We study a multi-objective multi-armed bandit problem in a dynamic environment. The problem portrays a decision-maker that sequentially selects an arm from a given set. If selected, each action produces a reward vector, where every element follows a piecewise-stationary Bernoulli distribution. The agent aims at choosing an arm among the Pareto optimal set of arms to minimize its regret. We propose a Pareto generic upper confidence bound (UCB)-based algorithm with change detection to solve this problem. By developing the essential inequalities for multi-dimensional spaces, we establish that our proposal guarantees a regret bound in the order of $\gamma_T\log(T/{\gamma_T})$ when the number of breakpoints $\gamma_T$ is known. Without this assumption, the regret bound of our algorithm is $\gamma_T\log(T)$. Finally, we formulate an energy-efficient waveform design problem in an integrated communication and sensing system as a toy example. Numerical experiments on the toy example and synthetic and real-world datasets demonstrate the efficiency of our policy compared to the current methods.


翻译:我们在一个动态环境中研究一个多目标的多武装土匪问题。 问题描绘了一个从给定的一组中依次选择一个手臂的决策者。 如果选中, 每一个动作都会产生一个奖励矢量, 每个元素都跟随一个小孔- 静止的伯努利分布。 代理器的目的是在Pareto最佳的一组武器中选择一个手臂, 以尽量减少它的遗憾。 我们提出一个基于Pareto的通用高置信度约束( UCB) 算法, 以检测变化来解决这个问题。 通过开发多维空间的基本不平等, 我们确定我们的提案保证在知道断点数量 $\ gamma_ T( T/ gamma_ T) 时, 以美元为序数保证一个遗憾。 没有这个假设, 我们算法的遗憾是 $\ gamma_ T\ log( T) 。 最后, 我们在一个综合通信和感测系统中将一个节能波形设计问题作为玩具。 我们的实验和合成和现实世界数据集中的数值, 显示了我们的政策与当前方法相比的效率。

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