NeuroSynt: A Neuro-symbolic Portfolio Solver for Reactive Synthesis
Stanford University（斯坦福大学）；CISPA Helmholtz Center for Information Security（CISPA亥姆霍兹信息安全中心）；X, the moonshot factory（X，登月工厂）
本研究提出神经符号组合求解器框架NeuroSynt，通过无缝集成神经与符号方法、搭配模型检验器保障可靠性，可扩展集成新方法，实验证明其能提升反应式综合求解性能并在SYNTCOMP基准中实现新突破。
2024-01-29 cs.LG cs.LO
Shield Synthesis: Runtime Enforcement for Reactive Systems
可扩展性问题可能会阻止用户验证复杂硬件设计的关键属性。在这种情况下，我们建议合成一个“安全盾”，附加到设计，以加强在运行时间的属性。屏蔽合成可以在模型检验和反应合成失败的地方成功，因为它只考虑一小部分关键特性，而不是复杂的设计，或者在反应合成的情况下的完整规范。屏蔽持续监控设计的输入/输出，并仅在必要时纠正其错误输出，并且尽可能少，因此可能保留其他非关键属性。虽然在其他领域（如动作系统）中已经研究了运行时执行，但反应式系统提出了独特的挑战，其中屏蔽必须立即行动。因此，我们提出了反应式硬件系统的第一个屏蔽合成解决方案，并报告了我们的实验结果。这是[5]的扩展版本，增加了一个附录。
2015-01-16 cs.LO
Bounded Synthesis of Reactive Programs
大多数反应系统的综合算法都集中在有限状态机的构造上，而不是实际的程序。这通常会导致结构不良、不可读的代码。在本文中，我们提出了一个有界的合成方法，自动构造，从一个给定的规范在线性时间时序逻辑（LTL），一个程序在Madhusudan的简单的命令式语言的反应程序。我们开发和比较两个主要的方法减少的综合问题的布尔约束满足问题。第一个约简是基于有界合成到双向交替自动机的推广，第二个约简是基于约束系统中程序语法的直接编码。我们报告的初步经验与原型实现，这表明直接编码优于自动机的方法。
2018-07-24 cs.FL cs.LO
Non-Zero Sum Games for Reactive Synthesis
在这邀请的贡献，我们总结了新的解决方案的概念，有用的合成反应系统，我们已经介绍了在最近的几个出版物。这些解决方案的概念是在非零和游戏的背景下发挥图形。它们是在欧洲研究理事会资助的投资项目中获得的部分捐款。
2015-12-17 cs.FL cs.GT cs.LO
The Reactive Synthesis Competition: SYNTCOMP 2016 and Beyond
我们报告了第三届反应合成竞赛（SYNTCOMP 2016）的设计，包括竞赛的主要扩展到全线性时序逻辑的规范。我们简要概述了SYNTCOMP中考虑的综合问题，并介绍了2016年的比赛规则，以及我们设计选择背后的想法。此外，我们根据SYNTCOMP 2016的经验评估了最近的竞争变化。最后，我们对未来计划的竞争的进一步变化和扩展进行了展望。
2016-11-23 cs.LO
Specification Decomposition for Reactive Synthesis
反应合成是从规范自动导出正确实现的任务。它是一种很有前途的技术验证程序和硬件的发展。尽管最近在算法和工具方面取得了进展，但是，当指定的系统在大小和复杂性上达到一定的界限时，反应合成仍然是不实际的。在本文中，我们提出了一个声音和完整的模块化合成算法，自动分解成更小的子规格的规格。对于他们来说，独立的合成任务被执行，显著降低了单个任务的复杂性。我们的分解算法保证子规格是独立的，在这个意义上，完全独立的合成任务可以为他们执行。此外，所得到的实现的组成保证满足原始规范。我们的算法是一种预处理技术，可以应用于广泛的合成工具。我们评估我们的方法与国家的最先进的合成工具建立基准：运行时显着降低时，模块化合成实现。
2021-12-16 cs.LO
Supervisory Controller Synthesis for Non-terminating Processes is an Obliging Game
本文提出了一种新的算法来解决被建模为$ω$ -正则自动机的非终止过程的监督控制问题。这个问题的解决方案是由Thistle在1995年获得的，它使用了自动机的复杂操作。我们展示了一个新的解决方案，通过减少义务游戏，这反过来，可以减少到$ω$ -定期反应合成的问题。因此，我们的减少结果在一个符号算法的基础上操纵状态集使用的工具反应合成。
2021-08-26 cs.LO cs.SY eess.SY
Predictable and Performant Reactive Synthesis Modulo Theories via Functional Synthesis
IMDEA Software Institute（IMDEA软件研究所）；Universidad Politécnica de Madrid（马德里理工大学）；CIFASIS
该研究提出首个针对LTLt的完整静态反应式综合方法，结合布尔抽象与函数综合生成确定性控制器，兼具可预测性、高效性及输出优化能力。
2024-07-12 cs.AI cs.LO cs.SE
The First Reactive Synthesis Competition (SYNTCOMP 2014)
我们介绍了反应合成竞争（SYNTCOMP），旨在刺激和指导反应系统的合成程序的设计和应用的进展的长期努力。SYNTCOMP的第一次迭代是基于有限状态系统和安全规范的控制器综合问题。我们提供了一个概述这个问题和现有的方法来解决它，并报告的第一个SYNTCOMP的设计和结果。这包括基准格式的定义、基准的收集、竞争规则以及参与的五个综合工具。最后，我们对SYNTCOMP的未来发展方向进行了展望。
2016-04-13 cs.LO
Reactive Synthesis for DECLARE via symbolic automata
给定一个规范的线性时间的时间逻辑解释有限的痕迹（LTLf），反应性合成问题要求找到一个有限表示的，终止控制器的反应，以执行所需的系统规范的不可控的行动的环境。在本文中，我们研究，第一次，反应性的综合问题，DEQUE-一个片段的LTLf广泛用于在理论和实践中指定声明性的，基于约束的业务流程。我们提供三方面的贡献。首先，我们给出了一个朴素的，双指数时间综合算法。第二，我们展示了如何任意的DEPENE规范可以compensarily编码成一个等价的纯过去的LTLf，我们利用这一点来定义一个优化的，单指数时间算法DEPENE合成。第三，我们推导出一个符号版本的算法，通过引入一个新的翻译纯过去的时间公式符号确定性有限自动机。
2022-12-21 cs.FL cs.LO
Specification Format for Reactive Synthesis Problems
从给定的规范自动合成自动构造正确的实现。这将用户从平凡的实现工作中解放出来，但仍然需要规范。但是，规定比实施容易吗？在本文中，我们提出了一个用户友好的格式，以减轻规范的工作，特别是，指定部分实现。此外，我们还提供了将新格式的规范转换为SYNTCOMP格式的脚本，从而受益于最先进的合成器。
2016-02-03 cs.LO
On Dependent Variables in Reactive Synthesis
本文研究反应式综合中的因变量，提出基于自动机的识别方法，并构建利用因变量的新型综合框架，在非因变量不超过3个时性能超越现有最先进工具。
2024-01-20 cs.FL cs.LO
Reactive Synthesis from Extended Bounded Response LTL Specifications
反应合成是一个关键技术的设计正确的建设系统，并已在过去的几十年里进行了深入的研究。它包括在一个控制器的合成，反应环境的输入满足给定的时序逻辑规范。常见的方法是基于自动机的显式构造和它们的确定性，这限制了它们的可扩展性。在本文中，我们引入了一个新的片段的线性时序逻辑，称为扩展有界响应LTL（\LTLEBR），它允许一个结合有界和普遍无界的时间运营商（从而涵盖了大量的实际情况），我们表明，反应合成从\LTLEBR规范可以减少到解决一个安全游戏的确定性的符号自动机直接从规范。我们证明了所提出的方法的正确性，我们成功地评估它在各种基准。
2020-08-12 cs.FL cs.LO cs.SE
The 5th Reactive Synthesis Competition (SYNTCOMP 2018): Benchmarks, Participants & Results
我们报道了第五届反应合成竞赛（SYNTCOMP 2018）。我们介绍了SYNTCOMP库中新增的四个基准类，并简要介绍了SYNTCOMP 2018的评估方案和实验设置。我们概述了SYNTCOMP 2018的参与者，并强调了与往年相比的变化。最后，我们提出并分析了我们的实验评估的结果，包括排名的工具的数量和质量的解决方案。
2019-04-15 cs.LO
The Challenges in Specifying and Explaining Synthesized Implementations of Reactive Systems
Cornell University（康奈尔大学）；Saarland University（萨尔兰大学）
在反应式系统的形式化综合中，系统的实现是从其形式化规范自动构造的。综合的最大优点是，最终实现是正确的建设;因此，不需要手动编程和繁琐的调试任务。然而，开发人员仍然对使用自动合成工具犹豫不决，仍然倾向于手动编写代码。反对综合的一个共同论点是，最终的执行情况并不总是清楚地说明在综合过程中作出了哪些决定。合成工具的结果大多是不可读的，并且阻碍了开发人员理解最终实现的功能。在过去几年中，为了使综合过程对用户更加透明，进行了许多尝试。通过构建合成工具的结果，或者通过提供额外的自动化支持来帮助用户进行规范过程。在本文中，我们将讨论的挑战，在编写规范的反应系统，并给出了一个调查什么工具已经开发出来，以指导用户在指定反应系统和理解的结果合成工具。
2019-01-03 cs.FL cs.LG cs.LO
Research Vision: Multi-Agent Path Planning for Cops And Robbers Via Reactive Synthesis
Columbia University（哥伦比亚大学）；IMDEA Software Institute（IMDEA软件研究所）；Barnard College（巴纳德学院）
本文利用 LTLt 与协调综合研究泛化“警察与强盗”游戏的多智能体路径规划，形式化问题空间并给出可执行策略构造思路。
2025-03-14 cs.AI cs.LO
DCSYNTH: Guided Reactive Synthesis with Soft Requirements for Robust Controller and Shield Synthesis
DCSYNTH是一个工具，用于从区间时序逻辑QDDC中给出的安全性和有界活性要求合成控制器。它调查的软要求（优先级）在获得高品质的控制器的作用。QDDC公式指定过去的时间属性。在DCSYNTH合成中，硬要求必须不变地满足，而软要求可以由控制器以最佳努力的方式“尽可能多地”满足。软需求提供了指导控制器综合的宝贵能力。在本文中，使用DCSYNTH，我们展示了软要求在获得鲁棒控制器与各种指定的鲁棒性概念的应用。我们还展示了使用软要求来指定和合成高效的运行时执法盾牌，可以纠正突发错误。最后，我们讨论了软需求在改善受控系统延迟方面的应用。
2017-11-06 cs.LO
Assume-Guarantee Synthesis for Concurrent Reactive Programs with Partial Information
程序部分的综合对于并发系统是非常有用的。然而，大多数合成方法不支持常见的设计任务，如修改单个过程而无需重新合成或验证整个系统。假设保证综合（AGS）提供了对系统部分修改的鲁棒性，但迄今为止一直局限于完美的信息设置。这意味着局部变量不能对其他过程隐藏，这使得合成结果繁琐甚至不可能实现。我们解决了这个缺点，定义AGS在部分信息设置。我们分析了在不同的设置的复杂性和可判定性，表明该问题具有很高的最坏情况下的复杂性，在许多有趣的情况下是不可判定的。基于这些观察，我们提出了一个务实的算法的基础上有界综合，并证明了它的实际适用性的几个例子。
2014-11-17 cs.LO
A Tableau Method for the Realizability and Synthesis of Reactive Safety Specifications
我们引入了一个表决策方法，用于确定LTL的安全片段中表示的规范的可实现性，其中包括有界未来的时间运营商。时间和模态逻辑的Tableau决策过程已被彻底研究的可满足性和转换的时间公式到等价的Büchi自动机，也为模型检验，其中提供了一个规范和系统。然而，据我们所知，没有Tableau方法已被研究的反应合成问题。反应合成从一个规范开始，其中命题变量被分成由环境控制的变量和由系统控制的变量，并自动生成一个系统，保证所有环境的规范。可实现性是关于是否存在这样一个系统的决策问题。在本文中，我们提出了一种方法来确定可实现的安全规格，从中我们也可以提取（即合成）一个正确的系统（在情况下的规格是可实现的）。我们的方法可以很容易地扩展到处理更丰富的域（整数等）和时间运算符的方式，自动机合成方法不能的界限。
2022-06-03 cs.LO
Reactive Synthesis of Smart Contract Control Flows
提出基于参数化TSL的反应式合成方法，自动构建智能合约状态机并生成Solidity代码，解决合约控制流正确性问题。
2023-07-27 cs.CR cs.LO cs.PL
TEMPEST -- Synthesis Tool for Reactive Systems and Shields in Probabilistic Environments
我们提出了暴风雨，一个合成工具，自动创建正确的建设反应系统和屏蔽定性或定量的规格在概率环境中。屏蔽是一种特殊类型的用于运行时实施的反应式系统;即，屏蔽件强制执行运行系统的给定定性或定量规范，同时尽可能少地干扰其操作。执行定性或定量规范的屏蔽分别称为安全屏蔽或最优屏蔽。安全防护罩可以作为预防护罩或后防护罩来实现，最佳防护罩作为后防护罩来实现。预屏蔽放置在系统之前，并限制系统的选择。后屏蔽在系统之后实现，并且能够覆盖系统的输出。Tempest是基于概率模型检查Storm，增加了模型检验算法，用于安全和平均回报目标的随机游戏。据我们所知，Tempest是唯一一个能够解决2-1/2玩家游戏的合成工具，具有平均收益目标，而不受状态空间的限制。此外，Tempest还增加了合成安全和最佳策略的功能，这些策略实现了反应式系统和护盾
2021-05-26 cs.LO
The 4th Reactive Synthesis Competition (SYNTCOMP 2017): Benchmarks, Participants & Results
我们报道了第四届反应合成竞赛（SYNTCOMP 2017）。我们介绍了SYNTCOMP库中新增的两个基准类，并简要介绍了SYNTCOMP 2017的基准选择、评估方案和实验设置。我们介绍了SYNTCOMP 2017的参与者，重点介绍了与前几年相比的变化以及两种全新的工具。最后，我们提出并分析了我们的实验评估的结果，包括排名的工具的数量和质量的解决方案。
2017-11-29 cs.LO
DCSYNTH: Guided Reactive Synthesis with Soft Requirements
在无功控制器综合中，由于规范的不完整性，对于给定的规范，许多实现（控制器）是可能的。为了从各种选项中选择最理想的一个，我们需要指定可以指导合成的其他属性。在本文中，我们提出了一种技术指导控制器的合成从定期的要求，指定使用一个时间间隔逻辑QDDC。我们发现，QDDC是非常适合指导合成，由于其在处理定性和定量规格的优势。我们的框架允许规范组成的硬和软的要求作为QDDC公式。我们还开发了一种方法和工具DCSynth，它计算出一个控制器，不变地满足硬要求，它最佳地满足软要求。所提出的技术在处理冲突时也是有用的，即，不可能实现的要求，把它们中的一些作为软要求。案例研究表明，软需求指导的综合在获得高品质的控制器的有效性。合成控制器的质量比较使用度量保证和预期的情况下的受控系统的行为。DCSynth工具有助于进行这种比较。
2019-05-27 cs.LO
Efficient Reactive Synthesis
针对线性时序逻辑的GXU子逻辑，提出多项式时间可实现性判定算法，证明其等价于2QBF可满足性子类问题，并支持提取更强假设。
2024-04-27 cs.LO
Satisfiability-Based Methods for Reactive Synthesis from Safety Specifications
现有的方法来综合反应式系统的声明性规范主要依赖于二进制决策图（BDD），继承其可扩展性问题。我们提出了新的算法的安全规范，使用决策程序的命题公式（SAT求解器），量化布尔公式（QBF求解器），或有效的命题逻辑（EPR）。我们的算法是基于查询学习，模板，减少EPR，QBF认证，插值。并行化结合了多个算法。我们的优化扩展量词，并利用不可达的状态和变量的独立性。我们的方法优于一个简单的BDD为基础的工具，是一个高度优化的竞争力。它在SyntComp竞赛中获得了两枚奖牌。
2016-04-21 cs.LO
Issy: A Comprehensive Tool for Specification and Synthesis of Infinite-State Reactive Systems
本文提出 Issy 工具，统一支持无限状态反应式系统的规约、可实现性检查与综合，通过组合求解算法和高低级格式编译提升易用性与竞争力。
2025-06-10 cs.LO
Incorporating Monitors in Reactive Synthesis without Paying the Price
时态合成试图构造满足给定声明式（LTL）公式的反应式程序。实践者发现只使用声明性规范是很有挑战性的，并且发现将建模与声明性规范结合起来的语言更有用。合成控制器还可能需要与预先存在的或手动构建的程序一起工作。在本文中，我们将探讨一种方法，结合合成的声明性规范在现有的行为模型作为一个监视器的存在下，没有理由的监视器的状态空间的好处。我们建议一个形式语言与自动机监视器作为非重复和重复触发器的LTL公式。我们使用具有内存的符号自动机作为触发器，从而产生比现有正则表达式触发器更严格的表达性和简洁的语言。我们给这种语言的合成过程中，推理的监视器状态空间是最小的。为了展示我们的方法的优势，我们将其应用于需要对任意长的事件序列进行计数和约束的规范，在那里我们也可以看到参数化的力量，在我们的方法中很容易处理。我们提供了一个工具来构造控制器（符号自动机的形式）为我们的语言。
2021-07-02 cs.LO
Practical Synthesis of Reactive Systems from LTL Specifications via Parity Games
从线性时序逻辑（LTL）规范综合反应式系统是可靠的软件和硬件设计中的一个重要方面。我们介绍了经典自动机理论方法对LTL合成的适应，该方法在工具Strix中实现，该工具赢得了最后两次合成竞赛（Syntcomp 2018/2019）。所提出的方法是（1）结构化的，这意味着在构造中使用的状态具有以多种方式利用的语义结构，它执行（2）向前探索，使得它通常仅构造可达状态的一个小子集，并且它是（3）增量的，在这个意义上，它重用来自先前不确定的解决方案尝试的结果。此外，我们提出并研究了不同的指导原则，以确定在哪里扩展按需构建的舞台。此外，我们展示了几种技术提取的实现（Mealy机或电路）从证人的树自动机空检查。最后，所选择的构造使用转换函数的符号表示来减少运行时和内存消耗。我们在Syntcomp 2019基准测试集上评估了所提出的技术，并更详细地展示了所提出的技术与其他领先的LTL合成工具中实现的技术的比较。
2019-10-30 cs.LO
The 3rd Reactive Synthesis Competition (SYNTCOMP 2016): Benchmarks, Participants & Results
我们报告了第三届反应合成竞赛（SYNTCOMP 2016）的基准，参与者和结果。SYNTCOMP 2016的基准库已扩展到新的基于LTL的时序逻辑综合格式（TLSF）的基准，以及现有的基于AIGER的安全规范格式的2套新基准。SYNTCOMP 2016的参与者可以根据这两类规范来区分，我们概述了参加基于AIGER的赛道比赛的6个工具，以及参加基于TLSF的赛道的3个参与者。我们简要介绍了基准选择，评估方案和SYNTCOMP 2016的实验设置。最后，我们提出并分析了我们的实验评估的结果，包括比较以前的比赛和传统的工具的参与者。
2016-11-23 cs.LO
LTL Reactive Synthesis with a Few Hints
我们研究了一个变种的问题，合成Mealy机，执行LTL规格对所有可能的行为的环境，包括敌对的。在这里研究的变体中，用户提供了系统的高级LTL规范，以设计，以及解决方案必须产生的一组执行示例E。我们的合成算法分为两个阶段。首先，它使用自动机学习算法的定制扩展来概括沿着示例E采取的决策。这个阶段概括了E中用户提供的示例，同时保留了可实现性。其次，该算法将学习阶段得到的（通常）不完全Mealy机转化为完全Mealy机，从而实现了并行学习。这些例子被用来指导合成过程。我们提供了一个完整的结果，表明我们的程序可以学习任何Mealy机M，实现了一个小的（多项式）集的例子。我们还表明，我们的问题，推广经典的LTL合成问题（即当E = { \emptyset }），匹配其最坏情况下的复杂性。从E学习的额外成本在E的大小和实现可扩展性的解决方案的符号表示的大小上是偶数多项式。该符号表示是由在Acacia-Bonzai中实现的合成算法在解决普通LTL合成问题时计算的。我们说明了我们的方法的一组例子的实际利益。
2023-01-25 cs.FL cs.GT cs.LO
The Reactive Synthesis Competition (SYNTCOMP): 2018-2021
本文报告SYNTCOMP 2018-2021四届反应式综合竞赛，介绍评估方案、新基准类和参赛者，并分析实验结果及工具在解决方案数量与质量上的排名。
2024-05-06 cs.LO
The Second Reactive Synthesis Competition (SYNTCOMP 2015)
我们报告了第二届反应合成竞赛（SYNTCOMP 2015）的设计和结果。我们描述了我们的扩展基准库，其中包含6个全新的基准集，以及SYNTCOMP 2014中已经使用的4个基准集的额外挑战性实例。为了加强对实验结果的分析，我们引入了一个扩展我们的基准格式与元信息，包括难度评级和参考大小的解决方案。工具是在一组250个基准上进行评估的，这些基准被选择来提供来自所有类别和困难的基准的良好覆盖。我们报告的评估方案和实验装置的变化。最后，我们描述了SYNTCOMP 2015的参赛者，以及我们的实验评估结果。在我们的分析中，我们强调去年参与的工具取得的进展。
2016-02-03 cs.LO
Reactive Synthesis: Branching Logics and Parameterized Systems
反应合成是一种自动的方法，可以将人类在某种逻辑中表达的意图转化为某种系统。本文分为逻辑和系统两部分。在第一部分中，我们开发了两种新的CTL* 合成方法。第一种方法由两个扩展的SMT为基础的有界综合：一个遵循自底向上的CTL* 模型检验，另一个遵循自动机框架。第二种方法将CTL* 合成减少为LTL合成。这种减少将任何LTL合成器变成CTL* 合成器。这两种方法已经实施，并可在网上查阅。在第二部分中，我们研究了两个系统架构的参数化综合。第一种体系结构是受缓存一致性协议启发的保护系统。在防护系统中，进程转换的启用或禁用取决于某些局部状态中是否存在其他进程。已有的关于保护协议的截断结果仅限于封闭系统，并且对于活性性质的应用有限。我们关闭这些差距，并证明了严格的截止与活性的开放系统，也截止检测死锁。第二种架构是令牌环系统，其中单个令牌循环布置在环中的进程。现有的参数化综合方法的实验表明，它不能扩展到大规格。首先，我们优化的方法，细化截止约简，使用模块化和抽象。评估显示了几个数量级的加速。其次，对工业仲裁协议AMBA进行了参数化综合案例研究。我们描述了新的技巧-一个新的截止扩展和分解合成-，再加上前面描述的优化，使我们能够合成AMBA在一个参数化的设置，第一次。
2018-08-28 cs.LO
Efficient Reactive Synthesis Using Mode Decomposition
针对LTL反应式综合计算复杂度高、难以适配大规模场景的问题，提出基于模式的新型分解算法，将复杂安全规约分解为子问题后顺序组合解，证明了方法的正确性并通过案例验证了可行性。
2023-12-14 cs.LO cs.SE
Specification and Reactive Synthesis of Robust Controllers
本文研究了从区间时序逻辑QDDC中给出的正则性质的逻辑规范综合鲁棒控制器的问题。我们的规范包括硬鲁棒性和软鲁棒性。在这里，硬鲁棒性保证承诺在用户指定的放松（弱化）假设下的不变性。一个系统的框架，逻辑上指定的假设弱化的公式，称为鲁棒性标准，提出。软鲁棒性涉及控制器保持尽可能多的输入的承诺的能力，而不管任何假设。我们提出了一个统一的方法来合成一个强大的控制器，保证指定的硬鲁棒性，它优化指定的软鲁棒性。该方法使用DCSynth工具实现，该工具提供软需求优化的控制器合成。通过一个同步总线仲裁器的案例研究，我们的实验表明，硬鲁棒性标准以及软鲁棒性的综合控制器的能力，以满足承诺的影响“尽可能多”。分析了最坏情况和预期情况下的行为。
2019-05-27 cs.LO
Towards the Usage of Window Counting Constraints in the Synthesis of Reactive Systems to Reduce State Space Explosion
German Aerospace Center (DLR)（德国航空航天中心）；Carl von Ossietzky Universität Oldenburg（奥尔登堡卡尔·冯·奥西茨基大学）
本文提出利用窗口计数约束的迭代合成方法，通过规格的单调性特性减少自动机构造中的状态空间爆炸，通过分析前次迭代的胜利区域来缩小后续自动机规模。
2026-03-30 cs.LO
Opportunistic Synthesis in Reactive Games under Information Asymmetry
反应式合成是一类在动态和不可控环境下，相对于时序逻辑规范来构造可证明正确的控制系统（称为机器人）的方法。这是通过将机器人与其环境之间的交互建模为两人零和游戏来实现的。然而，现有的反应合成方法假设双方都有完整的信息，这是不是在许多战略互动的情况下。在本文中，我们使用一个变种的超博弈模型的机器人和它的环境之间的相互作用，其中有不完整的信息，机器人的规格。该模型允许我们识别游戏状态的子集，机器人可以利用不对称信息来实现更好的结果，如果两个玩家都有对称和完整的信息，这是不可能的。然后，我们介绍了一种新的方法，机会合成定义一个马尔可夫决策过程（MDP）下的超博弈时序逻辑规范。当环境中发挥一些随机策略，在其认为肯定赢，肯定输的游戏区域，我们表明，通过以下的机会主义策略，机器人是确保只有改善游戏的结果-测量子规格的满意度-每当有机会成为可用。我们证明了这种方法的正确性和最优性使用机器人运动规划的例子中存在的对手。
2019-06-13 cs.FL cs.LO
Translation of Temporal Logic for Efficient Infinite-State Reactive Synthesis (Full Version)
本文提出首个利用公式级一阶与时间语义信息的翻译方法，通过构建监视器丰富博弈语义，在基准上超越现有技术，实现高效无限状态反应式综合。
2024-11-11 cs.LO
Mode-Target Games: Reactive Synthesis for Control Applications
本文提出了一类线性时序逻辑（LTL）规范，可在多项式时间内合成控制器。该规范称为模式-目标（MT），受控制应用中多种模式及其对应目标的启发。将合成 enforcing MT 规范的控制器问题建模为游戏，并提供一个需要 O(∑i ti n²) 符号步骤的算法。
2016-12-17 cs.GT cs.LO cs.SY
Towards the Usage of Window Counting Constraints in the Synthesis of Reactive Systems to Reduce State Space Explosion
针对反应式系统综合中状态空间爆炸问题，提出利用规约单调性引入窗口计数约束，通过迭代综合逐步缩小自动机规模，在零和博弈场景验证了概念，讨论了局限并展望非零和场景应用。
2024-10-30 cs.GT cs.LO
Simplicity Lies in the Eye of the Beholder: A Strategic Perspective on Controllers in Reactive Synthesis
F.R.S.-FNRS（比利时科学研究基金会）；UMONS – Université de Mons（蒙斯大学）
该特邀论文从博弈论控制器综合背景出发，聚焦多种综合场景下的策略复杂度，讨论内存与随机性相关的最新成果，并探索传统策略复杂度概念之外的内容。
2025-09-04 cs.AI cs.FL cs.LO
Reactive Safety
安全性和活性属性之间的区别是一个基本的分类，直接影响到各种监控，模型检验和综合问题的可行性和复杂性。在本文中，我们重新审视反应系统的安全概念，即，对于其行为特征为非受控环境输入和受控系统输出的相互作用的系统。我们表明，反应安全是一个严格的更大的类的属性比标准的安全。我们提供的算法检查，如果一个属性，作为一个时间公式或作为一个字或树自动机，是一个反应式的安全属性，并将这些属性转换为安全自动机。基于这种结构，安全特性的标准验证和综合算法立即扩展到更大的反应安全类。
2011-06-07 cs.FL cs.LO
Synthesizing Reactive Systems from Hyperproperties
我们研究的反应合成问题的超性质的时态逻辑HyperLTL的公式。超性质概括了迹性质，即，成组的轨迹，成组的轨迹典型的例子是信息流政策，如不干涉政策，规定任何敏感数据都不能泄露到公共领域。这些属性不能用标准的线性或分支时间时态逻辑（如LTL、CTL或CTL $^*$）来表示。我们发现，虽然合成问题是不可判定的完整的HyperLTL，它仍然是可判定的$\exists^*$，$\exists^*\forall^1$，和$\mathit{linear}\;\forall^*$片段。在这些片段之外，合成问题立即变得不可判定。对于通用HyperLTL，我们提出了一个半决策过程，构造实现和反例到一个给定的界限。我们报告了令人鼓舞的实验结果，如对称响应，保密性和信息流的超特性的示例规范的原型实现。
2019-05-31 cs.LO
Encodings of Bounded Synthesis
反应合成问题是计算满足时态逻辑中给定规范的系统。有界合成是我们接受的反应合成问题的解决方案的系统的最大尺寸的方法。其结果是，有界合成是可判定的，只要相应的验证问题是可判定的，并可以应用在经典的合成失败的设置，如在分布式系统的合成。本文研究有界综合背后的约束求解问题。我们考虑线性时间时序逻辑（LTL）的有界综合问题的约束系统作为布尔公式（SAT），量化的布尔公式（QBF），和依赖量化的布尔公式（DQBF）的不同减少。这些减少代表了简洁性和算法效率之间的不同权衡。在SAT编码中，系统的输入和状态都是显式表示的;在QBF中，输入是符号的，状态是显式的;在DQBF中，输入和状态都是符号的。我们使用反应合成竞赛（SYNTCOMP）和最先进的求解器的基准系统地评估编码。我们的关键，也许是令人惊讶的，实证发现是，QBF明显优于SAT和DQBF。
2018-03-26 cs.LO
Strategy Representation by Decision Trees in Reactive Synthesis
在计算机科学中，两个参与者在有限状态图上进行的图博弈是许多问题的核心。特别地，具有$ω$ -正则获胜条件的图博弈，可以表达安全性、活性、公平性等属性，是反应系统验证和综合的基本框架。在图博弈的不同状态下，参与者的决策被表示为策略。虽然解决具有奇偶目标的图游戏的算法问题已经被广泛研究，但图游戏中最突出的策略表示数据结构是二元决策图（BDD）。然而，由于位级表示，BDD不保留策略决策的固有风味，并且众所周知难以最小化以获得简洁的表示。在这项工作中，我们提出了决策树的战略表示图游戏。决策树保留了策略决策的味道，并允许基于熵的最小化得到简洁的树。然而，决策树在设置中工作（例如，概率模型），其中允许误差，并且通常避免数据的过拟合。相反，对于图博弈中的策略，不允许有错误，并且决策树必须代表整个策略。我们开发新的技术来扩展决策树，以克服上述障碍，同时保留基于熵的技术，以获得简洁的树。我们已经实现了我们的技术来扩展现有的决策树求解器。我们目前的实验结果表明，决策树的反应合成的问题提供了一个更有效的数据结构的战略表示相比，BDD。
2018-03-19 cs.LO
Cooperative Reactive Synthesis
一个现代的方法来工程正确的建设系统是综合他们自动从正式规格。通常情况下，只有当某些环境假设成立时，系统才能满足其保证，这促使它们包含在系统规范中。现代综合方法的经验表明，综合系统往往通过积极努力违反假设而不是同时满足假设和保证来满足其规格。这种不合作的行为是不受欢迎的，因为它违反了综合的目标：系统应该尝试满足其保证，并只在需要时使用假设。此外，这些假设通常描述了更大系统中其他组件的有效行为，不应受到不必要的阻碍。在本文中，我们提出了一个层次的系统和环境之间的合作水平。每一个层次都描述了系统如何很好地执行假设和保证。我们展示了如何合成系统，实现最高可能的合作水平，为一个给定的规范，线性时序逻辑（LTL）。合成的系统还可以在操作期间利用协作环境行为，以达到系统最初不可执行的更高的协作水平。我们的合成过程的最坏情况下的时间复杂度是双指数，这与标准LTL合成的复杂度相匹配。这是[7]的扩展版本，具有额外的附录。
2015-07-09 cs.LO
Hybrid Compositional Reasoning for Reactive Synthesis from Finite-Horizon Specifications
Rice University（莱斯大学）；State Key Laboratory of Computer Science（计算机科学国家重点实验室）；Institute of Software, Chinese Academy of Sciences（中国科学院软件研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
LTLf合成是一个反应系统的自动化建设，从一个高层次的描述，在LTLf表示，其有限的地平线行为。到目前为止，LTLf公式到确定性有限状态自动机（DFA）的转换已被确定为综合的可扩展性的主要瓶颈。最近的研究还表明，DFA状态空间的大小在合成中也起着至关重要的作用。因此，有效解决综合瓶颈要求转换具有时间和内存性能，并防止状态空间爆炸。然而，目前的转换方法，这是基于显式状态表示或符号状态表示，未能充分解决这些必要性的规模：显式状态的方法产生最小的DFA，但由于昂贵的DFA最小化缓慢。符号状态表示可以是简洁的，但是由于缺乏DFA最小化，它们生成如此大的状态空间，即使是它们的符号表示也不能补偿爆破。这项工作提出了一种混合表示方法的转换。我们的方法利用状态空间的显式和符号表示，并有效地利用它们的互补优势。在这样做的时候，我们提供了一个LTLf到DFA的转换技术，解决了所有三个必要条件，从而解决了瓶颈。一个全面的实证评估转换和综合基准支持我们的混合方法的优点。
2020-02-17 cs.AI cs.FL cs.LO
Combining LLM Code Generation with Formal Specifications and Reactive Program Synthesis
本文提出将 LLM 代码生成与基于形式化方法的反应式程序综合结合，通过分工处理复杂逻辑，并构建基准验证其可解决以往 LLM 难以完成的代码生成问题。
2024-09-18 cs.LG cs.LO cs.SE
Parameterized Infinite-State Reactive Synthesis
该研究提出一种反例引导的参数化无限状态系统综合方法，结合反合一与语法引导综合实现程序泛化与证明构造，经扩展文献示例与新问题验证了方法的有效性。
2025-08-01 cs.LO
Reactive Synthesis Without Regret
无限持续时间的两个玩家零和游戏及其定量版本用于验证控制器（夏娃）和它的环境（亚当）之间的相互作用模型。通常要解决的问题是，夏娃是否有一个策略（和可计算性），可以最大化她对亚当的任何策略的回报。在这项工作中，我们感兴趣的策略，夏娃，最小化她的遗憾，即策略，最小化之间的差异，她的实际收益和她可能已经实现，如果她事先知道亚当的策略。我们给出算法来计算夏娃的策略，以确保最小的遗憾对对手的选择的战略是（一）不受限制，（二）限于位置的战略，或（三）限于字的战略。我们还建立了后者的版本和其他问题之间的关系，在文献中研究。
2021-10-28 cs.FL cs.GT cs.LO
Environmentally-friendly GR(1) Synthesis
反应合成中的许多问题使用两个公式-环境假设和系统保证-来陈述，并且要求在满足其假设的环境中满足保证的实现。反应式合成工具通常通过主动防止环境假设成立来产生正式满足这些规范的策略。虽然形式上是正确的，但这些策略并没有抓住设计者的意图。我们在反应合成中引入了一个额外的要求，即非冲突性，它要求系统策略应该总是允许环境满足其活性要求。我们给出了一个求解GR（1）综合的算法，该算法产生不冲突的策略。我们的算法是由$μ$ -演算中的一个4-套不动点给出的，与GR（1）通常的3-套不动点不同。我们的算法确保，在每一个环境中，满足其自身的假设，所产生的实现的痕迹满足的假设和保证。此外，我们的算法的渐近复杂性是相同的，通常的GR（1）的解决方案。我们已经实现了我们的算法，并显示其性能相比，通常的GR（1）合成算法。
2019-02-14 cs.LO
Proceedings 3rd Workshop on Synthesis
本文探讨了合成技术在软件工程和反应系统设计中的应用，讨论了自动化合成的方法及其在复杂代码设计中的辅助作用。
2014-07-18 cs.FL cs.LO cs.SE
Reactive Synthesis for Expected Impacts
针对业务流程中期望影响管控的需求，本文提出纳入选择、概率与影响的BPMN扩展BPMN+CPI，证明其重复执行期望影响阈值的策略综合问题属PSPACE类，并给出有效求解方法。
2024-10-30 cs.GT cs.LO
Synthesis of coordination programs from linear temporal logic
本文提出了一种方法，用于合成一个反应式程序，协调一组其他反应式程序的动作，使组合系统满足其所需的长期行为的时间规范。传统上，电抗合成已被应用于有状态硬件电路的构造。这项工作的动机是应用到其他领域，如物联网（物联网）和机器人，在那里有必要协调多个传感器，设备和机器人的行动。数学模型将这些实体表示为Hoare CSP模型中的单个过程。给定一个交互实体网络（称为\emph{environment}）和一个长期行为的时间规范，该合成方法构建一个\emph{coordinator}过程（如果存在），该过程指导环境实体的动作，使得组合系统无死锁并满足给定规范。主要的技术挑战在于，由于环境中的非确定性以及对协调器隐藏的环境动作，协调器可能仅具有环境状态的\emph{partial knowledge}。这是第一个方法来处理这两个来源的部分知识，这样做的任意线性时序逻辑规范。结果表明，协调综合问题是\PSPACE -硬的环境的大小。一个原型实现是能够合成紧凑的解决方案，一些协调问题。
2019-11-10 cs.FL cs.LO cs.PL
