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OpenReview · State space models· Zizhao Wang; Caroline Wang; Xuesu Xiao; Yuke Zhu; Peter Stone·· 2024-01-01精选AI 评分77

为强化学习构建最小且可复用的因果状态抽象

Building Minimal and Reusable Causal State Abstractions for Reinforcement Learning

AI 导读

基于摘要分析。本文研究因子化状态空间中的强化学习,目标是减少策略学习所需的经验,并支持不同任务要求下的泛化。作者提出 Causal Bisimulation Modeling(CBM),通过学习环境动力学与各任务奖励函数中的因果关系,构建最小、任务特定的状态抽象,仅保留完成当前任务所需的变量。 核心机制是利用并改进隐式建模,训练可在同一环境内供不同任务复用的高保真因果动力学模型,再结合任务奖励关系提取相关状态变量。因此,可复用的动力学模型与任务特定的抽象是两个不同层次,不应将其理解为一个固定抽象适用于所有任务。摘要未给出隐式建模的具体形式、优化目标或因果关系识别条件。 作者报告,在两个操作环境、四个任务的评估中,所学隐式动力学模型比显式模型更准确地识别底层因果关系与状态抽象;使用这些抽象的任务学习器获得接近 oracle 参照的样本效率,并在全部受测任务上优于基线。环境名称、任务定义、oracle 可用信息、基线配置、具体指标及统计信息尚未验证,不能据此判断其跨环境泛化能力。 平台推测(待验证):其可供 BCI 借鉴的机制是利用任务相关状态抽象排除无关变量,而非直接对 EEG 进行因果解码。迁移假设依赖能够构建具有可解释变量、动作、状态转移及任务奖励的闭环控制数据;可尝试复用动力学建模与任务相关变量筛选思路,但需改造 EEG 表征和部分可观测状态处理。低信噪比、跨被试差异、通道变化及小数据可能使因果关系估计不稳定。一个可证伪的小实验是在具有已知因果状态的简化闭环控制环境中加入 EEG 风格噪声与无关观测,按相同交互预算比较 CBM 抽象与完整状态输入的策略回报及相关变量恢复情况;这仅检验机制的抗噪可迁移性,不构成 EEG/BCI 有效性证据。已有 EEG 相关工作尚未检索确认。

阅读价值

值得核对 CBM 如何将可复用的因果动力学模型与任务特定状态抽象结合;作者报告其在操作环境中改善了样本效率,但对 EEG/BCI 的适用性尚未验证。

来源:OpenReview · State space models · openreview.net