With the fast improvement of machine learning, reinforcement learning (RL) has been used to automate human tasks in different areas. However, training such agents is difficult and restricted to expert users. Moreover, it is mostly limited to simulation environments due to the high cost and safety concerns of interactions in the real world. Demonstration Learning is a paradigm in which an agent learns to perform a task by imitating the behavior of an expert shown in demonstrations. It is a relatively recent area in machine learning, but it is gaining significant traction due to having tremendous potential for learning complex behaviors from demonstrations. Learning from demonstration accelerates the learning process by improving sample efficiency, while also reducing the effort of the programmer. Due to learning without interacting with the environment, demonstration learning would allow the automation of a wide range of real world applications such as robotics and healthcare. This paper provides a survey of demonstration learning, where we formally introduce the demonstration problem along with its main challenges and provide a comprehensive overview of the process of learning from demonstrations from the creation of the demonstration data set, to learning methods from demonstrations, and optimization by combining demonstration learning with different machine learning methods. We also review the existing benchmarks and identify their strengths and limitations. Additionally, we discuss the advantages and disadvantages of the paradigm as well as its main applications. Lastly, we discuss our perspective on open problems and research directions for this rapidly growing field.


翻译:---- 演示学习概述 Translated abstract: 演示学习是机器学习领域中的一个相对较新的范式,它具有从演示中学习复杂行为的巨大潜力。演示学习通过模仿演示专家的行为,学会执行任务,从而加速了学习过程并提高了样本效率。本文概述演示学习,介绍了演示问题及其主要挑战,并从创建演示数据集、学习演示方法以及将演示学习与不同机器学习方法相结合的优化方面,全面介绍了从演示中学习的过程。我们还回顾了现有的基准,并确定了它们的优点和限制。此外,我们讨论了该范式的优缺点以及其主要应用。最后,我们讨论了该快速增长领域的开放问题和研究方向。演示学习还克服了在实际环境下进行交互的成本和安全问题,将允许自动化广泛的实际应用,如机器人和医疗保健。

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