We study the problem of inverse reinforcement learning (IRL), where the learning agent recovers a reward function using expert demonstrations. Most of the existing IRL techniques make the often unrealistic assumption that the agent has access to full information about the environment. We remove this assumption by developing an algorithm for IRL in partially observable Markov decision processes (POMDPs), where an agent cannot directly observe the current state of the POMDP. The algorithm addresses several limitations of existing techniques that do not take the \emph{information asymmetry} between the expert and the agent into account. First, it adopts causal entropy as the measure of the likelihood of the expert demonstrations as opposed to entropy in most existing IRL techniques and avoids a common source of algorithmic complexity. Second, it incorporates task specifications expressed in temporal logic into IRL. Such specifications may be interpreted as side information available to the learner a priori in addition to the demonstrations, and may reduce the information asymmetry between the expert and the agent. Nevertheless, the resulting formulation is still nonconvex due to the intrinsic nonconvexity of the so-called \emph{forward problem}, i.e., computing an optimal policy given a reward function, in POMDPs. We address this nonconvexity through sequential convex programming and introduce several extensions to solve the forward problem in a scalable manner. This scalability allows computing policies that incorporate memory at the expense of added computational cost yet also achieves higher performance compared to memoryless policies. We demonstrate that, even with severely limited data, the algorithm learns reward functions and policies that satisfy the task and induce a similar behavior to the expert by leveraging the side information and incorporating memory into the policy.


翻译:我们研究反向强化学习(IRL)的问题, 学习代理商在其中利用专家演示来恢复奖励功能。 现有的IRL技术大多使该代理商获得关于环境的全部信息的假设往往不切实际, 我们通过在部分可见的Markov 决策程序中为IRL开发一个算法( POMDPs ), 代理商无法直接观察 POMDP 的当前状态。 算法解决了一些现有技术的局限性, 这些技术不把专家和代理商之间的信息不对称情况考虑在内。 首先, 它采用因果递增作为衡量专家演示的可能性的尺度, 而不是衡量大多数现有IRL技术中该代理商获得关于环境的全面信息。 其次, 将时间逻辑表达的任务规格纳入IMLL。 这些规格可以被解释为除了演示外, 也可以减少专家与代理商之间的信息不对称性。 然而, 由此形成的配方仍然不易解, 这是因为专家演示的内在的不兼容性, 比较专家的推导/ 将成本政策推算的精度, 将这种精细的精细的递性政策 引入了前向后序的递化的计算, 将精细的精细的精度 。 将精细的精细的精细的精细的精细的精细的计算, 将精细的精细的精细的精细的精细的精细的精细的精细的精细的精细的精细的精细的精细的精细的精细的精细的计算, 。

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
零样本文本分类,Zero-Shot Learning for Text Classification
专知会员服务
95+阅读 · 2020年5月31日
可解释强化学习,Explainable Reinforcement Learning: A Survey
专知会员服务
128+阅读 · 2020年5月14日
专知会员服务
112+阅读 · 2019年12月24日
【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
168+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
26+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
26+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Reinforcement Learning: An Introduction 2018第二版 500页
CreateAMind
11+阅读 · 2018年4月27日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Arxiv
0+阅读 · 2021年8月4日
Arxiv
7+阅读 · 2021年5月25日
Arxiv
5+阅读 · 2020年6月16日
Logically-Constrained Reinforcement Learning
Arxiv
3+阅读 · 2018年12月6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
26+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
26+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Reinforcement Learning: An Introduction 2018第二版 500页
CreateAMind
11+阅读 · 2018年4月27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