On Assessing The Safety of Reinforcement Learning algorithms Using Formal Methods
Notice bibliographique
Résumé
The increasing adoption of Reinforcement Learning in safety-critical systems domains such as autonomous vehicles, health, and aviation raises the need for ensuring their safety. Existing safety mechanisms such as adversarial training, adversarial detection, and robust learning are not always adapted to all disturbances in which the agent is deployed. Those disturbances include moving adversaries whose behavior can be unpredictable by the agent, and as a matter of fact harmful to its learning. Ensuring the safety of critical systems also requires methods that give formal guarantees on the behaviour of the agent evolving in a perturbed environment. It is therefore necessary to propose new solutions adapted to the learning challenges faced by the agent. In this paper, first we generate adversarial agents that exhibit flaws in the agent's policy by presenting moving adversaries. Secondly, We use reward shaping and a modified Q-learning algorithm as defense mechanisms to improve the agent's policy when facing adversarial perturbations. Finally, probabilistic model checking is employed to evaluate the effectiveness of both mechanisms. We have conducted experiments on a discrete grid world with a single agent facing non-learning and learning adversaries. Our results show a diminution in the number of collisions between the agent and the adversaries. Probabilistic model checking provides lower and upper probabilistic bounds regarding the agent's safety in the adversarial environment.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,025 | 0,135 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,006 |
| Communication savante | 0,003 | 0,004 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,003 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».