論文の概要: SAMBO-RL: Shifts-aware Model-based Offline Reinforcement Learning

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.12830v2
• Date: Wed, 05 Feb 2025 05:57:15 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-06 18:38:29.094867
• Title: SAMBO-RL: Shifts-aware Model-based Offline Reinforcement Learning
• Title（参考訳）: SAMBO-RL:シフト対応モデルに基づくオフライン強化学習
• Authors: Wang Luo, Haoran Li, Zicheng Zhang, Congying Han, Jiayu Lv, Tiande Guo,
• Abstract要約: モデルに基づくオフライン強化学習は、事前コンパイルされたデータセットと学習環境モデルを使用してポリシーを訓練する。 本稿では,問題をモデルバイアスとポリシーシフトという2つの基本要素に分解する包括的分析を行う。 本稿では,モデルに基づくオフライン強化学習(SAMBO-RL)について紹介する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.88109749688605
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Model-based offline reinforcement learning trains policies using pre-collected datasets and learned environment models, eliminating the need for direct real-world environment interaction. However, this paradigm is inherently challenged by distribution shift (DS). Existing methods address this issue by leveraging off-policy mechanisms and estimating model uncertainty, but they often result in inconsistent objectives and lack a unified theoretical foundation. This paper offers a comprehensive analysis that disentangles the problem into two fundamental components: model bias and policy shift. Our theoretical and empirical investigations reveal how these factors distort value estimation and restrict policy optimization. To tackle these challenges, we derive a novel Shifts-aware Reward (SAR) through a unified probabilistic inference framework, which modifies the vanilla reward to refine value learning and facilitate policy training. Building on this, we introduce Shifts-aware Model-based Offline Reinforcement Learning (SAMBO-RL), a practical framework that efficiently trains classifiers to approximate SAR for policy optimization. Empirical experiments show that SAR effectively mitigates DS, and SAMBO-RL achieves superior or comparable performance across various benchmarks, underscoring its effectiveness and validating our theoretical analysis.
• Abstract（参考訳）: モデルベースのオフライン強化学習は、事前コンパイルされたデータセットと学習環境モデルを使用してポリシーを訓練する。 しかし、このパラダイムは分散シフト(DS)によって本質的に挑戦されている。 既存の手法は、政治外のメカニズムを活用し、モデルの不確実性を推定することでこの問題に対処するが、しばしば矛盾した目標をもたらし、統一された理論基盤が欠落する。 本稿では,問題をモデルバイアスとポリシーシフトという2つの基本要素に分解する包括的分析を行う。 我々の理論的および実証的研究は、これらの要因がどのように価値推定を歪め、政策最適化を制限するかを明らかにする。 これらの課題に対処するため、我々は、バニラ報酬を改良し、価値学習を洗練し、政策訓練を促進する統一確率的推論フレームワークを通じて、新しいシフトアウェア・リワード(SAR)を導出する。 そこで本研究では,モデルに基づくオフライン強化学習(SAMBO-RL)を提案する。 実験により、SARはDSを効果的に軽減し、SAMBO-RLは様々なベンチマークにおいて優れた性能または同等のパフォーマンスを達成し、その有効性を実証し、理論解析を検証した。

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