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Markov Decision Processes under External Temporal Processes

Created by
  • Haebom

저자

Ranga Shaarad Ayyagari, Revanth Raj Eega, Ambedkar Dukkipati

개요

본 논문은 기존 강화학습 알고리즘이 주로 정적 환경을 가정하는 한계를 극복하기 위해, 외부 시간적 과정의 영향을 받는 마르코프 결정 과정(MDP)을 연구합니다. 외부 과정에 의한 변화가 특정 조건을 만족할 경우, 유한한 과거 이벤트의 기록만 고려하여 문제를 해결할 수 있음을 보입니다. 이를 위해, 환경의 현재 상태와 유한한 과거 외부 과정 이벤트 기록을 고려하는 정책 반복 알고리즘을 제안하고 이론적 분석을 수행합니다. 해당 알고리즘은 수렴이 보장되지 않지만, 근사 정책 및 가치 함수로 인한 오차에 따라 상태 공간의 특정 영역에서 정책 개선을 보장합니다. 또한, 유한한 과거 시간 이벤트 통합으로 인한 근사를 고려하는 최소 제곱 정책 평가 및 정책 개선 알고리즘의 샘플 복잡도를 제시합니다. 특정 조건을 만족하는 일반적인 이산 시간 과정에 적용 가능하며, 가우시안 마크를 가진 이산 시간 Hawkes 과정에 대한 추가 분석을 제공하고, 전통적인 제어 환경에서 정책 평가 및 배포를 위한 실험 결과를 제시합니다.

시사점, 한계점

시사점:
정적 환경을 넘어 비정적 환경에서의 강화학습 문제 해결에 대한 새로운 접근법 제시.
유한한 과거 이벤트 기록만을 사용하여 문제를 해결 가능하도록 하는 조건 제시.
비정적 환경에 적용 가능한 새로운 정책 반복 알고리즘 제안 및 이론적 분석.
최소 제곱 정책 평가 및 정책 개선 알고리즘의 샘플 복잡도 분석.
Hawkes 과정을 포함한 다양한 시간적 과정에 적용 가능성 제시.
한계점:
제안된 정책 반복 알고리즘의 수렴이 보장되지 않음.
정책 개선이 보장되는 상태 공간이 근사 오차에 의존.
실험 결과는 전통적인 제어 환경에 국한됨. 실제 세계의 복잡한 비정적 환경에서의 일반화 가능성은 추가 연구 필요.
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