A wide range of real-world applications can be formulated as Multi-Agent Path Finding (MAPF) problem, where the goal is to find collision-free paths for multiple agents with individual start and goal locations. State-of-the-art MAPF solvers are mainly centralized and depend on global information, which limits their scalability and flexibility regarding changes or new maps that would require expensive replanning. Multi-agent reinforcement learning (MARL) offers an alternative way by learning decentralized policies that can generalize over a variety of maps. While there exist some prior works that attempt to connect both areas, the proposed techniques are heavily engineered and very complex due to the integration of many mechanisms that limit generality and are expensive to use. We argue that much simpler and general approaches are needed to bring the areas of MARL and MAPF closer together with significantly lower costs. In this paper, we propose Confidence-based Auto-Curriculum for Team Update Stability (CACTUS) as a lightweight MARL approach to MAPF. CACTUS defines a simple reverse curriculum scheme, where the goal of each agent is randomly placed within an allocation radius around the agent's start location. The allocation radius increases gradually as all agents improve, which is assessed by a confidence-based measure. We evaluate CACTUS in various maps of different sizes, obstacle densities, and numbers of agents. Our experiments demonstrate better performance and generalization capabilities than state-of-the-art MARL approaches with less than 600,000 trainable parameters, which is less than 5% of the neural network size of current MARL approaches to MAPF.


翻译:现实世界中的许多应用可以归结为多智能体路径规划(MAPF)问题,其目标是为具有各自起始点与目标位置的多个智能体寻找无冲突路径。当前最先进的MAPF求解器主要采用集中式方法并依赖全局信息,这限制了其可扩展性和灵活性——当环境发生变化或需要处理新地图时,往往需要昂贵的重新规划。多智能体强化学习(MARL)提供了一种替代方案,通过学习能够泛化到多种地图的分散式策略。尽管已有部分前期研究尝试连接这两个领域,但所提出的技术由于整合了众多机制而高度工程化且非常复杂,导致通用性受限且使用成本高昂。我们认为,需要更简单通用的方法,以显著降低的成本将MARL与MAPF领域更紧密地结合起来。本文提出基于置信度自动课程学习的团队更新稳定性(CACTUS)方法,作为解决MAPF问题的轻量级MARL方案。CACTUS定义了一种简单的反向课程机制:每个智能体的目标被随机放置在以其起始位置为中心的分配半径内,该分配半径随所有智能体能力的提升(通过基于置信度的度量评估)逐步增大。我们在不同规模、障碍密度和智能体数量的多种地图上评估了CACTUS。实验结果表明,与当前最先进的MARL方法相比,CACTUS在参数量不足60万(不到现有MARL-MAPF方法神经网络规模的5%)的情况下,展现出更优的性能和更强的泛化能力。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26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
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
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
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26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
3+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
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
Conditional Prompt Learning for Vision-Language Models
Arxiv
13+阅读 · 2022年3月10日
Attentive Graph Neural Networks for Few-Shot Learning
Arxiv
40+阅读 · 2020年7月14日
VIP会员
最新内容
马赛克战:俄乌战场透析
专知会员服务
7+阅读 · 今天4:12
《利用人工智能增强军事决策》
专知会员服务
1+阅读 · 今天4:09
《自动机器学习在军事数据耕耘法中的应用》
专知会员服务
3+阅读 · 今天4:02
为何指挥所生存能力要求范式转变
专知会员服务
1+阅读 · 今天3:54
打造“新蛛网”模式与高科技动员
专知会员服务
1+阅读 · 今天3:33
“蛛网”行动一周年:远程无人机战争
专知会员服务
1+阅读 · 今天3:23
【剑桥博士论文】智能体-环境协同优化
专知会员服务
5+阅读 · 6月9日
为初级军官战术训练设计生成式人工智能平台
专知会员服务
8+阅读 · 6月9日
《美军条令:作战伤员后送保障》
专知会员服务
6+阅读 · 6月9日
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
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
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
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
3+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
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