Despite the considerable potential of reinforcement learning (RL), robotics control tasks predominantly rely on imitation learning (IL) owing to its better sample efficiency. However, given the high cost of collecting extensive demonstrations, RL is still appealing if it can utilize limited imitation data for efficient autonomous self-improvement. Existing RL methods that utilize demonstrations either initialize the replay buffer with demonstrations and oversample them during RL training, which does not benefit from the generalization potential of modern IL methods, or pretrain the RL policy with IL on the demonstrations, which requires additional mechanisms to prevent catastrophic forgetting during RL fine-tuning. We propose imitation bootstrapped reinforcement learning (IBRL), a novel framework that first trains an IL policy on a limited number of demonstrations and then uses it to propose alternative actions for both online exploration and target value bootstrapping. IBRL achieves SoTA performance and sample efficiency on 7 challenging sparse reward continuous control tasks in simulation while learning directly from pixels. As a highlight of our method, IBRL achieves $6.4\times$ higher success rate than RLPD, a strong method that combines the idea of oversampling demonstrations with modern RL improvements, under the budget of 10 demos and 100K interactions in the challenging PickPlaceCan task in the Robomimic benchmark.


翻译:尽管强化学习(RL)具有巨大潜力,但机器人控制任务主要依赖模仿学习(IL),因其样本效率更高。然而,考虑到收集大量示范数据的高昂成本,如果能利用有限的模仿数据进行高效的自主改进,RL仍具吸引力。现有利用示范的RL方法要么用示范初始化回放缓冲区并在RL训练过程中对其过采样(这无法受益于现代IL方法的泛化潜力),要么用IL在示范上预训练RL策略(这需要额外机制来防止RL微调时的灾难性遗忘)。我们提出模仿引导的强化学习(IBRL),这是一种新颖框架:首先在有限数量的示范上训练IL策略,然后将其用于在线探索和目标值引导的替代动作提案。IBRL在模拟环境中直接从像素学习,在7个具有挑战性的稀疏奖励连续控制任务上实现了最先进的性能和样本效率。作为我们方法的亮点,在Robomimic基准测试中具有挑战性的PickPlaceCan任务上,使用10个示范和10万次交互的预算,IBRL的成功率比结合过采样示范思想与现代RL改进的强方法RLPD高出6.4倍。

0
下载
关闭预览

相关内容

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
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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12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
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
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+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
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
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年1月15日
Arxiv
0+阅读 · 2024年1月12日
Arxiv
24+阅读 · 2022年2月4日
Arxiv
14+阅读 · 2021年3月10日
Arxiv
19+阅读 · 2020年7月13日
Arxiv
27+阅读 · 2020年6月19日
Arxiv
15+阅读 · 2020年2月5日
Arxiv
11+阅读 · 2018年5月21日
Arxiv
22+阅读 · 2018年2月14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
8+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
10+阅读 · 6月17日
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
6+阅读 · 6月17日
相关VIP内容
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
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
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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12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
相关论文
Arxiv
0+阅读 · 2024年1月15日
Arxiv
0+阅读 · 2024年1月12日
Arxiv
24+阅读 · 2022年2月4日
Arxiv
14+阅读 · 2021年3月10日
Arxiv
19+阅读 · 2020年7月13日
Arxiv
27+阅读 · 2020年6月19日
Arxiv
15+阅读 · 2020年2月5日
Arxiv
11+阅读 · 2018年5月21日
Arxiv
22+阅读 · 2018年2月14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
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+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
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
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员