Recent benchmarks for memory-augmented reinforcement learning (RL) have introduced partially observable Markov decision process (POMDP) environments in which agents must use historical observations to make decisions. However, these benchmarks often lack fine-grained control over the challenges posed to memory models. Synthetic environments offer a solution, enabling precise manipulation of environment dynamics for rigorous and interpretable evaluation of memory-augmented RL. This paper advances the design of such customizable POMDPs with three key contributions: (1) a theoretical framework for analyzing POMDPs based on Memory Demand Structure (MDS) and related concepts; (2) a methodology using linear dynamics, state aggregation, and reward redistribution to construct POMDPs with predefined MDS; and (3) a suite of lightweight, scalable POMDP environments with tunable difficulty, grounded in our theoretical insights. Overall, our work clarifies core challenges in partially observable RL, offers principled guidelines for POMDP design, and aids in selecting and developing suitable memory architectures for RL tasks.


翻译:近期针对记忆增强强化学习(RL)的基准测试引入了部分可观测马尔可夫决策过程(POMDP)环境,其中智能体必须利用历史观测信息进行决策。然而,这些基准测试通常缺乏对记忆模型所面临挑战的精细控制。合成环境提供了一种解决方案,能够精确调控环境动态,从而对记忆增强强化学习进行严格且可解释的评估。本文通过三项关键贡献推进了此类可定制POMDP的设计:(1)提出了基于记忆需求结构(MDS)及相关概念的POMDP理论分析框架;(2)建立了一种利用线性动力学、状态聚合与奖励再分配来构建具有预定义MDS的POMDP的方法论;(3)基于理论洞见开发了一套轻量级、可扩展且难度可调的POMDP环境套件。总体而言,我们的工作厘清了部分可观测强化学习的核心挑战,为POMDP设计提供了规范化指导原则,并有助于为强化学习任务选择与开发合适的记忆架构。

0
下载
关闭预览

相关内容

面向大语言模型的智能体化强化学习图景:综述
专知会员服务
57+阅读 · 2025年9月3日
《战斗模拟中的强化学习》
专知会员服务
44+阅读 · 2024年12月10日
基于模型的强化学习综述
专知会员服务
48+阅读 · 2023年1月9日
【NeurIPS2022】通过模型转换的可解释强化学习
专知会员服务
38+阅读 · 2022年10月4日
谷歌大脑《自动强化学习》教程,81页ppt!
专知会员服务
68+阅读 · 2022年8月15日
「基于通信的多智能体强化学习」 进展综述
基于模型的强化学习综述
专知
42+阅读 · 2022年7月13日
【MIT博士论文】数据高效强化学习,176页pdf
多智能体强化学习(MARL)近年研究概览
PaperWeekly
39+阅读 · 2020年3月15日
PlaNet 简介:用于强化学习的深度规划网络
谷歌开发者
13+阅读 · 2019年3月16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
6+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
44+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
7+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
11+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
23+阅读 · 2009年12月31日
VIP会员
相关主题
最新内容
反制无人机:乌克兰提供的五点启示
专知会员服务
10+阅读 · 9月23日
《各指挥层级均亟需红队能力》报告
专知会员服务
8+阅读 · 9月23日
《航电任务系统框架(FAMOS)》50页报告
专知会员服务
5+阅读 · 9月22日
《对抗行动中的人工智能与自主性》智库报告
专知会员服务
11+阅读 · 9月22日
《从数据到胜利:战争中的分析优势之争》
专知会员服务
12+阅读 · 9月22日
战争不仅需要机器人:人类仍不可或缺
专知会员服务
6+阅读 · 9月21日
《描绘美国防部创新基础设施的未来蓝图》100页
专知会员服务
12+阅读 · 9月21日
相关基金
国家自然科学基金
6+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
44+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
7+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
11+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
23+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员