論文の概要: Locality Sensitive Sparse Encoding for Learning World Models Online
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.13034v3
- Date: Mon, 8 Apr 2024 06:05:04 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-10 01:26:28.376851
- Title: Locality Sensitive Sparse Encoding for Learning World Models Online
- Title(参考訳): オンライン世界モデル学習のための局所感性スパース符号化
- Authors: Zichen Liu, Chao Du, Wee Sun Lee, Min Lin,
- Abstract要約: Follow-The-Leader世界モデルはモデルに基づく強化学習に望ましい。
FTLモデルは、FTLを達成するために、すべての相互作用ステップで蓄積されたデータを再学習する必要がある。
我々の世界モデルは、リプレイで訓練されたディープワールドモデルの性能に匹敵するか、適合するかのどちらかで、1パスの軌跡データを使ってオンラインで学習した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 29.124825481348285
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Acquiring an accurate world model online for model-based reinforcement learning (MBRL) is challenging due to data nonstationarity, which typically causes catastrophic forgetting for neural networks (NNs). From the online learning perspective, a Follow-The-Leader (FTL) world model is desirable, which optimally fits all previous experiences at each round. Unfortunately, NN-based models need re-training on all accumulated data at every interaction step to achieve FTL, which is computationally expensive for lifelong agents. In this paper, we revisit models that can achieve FTL with incremental updates. Specifically, our world model is a linear regression model supported by nonlinear random features. The linear part ensures efficient FTL update while the nonlinear random feature empowers the fitting of complex environments. To best trade off model capacity and computation efficiency, we introduce a locality sensitive sparse encoding, which allows us to conduct efficient sparse updates even with very high dimensional nonlinear features. We validate the representation power of our encoding and verify that it allows efficient online learning under data covariate shift. We also show, in the Dyna MBRL setting, that our world models learned online using a single pass of trajectory data either surpass or match the performance of deep world models trained with replay and other continual learning methods.
- Abstract(参考訳): モデルベース強化学習(MBRL)のためにオンラインで正確な世界モデルを取得することは、データ非定常性のため困難である。
オンライン学習の観点からは、FTL(Follow-The-Leader)の世界モデルが望ましい。
残念なことに、NNベースのモデルは、生涯にわたるエージェントにとって計算コストのかかるFTLを達成するために、すべてのインタラクションステップで蓄積されたデータを再トレーニングする必要がある。
本稿では,FTLをインクリメンタルアップデートで実現可能なモデルを再検討する。
特に、我々の世界モデルは非線形ランダムな特徴によって支持される線形回帰モデルである。
線形部分は効率的なFTL更新を保証し、非線形ランダム特徴は複雑な環境の整合性を高める。
モデルキャパシティと計算効率を最大限に両立させるため,高次元の非線形特徴を伴っても効率的なスパース更新を行うことのできる局所性敏感なスパース符号化を導入する。
符号化の表現力を検証し、データ共変量シフトの下で効率的なオンライン学習を可能にすることを検証する。
また、Dyna MBRL設定では、我々の世界モデルは、リプレイやその他の連続学習手法で訓練された深層世界のモデルの性能に匹敵するか、あるいは一致した1パスの軌跡データを用いてオンラインに学習したことを示す。
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