論文の概要: Reward-Respecting Subtasks for Model-Based Reinforcement Learning

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.03466v3
• Date: Fri, 7 Jul 2023 05:24:12 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-07-10 16:24:08.368428
• Title: Reward-Respecting Subtasks for Model-Based Reinforcement Learning
• Title（参考訳）: モデルベース強化学習のための報酬評価サブタスク
• Authors: Richard S. Sutton and Marlos C. Machado and G. Zacharias Holland and David Szepesvari and Finbarr Timbers and Brian Tanner and Adam White
• Abstract要約: 強化学習には、状態と時間の抽象的な世界のモデルによる計画を含めなければならない。 この理由の1つは、可能なオプションの空間が膨大であり、オプション発見のために提案されたメソッドは、オプションモデルが計画にどのように使用されるかを考慮していない。 報奨評価サブタスクから得られるオプションモデルは、固有オプションやボトルネック状態に基づく最短経路オプション、あるいはオプションクリティカルによって生成された報酬参照オプションよりも、計画立案に有用であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 18.760554482907963
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: To achieve the ambitious goals of artificial intelligence, reinforcement learning must include planning with a model of the world that is abstract in state and time. Deep learning has made progress with state abstraction, but temporal abstraction has rarely been used, despite extensively developed theory based on the options framework. One reason for this is that the space of possible options is immense, and the methods previously proposed for option discovery do not take into account how the option models will be used in planning. Options are typically discovered by posing subsidiary tasks, such as reaching a bottleneck state or maximizing the cumulative sum of a sensory signal other than reward. Each subtask is solved to produce an option, and then a model of the option is learned and made available to the planning process. In most previous work, the subtasks ignore the reward on the original problem, whereas we propose subtasks that use the original reward plus a bonus based on a feature of the state at the time the option terminates. We show that option models obtained from such reward-respecting subtasks are much more likely to be useful in planning than eigenoptions, shortest path options based on bottleneck states, or reward-respecting options generated by the option-critic. Reward respecting subtasks strongly constrain the space of options and thereby also provide a partial solution to the problem of option discovery. Finally, we show how values, policies, options, and models can all be learned online and off-policy using standard algorithms and general value functions.
• Abstract（参考訳）: 人工知能の野心的な目標を達成するために、強化学習は、状態と時間に抽象的な世界のモデルによる計画を含む必要がある。 ディープラーニングは状態抽象化を進歩させたが、オプションフレームワークに基づいた理論が広く発達したにもかかわらず、時間的抽象化はめったに使われていない。 この理由の1つは、オプションの空間が巨大であり、オプション発見のために提案されたメソッドは、オプションモデルが計画にどのように使用されるかを考慮していない。 オプションは通常、ボトルネック状態に達したり、報酬以外の感覚信号の累積和を最大化するといった、補助的なタスクを実行することで発見される。 各サブタスクは、オプションを生成するために解決され、オプションのモデルが学習され、計画プロセスで利用できる。 従来の作業では、サブタスクは元の問題に対する報酬を無視するが、我々は、元の報酬とオプションが終了する時の状態の特徴に基づくボーナスを使用するサブタスクを提案する。 このような報奨評価サブタスクから得られるオプションモデルは、固有オプションやボトルネック状態に基づく最短経路オプション、あるいはオプションクリティカルによって生成された報酬評価オプションよりも、計画立案に有用であることを示す。 サブタスクを尊重するリワードは、オプションの空間を強く制約し、オプション発見の問題に対する部分解を提供する。 最後に, 標準アルゴリズムと一般価値関数を用いて, 価値, ポリシー, オプション, およびモデルをオンラインおよびオフポリシーで学習する方法を示す。

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