2018/06/23 国立情報学研究所 オープンハウス2018 「NII研究100連発」内の10連発

1. ディペンダビリティとソフトウェア工学
ディペンダビリティ ＝ 頼れるということ！
→ 「ソフトウェア工学」 その中で特に，
形がないものの「仕様」や「設計」を描く（モデリングする）
ソフトウェア・システムはどういう世界で何をするのか？
１．どうしてうまくいくのか説明する（証明・論証）
２．うまくいかないケースを見つけ出したり
一通り試して確認したりする（テスト）
３．システム自身が実行時に正しく再設計する（自己適応）
４．何を作りたいのか追求する（要求分析）
先端スマートシステムも対象に & 先端スマート技術も活用！

2. １．どうしてうまくいくのか
説明する（証明・論証）

3. エンジニアの「大ざっぱな指示」に従い，システムモデルを
正しさの保証を壊さないように補完しつつ多段階抽象化
段階的詳細化の構造変更支援
研究 1/10
車が・・・センサーが・・・サーバが・・・信号が・・・
→ よって安全だ，と言える？？
駐車スペース
の話だけ
一方通行の
橋も考える
信号・センサ
ーも考える
各段階の
正しさ
＋
段階間の
正しさ
適当にぼかしばらすと，
各段階で筋が通らなくなる
↓
記述を補完
理解容易性
自動検証成功率
再利用性
※ 実際はモデリング言語（Event-B等）で
[ Kobayashi@FM’16 ]
ややこ
しすぎ
多段階で
考えよう！
ポスター
A11

4. ２．うまくいかないケースを見
つけ出したり， 一通り試して確
認したりする（テスト）

5. 気づきを促しやすいような具体例のリストを生成して，
仕様の妥当性を実感・確認させる
仕様妥当性確認のためのテスト生成
研究 2/10[ Saeki@ICFEM’16 ]
• 学生は講義をいくつか履修する
• 講義はある時限に開講される
• 学生はある講義のアシスタントを
することがある
• 学生は同じ時限に開講される
複数の講義を履修できない
• ・・・
ルールの羅列，十分性
の実感が難しい！
間違いが起きやすい
ような特徴をもつ
具体例をいくつか提示
自分のレポートを自分で採
点する学生が存在しうる！
制約漏れや
過剰な制約の発見

6. 繰り返し実行してみることで「欲しいケース」をあぶり出す
CPSへのテスティング技術深化
研究 3, 4/10[ Kato@MT-CPS’18 ]
「あぶり出し方」を学習し，問題が少し
変わってもさっと対応できるようにする
テストシミュレーションの
様々な設定パラメータ
• アクセル・ブレーキ操作
• 歩行者位置
• 路面状況
・・・
運転支援
システム
今度はアクセル
最初踏み込んで
みる？
早く見つかる！
• 例：歩行者に一定距離以
内に近づくケース
• 例：バージョンアップで挙動
が大きく変わったケース
Cyber-Physical Systems
様々なバリエーション
であぶり出し訓練
少しの設計変更や，
環境・製品変化があっても
さっとテスト可能に！
※ サーチベースドテスティング
※ 強化学習
ポスター
A12

7. 従来とは異なる不確かさを持つシステムに対して，
様々なテストを通し「しっかり作った」ことを確認し続ける
機械学習システムの継続的品質評価
研究 5/10
機械学習：動作プログラムを人が書かずに，訓練して作る
↓
不完全で，どういうときに失敗するかよくわからない
これまでのテスティング技術を
総動員＆発展
例： 「あぶり出し」で失敗ケースを見つける
「一通り想定したから大丈夫」ではなく
「未知」の部分とずっと向き合って管理
でもやっぱり
完全たりえない
[ Ishikawa@ASSURE’18, Ishikawa@ER’18 ]
ポスター
A10

8. ３．システム自身が実行時に正
しく再設計する（自己適応）

9. 多数の資源・サービス選択肢があるクラウドにおいて，
それらの提供状況や要求の変化を踏まえて自動設計する
自動（再）設計・自己適応
研究 6/10
[ Klein@TSC’14, Wagner@TSC’16, Wu@TPDS’17 ]
かみ合って動く？
Internet of
Services
費用，実行時間，信頼性，
評判，・・・
失敗・障害への対応
ワークフロー
サービス
割り当て
欲しい出力出せる？
機能整合，品質，
失敗の可能性まで
すべて考慮する
効率的自動設計
状況がどんどん変化する中で，様々な機器を活用するよう，
ユーザとともに整合性あるシステムを再設計する
例： スマートホームに新アプリインストール時
「大気汚染アラート発生で窓を閉じる」
「部屋のCO2濃度が高いときは窓を開ける」
後者を優先しますがよいですか？
環境変化を受けて，
整合性検証と設計を
システム自身が
適宜やり直す
[ Yagita@SEsCPS’15 ]
ポスター
A9

10. ４．何を作りたいのかを
追求する（要求分析）

11. システムが動く「世界」をとらえ整理する方法を，
法解釈の整理に活用し，これから作るシステムに反映
要求分析
研究 8,9/10
[ Ishikawa@JURISIN’12 ]
評判や使い勝手でアプリがどんどん選ばれては
捨てられるアプリストア，傾向と対策は？
[ Lim@TSE’15, Lim@TEVC’16 ]
不正競争法における「営業秘密」として
扱うための要件に関する解釈（法の外にある）
エンジニアにとって扱いやすく，
要求文書への自動反映も可能に
国ごとの傾向がある
• 日本ではレビューを付けない人が多く，
検索のためにアプリを使う人が多い
• 中国だととにかく「1位」のアプリをまず試す
• 韓国だと暇つぶしでインストールするが多い

12. 実践教育＆応用研究・コミュニティ
ソフトウェア工学の技術は，状況に合わせて人（エンジニア）がうまく使うもの
• トップエスイープログラム @ GRACEセンター
– 応用を見据えた独自の社会人向け講義
– 個々の課題に応じた応用研究
• AI・機械学習における新しい課題に立ち向かう活動
– 機械学習工学研究会
– AIプロダクト品質保証コンソーシアム
エンジニアや組織が，それぞれの問題に立ち向かっていく
ことを支援する
研究 10/10
※ 「銀の弾丸」はない
ポスター
A7, 8, 10