Decentralized and lifelong-adaptive multi-agent collaborative learning aims to enhance collaboration among multiple agents without a central server, with each agent solving varied tasks over time. To achieve efficient collaboration, agents should: i) autonomously identify beneficial collaborative relationships in a decentralized manner; and ii) adapt to dynamically changing task observations. In this paper, we propose DeLAMA, a decentralized multi-agent lifelong collaborative learning algorithm with dynamic collaboration graphs. To promote autonomous collaboration relationship learning, we propose a decentralized graph structure learning algorithm, eliminating the need for external priors. To facilitate adaptation to dynamic tasks, we design a memory unit to capture the agents' accumulated learning history and knowledge, while preserving finite storage consumption. To further augment the system's expressive capabilities and computational efficiency, we apply algorithm unrolling, leveraging the advantages of both mathematical optimization and neural networks. This allows the agents to `learn to collaborate' through the supervision of training tasks. Our theoretical analysis verifies that inter-agent collaboration is communication efficient under a small number of communication rounds. The experimental results verify its ability to facilitate the discovery of collaboration strategies and adaptation to dynamic learning scenarios, achieving a 98.80% reduction in MSE and a 188.87% improvement in classification accuracy. We expect our work can serve as a foundational technique to facilitate future works towards an intelligent, decentralized, and dynamic multi-agent system. Code is available at https://github.com/ShuoTang123/DeLAMA.


翻译:去中心化与终身自适应多智能体协同学习旨在无需中央服务器的情况下增强多智能体间的协作,每个智能体需随时间变化解决不同任务。为实现高效协作,智能体需要:i) 以去中心化方式自主识别有益的协作关系;ii) 适应动态变化的观测任务。本文提出DeLAMA,一种基于动态协作图的去中心化多智能体终身协同学习算法。为促进自主协作关系学习,我们提出一种去中心化图结构学习算法,无需外部先验知识。为适应动态任务,我们设计了记忆单元以捕获智能体累积的学习历史与知识,同时保持有限存储消耗。为进一步增强系统的表达能力与计算效率,我们应用了算法展开技术,融合了数学优化与神经网络的各自优势,使智能体能够通过训练任务的监督信号"学会协作"。理论分析验证了在少量通信轮次下智能体间协作具有通信高效性。实验结果证明该方法能有效促进协作策略发现并适应动态学习场景,均方误差降低98.80%,分类准确率提升188.87%。我们期望该工作可为未来构建智能、去中心化、动态多智能体系统奠定基础技术。代码开源于https://github.com/ShuoTang123/DeLAMA。

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
ExBert — 可视化分析Transformer学到的表示
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月16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
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
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29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
18+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
Arxiv
0+阅读 · 2024年4月20日
Arxiv
13+阅读 · 2022年10月20日
Arxiv
10+阅读 · 2022年2月25日
Multi-Domain Multi-Task Rehearsal for Lifelong Learning
Arxiv
12+阅读 · 2020年12月14日
A Comprehensive Survey on Transfer Learning
Arxiv
121+阅读 · 2019年11月7日
VIP会员
最新内容
战力倍增器:自主武器系统与乌克兰及加沙冲突
人工智能赋能战场情报:提速决策进程
专知会员服务
2+阅读 · 7月17日
《拥抱新兴技术:面向未来军官的教育革新》
专知会员服务
5+阅读 · 7月17日
《无人地面战车(UGV)的崛起》报告
专知会员服务
7+阅读 · 7月16日
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
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
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29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
18+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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员