We study high-dimensional multi-armed contextual bandits with batched feedback where the $T$ steps of online interactions are divided into $L$ batches. In specific, each batch collects data according to a policy that depends on previous batches and the rewards are revealed only at the end of the batch. Such a feedback structure is popular in applications such as personalized medicine and online advertisement, where the online data often do not arrive in a fully serial manner. We consider high-dimensional and linear settings where the reward function of the bandit model admits either a sparse or low-rank structure and ask how small a number of batches are needed for a comparable performance with fully dynamic data in which $L = T$. For these settings, we design a provably sample-efficient algorithm which achieves a $ \mathcal{\tilde O}(s_0^2 \log^2 T)$ regret in the sparse case and $ \mathcal{\tilde O} ( r ^2 \log^2 T)$ regret in the low-rank case, using only $L = \mathcal{O}( \log T)$ batches. Here $s_0$ and $r$ are the sparsity and rank of the reward parameter in sparse and low-rank cases, respectively, and $ \mathcal{\tilde O}(\cdot)$ omits logarithmic factors involving the feature dimensions. In other words, our algorithm achieves regret bounds comparable to those in fully sequential setting with only $\mathcal{O}( \log T)$ batches. Our algorithm features a novel batch allocation method that adjusts the batch sizes according to the estimation accuracy within each batch and cumulative regret. Furthermore, we also conduct experiments with synthetic and real-world data to validate our theory.


翻译:我们研究具有批处理反馈的高维多臂上下文赌博机问题,其中$T$步在线交互被划分为$L$个批次。具体而言,每个批次根据依赖于先前批次的策略收集数据,且奖励仅在批次结束时揭示。这种反馈结构在个性化医疗和在线广告等应用中十分普遍,这些场景中的在线数据通常并非完全按顺序到达。我们考虑赌博机模型的奖励函数具有稀疏或低秩结构的高维线性设定,并探究相较于完全动态数据(即$L = T$)的情况,需要多少批次才能达到可比性能。针对这些设定,我们设计了一种可证明样本高效的算法,在稀疏情况下实现$\mathcal{\tilde O}(s_0^2 \log^2 T)$的遗憾值,在低秩情况下实现$\mathcal{\tilde O}(r^2 \log^2 T)$的遗憾值,且仅需$L = \mathcal{O}(\log T)$个批次。其中$s_0$和$r$分别表示稀疏和低秩情况下奖励参数的稀疏度和秩,而$\mathcal{\tilde O}(\cdot)$省略了涉及特征维度的对数项。换言之,我们的算法仅需$\mathcal{O}(\log T)$个批次即可达到与完全顺序设定相当的遗憾界。该算法的核心创新在于一种新颖的批次分配方法,可根据每个批次内的估计精度和累积遗憾动态调整批次大小。此外,我们通过合成数据与真实数据实验验证了理论结果。

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
【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
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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+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
1+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
0+阅读 · 2024年1月11日
Arxiv
11+阅读 · 2018年4月8日
VIP会员
最新内容
综述 | 从问答到任务完成:Agent系统与Harness设计
专知会员服务
1+阅读 · 今天16:54
Agentic RL:框架、实践与长程智能体训练
专知会员服务
1+阅读 · 今天16:52
重新思考无人机时代的生存能力
专知会员服务
5+阅读 · 今天7:44
装甲突击旅:现代战争思考、战斗与组织
专知会员服务
4+阅读 · 今天7:28
在人工智能加速决策环境中拓展OODA循环
专知会员服务
4+阅读 · 今天7:18
军事欺骗:供作战战术指挥官使用的工具
专知会员服务
4+阅读 · 今天7:03
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
6+阅读 · 6月23日
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
10+阅读 · 6月23日
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
5+阅读 · 6月23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
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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+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
1+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