While multitask representation learning has become a popular approach in reinforcement learning (RL), theoretical understanding of why and when it works remains limited. This paper presents analyses for the statistical benefit of multitask representation learning in linear Markov Decision Process (MDP) under a generative model. In this paper, we consider an agent to learn a representation function $\phi$ out of a function class $\Phi$ from $T$ source tasks with $N$ data per task, and then use the learned $\hat{\phi}$ to reduce the required number of sample for a new task. We first discover a \emph{Least-Activated-Feature-Abundance} (LAFA) criterion, denoted as $\kappa$, with which we prove that a straightforward least-square algorithm learns a policy which is $\tilde{O}(H^2\sqrt{\frac{\mathcal{C}(\Phi)^2 \kappa d}{NT}+\frac{\kappa d}{n}})$ sub-optimal. Here $H$ is the planning horizon, $\mathcal{C}(\Phi)$ is $\Phi$'s complexity measure, $d$ is the dimension of the representation (usually $d\ll \mathcal{C}(\Phi)$) and $n$ is the number of samples for the new task. Thus the required $n$ is $O(\kappa d H^4)$ for the sub-optimality to be close to zero, which is much smaller than $O(\mathcal{C}(\Phi)^2\kappa d H^4)$ in the setting without multitask representation learning, whose sub-optimality gap is $\tilde{O}(H^2\sqrt{\frac{\kappa \mathcal{C}(\Phi)^2d}{n}})$. This theoretically explains the power of multitask representation learning in reducing sample complexity. Further, we note that to ensure high sample efficiency, the LAFA criterion $\kappa$ should be small. In fact, $\kappa$ varies widely in magnitude depending on the different sampling distribution for new task. This indicates adaptive sampling technique is important to make $\kappa$ solely depend on $d$. Finally, we provide empirical results of a noisy grid-world environment to corroborate our theoretical findings.


翻译:虽然多任务代表学习已成为一种流行的方法, 用于强化学习 (RL), 理论上理解为什么和何时它仍然有限。 本文展示了用于在直线 Markov 决策程序( MDP) 中进行多任务代表学习的统计效益。 在本文中, 我们考虑一个代理机构, 在一个函数级中学习$\phe$的演示函数 $\ Phi$, 并且每个任务都有 $N美元的数据, 然后使用所学的 $\ hhhht} 来减少新任务所需的样本数量 。 我们首次发现一个 emph{Least- Adest- Fater- Aundance (LAFA) 标准, 以 $\ kmall\\\ k complain 来表示。 在一个函数级中, $\\\\\\ kxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
30+阅读 · 2021年7月15日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
167+阅读 · 2019年10月11日
【新书】Python编程基础,669页pdf
专知会员服务
186+阅读 · 2019年10月10日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+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
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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Arxiv
0+阅读 · 2021年8月12日
Arxiv
0+阅读 · 2021年8月11日
Arxiv
34+阅读 · 2020年1月2日
Arxiv
3+阅读 · 2018年10月5日
VIP会员
相关资讯
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+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
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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员