The distributional reinforcement learning (RL) approach advocates for representing the complete probability distribution of the random return instead of only modelling its expectation. A distributional RL algorithm may be characterised by two main components, namely the representation of the distribution together with its parameterisation and the probability metric defining the loss. The present research work considers the unconstrained monotonic neural network (UMNN) architecture, a universal approximator of continuous monotonic functions which is particularly well suited for modelling different representations of a distribution. This property enables the efficient decoupling of the effect of the function approximator class from that of the probability metric. The research paper firstly introduces a methodology for learning different representations of the random return distribution (PDF, CDF and QF). Secondly, a novel distributional RL algorithm named unconstrained monotonic deep Q-network (UMDQN) is presented. To the authors' knowledge, it is the first distributional RL method supporting the learning of three, valid and continuous representations of the random return distribution. Lastly, in light of this new algorithm, an empirical comparison is performed between three probability quasi-metrics, namely the Kullback-Leibler divergence, Cramer distance, and Wasserstein distance. The results highlight the main strengths and weaknesses associated with each probability metric together with an important limitation of the Wasserstein distance.


翻译:分布式强化学习(RL)方法主张通过完整地描述随机回报概率分布来代替仅建模其期望值。分布式RL算法可以由两个主要组成部分所特征化,即代表概率分布的表示和其参数化,以及确定损失函数的概率度量。本研究采用了非约束性单调神经网络(UMNN)架构,它是一种能够模拟连续单调函数的通用逼近器,特别适用于模拟概率分布的不同表示形式。这种属性使得函数逼近器类的影响可以有效地解耦。本研究首先介绍了一种学习随机回报概率分布不同表示形式的方法(PDF、CDF和QF)。其次,介绍了一种名为非约束性单调深度Q网络(UMDQN)的新型分布式RL算法。据作者所知,这是第一个支持学习三种有效且连续的随机回报分布表示的分布式RL方法。最后,在这个新算法的基础上,通过比较三种概率准度量,即Kullback-Leibler散度、Cramer距离和Wasserstein距离进行了实证研究。结果突出展示了每个概率指标的主要优势和劣势,以及Wasserstein距离的重要局限性。

0
下载
关闭预览

相关内容

【新书】分布式强化学习,280页pdf
专知会员服务
147+阅读 · 2021年12月19日
神经网络的拓扑结构,TOPOLOGY OF DEEP NEURAL NETWORKS
专知会员服务
30+阅读 · 2020年4月15日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
57+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
144+阅读 · 2019年10月12日
Multi-Task Learning的几篇综述文章
深度学习自然语言处理
15+阅读 · 2020年6月15日
图机器学习 2.2-2.4 Properties of Networks, Random Graph
图与推荐
10+阅读 · 2020年3月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
14+阅读 · 2019年4月13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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Reinforcement Learning: An Introduction 2018第二版 500页
CreateAMind
11+阅读 · 2018年4月27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 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2012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
3+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月9日
Arxiv
12+阅读 · 2023年1月19日
Arxiv
15+阅读 · 2022年6月14日
VIP会员
相关资讯
Multi-Task Learning的几篇综述文章
深度学习自然语言处理
15+阅读 · 2020年6月15日
图机器学习 2.2-2.4 Properties of Networks, Random Graph
图与推荐
10+阅读 · 2020年3月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
14+阅读 · 2019年4月13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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Reinforcement Learning: An Introduction 2018第二版 500页
CreateAMind
11+阅读 · 2018年4月27日
相关基金
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 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2012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
3+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员