論文の概要: DRED: Zero-Shot Transfer in Reinforcement Learning via Data-Regularised Environment Design
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.03479v3
- Date: Wed, 5 Jun 2024 14:44:10 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-07 03:25:10.400596
- Title: DRED: Zero-Shot Transfer in Reinforcement Learning via Data-Regularised Environment Design
- Title(参考訳): DRED:データ調整環境設計による強化学習におけるゼロショット転送
- Authors: Samuel Garcin, James Doran, Shangmin Guo, Christopher G. Lucas, Stefano V. Albrecht,
- Abstract要約: 本研究では,RLエージェントのゼロショット一般化能力(ZSG)に,個々の環境インスタンスやレベルのサンプリングがどう影響するかを検討する。
基本層を共有する深いアクター・クリティカルなアーキテクチャでは, エージェントの内部表現と, 生成したトレーニングデータのトレーニングレベルとの相互情報を最小限に抑える。
既存のUED手法は,ZSG性能の低いトレーニング分布を著しくシフトできることがわかった。
オーバーフィッティングと分散シフトの両面を防止するため,データ正規化環境設計(D)を導入する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 11.922951794283168
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Autonomous agents trained using deep reinforcement learning (RL) often lack the ability to successfully generalise to new environments, even when these environments share characteristics with the ones they have encountered during training. In this work, we investigate how the sampling of individual environment instances, or levels, affects the zero-shot generalisation (ZSG) ability of RL agents. We discover that, for deep actor-critic architectures sharing their base layers, prioritising levels according to their value loss minimises the mutual information between the agent's internal representation and the set of training levels in the generated training data. This provides a novel theoretical justification for the regularisation achieved by certain adaptive sampling strategies. We then turn our attention to unsupervised environment design (UED) methods, which assume control over level generation. We find that existing UED methods can significantly shift the training distribution, which translates to low ZSG performance. To prevent both overfitting and distributional shift, we introduce data-regularised environment design (DRED). DRED generates levels using a generative model trained to approximate the ground truth distribution of an initial set of level parameters. Through its grounding, DRED achieves significant improvements in ZSG over adaptive level sampling strategies and UED methods. Our code and experimental data are available at https://github.com/uoe-agents/dred.
- Abstract(参考訳): 深層強化学習(RL)を用いて訓練された自律エージェントは、トレーニング中に遭遇したものと特性を共有した場合でも、新しい環境にうまく一般化する能力に欠けることが多い。
本研究では,RLエージェントのゼロショット一般化能力(ZSG)に,個々の環境インスタンスやレベルのサンプリングがどう影響するかを検討する。
基本層を共有する深いアクター・クリティカルなアーキテクチャでは, エージェントの内部表現と, 生成したトレーニングデータのトレーニングレベルとの相互情報を最小限に抑える。
これは、特定の適応サンプリング戦略によって達成される正規化に対する新しい理論的な正当化を与える。
次に、レベル生成の制御を前提とした、教師なし環境設計(UED)手法に注意を向ける。
既存のUED手法は,ZSG性能の低いトレーニング分布を著しくシフトできることがわかった。
オーバーフィッティングと分散シフトの両方を防止するため,データ正規化環境設計(DRED)を導入する。
DREDは、初期レベルパラメータの基底真理分布を近似するために訓練された生成モデルを用いてレベルを生成する。
DREDは、その基盤として、適応レベルサンプリング戦略とUEDメソッドよりも、ZSGの大幅な改善を実現している。
私たちのコードと実験データはhttps://github.com/uoe-agents/dred.comで公開されています。
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