Multi-agent reinforcement learning (MARL) problems are challenging due to information asymmetry. To overcome this challenge, existing methods often require high level of coordination or communication between the agents. We consider two-agent multi-armed bandits (MABs) and Markov decision processes (MDPs) with a hierarchical information structure arising in applications, which we exploit to propose simpler and more efficient algorithms that require no coordination or communication. In the structure, in each step the ``leader" chooses her action first, and then the ``follower" decides his action after observing the leader's action. The two agents observe the same reward (and the same state transition in the MDP setting) that depends on their joint action. For the bandit setting, we propose a hierarchical bandit algorithm that achieves a near-optimal gap-independent regret of $\widetilde{\mathcal{O}}(\sqrt{ABT})$ and a near-optimal gap-dependent regret of $\mathcal{O}(\log(T))$, where $A$ and $B$ are the numbers of actions of the leader and the follower, respectively, and $T$ is the number of steps. We further extend to the case of multiple followers and the case with a deep hierarchy, where we both obtain near-optimal regret bounds. For the MDP setting, we obtain $\widetilde{\mathcal{O}}(\sqrt{H^7S^2ABT})$ regret, where $H$ is the number of steps per episode, $S$ is the number of states, $T$ is the number of episodes. This matches the existing lower bound in terms of $A, B$, and $T$.


翻译:多剂加固学习(MARL) 问题因信息不对称而具有挑战性。 要克服这一挑战, 现有的方法往往需要代理人之间的高度协调或沟通。 我们考虑在应用程序中产生有等级信息结构的双剂多武装土匪和马尔科夫决策程序(MDPs), 我们试图在应用程序中提出更简单、更高效、不需要协调或沟通的算法。 在结构中, “ 领导”首先选择她的行动, 然后“ 追随者” 在观察领导的行动后决定他的行动。 两个代理人都看到取决于他们联合行动的相同报酬( MDP 设置的同一州过渡)。 对于土匪的设置, 我们提出一个等级结构算法, 接近最优化的差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差错错错错错错错差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差差错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错

0
下载
关闭预览

相关内容

《计算机信息》杂志发表高质量的论文,扩大了运筹学和计算的范围,寻求有关理论、方法、实验、系统和应用方面的原创研究论文、新颖的调查和教程论文,以及描述新的和有用的软件工具的论文。官网链接:https://pubsonline.informs.org/journal/ijoc
【强化学习资源集合】Awesome Reinforcement Learning
专知会员服务
93+阅读 · 2019年12月23日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
57+阅读 · 2019年10月17日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
167+阅读 · 2019年10月11日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
RL 真经
CreateAMind
5+阅读 · 2018年12月28日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Arxiv
7+阅读 · 2018年12月26日
Arxiv
3+阅读 · 2018年10月5日
Hierarchical Deep Multiagent Reinforcement Learning
Arxiv
8+阅读 · 2018年9月25日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
RL 真经
CreateAMind
5+阅读 · 2018年12月28日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员