We consider a novel stochastic multi-armed bandit setting, where playing an arm makes it unavailable for a fixed number of time slots thereafter. This models situations where reusing an arm too often is undesirable (e.g. making the same product recommendation repeatedly) or infeasible (e.g. compute job scheduling on machines). We show that with prior knowledge of the rewards and delays of all the arms, the problem of optimizing cumulative reward does not admit any pseudo-polynomial time algorithm (in the number of arms) unless randomized exponential time hypothesis is false, by mapping to the PINWHEEL scheduling problem. Subsequently, we show that a simple greedy algorithm that plays the available arm with the highest reward is asymptotically $(1-1/e)$ optimal. When the rewards are unknown, we design a UCB based algorithm which is shown to have $c \log T + o(\log T)$ cumulative regret against the greedy algorithm, leveraging the free exploration of arms due to the unavailability. Finally, when all the delays are equal the problem reduces to Combinatorial Semi-bandits providing us with a lower bound of $c' \log T+ \omega(\log T)$.


翻译:我们研究一种新颖的随机多臂老虎机设定:拉动某个臂后,该臂将在后续固定数量的时间槽内不可用。这种设定模拟了两种场景:过度重复使用同一臂是不理想的(例如重复推荐相同产品),或不可行的(例如计算机器上的计算任务调度)。通过将问题映射至PINWHEEL调度问题,我们证明:若已知所有臂的奖励值与延迟参数,则累积奖励优化问题不存在任何伪多项式时间算法(以臂的数量为规模),除非随机指数时间假说不成立。随后,我们证明一种简单的贪心算法——每次选择当前可用臂中奖励最高者——具有渐近$(1-1/e)$的最优性。当奖励未知时,我们设计了一种基于UCB的算法,该算法利用臂不可用性带来的免费探索机会,实现了相对于贪心算法的$c \log T + o(\log T)$累积遗憾界。最后,当所有延迟相等时,该问题可简化为组合半老虎机模型,由此我们推导出$c' \log T+ \omega(\log T)$的遗憾下界。

0
下载
关闭预览

相关内容

【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+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
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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
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
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
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
12+阅读 · 2023年5月22日
Arxiv
18+阅读 · 2022年11月21日
Arxiv
31+阅读 · 2021年6月30日
Arxiv
17+阅读 · 2021年3月29日
Arxiv
12+阅读 · 2020年12月10日
Arxiv
45+阅读 · 2019年12月20日
Arxiv
12+阅读 · 2019年2月26日
Simplifying Graph Convolutional Networks
Arxiv
12+阅读 · 2019年2月19日
Arxiv
24+阅读 · 2018年10月24日
Arxiv
11+阅读 · 2018年5月13日
VIP会员
最新内容
《人工智能能通过美国陆军战争学院吗?》报告
专知会员服务
0+阅读 · 今天14:38
军事域人工智能驱动系统的治理
专知会员服务
0+阅读 · 今天14:27
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
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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
相关论文
Arxiv
12+阅读 · 2023年5月22日
Arxiv
18+阅读 · 2022年11月21日
Arxiv
31+阅读 · 2021年6月30日
Arxiv
17+阅读 · 2021年3月29日
Arxiv
12+阅读 · 2020年12月10日
Arxiv
45+阅读 · 2019年12月20日
Arxiv
12+阅读 · 2019年2月26日
Simplifying Graph Convolutional Networks
Arxiv
12+阅读 · 2019年2月19日
Arxiv
24+阅读 · 2018年10月24日
Arxiv
11+阅读 · 2018年5月13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
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
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
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员