Anytime multi-agent path finding (MAPF) is a promising approach to scalable path optimization in large-scale multi-agent systems. State-of-the-art anytime MAPF is based on Large Neighborhood Search (LNS), where a fast initial solution is iteratively optimized by destroying and repairing a fixed number of parts, i.e., the neighborhood, of the solution, using randomized destroy heuristics and prioritized planning. Despite their recent success in various MAPF instances, current LNS-based approaches lack exploration and flexibility due to greedy optimization with a fixed neighborhood size which can lead to low quality solutions in general. So far, these limitations have been addressed with extensive prior effort in tuning or offline machine learning beyond actual planning. In this paper, we focus on online learning in LNS and propose Bandit-based Adaptive LArge Neighborhood search Combined with Exploration (BALANCE). BALANCE uses a bi-level multi-armed bandit scheme to adapt the selection of destroy heuristics and neighborhood sizes on the fly during search. We evaluate BALANCE on multiple maps from the MAPF benchmark set and empirically demonstrate cost improvements of at least 50% compared to state-of-the-art anytime MAPF in large-scale scenarios. We find that Thompson Sampling performs particularly well compared to alternative multi-armed bandit algorithms.


翻译:任意时刻多智能体路径规划(MAPF)是实现大规模多智能体系统可扩展路径优化的有效方法。当前最先进的任意时刻MAPF方法基于大邻域搜索(LNS),通过随机破坏启发式算法和优先级规划,对快速生成的初始解进行迭代优化——每次固定破坏并修复解结构中的若干部分(即邻域)。尽管该方法在多种MAPF场景中取得了成功,但其基于固定邻域大小的贪婪优化策略缺乏探索性和灵活性,易导致整体解质量偏低。目前,这些局限性主要通过规划之外的离线调参或机器学习方法解决。本文聚焦LNS中的在线学习,提出基于多臂赌博机的自适应大邻域搜索(BALANCE)。BALANCE采用双层多臂赌博机架构,在搜索过程中动态适应破坏启发式算法与邻域大小的选择。我们在MAPF基准测试集的多张地图上评估BALANCE,实验表明在大规模场景中,相较现有最先进任意时刻MAPF方法,BALANCE至少降低50%的路径成本。研究发现,与替代多臂赌博机算法相比,汤普森采样表现出更优性能。

0
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
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+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
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
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
18+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
4+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
3+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 · 2024年2月15日
Arxiv
0+阅读 · 2024年2月14日
VIP会员
最新内容
非对称防御中的自组织临界性:俄乌战争
专知会员服务
1+阅读 · 56分钟前
《战争中的大语言模型监管》
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:26
边缘计算的军事应用
专知会员服务
7+阅读 · 8月9日
一种考虑资源机动性的武器目标分配混合算法
专知会员服务
9+阅读 · 8月8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
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
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
18+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
4+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
3+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