Robust Markov Decision Processes (RMDPs) are a widely used framework for sequential decision-making under parameter uncertainty. RMDPs have been extensively studied when the objective is to maximize the discounted return, but little is known for average optimality (optimizing the long-run average of the rewards obtained over time) and Blackwell optimality (remaining discount optimal for all discount factors sufficiently close to 1). In this paper, we prove several foundational results for RMDPs beyond the discounted return. We show that average optimal policies can be chosen stationary and deterministic for sa-rectangular RMDPs but, perhaps surprisingly, that history-dependent (Markovian) policies strictly outperform stationary policies for average optimality in s-rectangular RMDPs. We also study Blackwell optimality for sa-rectangular RMDPs, where we show that {\em approximate} Blackwell optimal policies always exist, although Blackwell optimal policies may not exist. We also provide a sufficient condition for their existence, which encompasses virtually any examples from the literature. We then discuss the connection between average and Blackwell optimality, and we describe several algorithms to compute the optimal average return. Interestingly, our approach leverages the connections between RMDPs and stochastic games.


翻译:鲁棒马尔可夫决策过程(RMDPs)是在参数不确定性下进行序贯决策的广泛使用的框架。当目标为最大化折扣回报时,RMDPs已得到广泛研究,但对于平均最优性(优化长期平均累积奖励)和Blackwell最优性(在所有足够接近1的折扣因子下保持折扣最优)的了解却很少。本文证明了超越折扣回报的RMDPs的若干基础性结果。我们证明:对于sa-矩形RMDPs,平均最优策略可选取为平稳确定性策略;但令人惊讶的是,对于s-矩形RMDPs,平均最优性中历史依赖(马尔可夫)策略严格优于平稳策略。我们还研究了sa-矩形RMDPs的Blackwell最优性,表明尽管Blackwell最优策略可能不存在,但近似Blackwell最优策略始终存在。我们给出了其存在的一个充分条件,该条件涵盖了文献中的几乎所有实例。随后讨论了平均最优性与Blackwell最优性之间的关联,并描述了多种计算最优平均回报的算法。有趣的是,我们的方法利用了RMDPs与随机博弈之间的联系。

0
下载
关闭预览

相关内容

【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18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
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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12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
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
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5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
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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
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
0+阅读 · 2014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
5+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
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
综述|学习式3D表征最新进展与趋势
专知会员服务
1+阅读 · 12分钟前
人工智能重塑威慑:算法优势的兴起
专知会员服务
3+阅读 · 今天14:27
AgentOps综述:智能体系统运维框架
专知会员服务
14+阅读 · 6月4日
《美陆军最新条令:兵力防护》
专知会员服务
9+阅读 · 6月4日
《人工智能的挑战:算法战的想象与现实》
专知会员服务
11+阅读 · 6月4日
首场人工智能战争:Maven如何重塑武装冲突
专知会员服务
7+阅读 · 6月4日
相关资讯
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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12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
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
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
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 · 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
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
0+阅读 · 2014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
5+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
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员