Für S3 entwickelt Zeller einen intelligenten Software-Agenten, der komplexe Wartungsfragen automatisiert und mit hoher Genauigkeit beantworten kann. Das Projekt verspricht deutliche Effizienzgewinne und erhebliche Kosteneinsparungen in der Softwareentwicklung.

Gängige KI-Modelle versagen

Während KI-gestützte Coding-Assistenten wie GitHub Copilot bereits bei der Code-Erstellung unterstützen, bleibt ein zentrales Problem ungelöst. Rund die Hälfte des Aufwands in der Softwareentwicklung entfällt auf das Verstehen und Warten bestehender Systeme. Ein Bereich, in dem gängige KI-Modelle bislang versagen.

„Wartung erfordert ein tiefes Verständnis des dynamischen Verhaltens von Software – und genau hier setzen wir an“, erklärt Zeller.

Im Rahmen seines ERC Advanced Grants, der noch bis 2028 läuft, haben Zeller und sein Team innovative Testverfahren entwickelt. Damit lässt sich das Verhalten von Programmen systematisch erkunden.

Hiermit trainieren sie programmspezifische Machine-Learning-Modelle, die Fragen beantworten können wie: ‚Welche Eingabe löst diese Fehlermeldung aus? oder Welche Konfiguration führt dazu, dass ein bestimmter Button erscheint?‘

„Unsere Modelle haben das gesamte Verhalten eines Programms im Blick – im Gegensatz zu einem Large Language Model wie ChatGPT, das Programmcode nur isoliert betrachten kann“, so Zeller.

Virtuelle Expertin für reale Systeme

Das mit dem Proof of Concept Grant geförderte Projekt verfolgt nun das Ziel, diesen Ansatz auf komplexe, reale Softwaresysteme zu übertragen.

„Unsere bisherigen Forschungsarbeiten belegen die prinzipielle Machbarkeit dieses Ansatzes, waren jedoch auf kleine Beispiele beschränkt“, so Zeller. „Die zentrale Frage ist nun, ob sich diese Ansätze auch auf die Vielzahl von Funktionen skalieren lassen, die bei der Ausführung eines komplexen Programms auftreten.“ Geplant ist die Entwicklung eines Demonstrators: ein KI-Agent, der auf Basis eines umfangreichen Softwareprojekts trainiert wird und anschließend als virtuelle Expertin für das Verhalten dieser Software fungiert – über deren gesamten Lebenszyklus hinweg. „Das Training eines solchen KI-Agenten wird sehr viel Rechenzeit brauchen, ist aber immer noch weit günstiger als ein Mensch, der sich mühsam in ein Programm einarbeiten muss“, meint Zeller.

Proof of Concept: Von der Grundlagenforschung in die Praxis

Die ERC-Förderlinie Proof of Concept richtet sich ausschließlich an Forschende, die bereits einen ERC-Grant erhalten haben. Sie dient nicht der Weiterführung der Grundlagenforschung, sondern fördert Vorhaben, die das gesellschaftliche oder kommerzielle Potenzial wissenschaftlicher Erkenntnisse ausloten.

Im Fall von Zeller steht das Ziel im Vordergrund, KI-basierte Werkzeuge für die Softwarewartung zu entwickeln, die langfristig den Alltag von Entwickler:innen erleichtern und Unternehmen weltweit Kosten sparen könnten.

Dem international renommierten Experten für die automatisierte Softwareanalyse gelingt mit dem Proof of Concept Grant ein wichtiger Schritt in Richtung Anwendung.
Projekt gefördert vom ERC im Rahmen von Horizont Europa

Zur Person

Andreas Zeller ist CISPA-Faculty und Professor für Softwaretechnik an der Universität des Saarlandes.

Seine Forschungsschwerpunkte liegen in der Entwicklung und Analyse komplexer Softwaresysteme. Seine Arbeiten wirken weit ins tägliche Leben hinein.

So sind die in Zellers Forschungsgruppe entwickelten Techniken rund um die Uhr im Einsatz, um Web-Browser wie Chrome, Edge, oder Firefox abzusichern oder seltsame Android-Apps frühzeitig zu identifizieren.

Zeller ist ein ACM Fellow und Mitglied in der Academia Europaea. Neben zwei ERC Advanced Grants hat er zahlreiche weitere Auszeichnungen erhalten, darunter einen ACM SIGSOFT Outstanding Research Award und einen ACM SIGSOFT Influential Educator Award.

Über den ERC

Der European Research Council (ERC) wurde 2007 von der Europäischen Union gegründet und ist die führende europäische Förderorganisation für exzellente Pionierforschung. Er unterstützt kreative Forschende aller Nationalitäten und Altersgruppen bei der Durchführung von Projekten in ganz Europa.