論文の概要: An Analysis of Abstracted Model-Based Reinforcement Learning

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.14407v2
• Date: Tue, 29 Aug 2023 12:21:30 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-30 19:19:19.182074
• Title: An Analysis of Abstracted Model-Based Reinforcement Learning
• Title（参考訳）: 抽象モデルに基づく強化学習の分析
• Authors: Rolf A. N. Starre, Marco Loog, Elena Congeduti, Frans A. Oliehoek
• Abstract要約: オンラインで収集したサンプル(例えば実世界のサンプル)とモデルベース強化学習(MBRL)の結果の依存関係を抽象化することで実現可能であることを示す。 我々はこの問題を克服するためにマルティンガレの濃度不等式を使用できることを示す。 原型的MBRLアルゴリズムであるR-MAXと抽象化を組み合わせることで、抽象観測からモデルベースRLに対する最初の性能保証を生成する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 24.964038353043918
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Many methods for Model-based Reinforcement learning (MBRL) in Markov decision processes (MDPs) provide guarantees for both the accuracy of the model they can deliver and the learning efficiency. At the same time, state abstraction techniques allow for a reduction of the size of an MDP while maintaining a bounded loss with respect to the original problem. Therefore, it may come as a surprise that no such guarantees are available when combining both techniques, i.e., where MBRL merely observes abstract states. Our theoretical analysis shows that abstraction can introduce a dependence between samples collected online (e.g., in the real world). That means that, without taking this dependence into account, results for MBRL do not directly extend to this setting. Our result shows that we can use concentration inequalities for martingales to overcome this problem. This result makes it possible to extend the guarantees of existing MBRL algorithms to the setting with abstraction. We illustrate this by combining R-MAX, a prototypical MBRL algorithm, with abstraction, thus producing the first performance guarantees for model-based `RL from Abstracted Observations': model-based reinforcement learning with an abstract model.
• Abstract（参考訳）: マルコフ決定プロセス(MDP)におけるモデルベース強化学習(MBRL)の多くの方法は、提供可能なモデルの精度と学習効率の両方を保証する。 同時に、状態抽象化技術は、元の問題に関して境界損失を維持しながら、MDPのサイズを縮小することができる。 したがって、MBRLが抽象状態のみを観測する場合、両方の技術を組み合わせる際にそのような保証が得られないことは驚きである。 理論解析の結果,抽象概念は(実世界など)オンラインで収集されたサンプル間の依存性をもたらすことが判明した。 つまり、この依存を考慮に入れなければ、MBRLの結果は直接この設定に拡張されない。 その結果,martingalesの濃度不等式を用いてこの問題を克服できることがわかった。 これにより、既存のMBRLアルゴリズムの保証を抽象化した設定にまで拡張することができる。 モデルに基づく強化学習(RL from Abstracted Observations)と抽象モデルを用いたモデルベース強化学習(RL from Abstracted Observations)の初となる性能保証を生成する。

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