論文の概要: FCMNet: Full Communication Memory Net for Team-Level Cooperation in Multi-Agent Systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.11994v2
• Date: Mon, 31 Jan 2022 08:01:14 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2022-02-01 12:40:51.150061
• Title: FCMNet: Full Communication Memory Net for Team-Level Cooperation in Multi-Agent Systems
• Title（参考訳）: fcmnet:マルチエージェントシステムにおけるチームレベルの協調のためのフルコミュニケーションメモリネット
• Authors: Yutong Wang and Guillaume Sartoretti
• Abstract要約: 我々は、エージェントが効果的なマルチホップ通信プロトコルを同時に学習できる強化学習ベースのアプローチであるFCMNetを紹介する。 単純なマルチホップトポロジを用いて、各エージェントに各ステップで他のエージェントが逐次エンコードした情報を受信する能力を与える。 FCMNetは、すべてのStarCraft IIマイクロマネジメントタスクにおいて、最先端のコミュニケーションベースの強化学習方法より優れている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 15.631744703803806
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Decentralized cooperation in partially-observable multi-agent systems requires effective communications among agents. To support this effort, this work focuses on the class of problems where global communications are available but may be unreliable, thus precluding differentiable communication learning methods. We introduce FCMNet, a reinforcement learning based approach that allows agents to simultaneously learn a) an effective multi-hop communications protocol and b) a common, decentralized policy that enables team-level decision-making. Specifically, our proposed method utilizes the hidden states of multiple directional recurrent neural networks as communication messages among agents. Using a simple multi-hop topology, we endow each agent with the ability to receive information sequentially encoded by every other agent at each time step, leading to improved global cooperation. We demonstrate FCMNet on a challenging set of StarCraft II micromanagement tasks with shared rewards, as well as a collaborative multi-agent pathfinding task with individual rewards. There, our comparison results show that FCMNet outperforms state-of-the-art communication-based reinforcement learning methods in all StarCraft II micromanagement tasks, and value decomposition methods in certain tasks. We further investigate the robustness of FCMNet under realistic communication disturbances, such as random message loss or binarized messages (i.e., non-differentiable communication channels), to showcase FMCNet's potential applicability to robotic tasks under a variety of real-world conditions.
• Abstract（参考訳）: 部分観測可能なマルチエージェントシステムにおける分散協調は、エージェント間の効果的な通信を必要とする。 この取り組みをサポートするため、本研究は、グローバルコミュニケーションが利用可能だが信頼性に欠ける可能性のある問題のクラスに焦点を当てている。 エージェントが同時に学習できる強化学習ベースのアプローチであるFCMNetを導入する。 a) 効果的なマルチホップ通信プロトコル及び b)チームレベルの意思決定を可能にする共通の分散型政策。 具体的には,エージェント間の通信メッセージとして,複数方向リカレントニューラルネットワークの隠れ状態を利用する。 単純なマルチホップトポロジーを用いて,各エージェントに,各エージェントがシーケンシャルにエンコードした情報を各時間ステップ毎に受信する能力を与え,グローバルな協調性を改善する。 FCMNetは、共有報酬を伴うStarCraft IIマイクロマネジメントタスクの挑戦的なセットと、個別報酬を伴う協調的なマルチエージェントパスフィンディングタスクを実証する。 そこで本研究では,FCMNetがStarCraft IIマイクロマネジメントタスクにおいて,最先端のコミュニケーションに基づく強化学習手法と,特定のタスクにおける価値分解手法より優れていることを示す。 さらに,ランダムなメッセージ損失や2元化メッセージ(非微分可能通信チャネル)といった現実的通信障害下でのfcmnetのロバスト性について検討し,様々な実環境下でのロボットタスクへのfmcnetの適用可能性を示す。

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