We consider the problem of learning a control policy that is robust against the parameter mismatches between the training environment and testing environment. We formulate this as a distributionally robust reinforcement learning (DR-RL) problem where the objective is to learn the policy which maximizes the value function against the worst possible stochastic model of the environment in an uncertainty set. We focus on the tabular episodic learning setting where the algorithm has access to a generative model of the nominal (training) environment around which the uncertainty set is defined. We propose the Robust Phased Value Learning (RPVL) algorithm to solve this problem for the uncertainty sets specified by four different divergences: total variation, chi-square, Kullback-Leibler, and Wasserstein. We show that our algorithm achieves $\tilde{\mathcal{O}}(|\mathcal{S}||\mathcal{A}| H^{5})$ sample complexity, which is uniformly better than the existing results by a factor of $|\mathcal{S}|$, where $|\mathcal{S}|$ is number of states, $|\mathcal{A}|$ is the number of actions, and $H$ is the horizon length. We also provide the first-ever sample complexity result for the Wasserstein uncertainty set. Finally, we demonstrate the performance of our algorithm using simulation experiments.


翻译:我们研究在训练环境与测试环境的参数不匹配下学习鲁棒控制策略的问题。我们将此问题建模为分布鲁棒强化学习(DR-RL)问题,其目标是在一个不确定性集合中,针对环境最坏可能的随机模型,学习能最大化值函数的策略。我们重点研究表格型情节式学习场景,其中算法能够访问名义(训练)环境(围绕其定义不确定性集合)的生成模型。我们提出鲁棒分段值学习(RPVL)算法,用于解决由四种不同散度(全变差、卡方、KL散度和Wasserstein)指定不确定性集合下的该问题。我们证明该算法达到$\tilde{\mathcal{O}}(|\mathcal{S}||\mathcal{A}| H^{5})$的样本复杂度,相比于现有结果在系数$|\mathcal{S}|$上一致更优,其中$|\mathcal{S}|$是状态数,$|\mathcal{A}|$是动作数,$H$是情节长度。我们还首次给出了Wasserstein不确定性集合的样本复杂度结果。最后,通过仿真实验展示了算法的性能。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14日
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
129+阅读 · 2020年11月20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
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17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
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10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
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1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
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9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 · 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
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
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年7月7日
VIP会员
最新内容
俄乌无人机战争的六大启示
专知会员服务
10+阅读 · 8月3日
《无人机空中监控:通信实验洞察》
专知会员服务
8+阅读 · 8月3日
从采集到决策:美军视角下的战术情报范式重构
《履带式无人地面战车技术发展现状》
专知会员服务
8+阅读 · 8月2日
《无人机脆弱性利用:网络空间力量的新域》
专知会员服务
10+阅读 · 8月1日
相关VIP内容
不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14日
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
129+阅读 · 2020年11月20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
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17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
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10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
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1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
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9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 · 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
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
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员