The distributional reinforcement learning (RL) approach advocates for representing the complete probability distribution of the random return instead of only modelling its expectation. A distributional RL algorithm may be characterised by two main components, namely the representation of the distribution together with its parameterisation and the probability metric defining the loss. The present research work considers the unconstrained monotonic neural network (UMNN) architecture, a universal approximator of continuous monotonic functions which is particularly well suited for modelling different representations of a distribution. This property enables the efficient decoupling of the effect of the function approximator class from that of the probability metric. The research paper firstly introduces a methodology for learning different representations of the random return distribution (PDF, CDF and QF). Secondly, a novel distributional RL algorithm named unconstrained monotonic deep Q-network (UMDQN) is presented. To the authors' knowledge, it is the first distributional RL method supporting the learning of three, valid and continuous representations of the random return distribution. Lastly, in light of this new algorithm, an empirical comparison is performed between three probability quasi-metrics, namely the Kullback-Leibler divergence, Cramer distance, and Wasserstein distance. The results highlight the main strengths and weaknesses associated with each probability metric together with an important limitation of the Wasserstein distance.


翻译:分布强化学习(RL)方法主张表征随机回报的完整概率分布,而非仅建模其期望。分布强化学习算法的特征可归结为两个主要组成部分:分布的表示及其参数化方式,以及定义损失的概率度量。本研究采用无约束单调神经网络(UMNN)架构——一种连续单调函数的通用逼近器,特别适合建模分布的不同表示形式。该特性能够有效解耦函数逼近器类别与概率度量的影响。本文首先提出一种学习随机回报分布不同表示(PDF、CDF和QF)的方法论,继而引入名为无约束单调深度Q网络(UMDQN)的新型分布强化学习算法。据作者所知,这是首个支持学习随机回报分布三种有效的连续表示形式的分布RL方法。最后,基于该新算法,对三种概率拟度量——Kullback-Leibler散度、Cramer距离和Wasserstein距离——进行了实证比较。研究结果揭示了每种概率度量的主要优劣特性,并指出Wasserstein距离的重要局限性。

0
下载
关闭预览

相关内容

【新书】分布式强化学习,280页pdf
专知会员服务
162+阅读 · 2021年12月19日
神经网络的拓扑结构,TOPOLOGY OF DEEP NEURAL NETWORKS
专知会员服务
35+阅读 · 2020年4月15日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+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
Multi-Task Learning的几篇综述文章
深度学习自然语言处理
15+阅读 · 2020年6月15日
图机器学习 2.2-2.4 Properties of Networks, Random Graph
图与推荐
10+阅读 · 2020年3月28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
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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Reinforcement Learning: An Introduction 2018第二版 500页
CreateAMind
14+阅读 · 2018年4月27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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+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 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2012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
3+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月9日
Arxiv
12+阅读 · 2023年1月19日
Arxiv
15+阅读 · 2022年6月14日
VIP会员
最新内容
为初级军官战术训练设计生成式人工智能平台
专知会员服务
3+阅读 · 今天6:43
《美军条令:作战伤员后送保障》
专知会员服务
3+阅读 · 今天6:38
《美空军条令出版物 4-0,维持》
专知会员服务
2+阅读 · 今天6:32
《基于仿真的空军任务规划优化》
专知会员服务
2+阅读 · 今天6:21
CVPR 2026教程:统一多模态模型走向收敛之路
专知会员服务
6+阅读 · 6月8日
《人工智能在网络防御中的机遇》
专知会员服务
6+阅读 · 6月8日
相关资讯
Multi-Task Learning的几篇综述文章
深度学习自然语言处理
15+阅读 · 2020年6月15日
图机器学习 2.2-2.4 Properties of Networks, Random Graph
图与推荐
10+阅读 · 2020年3月28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
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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Reinforcement Learning: An Introduction 2018第二版 500页
CreateAMind
14+阅读 · 2018年4月27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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+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 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2012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
3+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员