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Enregistrement W4399486984 · doi:10.1109/tnnls.2024.3373749

Off-Policy Prediction Learning: An Empirical Study of Online Algorithms

2024· article· en· W4399486984 sur OpenAlexafffund
Sina Ghiassian, Banafsheh Rafiee, Richard S. Sutton

Notice bibliographique

RevueIEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineDecision Sciences
ThématiqueAdvanced Bandit Algorithms Research
Établissements canadiensUniversity of Alberta
Organismes subventionnairesDeepMindAlberta Machine Intelligence InstituteNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaCanadian Institute for Advanced Research
Mots-clésComputer scienceMachine learningArtificial intelligenceEmpirical researchAlgorithmMathematicsStatistics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Off-policy prediction-learning the value function for one policy from data generated while following another policy-is one of the most challenging problems in reinforcement learning. This article makes two main contributions: 1) it empirically studies 11 off-policy prediction learning algorithms with emphasis on their sensitivity to parameters, learning speed, and asymptotic error and 2) based on the empirical results, it proposes two step-size adaptation methods called Step-size Ratchet and Soft Step-size Ratchet that help the algorithm with the lowest error from the experimental study learn faster. Many off-policy prediction learning algorithms have been proposed in the past decade, but it remains unclear which algorithms learn faster than others. In this article, we empirically compare 11 off-policy prediction learning algorithms with linear function approximation on three small tasks: the Collision task, the Rooms task, and the High Variance Rooms task. The Collision task is a small off-policy problem analogous to that of an autonomous car trying to predict whether it will collide with an obstacle. The Rooms and High Variance Rooms tasks are designed such that learning fast in them is challenging. In the Rooms task, the product of importance sampling ratios can be as large as . To control the high variance caused by the product of the importance sampling ratios, step size should be set small, which, in turn, slows down learning. The High Variance Rooms task is more extreme in that the product of the ratios can become as large as . The algorithms considered are Off-policy TD( ), five Gradient-TD algorithms, two Emphatic-TD algorithms, Vtrace, and variants of Tree Backup and ABQ that are applicable to the prediction setting. We found that the algorithms' performance is highly affected by the variance induced by the importance sampling ratios. Tree Backup( ), Vtrace( ), and ABTD( ) are not affected by the high variance as much as other algorithms, but they restrict the effective bootstrapping parameter in a way that is too limiting for tasks where high variance is not present. We observed that Emphatic TD( ) tends to have lower asymptotic error than other algorithms but might learn more slowly in some cases. Based on the empirical results, we propose two step-size adaptation algorithms, which we collectively refer to as the Ratchet algorithms, with the same underlying idea: keep the step-size parameter as large as possible and ratchet it down only when necessary to avoid overshoot. We show that the Ratchet algorithms are effective by comparing them with other popular step-size adaptation algorithms, such as the Adam optimizer.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,020
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,121
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,020
Score d'incertitude au seuil0,104

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0200,121
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0020,001
Études des sciences et des technologies0,0010,003
Communication savante0,0020,005
Science ouverte0,0020,001
Intégrité de la recherche0,0020,004
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,000

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.

Tête enseignante Opus0,093
Tête enseignante GPT0,428
Écart entre enseignants0,335 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations2
Publié2024
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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