論文の概要: TRIDENT: Breaking the Hybrid-Safety-Physics Coupling for Provably Safe Multi-Agent Reinforcement Learning
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.18308v1
- Date: Tue, 16 Jun 2026 07:41:43 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-18 17:16:50.812842
- Title: TRIDENT: Breaking the Hybrid-Safety-Physics Coupling for Provably Safe Multi-Agent Reinforcement Learning
- Title(参考訳): TRIDENT: 安全なマルチエージェント強化学習のためのハイブリッド安全物理結合を破る
- Authors: Zijie Meng, Ziwei Li, Yufei Liu, Zhiyu Li, Jiyuan Liu, Wenhua Nie, Bingcai Wei, Miao Zhang,
- Abstract要約: 3つの特徴が有向バイアスのサイクルを形成し、既製のモジュールの素な構成を損なうことを示す。
3つのコンポーネントを共同設計して各リークをキャンセルする,最初のMARLフレームワークであるTRIDENTを紹介する。
マルチUAVモバイルエッジコンピューティング、自律交叉管理、ハイブリッドSMACでは、TRIDENTはトレーニング時間違反をMADDPGで95.5%、MACPOで76.3%削減している。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 26.128298844361183
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Safe coordination in networked cyber-physical systems forces learning algorithms to simultaneously handle hybrid discrete-continuous actions, hard training-time safety constraints, and physics-governed dynamics. We show that these three features form a directed cycle of biases that defeats any naive composition of off-the-shelf modules, and formalize this as a three-way coupling lemma. We then introduce TRIDENT, the first MARL framework whose three components are co-designed to cancel each leak: a Richardson-Romberg gradient correction reducing Gumbel-Softmax bias from O(tau) to O(tau^2), a Lyapunov-constrained sequential trust-region update enforcing per-iterate feasibility, and a physics-informed residual critic that decomposes value rather than reward. We prove an O~(1/sqrt(K)) convergence rate to a constrained Nash equilibrium and an O(sqrt(K)) cumulative-violation bound. On multi-UAV mobile-edge computing, autonomous intersection management, and a hybrid SMAC variant, TRIDENT cuts training-time violations by 95.5% over MADDPG and 76.3% over MACPO, while improving reward by 13.5% over the strongest unconstrained baseline.
- Abstract(参考訳): ネットワーク化されたサイバー物理システムにおける安全調整は、学習アルゴリズムにハイブリッドな離散連続アクション、ハードトレーニング時の安全制約、物理が支配するダイナミクスを同時に扱うように強制する。
これら3つの特徴は、既製のモジュールの素な構成を損なうバイアスの有向サイクルを形成し、これを3方向結合補題として定式化する。
次に、最初のMARLフレームワークであるTRIDENTを紹介し、各リークをキャンセルするために3つのコンポーネントを共同設計し、Gumbel-Softmax バイアスを O(tau) から O(tau^2) に低減させる。
我々は、O~(1/sqrt(K))収束速度を制限されたナッシュ平衡とO(sqrt(K))累積-違反境界に証明する。
マルチUAVモバイルエッジコンピューティング、自律交叉管理、ハイブリッドSMACでは、TRIDENTはトレーニング時間違反をMADDPGで95.5%、MACPOで76.3%削減し、最強の非制約ベースラインで13.5%改善している。
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