリファクタリング検出手法の提案2023

    • 著者名/発表者名
      古藤寛大, 肥後芳樹, 楠本真二
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告(SIGSS)
  • [学会発表] プログラム構造が自動生成テストの網羅率に与える影響の調査2023

    • 著者名/発表者名
      渡邉凌雅, 肥後芳樹, 楠本真二
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告(SIGSS)
  • [学会発表] Docker における複数環境対応のための Dockerfile プリプロセッサの調査2023

    • 著者名/発表者名
      馬渕 航, 松本 真佑, 楠本 真二
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告(SIGSS)
  • [学会発表] A Systematic Review of Source Code Coverage Metrics: Preliminary Results2023

    • 著者名/発表者名
      谷口 真幸,松本 真佑, 楠本 真二
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告(SIGSS)
  • [学会発表] SBFLの欠陥限局精度向上を目的としたSoftアサートの調査2023

    • 著者名/発表者名
      三原 公平, 松本 真佑, 楠本 真二
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告(SIGSS)
  • [学会発表] DVCリポジトリにおける機械学習パイプラインの進化に関する調査2022

    • 著者名/発表者名
      中村 悠人,松田 雄河,松尾 春紀,近藤 将成,亀井 靖高,鵜林 尚靖
    • 学会等名
      ソフトウェア工学の基礎ワークショップ(FOSE)
  • [学会発表] Pythonにおける機械学習関連ライブラリの自動推薦手法の評価2022

    • 著者名/発表者名
      小柳 慶,秋山 楽登,沖野 健太郎,近藤 将成,亀井 靖高,鵜林 尚靖
    • 学会等名
      ソフトウェア工学の基礎ワークショップ(FOSE)
  • [学会発表] 連合学習によるプライバシー保護を考慮したプロジェクト間バグ予測2022

    • 著者名/発表者名
      山本 大貴,Rajbahadur Gopi Krishnan,近藤 将成,亀井 靖高,鵜林 尚靖
    • 学会等名
      情報処理学会ソフトウェア工学研究会
  • [学会発表] An Empirical Study on Self-Admitted Technical Debt in Modern Code Review2022

    • 著者名/発表者名
      Yutaro Kashiwa, Ryoma Nishikawa, Yasutaka Kamei, Masanari Kondo, Emad Shihab, Ryosuke Sato, and Naoyasu Ubayashi
    • 学会等名
      International Conference on Software Maintenance and Evolution
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluating the impact of falsely detected performance bug-inducing changes in JIT models2022

    • 著者名/発表者名
      Sophia Quach, Maxime Lamothe, Bram Adams, Yasutaka Kamei, and Weiyi Shang
    • 学会等名
      International Conference on Software Engineering
    • 国際学会
  • [学会発表] The Ghost Commit Problem When Identifying Fix-Inducing Changes: An Empirical Study of Apache Projects2022

    • 著者名/発表者名
      Christophe Rezk, Yasutaka Kamei, and Shane McIntosh
    • 学会等名
      International Symposium on the Foundations of Software Engineering
    • 国際学会
  • [学会発表] リポジトリマイニング手法に対する前処理としての履歴書き換えツールの試作2022

    • 著者名/発表者名
      柴 駿太, 林 晋平
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告(SIGSS)
  • [学会発表] 探索に基づくリファクタリング推薦におけるレビュー工数見積もりの利用2022

    • 著者名/発表者名
      陳 磊, 林 晋平
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告(SIGSS)
  • [学会発表] リポジトリ変換によるBug Localization手法の細粒度化とその評価2022

    • 著者名/発表者名
      積田 静夏, 林 晋平, 天嵜 聡介
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告(SIGSS)
  • [学会発表] Ammonia: プロジェクト特有バグパターンの導出法2022

    • 著者名/発表者名
      林 晋平
    • 学会等名
      第21回情報科学技術フォーラム
    • 国際学会
  • [学会発表] 不吉な臭いを利用したBug Localization2022

    • 著者名/発表者名
      Aoi Takahashi, Natthawute Sae-Lim, Shinpei Hayashi, Motoshi Saeki
    • 学会等名
      ソフトウェアエンジニアリングシンポジウム2022
    • 国際学会
  • [学会発表] 欠陥限局および自動プログラム修正のための自動テスト生成と実行経路を用いたテスト選択2022

    • 著者名/発表者名
      入山優, 肥後芳樹, 楠本真二
    • 学会等名
      ソフトウェアエンジニアリングシンポジウム2022
  • [備考] 研究室ホームページ(PDF公開)

    • URL

      http://posl.ait.kyushu-u.ac.jp/~kamei/publications.html

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公開日: 2023-12-25  

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