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Un enfoque empírico de minimización de riesgos para el RL inverso fuera de línea y el modelo de elección discreta dinámica

Created by
  • Haebom

Autor

Enoch H. Kang, Hema Yoganarasimhan, Lalit Jain

Describir

Este artículo estudia el problema del aprendizaje de refuerzo inverso de regularización de máxima entropía fuera de línea (MaxEnt-IRL fuera de línea) en el aprendizaje automático, específicamente el modelo de elección discreta dinámica (DDC). El objetivo es recuperar la recompensa o función Q que gobierna el comportamiento del agente a partir de datos de comportamiento fuera de línea. Proponemos un método globalmente convergente basado en gradientes para resolver este problema sin el supuesto restrictivo de recompensas parametrizadas linealmente. La novedad de este estudio radica en la introducción de un marco IRL/DDC basado en minimización de riesgos empíricos (ERM) que evita la necesidad de una estimación explícita de la probabilidad de transición de estado en la ecuación de Bellman. Además, el método propuesto es compatible con técnicas de estimación no paramétrica como las redes neuronales. Por lo tanto, el método propuesto tiene el potencial de extenderse a espacios de estados infinitos de alta dimensión. La idea teórica clave de este estudio es que el residuo de Bellman satisface la condición de Polyak-Lojasiewicz (PL), que es más débil que la convexidad fuerte pero suficiente para garantizar una convergencia global rápida. Una serie de experimentos sintéticos demuestra que el método propuesto supera consistentemente a los métodos de referencia y a las alternativas de última generación.

Takeaways, Limitations

Takeaways:
Presentamos un método basado en gradientes globalmente convergentes para estimar modelos DDC sin el supuesto restrictivo de recompensas parametrizadas linealmente.
Presentación de un marco IRL/DDC basado en ERM que no requiere una estimación explícita de la probabilidad de transición de estado.
Sugiere la posibilidad de extensión a espacios de estados infinitos de alta dimensión a través de la compatibilidad con técnicas de estimación no paramétrica como las redes neuronales.
Garantizar una convergencia global rápida satisfaciendo la condición PL del residuo de Bellman.
Los experimentos sintéticos verificaron un rendimiento superior en comparación con los métodos existentes.
Limitations:
Sólo se presentan resultados experimentales en datos sintéticos, por lo que el rendimiento de generalización en conjuntos de datos reales requiere una verificación adicional.
Se necesita más investigación teórica para determinar si la satisfacción de la condición PL es aplicable a todos los problemas DDC.
La escalabilidad en espacios de estados infinitos y de alta dimensión solo tiene potencial sugerido teóricamente, pero la implementación real y la evaluación del rendimiento requieren más investigación.
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