We study Markov potential games under the infinite horizon average reward criterion. Most previous studies have been for discounted rewards. We prove that both algorithms based on independent policy gradient and independent natural policy gradient converge globally to a Nash equilibrium for the average reward criterion. To set the stage for gradient-based methods, we first establish that the average reward is a smooth function of policies and provide sensitivity bounds for the differential value functions, under certain conditions on ergodicity and the second largest eigenvalue of the underlying Markov decision process (MDP). We prove that three algorithms, policy gradient, proximal-Q, and natural policy gradient (NPG), converge to an $\epsilon$-Nash equilibrium with time complexity $O(\frac{1}{\epsilon^2})$, given a gradient/differential Q function oracle. When policy gradients have to be estimated, we propose an algorithm with $\tilde{O}(\frac{1}{\min_{s,a}\pi(a|s)\delta})$ sample complexity to achieve $\delta$ approximation error w.r.t~the $\ell_2$ norm. Equipped with the estimator, we derive the first sample complexity analysis for a policy gradient ascent algorithm, featuring a sample complexity of $\tilde{O}(1/\epsilon^5)$. Simulation studies are presented.


翻译:暂无翻译

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
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22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
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
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 · 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
13+阅读 · 2020年10月19日
Learning Embedding Adaptation for Few-Shot Learning
Arxiv
17+阅读 · 2018年12月10日
Arxiv
11+阅读 · 2018年4月25日
Arxiv
10+阅读 · 2017年7月4日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22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
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
相关论文
Arxiv
13+阅读 · 2020年10月19日
Learning Embedding Adaptation for Few-Shot Learning
Arxiv
17+阅读 · 2018年12月10日
Arxiv
11+阅读 · 2018年4月25日
Arxiv
10+阅读 · 2017年7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
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