The goal of this paper is to make a strong point for the usage of dynamical models when using reinforcement learning (RL) for feedback control of dynamical systems governed by partial differential equations (PDEs). To breach the gap between the immense promises we see in RL and the applicability in complex engineering systems, the main challenges are the massive requirements in terms of the training data, as well as the lack of performance guarantees. We present a solution for the first issue using a data-driven surrogate model in the form of a convolutional LSTM with actuation. We demonstrate that learning an actuated model in parallel to training the RL agent significantly reduces the total amount of required data sampled from the real system. Furthermore, we show that iteratively updating the model is of major importance to avoid biases in the RL training. Detailed ablation studies reveal the most important ingredients of the modeling process. We use the chaotic Kuramoto-Sivashinsky equation do demonstarte our findings.


翻译:本文的目的是,在使用强化学习(RL)对受部分差异方程式(PDEs)制约的动态系统进行反馈控制时,为动态模型的使用提供一个强有力的点。为了打破我们在RL中看到的巨大承诺与复杂工程系统适用性之间的差距,主要的挑战在于培训数据方面的大量要求,以及缺乏性能保障。我们提出了第一个问题的解决办法,即使用数据驱动的代用模型,即以导演动为形式的转动式LSTM。我们证明,在培训RL代理的同时学习一个启动模型,大大减少了从实际系统中抽样的所需数据总量。此外,我们表明,反复更新模型对于避免RL培训中的偏差非常重要。详细的模拟研究揭示了建模过程最重要的成份。我们使用了混乱的Kuramoto-Sivashinsky方程式, 恶魔开始我们的发现。

1
下载
关闭预览

相关内容

【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
122+阅读 · 2020年11月20日
【干货书】真实机器学习,264页pdf,Real-World Machine Learning
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
168+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
90+阅读 · 2019年10月10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
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24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
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
【推荐】深度学习目标检测全面综述
机器学习研究会
21+阅读 · 2017年9月13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 · 2017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 · 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
Arxiv
27+阅读 · 2023年2月10日
Arxiv
12+阅读 · 2023年1月19日
Arxiv
28+阅读 · 2023年1月8日
Arxiv
19+阅读 · 2022年11月8日
Arxiv
11+阅读 · 2021年12月8日
A Survey of Deep Learning for Scientific Discovery
Arxiv
29+阅读 · 2020年3月26日
Deep Reinforcement Learning: An Overview
Arxiv
17+阅读 · 2018年11月26日
VIP会员
相关VIP内容
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
122+阅读 · 2020年11月20日
【干货书】真实机器学习,264页pdf,Real-World Machine Learning
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
168+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
90+阅读 · 2019年10月10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
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24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
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
【推荐】深度学习目标检测全面综述
机器学习研究会
21+阅读 · 2017年9月13日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
相关论文
Arxiv
27+阅读 · 2023年2月10日
Arxiv
12+阅读 · 2023年1月19日
Arxiv
28+阅读 · 2023年1月8日
Arxiv
19+阅读 · 2022年11月8日
Arxiv
11+阅读 · 2021年12月8日
A Survey of Deep Learning for Scientific Discovery
Arxiv
29+阅读 · 2020年3月26日
Deep Reinforcement Learning: An Overview
Arxiv
17+阅读 · 2018年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017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 · 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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员