Partial Observability -- where agents can only observe partial information about the true underlying state of the system -- is ubiquitous in real-world applications of Reinforcement Learning (RL). Theoretically, learning a near-optimal policy under partial observability is known to be hard in the worst case due to an exponential sample complexity lower bound. Recent work has identified several tractable subclasses that are learnable with polynomial samples, such as Partially Observable Markov Decision Processes (POMDPs) with certain revealing or decodability conditions. However, this line of research is still in its infancy, where (1) unified structural conditions enabling sample-efficient learning are lacking; (2) existing sample complexities for known tractable subclasses are far from sharp; and (3) fewer sample-efficient algorithms are available than in fully observable RL. This paper advances all three aspects above for Partially Observable RL in the general setting of Predictive State Representations (PSRs). First, we propose a natural and unified structural condition for PSRs called \emph{B-stability}. B-stable PSRs encompasses the vast majority of known tractable subclasses such as weakly revealing POMDPs, low-rank future-sufficient POMDPs, decodable POMDPs, and regular PSRs. Next, we show that any B-stable PSR can be learned with polynomial samples in relevant problem parameters. When instantiated in the aforementioned subclasses, our sample complexities improve substantially over the current best ones. Finally, our results are achieved by three algorithms simultaneously: Optimistic Maximum Likelihood Estimation, Estimation-to-Decisions, and Model-Based Optimistic Posterior Sampling. The latter two algorithms are new for sample-efficient learning of POMDPs/PSRs.


翻译:部分可观察性 -- -- 代理商只能观察关于系统真实基础状态的部分信息 -- -- 在强化学习(RL)的实际应用中,这种系统只能观察系统真实基础状态的部分信息 -- -- 是无处不在的。理论上,在部分可观察性下学习接近最佳的政策,在最坏的情况下,由于指数样本复杂度较低,已知在部分可观察性复杂度下很难学习。最近的工作确定了几个可移动的子类,这些子类可以与多元性样本一起学习,例如部分可观察性Markov决定程序(POMDPs),具有某些显示性或衰变性条件。然而,这一研究线仍处于初始阶段,有(1) 统一的结构条件,能够同时进行抽样效率学习;(2) 已知可移动性亚类的模型现有样本复杂性远远不那么尖锐;(3) 样本高效的算法比完全可观察的RL值少。 本文在“可观察性国家代表性”的总体设置中,可以提出一个自然和统一的结构性结构状况,称为新标准 {Bst-stable sable sqity ;B-deal requidistress;B-Slent POMs deal deal deal sal sal sal sal sh sh sh shal shal sh shal sholveal laveal sh sh shald shal sal sh sh laveal shald sh sal sh sh sh shal sholveald shal shaldaldalddaldaldaldaldaldddddddddds mas 。

0
下载
关闭预览

相关内容

100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
161+阅读 · 2020年3月18日
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
169+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18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
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16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
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 · 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
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18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
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16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
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 · 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
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员