We consider the challenge of policy simplification and verification in the context of policies learned through reinforcement learning (RL) in continuous environments. In well-behaved settings, RL algorithms have convergence guarantees in the limit. While these guarantees are valuable, they are insufficient for safety-critical applications. Furthermore, they are lost when applying advanced techniques such as deep-RL. To recover guarantees when applying advanced RL algorithms to more complex environments with (i) reachability, (ii) safety-constrained reachability, or (iii) discounted-reward objectives, we build upon the DeepMDP framework introduced by Gelada et al. to derive new bisimulation bounds between the unknown environment and a learned discrete latent model of it. Our bisimulation bounds enable the application of formal methods for Markov decision processes. Finally, we show how one can use a policy obtained via state-of-the-art RL to efficiently train a variational autoencoder that yields a discrete latent model with provably approximately correct bisimulation guarantees. Additionally, we obtain a distilled version of the policy for the latent model.


翻译:我们认为,政策简化和核查的挑战是在连续环境中通过强化学习(RL)所学习的政策背景下考虑的。在行为良好的环境中,RL算法在限度内有趋同的保证,虽然这些保证是有价值的,但对于安全关键应用来说是不够的。此外,在应用深RL等先进技术时,它们就失去了这种保证。在将先进的RL算法应用到比较复杂的环境中时,为了恢复这种保证:(一) 可及性,(二) 安全受限制的可及性,或(三) 折扣奖励目标,我们利用Gelada等人引进的DeepMDP框架,在未知环境与所学的离散潜伏模型之间产生新的平衡界限。我们的平衡界限使得能够对Markov决策程序采用正式的方法。最后,我们展示了如何利用通过最先进的RL获得的政策来有效训练可变式自动电解的模型,产生离散的潜伏模型,并有近似准确的刺激保证。此外,我们获得了潜伏模型政策的最新版本。

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