Adversarial formulations such as generative adversarial networks (GANs) have rekindled interest in two-player min-max games. A central obstacle in the optimization of such games is the rotational dynamics that hinder their convergence. Existing methods typically employ intuitive, carefully hand-designed mechanisms for controlling such rotations. In this paper, we take a novel approach to address this issue by casting min-max optimization as a physical system. We leverage tools from physics to introduce LEAD (Least-Action Dynamics), a second-order optimizer for min-max games. Next, using Lyapunov stability theory and spectral analysis, we study LEAD's convergence properties in continuous and discrete-time settings for bilinear games to demonstrate linear convergence to the Nash equilibrium. Finally, we empirically evaluate our method on synthetic setups and CIFAR-10 image generation to demonstrate improvements over baseline methods.


翻译:基因对抗网络(GANs)等反向配方,重新激发了对双玩者微轴游戏的兴趣。优化这种游戏的一个中心障碍是阻碍其趋同的旋转动态。现有方法通常采用直观、仔细手工设计的机制来控制这种旋转。在本文中,我们采取了一种新的方法来解决这个问题,把微轴优化作为一种物理系统。我们利用物理工具来引入LEAD(LEAD-East-Action Dynamics),这是微轴游戏的第二阶优化器。接下来,我们利用Lyapunov稳定性理论和光谱分析,在连续和离散时间环境中研究LEAD的趋同特性,以显示双线游戏与纳什平衡的线性趋同。最后,我们用经验评估了我们的合成装置方法和CIFAR-10图像生成,以展示基线方法的改进。

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