Among the reasons hindering reinforcement learning (RL) applications to real-world problems, two factors are critical: limited data and the mismatch between the testing environment (real environment in which the policy is deployed) and the training environment (e.g., a simulator). This paper attempts to address these issues simultaneously with distributionally robust offline RL, where we learn a distributionally robust policy using historical data obtained from the source environment by optimizing against a worst-case perturbation thereof. In particular, we move beyond tabular settings and consider linear function approximation. More specifically, we consider two settings, one where the dataset is well-explored and the other where the dataset has sufficient coverage. We propose two algorithms -- one for each of the two settings -- that achieve error bounds $\tilde{O}(d^{1/2}/N^{1/2})$ and $\tilde{O}(d^{3/2}/N^{1/2})$ respectively, where $d$ is the dimension in the linear function approximation and $N$ is the number of trajectories in the dataset. To the best of our knowledge, they provide the first non-asymptotic results of the sample complexity in this setting. Diverse experiments are conducted to demonstrate our theoretical findings, showing the superiority of our algorithm against the non-robust one.


翻译:妨碍将强化学习(RL)应用到现实世界问题的原因中,有两个因素至关重要:有限的数据以及测试环境(政策部署所处的真实环境)与培训环境(例如模拟器)之间的不匹配。本文试图与分布性强的离线RL同时解决这些问题,我们通过优化从源环境中获取的历史数据,利用最坏情况扰动,来学习使用从源环境中获取的历史数据的分布性强的政策。特别是,我们超越了表格设置,并考虑线性函数近似。更具体地说,我们考虑两个设置,一个是数据集被很好地探索的,另一个是数据集覆盖足够覆盖的。我们建议两种算法 -- -- 每种环境都有一个 -- -- 实现错误约束$\tilde{O}(d ⁇ 1/2}/N ⁇ 1/2}美元)和$\tilde{O}{(d ⁇ 3/2}/N ⁇ 1/2}(美元),分别是线性函数近似值和$N$。我们考虑两个设置,一个是数据数据集中的非轨道数。我们最复杂的测算了我们最复杂的理论性结果。

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