One of the main challenges in imitation learning is determining what action an agent should take when outside the state distribution of the demonstrations. Inverse reinforcement learning (IRL) can enable generalization to new states by learning a parameterized reward function, but these approaches still face uncertainty over the true reward function and corresponding optimal policy. Existing safe imitation learning approaches based on IRL deal with this uncertainty using a maxmin framework that optimizes a policy under the assumption of an adversarial reward function, whereas risk-neutral IRL approaches either optimize a policy for the mean or MAP reward function. While completely ignoring risk can lead to overly aggressive and unsafe policies, optimizing in a fully adversarial sense is also problematic as it can lead to overly conservative policies that perform poorly in practice. To provide a bridge between these two extremes, we propose Bayesian Robust Optimization for Imitation Learning (BROIL). BROIL leverages Bayesian reward function inference and a user specific risk tolerance to efficiently optimize a robust policy that balances expected return and conditional value at risk. Our empirical results show that BROIL provides a natural way to interpolate between return-maximizing and risk-minimizing behaviors and outperforms existing risk-sensitive and risk-neutral inverse reinforcement learning algorithms. Code is available at https://github.com/dsbrown1331/broil.


翻译:模仿学习的主要挑战之一在于,当智能体处于演示状态分布之外时,如何确定其应执行的动作。逆强化学习(IRL)通过学习参数化奖励函数可实现对新状态的泛化,但这些方法仍面临真实奖励函数及相应最优策略的不确定性。现有基于IRL的安全模仿学习方法通过极大极小框架处理这种不确定性——该框架假设存在对抗性奖励函数并据此优化策略,而风险中性的IRL方法则针对均值或最大后验奖励函数优化策略。完全忽略风险可能导致过于激进且不安全的策略,但纯粹以对抗性方式优化也存在问题,因为这会催生过度保守的策略,在实际应用中表现欠佳。为在这两种极端之间架起桥梁,我们提出基于贝叶斯鲁棒优化的模仿学习(BROIL)。BROIL利用贝叶斯奖励函数推断与用户特定的风险容忍度,高效优化能平衡预期回报与条件风险价值的鲁棒策略。实证结果表明,BROIL提供了一种在收益最大化与风险最小化行为之间自然插值的途径,其性能优于现有风险敏感与风险中性逆强化学习算法。代码已开源:https://github.com/dsbrown1331/broil。

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
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
开源书:PyTorch深度学习起步
专知会员服务
51+阅读 · 2019年10月11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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
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
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年3月31日
Arxiv
23+阅读 · 2022年2月24日
Arxiv
11+阅读 · 2019年4月15日
A Survey on Deep Transfer Learning
Arxiv
11+阅读 · 2018年8月6日
Relational Deep Reinforcement Learning
Arxiv
10+阅读 · 2018年6月28日
Arxiv
15+阅读 · 2018年2月4日
VIP会员
最新内容
《通过小型无人机系统将情报能力“作战化”》
消耗优势:美军的“精确规模化”概念
专知会员服务
8+阅读 · 6月15日
《离线语言支持系统:面向空战战术决策》
专知会员服务
10+阅读 · 6月15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
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
开源书:PyTorch深度学习起步
专知会员服务
51+阅读 · 2019年10月11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
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
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3月31日
Arxiv
23+阅读 · 2022年2月24日
Arxiv
11+阅读 · 2019年4月15日
A Survey on Deep Transfer Learning
Arxiv
11+阅读 · 2018年8月6日
Relational Deep Reinforcement Learning
Arxiv
10+阅读 · 2018年6月28日
Arxiv
15+阅读 · 2018年2月4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
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
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员