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Latent Variable Modeling in Multi-Agent Reinforcement Learning via Expectation-Maximization for UAV-Based Wildlife Protection

Created by
  • Haebom

저자

Mazyar Taghavi, Rahman Farnoosh

EM 기반 잠재 변수 모델링을 활용한 무인 항공기 협력: 멸종 위기 야생 동물 보호

개요

본 논문은 멸종 위기 야생 동물 불법 포획으로부터 보호하기 위한 목적으로, 광활하고 부분적으로 관측 가능한 환경에서 실시간 대응을 가능하게 하는 새로운 EM(Expectation-Maximization) 기반 잠재 변수 모델링 접근 방식을 제안합니다. 무인 항공기(UAV)의 협력을 위해 Multi-Agent Reinforcement Learning(MARL)을 활용하며, 잠재 변수를 통해 숨겨진 환경 요인과 에이전트 간의 역학 관계를 모델링하여 불확실성 속에서 탐색과 조정을 강화합니다. 이 EM-MARL 프레임워크는 멸종 위기 이란 표범의 보호 구역 순찰을 위해 10대의 UAV를 활용하는 맞춤형 시뮬레이션을 통해 구현 및 평가되었습니다.

시사점, 한계점

표준 알고리즘(PPO, DDPG) 대비 탐지 정확도, 적응성, 정책 수렴에서 우수한 성능 입증
EM 추론과 MARL의 결합을 통해 복잡하고 위험도가 높은 보존 시나리오에서 분산 의사 결정 개선 가능성 제시
전체 구현, 시뮬레이션 환경 및 훈련 스크립트 GitHub에서 공개
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