The centralized training for decentralized execution paradigm emerged as the state-of-the-art approach to $\epsilon$-optimally solving decentralized partially observable Markov decision processes. However, scalability remains a significant issue. This paper presents a novel and more scalable alternative, namely the sequential-move centralized training for decentralized execution. This paradigm further pushes the applicability of the Bellman's principle of optimality, raising three new properties. First, it allows a central planner to reason upon sufficient sequential-move statistics instead of prior simultaneous-move ones. Next, it proves that $\epsilon$-optimal value functions are piecewise linear and convex in such sufficient sequential-move statistics. Finally, it drops the complexity of the backup operators from double exponential to polynomial at the expense of longer planning horizons. Besides, it makes it easy to use single-agent methods, e.g., SARSA algorithm enhanced with these findings, while still preserving convergence guarantees. Experiments on two- as well as many-agent domains from the literature against $\epsilon$-optimal simultaneous-move solvers confirm the superiority of our novel approach. This paradigm opens the door for efficient planning and reinforcement learning methods for multi-agent systems.


翻译:面向分散执行的集中训练范式已成为$\epsilon$最优求解分散部分可观测马尔可夫决策过程的最先进方法。然而,可扩展性仍是关键瓶颈。本文提出一种新颖且更具可扩展性的替代方案,即面向分散执行的序贯移动集中训练范式。该范式进一步拓展了贝尔曼最优性原理的适用范围,并衍生出三项新特性。首先,它使中心规划器能够基于充分的序贯移动统计量进行推理,而非依赖先前的同步移动统计量。其次,该范式证明了$\epsilon$最优值函数在此类充分序贯移动统计量中呈现分段线性与凸性。最后,它通过延长规划时域为代价,将备份算子的复杂度从双重指数级降至多项式级。此外,该范式便于直接应用单智能体方法(例如融合本研究成果增强的SARSA算法),同时仍能保持收敛性保证。在文献中的双智能体及多智能体领域与$\epsilon$最优同步移动求解器的对比实验,验证了我们所提新方法的优越性。该范式为多智能体系统的高效规划与强化学习方法开辟了新路径。

1
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
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
0+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 · 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
Arxiv
13+阅读 · 2021年10月9日
Arxiv
38+阅读 · 2021年8月31日
Anomalous Instance Detection in Deep Learning: A Survey
Arxiv
16+阅读 · 2020年2月6日
VIP会员
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
0+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 · 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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员