This paper presents new machine learning approaches to approximate the solutions of optimal stopping problems. The key idea of these methods is to use neural networks, where the parameters of the hidden layers are generated randomly and only the last layer is trained, in order to approximate the continuation value. Our approaches are applicable to high dimensional problems where the existing approaches become increasingly impractical. In addition, since our approaches can be optimized using simple linear regression, they are easy to implement and theoretical guarantees are provided. Our randomized reinforcement learning approach and randomized recurrent neural network approach outperform the state-of-the-art and other relevant machine learning approaches in Markovian and non-Markovian examples, respectively. In particular, we test our approaches on Black-Scholes, Heston, rough Heston and fractional Brownian motion. Moreover, we show that they can also be used to efficiently compute Greeks of American options.


翻译:本文提出了新的机器学习方法来逼近最优停时问题的解。这些方法的核心思想是利用神经网络——其中隐藏层参数随机生成,仅训练最后一层——来逼近延续价值。我们的方法适用于现有方法日益不实用化的高维问题。此外,由于可采用简单线性回归进行优化,这些方法易于实现,并提供了理论保证。我们的随机化强化学习方法和随机化循环神经网络方法分别在马尔可夫与非马尔可夫示例中超越了现有最优技术及其他相关机器学习方法。特别地,我们在Black-Scholes、Heston、粗糙Heston及分数布朗运动模型上进行了测试。此外,我们还证明了这些方法可有效用于计算美式期权的希腊值。

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神经网络(Neural Networks)是世界上三个最古老的神经建模学会的档案期刊:国际神经网络学会(INNS)、欧洲神经网络学会(ENNS)和日本神经网络学会(JNNS)。神经网络提供了一个论坛,以发展和培育一个国际社会的学者和实践者感兴趣的所有方面的神经网络和相关方法的计算智能。神经网络欢迎高质量论文的提交,有助于全面的神经网络研究,从行为和大脑建模,学习算法,通过数学和计算分析,系统的工程和技术应用,大量使用神经网络的概念和技术。这一独特而广泛的范围促进了生物和技术研究之间的思想交流,并有助于促进对生物启发的计算智能感兴趣的跨学科社区的发展。因此,神经网络编委会代表的专家领域包括心理学,神经生物学,计算机科学,工程,数学,物理。该杂志发表文章、信件和评论以及给编辑的信件、社论、时事、软件调查和专利信息。文章发表在五个部分之一:认知科学,神经科学,学习系统,数学和计算分析、工程和应用。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/nn/
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