論文の概要: Risk-Sensitive Deep RL: Variance-Constrained Actor-Critic Provably Finds Globally Optimal Policy

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.14098v2
• Date: Sun, 17 Sep 2023 01:47:17 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2023-09-20 02:30:07.433410
• Title: Risk-Sensitive Deep RL: Variance-Constrained Actor-Critic Provably Finds Globally Optimal Policy
• Title（参考訳）: リスクに敏感なdeep rl: 分散制約されたアクター-クリティックはグローバルに最適なポリシーを見つける
• Authors: Han Zhong, Xun Deng, Ethan X. Fang, Zhuoran Yang, Zhaoran Wang, Runze Li
• Abstract要約: 本研究は,リスクに敏感な深層強化学習を,分散リスク基準による平均報酬条件下で研究する試みである。 本稿では,ポリシー,ラグランジュ乗算器,フェンシェル双対変数を反復的かつ効率的に更新するアクタ批判アルゴリズムを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 95.98698822755227
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: While deep reinforcement learning has achieved tremendous successes in various applications, most existing works only focus on maximizing the expected value of total return and thus ignore its inherent stochasticity. Such stochasticity is also known as the aleatoric uncertainty and is closely related to the notion of risk. In this work, we make the first attempt to study risk-sensitive deep reinforcement learning under the average reward setting with the variance risk criteria. In particular, we focus on a variance-constrained policy optimization problem where the goal is to find a policy that maximizes the expected value of the long-run average reward, subject to a constraint that the long-run variance of the average reward is upper bounded by a threshold. Utilizing Lagrangian and Fenchel dualities, we transform the original problem into an unconstrained saddle-point policy optimization problem, and propose an actor-critic algorithm that iteratively and efficiently updates the policy, the Lagrange multiplier, and the Fenchel dual variable. When both the value and policy functions are represented by multi-layer overparameterized neural networks, we prove that our actor-critic algorithm generates a sequence of policies that finds a globally optimal policy at a sublinear rate. Further, We provide numerical studies of the proposed method using two real datasets to back up the theoretical results.
• Abstract（参考訳）: 深層強化学習は様々なアプリケーションで大きな成功を収めてきたが、既存の作品の多くは、総リターンの期待値の最大化にのみ焦点を合わせ、本質的な確率性を無視している。 このような確率性はアレエータ的不確実性としても知られ、リスクの概念と密接に関連している。 本研究では,分散リスク基準を用いて平均報酬設定下で,リスクに敏感な深層強化学習を初めて研究する。 特に,長期平均報酬の期待値を最大化する政策を,平均報酬の長期分散がしきい値に上限づけられているという制約を条件として,目標とする分散制約付き政策最適化問題に焦点をあてる。 ラグランジアンとフェンシェルの双対性を利用して、元の問題を制約のないサドルポイントポリシー最適化問題に変換し、ポリシー、ラグランジュ乗算器、フェンシェル双対変数を反復的かつ効率的に更新するアクタ批判アルゴリズムを提案する。 値関数とポリシ関数が多層オーバーパラメータ化ニューラルネットワークで表される場合、アクター・クリティカルなアルゴリズムは、サブ線形レートでグローバルに最適なポリシを求める一連のポリシーを生成することを証明します。 さらに,提案手法を2つの実データを用いて数値的に検討し,理論結果を裏付ける。

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