Recent advancements in meta-learning have enabled the automatic discovery of novel reinforcement learning algorithms parameterized by surrogate objective functions. To improve upon manually designed algorithms, the parameterization of this learned objective function must be expressive enough to represent novel principles of learning (instead of merely recovering already established ones) while still generalizing to a wide range of settings outside of its meta-training distribution. However, existing methods focus on discovering objective functions that, like many widely used objective functions in reinforcement learning, do not take into account the total number of steps allowed for training, or "training horizon". In contrast, humans use a plethora of different learning objectives across the course of acquiring a new ability. For instance, students may alter their studying techniques based on the proximity to exam deadlines and their self-assessed capabilities. This paper contends that ignoring the optimization time horizon significantly restricts the expressive potential of discovered learning algorithms. We propose a simple augmentation to two existing objective discovery approaches that allows the discovered algorithm to dynamically update its objective function throughout the agent's training procedure, resulting in expressive schedules and increased generalization across different training horizons. In the process, we find that commonly used meta-gradient approaches fail to discover such adaptive objective functions while evolution strategies discover highly dynamic learning rules. We demonstrate the effectiveness of our approach on a wide range of tasks and analyze the resulting learned algorithms, which we find effectively balance exploration and exploitation by modifying the structure of their learning rules throughout the agent's lifetime.


翻译:元学习的最新进展使得能够自动发现由代理目标函数参数化的新型强化学习算法。为了改进人工设计的算法,这一学习目标函数的参数化必须足够表达性强,能够代表新颖的学习原则(而非仅仅恢复已有的原则),同时还要能够泛化到元训练分布之外的广泛场景中。然而,现有方法侧重于发现那些与强化学习中广泛使用的目标函数类似、未考虑训练允许的总步数(即“训练时长”)的目标函数。相比之下,人类在掌握新能力的过程中会使用多种不同的学习目标。例如,学生会根据考试截止日期的接近程度以及自我评估的能力来调整学习技巧。本文提出,忽略优化时间跨度会显著限制所发现学习算法的表达潜力。我们提出了一种对现有两种目标函数发现方法的简单扩展,使得所发现的算法能够在智能体的训练过程中动态更新其目标函数,从而产生具有表达性的调度策略,并增强在不同训练时长下的泛化能力。在此过程中,我们发现常用的元梯度方法无法发现此类自适应目标函数,而进化策略则能发现高度动态的学习规则。我们在广泛的任务上展示了该方法的有效性,并分析了最终学习到的算法,发现这些算法通过在整个智能体生命周期内修改学习规则的结构,有效平衡了探索与利用。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年3月18日
Max-Margin Contrastive Learning
Arxiv
18+阅读 · 2021年12月21日
Arxiv
18+阅读 · 2021年6月10日
Arxiv
16+阅读 · 2020年2月6日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:45
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
4+阅读 · 今天13:50
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
3+阅读 · 今天13:33
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关论文
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员