Information-directed sampling (IDS) has revealed its potential as a data-efficient algorithm for reinforcement learning (RL). However, theoretical understanding of IDS for Markov Decision Processes (MDPs) is still limited. We develop novel information-theoretic tools to bound the information ratio and cumulative information gain about the learning target. Our theoretical results shed light on the importance of choosing the learning target such that the practitioners can balance the computation and regret bounds. As a consequence, we derive prior-free Bayesian regret bounds for vanilla-IDS which learns the whole environment under tabular finite-horizon MDPs. In addition, we propose a computationally-efficient regularized-IDS that maximizes an additive form rather than the ratio form and show that it enjoys the same regret bound as vanilla-IDS. With the aid of rate-distortion theory, we improve the regret bound by learning a surrogate, less informative environment. Furthermore, we extend our analysis to linear MDPs and prove similar regret bounds for Thompson sampling as a by-product.


翻译:信息导向抽样(IDS)揭示了它作为数据效率高的强化学习算法(RL)的潜力。然而,对用于Markov决定过程的IDS的理论理解仍然有限。我们开发了新的信息理论工具,以约束信息比率和关于学习目标的累积信息。我们的理论结果揭示了选择学习目标的重要性,使实践者能够平衡计算和遗憾界限。结果,我们从香草-IDS获得事先免费的巴耶斯式遗憾,这些香草-IDS在表格有限偏差 MDP下学习整个环境。此外,我们提议采用一种计算效率高的正规化IDS,最大限度地增加一种添加形式,而不是比率形式,并表明它享有与香草-IDS相同的遗憾。在率扭曲理论的帮助下,我们通过学习一种代孕、信息较少的环境来改善遗憾的束缚。此外,我们将我们的分析扩大到线性 MDPs,并证明Thompson抽样的类似遗憾界限是副产品。

0
下载
关闭预览

相关内容

Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
57+阅读 · 2019年10月17日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
167+阅读 · 2019年10月11日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2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
0+阅读 · 2014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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年7月25日
Arxiv
15+阅读 · 2018年6月23日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
相关基金
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
0+阅读 · 2014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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员