In a multi-agent system, agents share their local observations to gain global situational awareness for decision making and collaboration using a message passing system. When to send a message, how to encode a message, and how to leverage the received messages directly affect the effectiveness of the collaboration among agents. When training a multi-agent cooperative game using reinforcement learning (RL), the message passing system needs to be optimized together with the agent policies. This consequently increases the model's complexity and poses significant challenges to the convergence and performance of learning. To address this issue, we propose the Belief-map Assisted Multi-agent System (BAMS), which leverages a neuro-symbolic belief map to enhance training. The belief map decodes the agent's hidden state to provide a symbolic representation of the agent's understanding of the environment and other agent's status. The simplicity of symbolic representation allows the gathering and comparison of the ground truth information with the belief, which provides an additional channel of feedback for the learning. Compared to the sporadic and delayed feedback coming from the reward in RL, the feedback from the belief map is more consistent and reliable. Agents using BAMS can learn a more effective message passing network to better understand each other, resulting in better performance in a cooperative predator and prey game with varying levels of map complexity and compare it to previous multi-agent message passing models. The simulation results showed that BAMS reduced training epochs by 66\%, and agents who apply the BAMS model completed the game with 34.62\% fewer steps on average.


翻译:在多智能体系统中,智能体通过消息传递系统共享局部观测信息,以获取全局态势感知,从而进行决策与协作。何时发送消息、如何编码消息以及如何利用接收到的消息,直接影响智能体间的协作效能。在使用强化学习训练多智能体协作博弈时,消息传递系统需与智能体策略共同优化,这增加了模型的复杂性,并对学习的收敛性与性能提出了重大挑战。为解决该问题,我们提出信念图辅助多智能体系统,该系统利用神经符号信念图来增强训练效果。信念图通过解码智能体的隐藏状态,提供其对环境及其他智能体状态的符号化表征。符号表征的简洁性使得能够收集真实信息并与信念进行比较,从而为学习提供额外的反馈通道。相较于强化学习中来自奖励的稀疏且延迟的反馈,信念图提供的反馈更为一致可靠。采用BAMS的智能体能够学习到更高效的消息传递网络,从而更好地相互理解,在具有不同地图复杂度的协作捕食者-猎物博弈中表现出更优性能,并与先前的多智能体消息传递模型进行了对比。仿真结果表明,BAMS将训练周期减少了66%,且应用BAMS模型的智能体完成游戏的平均步数减少了34.62%。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+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
【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
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
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
47+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
2+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
3+阅读 · 6月23日
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
5+阅读 · 6月23日
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
4+阅读 · 6月23日
综述 | 3D场景图:开放挑战与未来方向
专知会员服务
8+阅读 · 6月22日
21世纪的无人机战争
专知会员服务
4+阅读 · 6月22日
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
5+阅读 · 6月22日
相关VIP内容
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
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
47+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
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员