Although deep reinforcement learning (RL) has recently enjoyed many successes, its methods are still data inefficient, which makes solving numerous problems prohibitively expensive in terms of data. We aim to remedy this by taking advantage of the rich supervisory signal in unlabeled data for learning state representations. This thesis introduces three different representation learning algorithms that have access to different subsets of the data sources that traditional RL algorithms use: (i) GRICA is inspired by independent component analysis (ICA) and trains a deep neural network to output statistically independent features of the input. GrICA does so by minimizing the mutual information between each feature and the other features. Additionally, GrICA only requires an unsorted collection of environment states. (ii) Latent Representation Prediction (LARP) requires more context: in addition to requiring a state as an input, it also needs the previous state and an action that connects them. This method learns state representations by predicting the representation of the environment's next state given a current state and action. The predictor is used with a graph search algorithm. (iii) RewPred learns a state representation by training a deep neural network to learn a smoothed version of the reward function. The representation is used for preprocessing inputs to deep RL, while the reward predictor is used for reward shaping. This method needs only state-reward pairs from the environment for learning the representation. We discover that every method has their strengths and weaknesses, and conclude from our experiments that including unsupervised representation learning in RL problem-solving pipelines can speed up learning.


翻译:虽然深层强化学习(RL)最近取得了许多成功,但其方法仍然是数据效率低下,因此解决了许多数据方面过于昂贵的许多问题。我们的目标是利用未贴标签的数据中的丰富的监督信号来纠正这一点,以学习状态的演示。本论文提出了三种不同的代表性学习算法,这些算法可以使用传统的RL算法所使用的数据源的不同子集:(一) GRIICA受独立组成部分分析(ICA)的启发,并训练一个深层神经网络,以便从统计上独立地输出输入的弱点。GRIICA这样做的方式是最大限度地减少每个特性和其他特性之间的相互信息。此外,GRIICA只需要收集环境状态状态的未经分类的收集。 (二) 延迟代表性(LARP)需要更多背景:除了要求一个状态作为投入,它也需要以前的状态和连接它们的行动。 这种方法通过预测环境的下一个状况和动作,预测器可以用图表搜索算法来使用。(三) REPRICA) 只需要收集环境状况的不公开信息。在深度精细度代表制的模型中学习方式上,我们使用的方法是学习一个深度精细度代表。

1
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
39+阅读 · 2020年9月6日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年7月26日
专知会员服务
60+阅读 · 2020年3月19日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
58+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
151+阅读 · 2019年10月12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
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9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
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
3+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月2日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28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
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
国家自然科学基金
37+阅读 · 2015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 · 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 · 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
1+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
Arxiv
66+阅读 · 2022年4月13日
Arxiv
39+阅读 · 2021年11月11日
Arxiv
64+阅读 · 2021年6月18日
A Survey of Deep Learning for Scientific Discovery
Arxiv
29+阅读 · 2020年3月26日
Arxiv
15+阅读 · 2018年6月23日
VIP会员
相关VIP内容
专知会员服务
39+阅读 · 2020年9月6日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年7月26日
专知会员服务
60+阅读 · 2020年3月19日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
58+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
151+阅读 · 2019年10月12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
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9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
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
3+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月2日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28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
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
相关论文
Arxiv
66+阅读 · 2022年4月13日
Arxiv
39+阅读 · 2021年11月11日
Arxiv
64+阅读 · 2021年6月18日
A Survey of Deep Learning for Scientific Discovery
Arxiv
29+阅读 · 2020年3月26日
Arxiv
15+阅读 · 2018年6月23日
相关基金
国家自然科学基金
37+阅读 · 2015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 · 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 · 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
1+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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员