[论文解读] Rethinking Software Engineering in the Foundation Model Era: From Task-Driven AI Copilots to Goal-Driven AI Pair Programmers

Ahmed E. Hassan, Gustavo A. Oliva+4 more|arXiv (Cornell University)|Apr 16, 2024

Scientific Computing and Data Management被引用 6

一句话总结

本文主张以目标驱动的 AI 结对程序员来重新定义软件工程，并概述他们的理想特征、迭代协作以及实现这一愿景所面临的挑战。

ABSTRACT

The advent of Foundation Models (FMs) and AI-powered copilots has transformed the landscape of software development, offering unprecedented code completion capabilities and enhancing developer productivity. However, the current task-driven nature of these copilots falls short in addressing the broader goals and complexities inherent in software engineering (SE). In this paper, we propose a paradigm shift towards goal-driven AI-powered pair programmers that collaborate with human developers in a more holistic and context-aware manner. We envision AI pair programmers that are goal-driven, human partners, SE-aware, and self-learning. These AI partners engage in iterative, conversation-driven development processes, aligning closely with human goals and facilitating informed decision-making. We discuss the desired attributes of such AI pair programmers and outline key challenges that must be addressed to realize this vision. Ultimately, our work represents a shift from AI-augmented SE to AI-transformed SE by replacing code completion with a collaborative partnership between humans and AI that enhances both productivity and software quality.

研究动机与目标

• 在基础模型时代，推动将 AI 代陪从任务驱动转向目标驱动的 AI 结对程序员。
• 定义 AI 结对程序员应具备的理想属性：人类伙伴关系、SE 感知以及自我学习。
• 概述将 AI 协作与人类目标对齐的迭代、对话驱动开发过程。
• 确定实现 AI 结对程序员在实际中的关键挑战与研究方向。

提出的方法

• 面向目标驱动的 AI 结对程序员的概念框架。
• 对理想属性的描述：人类伙伴、SE 感知、自我学习。
• 迭代、对话驱动开发过程的概述。
• 讨论实现该范式所面临的挑战及其对生产力和软件质量的影响。
• 将 AI 结对程序员定位为从 AI 增强的软件工程向 AI 转变的软件工程的转变。

实验结果

研究问题

• RQ1 一个目标驱动的 AI 结对程序员应该是什么样子？它将如何不同于任务驱动的 copilots？
• RQ2 哪些属性对于 AI 结对程序员成为有效的 SE 协作者是必要的？
• RQ3 要在实践中实现目标驱动的 AI 结对程序员，必须解决哪些主要挑战？
• RQ4 与当前的 copilots相比，目标驱动的 AI 结对程序员将如何影响生产力、决策和软件质量？

主要发现

• 提出以整体、上下文感知方式与人类协作的目标驱动 AI 结对程序员。
• Identifies SE-aware and self-learning attributes as core requirements for AI pair programmers.
• 倡导迭代、对话驱动的开发过程，使 AI 行动与人类目标保持一致。
• 将 AI 结对程序员定位为从 AI 增强的软件工程向 AI 转变的软件工程的转变，用伙伴关系取代代码补全。
• 通过更紧密的人工智能协作，提出潜在的生产力和软件质量提升。