Reinforcement learning (RL) agents have long sought to approach the efficiency of human learning. Humans are great observers who can learn by aggregating external knowledge from various sources, including observations from others' policies of attempting a task. Prior studies in RL have incorporated external knowledge policies to help agents improve sample efficiency. However, it remains non-trivial to perform arbitrary combinations and replacements of those policies, an essential feature for generalization and transferability. In this work, we present Knowledge-Grounded RL (KGRL), an RL paradigm fusing multiple knowledge policies and aiming for human-like efficiency and flexibility. We propose a new actor architecture for KGRL, Knowledge-Inclusive Attention Network (KIAN), which allows free knowledge rearrangement due to embedding-based attentive action prediction. KIAN also addresses entropy imbalance, a problem arising in maximum entropy KGRL that hinders an agent from efficiently exploring the environment, through a new design of policy distributions. The experimental results demonstrate that KIAN outperforms alternative methods incorporating external knowledge policies and achieves efficient and flexible learning. Our implementation is available at https://github.com/Pascalson/KGRL.git


翻译:强化学习(RL)智能体长期以来一直追求接近人类学习效率的目标。人类是出色的观察者,能够通过聚合来自各种来源的外部知识进行学习,包括观察他人尝试任务时的策略。以往强化学习研究中已引入外部知识策略来帮助智能体提升样本效率。然而,如何实现这些策略的任意组合与替换仍具挑战性——这一特性对于泛化与迁移能力至关重要。本文提出知识引导强化学习(KGRL),一种融合多种知识策略并追求类人效率与灵活性的强化学习范式。我们为KGRL设计了一种新的智能体架构——知识包容注意力网络(KIAN),其通过基于嵌入的注意力动作预测实现知识的自由重组。针对最大熵KGRL中阻碍智能体高效探索环境的熵失衡问题,KIAN通过策略分布的新型设计予以解决。实验结果表明,KIAN在融合外部知识策略方面优于对比方法,并实现了高效且灵活的学习。我们的实现代码已开源:https://github.com/Pascalson/KGRL.git

0
下载
关闭预览

相关内容

通过学习、实践或探索所获得的认识、判断或技能。
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
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
【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
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29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
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
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
38+阅读 · 2020年12月2日
Arxiv
10+阅读 · 2020年6月12日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
0+阅读 · 5分钟前
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
2+阅读 · 今天13:50
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
2+阅读 · 今天13:33
《通过小型无人机系统将情报能力“作战化”》
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
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29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
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
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员