Sample-efficient offline reinforcement learning (RL) with linear function approximation has recently been studied extensively. Much of prior work has yielded the minimax-optimal bound of $\tilde{\mathcal{O}}(\frac{1}{\sqrt{K}})$, with $K$ being the number of episodes in the offline data. In this work, we seek to understand instance-dependent bounds for offline RL with function approximation. We present an algorithm called Bootstrapped and Constrained Pessimistic Value Iteration (BCP-VI), which leverages data bootstrapping and constrained optimization on top of pessimism. We show that under a partial data coverage assumption, that of \emph{concentrability} with respect to an optimal policy, the proposed algorithm yields a fast rate of $\tilde{\mathcal{O}}(\frac{1}{K})$ for offline RL when there is a positive gap in the optimal Q-value functions, even when the offline data were adaptively collected. Moreover, when the linear features of the optimal actions in the states reachable by an optimal policy span those reachable by the behavior policy and the optimal actions are unique, offline RL achieves absolute zero sub-optimality error when $K$ exceeds a (finite) instance-dependent threshold. To the best of our knowledge, these are the first $\tilde{\mathcal{O}}(\frac{1}{K})$ bound and absolute zero sub-optimality bound respectively for offline RL with linear function approximation from adaptive data with partial coverage. We also provide instance-agnostic and instance-dependent information-theoretical lower bounds to complement our upper bounds.


翻译:样本高效的离线强化学习(RL)与线性函数逼近近年来得到了广泛研究。先前的大量工作已给出极小化最优界 $\tilde{\mathcal{O}}(\frac{1}{\sqrt{K}})$,其中 $K$ 为离线数据中的回合数。本文旨在理解函数逼近下离线强化学习的实例相关界。我们提出了一种名为"自举约束悲观值迭代"(BCP-VI)的算法,该算法在悲观主义基础上利用数据自举和约束优化。我们证明,在部分数据覆盖假设(即关于最优策略的*可集中性*)下,当最优Q值函数存在正间隙时,即使离线数据是通过自适应方式收集的,所提算法也能为离线RL提供 $\tilde{\mathcal{O}}(\frac{1}{K})$ 的快速收敛率。此外,当最优策略可达到状态中最优动作的线性特征张成行为策略可达到状态的特征空间,且最优动作唯一时,若 $K$ 超过某个(有限的)实例相关阈值,离线RL可实现绝对零次优误差。据我们所知,这是针对具有线性函数逼近的离线RL,在自适应数据部分覆盖场景下,首次分别获得 $\tilde{\mathcal{O}}(\frac{1}{K})$ 界和绝对零次优界。我们还提供了实例无关与实例相关的信息论下界,以补充我们的上界结果。

0
下载
关闭预览

相关内容

【2023新书】使用Python进行统计和数据可视化,554页pdf
专知会员服务
130+阅读 · 2023年1月29日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14日
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
深度强化学习策略梯度教程,53页ppt
专知会员服务
184+阅读 · 2020年2月1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
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
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2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 · 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
3+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
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
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年3月15日
Arxiv
11+阅读 · 2020年12月2日
A Multi-Objective Deep Reinforcement Learning Framework
VIP会员
最新内容
AgentOps综述:智能体系统运维框架
专知会员服务
7+阅读 · 6月4日
《美陆军最新条令:兵力防护》
专知会员服务
8+阅读 · 6月4日
《人工智能的挑战:算法战的想象与现实》
专知会员服务
8+阅读 · 6月4日
首场人工智能战争:Maven如何重塑武装冲突
专知会员服务
5+阅读 · 6月4日
《通往人工通用智能之路上的均衡策略》
专知会员服务
7+阅读 · 6月3日
《Palantir的科技生态系统》
专知会员服务
20+阅读 · 6月2日
相关VIP内容
【2023新书】使用Python进行统计和数据可视化,554页pdf
专知会员服务
130+阅读 · 2023年1月29日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14日
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
深度强化学习策略梯度教程,53页ppt
专知会员服务
184+阅读 · 2020年2月1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
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
相关资讯
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
相关基金
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 · 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
3+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
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
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