Achieving sample efficiency in online episodic reinforcement learning (RL) requires optimally balancing exploration and exploitation. When it comes to a finite-horizon episodic Markov decision process with $S$ states, $A$ actions and horizon length $H$, substantial progress has been achieved towards characterizing the minimax-optimal regret, which scales on the order of $\sqrt{H^2SAT}$ (modulo log factors) with $T$ the total number of samples. While several competing solution paradigms have been proposed to minimize regret, they are either memory-inefficient, or fall short of optimality unless the sample size exceeds an enormous threshold (e.g., $S^6A^4 \,\mathrm{poly}(H)$ for existing model-free methods). To overcome such a large sample size barrier to efficient RL, we design a novel model-free algorithm, with space complexity $O(SAH)$, that achieves near-optimal regret as soon as the sample size exceeds the order of $SA\,\mathrm{poly}(H)$. In terms of this sample size requirement (also referred to the initial burn-in cost), our method improves -- by at least a factor of $S^5A^3$ -- upon any prior memory-efficient algorithm that is asymptotically regret-optimal. Leveraging the recently introduced variance reduction strategy (also called {\em reference-advantage decomposition}), the proposed algorithm employs an {\em early-settled} reference update rule, with the aid of two Q-learning sequences with upper and lower confidence bounds. The design principle of our early-settled variance reduction method might be of independent interest to other RL settings that involve intricate exploration-exploitation trade-offs.


翻译:实现在线肾上腺强化学习(RL)的样本效率,需要优化平衡勘探和开发。当涉及到与美元(S$)和美元(A$)的行动和地平线长度(H$)一起的限量和离子体偏差(OL),实现在线肾上腺优化学习(RL)的样本效率需要最佳平衡勘探和开发。当涉及到以美元(modlolog log因数)的顺序来优化对在线表面强化学习(RLL)时,已经取得了显著的进展。尽管已经提出了几个相互竞争的解决方案范式,以最大限度地减少糖价(SA) 效率不高,或者低于优化,除非样本规模超过一个巨大的阈值(例如,$6A4\\\\\\\\\\\\\\\\\美元)和地平平线长度(H),现有的无模式方法。要克服如此大的样本规模障碍,我们要设计一个新的无型算法,有空间复杂性(SAHAH),随着抽样规模超过美元(QSA)的顺序, 更低的参考参考(Q) 的参考值(O\\\\\\\\\\xxxxxrdededededealdealdealdealdealdedeal) 需要,任何成本(Rxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
58+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
174+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
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9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】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium7
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月15日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3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
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7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 · 2015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 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
21+阅读 · 2022年11月8日
Arxiv
11+阅读 · 2020年12月2日
VIP会员
相关VIP内容
专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
58+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
174+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
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
【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】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium7
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月15日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3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
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7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 · 2015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 · 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