In recommender system or crowdsourcing applications of online learning, a human's preferences or abilities are often a function of the algorithm's recent actions. Motivated by this, a significant line of work has formalized settings where an action's loss is a function of the number of times that action was recently played in the prior $m$ timesteps, where $m$ corresponds to a bound on human memory capacity. To more faithfully capture decay of human memory with time, we introduce the Weighted Tallying Bandit (WTB), which generalizes this setting by requiring that an action's loss is a function of a \emph{weighted} summation of the number of times that arm was played in the last $m$ timesteps. This WTB setting is intractable without further assumption. So we study it under Repeated Exposure Optimality (REO), a condition motivated by the literature on human physiology, which requires the existence of an action that when repetitively played will eventually yield smaller loss than any other sequence of actions. We study the minimization of the complete policy regret (CPR), which is the strongest notion of regret, in WTB under REO. Since $m$ is typically unknown, we assume we only have access to an upper bound $M$ on $m$. We show that for problems with $K$ actions and horizon $T$, a simple modification of the successive elimination algorithm has $O \left( \sqrt{KT} + (m+M)K \right)$ CPR. Interestingly, upto an additive (in lieu of mutliplicative) factor in $(m+M)K$, this recovers the classical guarantee for the simpler stochastic multi-armed bandit with traditional regret. We additionally show that in our setting, any algorithm will suffer additive CPR of $\Omega \left( mK + M \right)$, demonstrating our result is nearly optimal. Our algorithm is computationally efficient, and we experimentally demonstrate its practicality and superiority over natural baselines.


翻译:在推荐系统或众包等在线学习应用中,人类偏好或能力往往取决于算法近期采取的动作。受此启发,一系列重要工作将动作损失形式化为该动作在前$m$个时间步内被选中的次数的函数,其中$m$对应人类记忆容量的界限。为更真实地刻画人类记忆随时间衰减的特性,我们提出了加权统计老虎机(WTB)模型。该模型要求动作损失是前$m$个时间步内该臂被选中次数的加权求和函数,从而推广了原有设定。若不引入额外假设,WTB问题难以求解。为此,我们在重复暴露最优性(REO)条件下对其进行研究——该条件受人类生理学文献启发,要求存在某个动作,当其被重复执行时终将比任何其他动作序列产生更小的损失。我们针对REO条件下的WTB模型,研究完整策略遗憾(CPR)的最小化问题——这是最严格的遗憾定义。由于$m$通常未知,我们假设仅能获得其上限$M$。研究表明,对于含$K个动作、时间范围为$T$的问题,对连续消除算法进行简单修改后,其CPR可达$O(\sqrt{KT} + (m+M)K)$。值得注意的是,与经典随机多臂老虎机传统遗憾的界相比,本结果仅相差$(m+M)K$的加性因子(而非乘性因子)。此外,我们证明了在此设定下任何算法的CPR必然达到$\Omega(mK + M)$的下界,表明所提结果近乎最优。本算法计算高效,实验验证了其实用性及相较于自然基准方法的优越性。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28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
【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
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1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
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8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 · 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 · 2011年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年6月20日
Arxiv
0+阅读 · 2023年6月15日
VIP会员
最新内容
战力倍增器:自主武器系统与乌克兰及加沙冲突
人工智能赋能战场情报:提速决策进程
专知会员服务
2+阅读 · 7月17日
《拥抱新兴技术:面向未来军官的教育革新》
专知会员服务
5+阅读 · 7月17日
《无人地面战车(UGV)的崛起》报告
专知会员服务
7+阅读 · 7月16日
相关VIP内容
不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28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
【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
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
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1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
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8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 · 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 · 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 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员