The Effect of Multi-step Methods on Overestimation in Deep Reinforcement Learning
Notice bibliographique
Résumé
Multi-step (also called n-step) methods in Reinforcement Learning (RL) have been shown to be more efficient than the 1-step method due to faster propagation of the reward signal, both theoretically and empirically, in tasks exploiting tabular representation of the value-function. Recently, research in Deep Reinforcement Learning (DRL) also shows that multi-step methods improve learning speed and final performance in applications where the value-function and policy are represented with deep neural networks. However, there is a lack of understanding about what is actually contributing to the boost of performance. In this work, we analyze the effect of multi-step methods on alleviating the overestimation problem in DRL, where multi-step experiences are sampled from a replay buffer. Specifically building on top of Deep Deterministic Policy Gradient (DDPG), we propose Multistep DDPG (MDDPG), where different step sizes are manually set, and a variant called Mixed Multi-step DDPG (MMDDPG) where an average over different multi-step backups is used as an update target for the Q-value function. Empirically, we show that both MDDPG and MMDDPG are significantly less affected by the overestimation problem than DDPG with 1-step backup, which consequently results in better final performance and learning speed. We also discuss the advantages and disadvantages of different ways to do multi-step expansion in order to reduce approximation error, and expose the tradeoff between overestimation and underestimation that underlies offline multi-step methods. Finally, we compare the computational resource needs of MDDPG and MMDDPG with those of Twin Delayed Deep Deterministic Policy Gradient (TD3), a state-of-the-art algorithm proposed to address overestimation in actor-critic methods, since they show comparable final performance and learning speed.
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 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 | 0,010 | 0,044 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,001 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,004 |
| 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 ».