This paper presents a model-free reinforcement learning (RL) algorithm to synthesize a control policy that maximizes the satisfaction probability of linear temporal logic (LTL) specifications. Due to the consideration of environment and motion uncertainties, we model the robot motion as a probabilistic labeled Markov decision process with unknown transition probabilities and unknown probabilistic label functions. The LTL task specification is converted to a limit deterministic generalized B\"uchi automaton (LDGBA) with several accepting sets to maintain dense rewards during learning. The novelty of applying LDGBA is to construct an embedded LDGBA (E-LDGBA) by designing a synchronous tracking-frontier function, which enables the record of non-visited accepting sets without increasing dimensional and computational complexity. With appropriate dependent reward and discount functions, rigorous analysis shows that any method that optimizes the expected discount return of the RL-based approach is guaranteed to find the optimal policy that maximizes the satisfaction probability of the LTL specifications. A model-free RL-based motion planning strategy is developed to generate the optimal policy in this paper. The effectiveness of the RL-based control synthesis is demonstrated via simulation and experimental results.


翻译:本文介绍了一种无模型强化学习(RL)算法,以综合一种控制政策,最大限度地提高线性时间逻辑(LTL)规格的满意度。由于对环境和运动不确定性的考虑,我们将机器人运动模拟为具有未知过渡概率和未知概率标签功能的隐性标记Markov决定过程,该过程具有未知过渡概率和未知概率标签功能。LTL任务规格转换为限制确定性通用B\\"uchi automaton(LDGBA),有几套接受的组合,以在学习期间保持密集的回报。应用LDGBA的新做法是通过设计一个同步跟踪前沿功能来构建一个嵌入式LDGBA(E-LDGBA),从而能够在不增加尺寸和计算复杂性的情况下记录非访问接收组合。在适当的依赖性奖励和折扣功能下,严格分析表明,任何优化基于RL方法的预期贴现回报的方法都得到保证找到最佳政策,从而最大限度地提高LTL规格的满意度。基于模型的动作规划战略是设计出一个无模型的移动式移动规划战略,以产生最佳政策,通过模拟模型进行模拟合成。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
12+阅读 · 2021年10月12日
可解释强化学习,Explainable Reinforcement Learning: A Survey
专知会员服务
128+阅读 · 2020年5月14日
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
【CMU】机器学习导论课程(Introduction to Machine Learning)
专知会员服务
58+阅读 · 2019年8月26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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
RL 真经
CreateAMind
5+阅读 · 2018年12月28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
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
Arxiv
0+阅读 · 2021年11月26日
Arxiv
5+阅读 · 2020年6月16日
Learning Blind Video Temporal Consistency
Arxiv
3+阅读 · 2018年8月1日
Arxiv
5+阅读 · 2018年4月22日
VIP会员
相关资讯
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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
RL 真经
CreateAMind
5+阅读 · 2018年12月28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
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员