論文の概要: Diverse Randomized Value Functions: A Provably Pessimistic Approach for Offline Reinforcement Learning

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.06188v1
• Date: Tue, 9 Apr 2024 10:15:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-10 15:09:49.596916
• Title: Diverse Randomized Value Functions: A Provably Pessimistic Approach for Offline Reinforcement Learning
• Title（参考訳）: 多様なランダム化値関数--オフライン強化学習における悲観的アプローチ
• Authors: Xudong Yu, Chenjia Bai, Hongyi Guo, Changhong Wang, Zhen Wang,
• Abstract要約: Q$-値の後方分布を推定するために,多種多様なランダム化値関数を用いた新しい戦略を導入する。 堅牢な不確実性定量化と、$Q$-値の低い信頼境界(LCB)を推定する。 また、ランダム化値関数内の多様性を強調し、ダイバーシティ正規化手法を導入し、ネットワークの必要数を減らすことで効率を向上させる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.304227281260896
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Offline Reinforcement Learning (RL) faces distributional shift and unreliable value estimation, especially for out-of-distribution (OOD) actions. To address this, existing uncertainty-based methods penalize the value function with uncertainty quantification and demand numerous ensemble networks, posing computational challenges and suboptimal outcomes. In this paper, we introduce a novel strategy employing diverse randomized value functions to estimate the posterior distribution of $Q$-values. It provides robust uncertainty quantification and estimates lower confidence bounds (LCB) of $Q$-values. By applying moderate value penalties for OOD actions, our method fosters a provably pessimistic approach. We also emphasize on diversity within randomized value functions and enhance efficiency by introducing a diversity regularization method, reducing the requisite number of networks. These modules lead to reliable value estimation and efficient policy learning from offline data. Theoretical analysis shows that our method recovers the provably efficient LCB-penalty under linear MDP assumptions. Extensive empirical results also demonstrate that our proposed method significantly outperforms baseline methods in terms of performance and parametric efficiency.
• Abstract（参考訳）: オフライン強化学習(RL)は、特にアウト・オブ・ディストリビューション(OOD)アクションにおいて、分散シフトと信頼できない値推定に直面する。 これを解決するために、既存の不確実性に基づく手法は、不確実な定量化で値関数をペナルティ化し、多数のアンサンブルネットワークを必要とし、計算上の課題と準最適結果に対処する。 本稿では,多種多様なランダム化値関数を用いて,$Q$-値の後方分布を推定する手法を提案する。 堅牢な不確実性定量化と、$Q$-値の低い信頼境界(LCB)を推定する。 OOD行動に適度な値ペナルティを適用することで,本手法は悲観的なアプローチを育むことができる。 また、ランダム化値関数内の多様性を強調し、ダイバーシティ正規化手法を導入し、ネットワークの必要数を減らすことで効率を向上させる。 これらのモジュールは、信頼性の高い値推定と、オフラインデータからの効率的なポリシー学習につながる。 理論的解析により, 線形MDP仮定の下で, 有効効率のLCB-ペナルティを回復することが示唆された。 また,提案手法は,性能およびパラメトリック効率の点で,ベースライン法よりも有意に優れていた。

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