How does the amount of compute available to a reinforcement learning (RL) policy affect its learning? Can policies using a fixed amount of parameters, still benefit from additional compute? The standard RL framework does not provide a language to answer these questions formally. Empirically, deep RL policies are often parameterized as neural networks with static architectures, conflating the amount of compute and the number of parameters. In this paper, we formalize compute bounded policies and prove that policies which use more compute can solve problems and generalize to longer-horizon tasks that are outside the scope of policies with less compute. Building on prior work in algorithmic learning and model-free planning, we propose a minimal architecture that can use a variable amount of compute. Our experiments complement our theory. On a set 31 different tasks spanning online and offline RL, we show that $(1)$ this architecture achieves stronger performance simply by using more compute, and $(2)$ stronger generalization on longer-horizon test tasks compared to standard feedforward networks or deep residual network using up to 5 times more parameters.


翻译:计算资源对强化学习策略的影响如何?使用固定数量参数的政策是否仍能受益于额外计算?标准强化学习框架尚未提供正式回答这些问题的语言。经验表明,深度强化学习策略常被参数化为具有静态架构的神经网络,将计算量与参数数量混为一谈。本文形式化定义了计算受限策略,并证明使用更多计算的策略能够解决标准计算量较低策略无法触及的问题,并在更长跨度任务中实现泛化。基于算法学习与无模型规划的既有研究,我们提出一种支持可变计算量的最小化架构。实验结果验证了理论分析:在涵盖在线与离线强化学习的31项不同任务中,(1)该架构仅通过增加计算量即可实现更强性能,(2)相较于使用多达5倍参数的标准前馈网络或深度残差网络,该架构在长跨度测试任务中展现出更强的泛化能力。

0
下载
关闭预览

相关内容

强化学习(RL)是机器学习的一个领域,与软件代理应如何在环境中采取行动以最大化累积奖励的概念有关。除了监督学习和非监督学习外,强化学习是三种基本的机器学习范式之一。 强化学习与监督学习的不同之处在于,不需要呈现带标签的输入/输出对,也不需要显式纠正次优动作。相反,重点是在探索(未知领域)和利用(当前知识)之间找到平衡。 该环境通常以马尔可夫决策过程(MDP)的形式陈述,因为针对这种情况的许多强化学习算法都使用动态编程技术。经典动态规划方法和强化学习算法之间的主要区别在于,后者不假设MDP的确切数学模型,并且针对无法采用精确方法的大型MDP。

知识荟萃

精品入门和进阶教程、论文和代码整理等

更多

查看相关VIP内容、论文、资讯等
专知会员服务
131+阅读 · 2021年8月25日
专知会员服务
139+阅读 · 2021年1月13日
【MIT博士论文】数据高效强化学习,176页pdf
探索(Exploration)还是利用(Exploitation)?强化学习如何tradeoff?
深度强化学习实验室
13+阅读 · 2020年8月23日
强化学习的两大话题之一,仍有极大探索空间
AI科技评论
22+阅读 · 2020年8月22日
Distributional Soft Actor-Critic (DSAC)强化学习算法的设计与验证
深度强化学习实验室
20+阅读 · 2020年8月11日
关于强化学习(附代码,练习和解答)
深度学习
38+阅读 · 2018年1月30日
【强化学习】强化学习+深度学习=人工智能
产业智能官
55+阅读 · 2017年8月11日
国家自然科学基金
8+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
43+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
41+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
21+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
24+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
17+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
23+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 6月8日
Arxiv
0+阅读 · 5月18日
VIP会员
最新内容
《无人机脆弱性利用:网络空间力量的新域》
专知会员服务
2+阅读 · 今天4:08
美空军如何将人工智能从战场部署至后方机关
专知会员服务
11+阅读 · 7月31日
《史诗怒火行动:多域前瞻评估》49页报告
专知会员服务
7+阅读 · 7月31日
《英国防部:未来空战系统数字化战略》33页
专知会员服务
5+阅读 · 7月31日
《面向自主飞行网络的智能体人工智能架构》
专知会员服务
7+阅读 · 7月31日
“史诗怒火”行动:现代多域作战的重要节点
专知会员服务
8+阅读 · 7月30日
《下一代无线网络中的多无人机通信资源管理》
相关VIP内容
专知会员服务
131+阅读 · 2021年8月25日
专知会员服务
139+阅读 · 2021年1月13日
相关基金
国家自然科学基金
8+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
43+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
41+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
21+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
24+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
17+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
23+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员