This work proposes a novel model-free Reinforcement Learning (RL) agent that is able to learn how to complete an unknown task having access to only a part of the input observation. We take inspiration from the concepts of visual attention and active perception that are characteristic of humans and tried to apply them to our agent, creating a hard attention mechanism. In this mechanism, the model decides first which region of the input image it should look at, and only after that it has access to the pixels of that region. Current RL agents do not follow this principle and we have not seen these mechanisms applied to the same purpose as this work. In our architecture, we adapt an existing model called recurrent attention model (RAM) and combine it with the proximal policy optimization (PPO) algorithm. We investigate whether a model with these characteristics is capable of achieving similar performance to state-of-the-art model-free RL agents that access the full input observation. This analysis is made in two Atari games, Pong and SpaceInvaders, which have a discrete action space, and in CarRacing, which has a continuous action space. Besides assessing its performance, we also analyze the movement of the attention of our model and compare it with what would be an example of the human behavior. Even with such visual limitation, we show that our model matches the performance of PPO+LSTM in two of the three games tested.


翻译:这项工作提出了一个新型的无模型强化学习(RL)代理器,它能够学习如何完成一个仅能访问部分输入观察的未知任务。我们从视觉关注和积极认识的概念中得到灵感,这些概念是人类的特征,我们试图将其应用到我们的代理器中,创建了一个难于关注的机制。在这个机制中,模型首先决定它应该查看的输入图像的区域,并且只有在它能够接触到该地区像素之后。目前的RL代理器没有遵循这一原则,我们也没有看到这些机制适用于与这项工作相同的目的。在我们的结构中,我们调整了一种称为经常性关注模型(RAM)的现有模型,并将其与最接近的政策优化算法结合起来。我们调查了具有这些特征的模型是否能够达到与获得全部输入观察的状态无模型RL代理器类似的性能。这一分析是在两个Atari游戏(Pong和Space Invaders)中进行的,这些游戏拥有一个分离的行动空间,我们没有看到这些机制适用于与这项工作相同的目的。在卡拉辛(CarRacing)中有一个持续的行动空间。我们除了评估其表现的模型外,我们还要分析我们的三种视觉行为,我们还展示了人类的模范像。

0
下载
关闭预览

相关内容

【2022新书】高效深度学习,Efficient Deep Learning Book
专知会员服务
117+阅读 · 2022年4月21日
最新《Transformers模型》教程,64页ppt
专知会员服务
306+阅读 · 2020年11月26日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
164+阅读 · 2020年3月18日
深度强化学习策略梯度教程,53页ppt
专知会员服务
178+阅读 · 2020年2月1日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
58+阅读 · 2019年10月17日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24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
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2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 · 2013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 · 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 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年3月7日
Arxiv
12+阅读 · 2023年1月19日
Arxiv
21+阅读 · 2022年11月8日
Arxiv
66+阅读 · 2022年4月13日
Arxiv
11+阅读 · 2021年12月8日
VIP会员
相关VIP内容
【2022新书】高效深度学习,Efficient Deep Learning Book
专知会员服务
117+阅读 · 2022年4月21日
最新《Transformers模型》教程,64页ppt
专知会员服务
306+阅读 · 2020年11月26日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
164+阅读 · 2020年3月18日
深度强化学习策略梯度教程,53页ppt
专知会员服务
178+阅读 · 2020年2月1日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
58+阅读 · 2019年10月17日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24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
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
相关论文
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 · 2013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 · 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 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员