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Automatic Reward Shaping from Confounded Offline Data

Created by
  • Haebom

저자

Mingxuan Li, Junzhe Zhang, Elias Bareinboim

개요

본 논문은 알려지지 않은 환경에서 에이전트를 제어하고 성능 척도를 최적화하기 위한 효과적인 정책 학습이라는 인공지능의 핵심 과제를 다룬다. Q-학습과 같은 오프-폴리시 학습 방법은 학습자가 과거 경험을 바탕으로 최적의 의사결정을 내릴 수 있도록 한다. 이 논문은 관찰되지 않은 교란 변수를 사전에 배제할 수 없는 복잡하고 고차원적인 영역에서 편향된 데이터로부터의 오프-폴리시 학습을 연구한다. 잘 알려진 심층 Q-네트워크(DQN)를 기반으로, 관찰된 데이터의 교란 편향에 강인한 새로운 심층 강화 학습 알고리즘을 제안한다. 구체적으로, 본 알고리즘은 관찰과 호환되는 최악의 환경에 대한 안전한 정책을 찾으려고 시도한다. 본 연구는 제안된 방법을 12개의 교란된 Atari 게임에 적용하여, 행동 정책과 목표 정책에 대한 관찰된 입력이 불일치하고 관찰되지 않은 교란 변수가 존재하는 모든 게임에서 표준 DQN보다 일관되게 우수한 성능을 보임을 확인했다.

시사점, 한계점

시사점: 관찰되지 않은 교란 변수가 존재하는 복잡한 환경에서 오프-폴리시 강화학습의 성능을 향상시키는 새로운 알고리즘을 제시하였다. 제안된 알고리즘은 Atari 게임에서 기존 DQN보다 우수한 성능을 보였다. 최악의 환경에 대한 안전한 정책을 찾는 접근 방식은 교란 편향에 대한 강인성을 높이는 데 효과적임을 보였다.
한계점: 제안된 알고리즘의 성능 평가는 Atari 게임에 국한되어 있으며, 다른 유형의 환경이나 문제에 대한 일반화 가능성은 추가 연구가 필요하다. 관찰되지 않은 교란 변수를 명시적으로 모델링하지 않고, 최악의 경우를 가정하는 접근 방식은 보수적인 정책을 초래할 수 있다. 실제 환경에서의 적용 가능성 및 효율성에 대한 추가적인 검증이 필요하다.
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