Reinforcement Learning (RL) methods are typically sample-inefficient, making it challenging to train and deploy RL-policies in real world robots. Even a robust policy trained in simulation requires a real-world deployment to assess their performance. This paper proposes a new approach to evaluate the real-world performance of agent policies prior to deploying them in the real world. Our approach incorporates a simulator along with real-world offline data to evaluate the performance of any policy using the framework of Marginalized Importance Sampling (MIS). Existing MIS methods face two challenges: (1) large density ratios that deviate from a reasonable range and (2) indirect supervision, where the ratio needs to be inferred indirectly, thus exacerbating estimation error. Our approach addresses these challenges by introducing the target policy's occupancy in the simulator as an intermediate variable and learning the density ratio as the product of two terms that can be learned separately. The first term is learned with direct supervision and the second term has a small magnitude, thus making it computationally efficient. We analyze the sample complexity as well as error propagation of our two step-procedure. Furthermore, we empirically evaluate our approach on Sim2Sim environments such as Cartpole, Reacher, and Half-Cheetah. Our results show that our method generalizes well across a variety of Sim2Sim gap, target policies and offline data collection policies. We also demonstrate the performance of our algorithm on a Sim2Real task of validating the performance of a 7 DoF robotic arm using offline data along with the Gazebo simulator.


翻译:强化学习方法通常样本效率低下,这使得在真实机器人上训练和部署强化学习策略具有挑战性。即使在仿真环境中训练的鲁棒策略也需要在真实环境中部署以评估其性能。本文提出了一种新方法,在策略部署到真实环境之前评估其实际表现。我们的方法结合仿真器和真实离线数据,利用边际化重要性采样框架评估任意策略的性能。现有MIS方法面临两个挑战:(1)密度比值过大偏离合理范围;(2)间接监督导致比值需间接推断,加剧估计误差。我们的方法通过引入仿真器中目标策略的占用率作为中间变量,并将密度比值学习为两个可分别学习的项的乘积来解决这些问题。第一项通过直接监督学习,第二项具有较小量级,从而提升计算效率。我们分析了该两步过程的样本复杂度和误差传播特性。此外,在Cartpole、Reacher和Half-Cheetah等Sim2Sim环境中进行了实证评估。结果表明,我们的方法在多种Sim2Sim差距、目标策略和离线数据采集策略下具有良好的泛化能力。我们还在Sim2Real任务中展示了算法性能,使用离线数据与Gazebo仿真器验证了7自由度机械臂的性能。

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
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
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
3+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
2+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
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年11月20日
Arxiv
0+阅读 · 2023年11月20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
ICML 2026 | SARDI:扩散语言模型的自增强检索
专知会员服务
4+阅读 · 6月6日
《国防领域安全采用大语言模型的战略蓝图》
专知会员服务
7+阅读 · 6月6日
ICML 2026 | 演化选择的因果建模
专知会员服务
7+阅读 · 6月5日
综述|学习式3D表征最新进展与趋势
专知会员服务
7+阅读 · 6月5日
人工智能重塑威慑:算法优势的兴起
专知会员服务
8+阅读 · 6月5日
AgentOps综述:智能体系统运维框架
专知会员服务
17+阅读 · 6月4日
《美陆军最新条令:兵力防护》
专知会员服务
14+阅读 · 6月4日
相关VIP内容
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
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
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
3+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
2+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
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员