MDPs with low-rank transitions -- that is, the transition matrix can be factored into the product of two matrices, left and right -- is a highly representative structure that enables tractable learning. The left matrix enables expressive function approximation for value-based learning and has been studied extensively. In this work, we instead investigate sample-efficient learning with density features, i.e., the right matrix, which induce powerful models for state-occupancy distributions. This setting not only sheds light on leveraging unsupervised learning in RL, but also enables plug-in solutions for convex RL. In the offline setting, we propose an algorithm for off-policy estimation of occupancies that can handle non-exploratory data. Using this as a subroutine, we further devise an online algorithm that constructs exploratory data distributions in a level-by-level manner. As a central technical challenge, the additive error of occupancy estimation is incompatible with the multiplicative definition of data coverage. In the absence of strong assumptions like reachability, this incompatibility easily leads to exponential error blow-up, which we overcome via novel technical tools. Our results also readily extend to the representation learning setting, when the density features are unknown and must be learned from an exponentially large candidate set.


翻译:具有低秩转移矩阵的马尔可夫决策过程(即转移矩阵可分解为左、右两个矩阵的乘积)是一种高度代表性的结构,能够支持可处理的强化学习。其中左矩阵可实现基于价值学习的高效函数逼近,并已得到广泛研究。本研究则转而探索利用密度特征(即右矩阵)进行样本高效学习,该特征可构建用于状态占据分布的强大模型。这一设定不仅揭示了在强化学习中利用无监督学习的可能性,还能为凸强化学习提供即插即用的解决方案。在离线设定下,我们提出了一种可处理非探索性数据的占用率离策略估计算法。进一步地,以该算法为子程序,我们设计了一种逐层构建探索性数据分布的在线算法。其中关键的技术挑战在于:占用率的加性误差与数据覆盖率的乘性定义不兼容。在缺乏可达性等强假设的情况下,这种不兼容性极易导致指数级误差放大,而我们通过新型技术工具克服了这一难题。当密度特征未知且需从指数级候选集合中学习时,我们的结果也可直接推广至表示学习场景。

0
下载
关闭预览

相关内容

【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
127+阅读 · 2020年11月20日
【干货书】真实机器学习,264页pdf,Real-World Machine Learning
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3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
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Reinforcement Learning: An Introduction 2018第二版 500页
CreateAMind
14+阅读 · 2018年4月27日
【推荐】GAN架构入门综述(资源汇总)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年9月3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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
29+阅读 · 2023年2月10日
Arxiv
12+阅读 · 2023年1月19日
Arxiv
11+阅读 · 2021年12月8日
Arxiv
15+阅读 · 2018年6月23日
VIP会员
最新内容
综述 | OPSD:大语言模型的在线策略自蒸馏
专知会员服务
3+阅读 · 6月1日
帕兰蒂尔Maven:军事人工智能的新纪元
专知会员服务
8+阅读 · 6月1日
超越网格:作战环境对炮兵的影响
专知会员服务
3+阅读 · 5月31日
BES:让语言模型通过双向进化搜索自我改进
专知会员服务
6+阅读 · 5月30日
以色列-美国-伊朗战争中的无人机:关键要点
专知会员服务
8+阅读 · 5月30日
相关VIP内容
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
127+阅读 · 2020年11月20日
【干货书】真实机器学习,264页pdf,Real-World Machine Learning
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3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
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Reinforcement Learning: An Introduction 2018第二版 500页
CreateAMind
14+阅读 · 2018年4月27日
【推荐】GAN架构入门综述(资源汇总)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年9月3日
相关基金
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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员