論文の概要: ReasonSTL: Bridging Natural Language and Signal Temporal Logic via Tool-Augmented Process-Rewarded Learning
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.06483v2
- Date: Fri, 08 May 2026 10:38:45 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-11 16:31:23.225878
- Title: ReasonSTL: Bridging Natural Language and Signal Temporal Logic via Tool-Augmented Process-Rewarded Learning
- Title(参考訳): ReasonSTL:ツール強化プロセス逆学習による自然言語と信号時間論理のブリッジ
- Authors: Bowen Ye, Zhijian Li, Junyue Huang, Junkai Ma, Xiang Yin,
- Abstract要約: textscReasonSTLは、自然言語からSTL生成にローカルのオープンソース言語モデルを適用するツール拡張フレームワークである。
textscReasonSTLは、翻訳プロセスを明示的な推論、決定論的ツール呼び出し、構造化された公式構成に分解する。
実験により、textscReasonSTLでトレーニングされた4Bモデルは、自動測定と人的評価の両方で最先端のパフォーマンスを達成することが示された。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 5.961092142323502
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Signal Temporal Logic (STL) is an expressive formal language for specifying spatio-temporal requirements over real-valued, real-time signals. It has been widely used for the verification and synthesis of autonomous systems and cyber-physical systems. In practice, however, users often express their requirements in natural language rather than in structured STL formulas, making natural-language-to-STL translation a critical yet challenging task. Manual specification requires temporal-logic expertise and cannot scale, while prompting commercial LLM APIs incurs substantial token costs and may expose sensitive system requirements to third-party services, raising privacy concerns for industrial deployment. To address these challenges, we present \textsc{ReasonSTL}, a tool-augmented framework that adapts local open-source language models for natural-language-to-STL generation. \textsc{ReasonSTL} decomposes the translation process into explicit reasoning, deterministic tool calls, and structured formula construction. We further introduce process-rewarded training to supervise both tool-use trajectories and final formulas, together with \textsc{STL-Bench}, a bilingual, computation-aware benchmark grounded in real-world signals. Experiments show that a 4B model trained with \textsc{ReasonSTL} achieves state-of-the-art performance in both automatic metrics and human evaluations, demonstrating that \textsc{ReasonSTL} provides a transparent, low-cost, and privacy-preserving alternative for formal specification drafting.
- Abstract(参考訳): Signal Temporal Logic (STL) はリアルタイム信号の時空間要求を指定するための表現型形式言語である。
自律システムとサイバー物理システムの検証と合成に広く用いられている。
しかし、実際には、ユーザーは構造化されたSTL式ではなく自然言語で要求を表現することが多く、自然言語からSTLへの翻訳が重要かつ困難な課題となっている。
手動仕様は時間論理的な専門知識を必要とし、スケールできないが、商用LLM APIは相当なトークンコストを発生させ、サードパーティサービスに機密性のあるシステム要件を公開する可能性があるため、産業展開に対するプライバシー上の懸念が高まる可能性がある。
これらの課題に対処するため、自然言語からSTL生成のためのローカルなオープンソース言語モデルに適応するツール拡張フレームワークである「textsc{ReasonSTL}」を提示する。
\textsc{ReasonSTL} は、翻訳プロセスを明示的な推論、決定論的ツール呼び出し、構造化された公式構成に分解する。
さらに、ツール使用軌跡と最終式の両方を監督するプロセス逆トレーニングと、実世界の信号に基礎を置くバイリンガルな計算対応ベンチマークである \textsc{STL-Bench} を導入する。
実験により, \textsc{ReasonSTL}でトレーニングした4Bモデルは, 自動測定と人的評価の両方において, 最先端のパフォーマンスを実現し, 透過的で低コストで, プライバシ保護の代替手段として正式な仕様草案を作成することを実証した。
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