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Une approche empirique de minimisation des risques pour le RL inverse hors ligne et le modèle de choix discret dynamique

Created by
  • Haebom

Auteur

Enoch H. Kang, Hema Yoganarasimhan, Lalit Jain

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Cet article étudie le problème de l'apprentissage par renforcement inverse par régularisation d'entropie maximale hors ligne (MaxEnt-IRL hors ligne) en apprentissage automatique, et plus particulièrement le modèle de choix discret dynamique (DDC). L'objectif est de récupérer la fonction de récompense ou fonction Q qui régit le comportement des agents à partir de données comportementales hors ligne. Nous proposons une méthode basée sur un gradient globalement convergent pour résoudre ce problème sans l'hypothèse restrictive de récompenses linéairement paramétrées. La nouveauté de cette étude réside dans l'introduction d'un cadre IRL/DDC basé sur la minimisation empirique des risques (ERM) qui évite la nécessité d'une estimation explicite de la probabilité de transition d'état dans l'équation de Bellman. De plus, la méthode proposée est compatible avec les techniques d'estimation non paramétriques telles que les réseaux de neurones. Par conséquent, la méthode proposée a le potentiel d'être étendue aux espaces d'état infinis de grande dimension. L'idée théorique clé de cette étude est que le résidu de Bellman satisfait la condition de Polyak-Lojasiewicz (PL), qui est plus faible que la convexité forte mais suffisante pour garantir une convergence globale rapide. Une série d’expériences synthétiques démontre que la méthode proposée surpasse systématiquement les méthodes de référence et les alternatives de pointe.

Takeaways, Limitations

Takeaways:
Nous présentons une méthode basée sur un gradient globalement convergent pour estimer les modèles DDC sans l’hypothèse restrictive de récompenses paramétrées linéairement.
Présentation d'un cadre IRL/DDC basé sur ERM qui ne nécessite pas d'estimation explicite de la probabilité de transition d'état.
Cela suggère la possibilité d'une extension aux espaces d'état infinis de grande dimension grâce à la compatibilité avec les techniques d'estimation non paramétriques telles que les réseaux neuronaux.
Assurer une convergence globale rapide en satisfaisant la condition PL du résidu de Bellman.
Des expériences synthétiques ont vérifié des performances supérieures par rapport aux méthodes existantes.
Limitations:
Seuls les résultats expérimentaux sur des données synthétiques sont présentés, les performances de généralisation sur des ensembles de données réels nécessitent donc une vérification supplémentaire.
Des recherches théoriques supplémentaires sont nécessaires pour déterminer si la satisfaction de la condition PL est applicable à tous les problèmes DDC.
L'évolutivité dans les espaces d'état infinis de grande dimension n'a qu'un potentiel théoriquement suggéré, mais la mise en œuvre réelle et l'évaluation des performances nécessitent des recherches supplémentaires.
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