We study the multi-agent Bayesian optimization (BO) problem, where multiple agents maximize a black-box function via iterative queries. We focus on Entropy Search (ES), a sample-efficient BO algorithm that selects queries to maximize the mutual information about the maximum of the black-box function. One of the main challenges of ES is that calculating the mutual information requires computationally-costly approximation techniques. For multi-agent BO problems, the computational cost of ES is exponential in the number of agents. To address this challenge, we propose the Gaussian Max-value Entropy Search, a multi-agent BO algorithm with favorable sample and computational efficiency. The key to our idea is to use a normal distribution to approximate the function maximum and calculate its mutual information accordingly. The resulting approximation allows queries to be cast as the solution of a closed-form optimization problem which, in turn, can be solved via a modified gradient ascent algorithm and scaled to a large number of agents. We demonstrate the effectiveness of Gaussian max-value Entropy Search through numerical experiments on standard test functions and real-robot experiments on the source-seeking problem. Results show that the proposed algorithm outperforms the multi-agent BO baselines in the numerical experiments and can stably seek the source with a limited number of noisy observations on real robots.


翻译:我们研究的是多试剂贝叶西亚优化(BO)问题, 即多个代理商通过迭接查询使黑盒功能最大化。 我们关注的是Entropy Search(ES),这是一个样本高效的BO算法,选择查询以最大限度地增加关于最大黑盒功能的相互信息。 ES的主要挑战之一是计算相互信息需要计算成本的近似技术。 对于多试剂BO问题,ES的计算成本在代理商数量上是指数指数化的。 为了应对这一挑战, 我们建议高西亚最大值 Entropy Search, 这是一种具有优异样本和计算效率的多试剂BO算法。 我们想法的关键是使用正常的分布来接近功能,并据此计算其相互信息。 由此产生的近似可以将查询作为封闭式优化问题的解决方案, 而后者反过来可以通过修正的梯度作为精度算法加以解决, 并推广到大量代理商的数量。 我们通过对标准测试功能进行数字实验, 和对来源- 机器人实验进行实际机器人实验, 并用限制的机器人实验, 数字- 测试, 显示提议的BOBA 结果可以找到一个数字级实验室的源- 。</s>

0
下载
关闭预览

相关内容

《计算机信息》杂志发表高质量的论文,扩大了运筹学和计算的范围,寻求有关理论、方法、实验、系统和应用方面的原创研究论文、新颖的调查和教程论文,以及描述新的和有用的软件工具的论文。官网链接:https://pubsonline.informs.org/journal/ijoc
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
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
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10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
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24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
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1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
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
14+阅读 · 2017年9月24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
2+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
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+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
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
13+阅读 · 2022年10月20日
Phase-aware Speech Enhancement with Deep Complex U-Net
VIP会员
相关VIP内容
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
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
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10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
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24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
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1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
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
14+阅读 · 2017年9月24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
2+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
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+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
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员