1. 形式化方法
2. 控制理论
3. 确定性与随机动力系统
4. 安全强化学习
5. 可信人工智能

1. 强化学习 

2. 国科大低年级研讨课I

1. 中国科学院特聘研究员， 基础软件与系统重点实验室， 中国科学院软件研究所（2026年3月—至今）
2. 访问教授， 计算与数据科学学院， 新加坡南洋理工大学（2025年8月— 2026年2月；2026年4月—2026年10月）
3. 副主任， 基础软件与系统重点实验室， 中国科学院软件研究所（2024年9月—至今）
4. 研究员， 计算机科学国家重点实验室， 中国科学院软件研究所（2021年9月—至今） 
5. 副研究员， 计算机科学国家重点实验室， 中国科学院软件研究所（2017年11月—2021年8月）
6. 博士后， 德国奥登堡大学（2015年11月—2017年10月）
7. 博士后， 新加坡南洋理工大学（2014年5月—2015年9月）

1. 中科院****择优支持，2020

2. 中科院软件所杰青(2023年结题评估优秀)，2018

> PAC-Based Verification for Data-Driven and Black-Box Systems

1. Taoran Wu, Yilin Xue, Jingduo Pan, Dejin Ren, Arvind Easwaran, and Bai Xue. Convex Computations for Controlled Safety Invariant Sets of Black-box Discrete-time Dynamical Systems. To appear in IFAC'26, 2026.
2. Taoran Wu, Dominik Wagner, C. -H. Luke Ong, and Bai Xue. PAC Finite-Time Safety Guarantees for Stochastic Systems with Unknown Disturbance Distributions. To appear in HSCC'26, 2026.
3. Taoran Wu, Dominik Wagner, Jingduo Pan, C. -H. Luke Ong, Arvind Easwaran, Bai Xue. PAC One-Step Safety Certification for Black-Box Discrete-Time Stochastic Systems. Arxiv, 2025.

> Equation-Relaxation-Based Barrier Function Methods for Formal Verification

1. Bai Xue. Sufficient and Necessary Smooth Barrier-like Conditions for Continuous-Time Stochastic Reach-Avoid Verification. Arxiv, 2026.
2. Bai Xue. Sufficient and Necessary Continuous Barrier-like Conditions for Discrete-Time Stochastic Reach-Avoid Verification. Arxiv, 2026.
3. Bai Xue and C. -H. Luke Ong. Converse Barrier Certificates for Set-Based Stochastic Reach-Avoid Verification. Arxiv, 2026.
4. Bai Xue. Sufficient and Necessary Barrier-like Conditions for Safety and Reach-avoid Verification of Stochastic Discrete-time Systems. Automatica, 87: 112919, 2026.
5. Yonghan Li, Chenyu Wu, Taoran Wu, Shijie Wang, and Bai Xue. Converse Barrier Certificates for Finite-time Safety Verification of Continuous-time Perturbed Deterministic Systems. Systems & Control Letters, 209: 106357, 2026.
6. Bai Xue. A New Framework for Bounding Reachability Probabilities of Continuous-time Stochastic Systems. Nonlinear Analysis: Hybrid Systems, 60: 101670, 2026.
7. Bai Xue, Naijun Zhan and Martin Fränzle. Reach-Avoid Analysis for Polynomial Stochastic Differential Equations. IEEE Transactions on Automatic Control (IEEE TAC), 2024.
8. Bai Xue, Renjue Li, Naijun Zhan and Martin Fränzle. Reach-avoid Analysis for Stochastic Discrete-time Systems. In Proceedings of the 2021 American Control Conference (ACC 2021), 2021.
9. Bai Xue and Martin Fränzle and Naijun Zhan. Inner-Approximating Reachable Sets for Polynomial Systems with Time-Varying Uncertainties. IEEE Transactions on Automatic Control (IEEE TAC), 2020.

By-products： 

1. Taoran Wu, Yiling Xue, Dejin Ren, Arvind Easwaran, Martin Fränzle, and Bai Xue. Controlled Reach-avoid Set Computation for Discrete-time Polynomial Systems via Convex Optimization. To appear in IEEE Transactions on Automatic Control (IEEE TAC), 2026.
2. Bai Xue. Finite-time Safety and Reach-avoid Verification of Stochastic Discrete-time Systems. Information and Computation, pp. 105368, 2025.
3. Bai Xue and C. -H. Luke Ong. Quantitative Verification of Finite-Time Constrained Occupation Measures for Continuous-time Stochastic Systems. To appear in the Proceedings of the 65th IEEE Conference on Decision and Control (CDC), 2026.
4. Bai Xue, Peixin Wang, and C. -H. Luke Ong. Quantitative Verification of Constrained Occupation Time for Stochastic Discrete-time Systems. Arxiv, 2026.
5. Zhipeng Cao, Peixin Wang, Luke Ong, Đorđe Žikelić, Dominik Wagner, and Bai Xue. Comparative Analysis of Barrier-like Function Methods for Reach-Avoid Verification in Stochastic Discrete-Time Systems. Arxiv, 2025.

> Set-Boundary Propagation Methods for Formal Verification

1. Bai Xue, Arvind Easwaran, Nam-Joon Cho, and Martin Fränzle. Reach-Avoid Verification for Nonlinear Systems Based on Boundary Analysis. IEEE Transactions on Automatic Control (IEEE TAC), 2017.
2. Bai Xue, Zhikun She, and Arvind Easwaran. Under-Approximating Backward Reachable Sets by Polytopes. In Proceedings of the 28th International Conference on Computer Aided Verification (CAV 2016), 2016.

 (1) 任务驱动的安全强化学习 (中国科学院软件研究所基础研究项目), 主持, 2023.12-2028.11

 (2) 开放环境下的可信智能算法 (中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划), 参与, 2022.08-2027.07

 (3) 中国科学院率先行动****, 主持, 2018-01--2023-12

 (4) 时滞(混成)系统安全性验证 (国家自然科学基金面上项目), 主持, 2019-01--2022-12

 (5) 面向机器人任务驱动的混成系统形式验证 (2021年度CCF-华为创新研究计划：形式化方法), 主持, 2021-05--2022-05

 (6) 类人任务规划、推理及其验证系统的研究和应用 (国家自然科学基金重点项目), 课题负责人, 2019-01--2023-12

 (7) Safety Assurance for Machine Learning in CPS, 课题负责人, 2020-07--2023-06

 (8) Trust to Train and Train to Trust: Agent Training Programs for Safety-Critical Environments, 参与, 2021-04--2025-05

 (9) ***************************形式验证理论和技术，课题负责人，2021-08—2022-08

现指导学生

吴陶然 博士研究生

薛一凌 博士研究生

曹志鹏 博士研究生

任德金 博士研究生

潘竟铎 博士研究生

刘天隽 硕士研究生

曹豪洋 硕士研究生

已指导学生

赵常源 硕士研究生

李仞珏 硕士研究生

吴晨雨 硕士研究生

李 炜 硕士研究生