Various types of Multi-Agent Reinforcement Learning (MARL) methods have been developed, assuming that agents' policies are based on true states. Recent works have improved the robustness of MARL under uncertainties from the reward, transition probability, or other partners' policies. However, in real-world multi-agent systems, state estimations may be perturbed by sensor measurement noise or even adversaries. Agents' policies trained with only true state information will deviate from optimal solutions when facing adversarial state perturbations during execution. MARL under adversarial state perturbations has limited study. Hence, in this work, we propose a State-Adversarial Markov Game (SAMG) and make the first attempt to study the fundamental properties of MARL under state uncertainties. We prove that the optimal agent policy and the robust Nash equilibrium do not always exist for an SAMG. Instead, we define the solution concept, robust agent policy, of the proposed SAMG under adversarial state perturbations, where agents want to maximize the worst-case expected state value. We then design a gradient descent ascent-based robust MARL algorithm to learn the robust policies for the MARL agents. Our experiments show that adversarial state perturbations decrease agents' rewards for several baselines from the existing literature, while our algorithm outperforms baselines with state perturbations and significantly improves the robustness of the MARL policies under state uncertainties.
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Although various methods have been proposed for multi-label classification, most approaches still follow the feature learning mechanism of the single-label (multi-class) classification, namely, learning a shared image feature to classify multiple labels. However, we find this One-shared-Feature-for-Multiple-Labels (OFML) mechanism is not conducive to learning discriminative label features and makes the model non-robustness. For the first time, we mathematically prove that the inferiority of the OFML mechanism is that the optimal learned image feature cannot maintain high similarities with multiple classifiers simultaneously in the context of minimizing cross-entropy loss. To address the limitations of the OFML mechanism, we introduce the One-specific-Feature-for-One-Label (OFOL) mechanism and propose a novel disentangled label feature learning (DLFL) framework to learn a disentangled representation for each label. The specificity of the framework lies in a feature disentangle module, which contains learnable semantic queries and a Semantic Spatial Cross-Attention (SSCA) module. Specifically, learnable semantic queries maintain semantic consistency between different images of the same label. The SSCA module localizes the label-related spatial regions and aggregates located region features into the corresponding label feature to achieve feature disentanglement. We achieve state-of-the-art performance on eight datasets of three tasks, \ie, multi-label classification, pedestrian attribute recognition, and continual multi-label learning.
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隐式神经表示显示了3D场景重建的有希望的潜力。最近的工作将其应用于自主3D重建,通过学习信息获得图路径计划的信息增益。有效,信息增益的计算很昂贵,并且与使用体积表示相比,使用隐式表示为3D点进行碰撞检查要慢得多。在本文中,我们建议1)利用神经网络作为信息增益场的隐式函数近似器,以及2)将隐式细粒表示与粗量表示形式结合起来,以提高效率。随着效率的提高,我们提出了基于基于图的计划者的新型信息路径计划。我们的方法表明,与具有隐性和明确表示的自主重建相比,重建质量和计划效率的显着提高。我们将该方法部署在真正的无人机上,结果表明我们的方法可以计划信息意见并以高质量重建场景。
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电动汽车(EV)在自动启动的按需(AMOD)系统中起关键作用,但是它们的独特充电模式增加了AMOD系统中的模型不确定性(例如,状态过渡概率)。由于通常存在训练和测试(真)环境之间的不匹配,因此将模型不确定性纳入系统设计至关重要。但是,在现有文献重新平衡的EV AMOD系统中,尚未明确考虑模型不确定性,并且仍然是一项紧急和挑战的任务。在这项工作中,我们为EV重新平衡和充电问题设计了一个强大而有限的多机构增强学习(MARL)框架。然后,我们提出了一种强大且受限的MARL算法(Rocoma),该算法训练了强大的EV重新平衡政策,以平衡供需比率和整个城市的充电利用率在国家过渡不确定性下。实验表明,Rocoma可以学习有效且强大的重新平衡政策。当存在模型不确定性时,它的表现优于非稳定MAL方法。它使系统公平性增加了19.6%,并使重新平衡成本降低了75.8%。
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共享连接和自动驾驶汽车(CAV)之间的信息从根本上改善了自动驾驶的协作对象检测的性能。但是,由于实际挑战,骑士仍然存在不确定性的对象检测,这将影响自动驾驶中的后来模块,例如计划和控制。因此,不确定性定量对于诸如CAV等安全至关重要系统至关重要。我们的工作是第一个估计协作对象检测的不确定性的工作。我们提出了一种新型的不确定性量化方法,称为Double-M量化,该方法通过直接建模到边界框的每个角落的多变量高斯分布来定制移动块引导(MBB)算法。我们的方法基于离线双M训练过程,通过一个推理通过了一个推理,同时捕获了认知的不确定性和差异不确定性。它可以与不同的协作对象检测器一起使用。通过对综合协作感知数据集进行的实验,我们表明,与最先进的不确定性量化方法相比,我们的双M方法在不确定性评分和3%的准确度上提高了4倍以上。我们的代码在https://coperception.github.io/double-m-quantification上公开。
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最近,培训预培训方法在以任务为导向的对话框(TOD)系统中表现出了很大的成功。但是,大多数现有的预培训模型用于TOD专注于对话的理解或对话生成,但并非两者兼而有之。在本文中,我们提出了Space-3,这是一种新型的统一的半监督预培训的预训练的对话模型,从大规模对话CORPORA中学习有限的注释,可以有效地对广泛的下游对话任务进行微调。具体而言,Space-3由单个变压器中的四个连续组件组成,以维护TOD系统中的任务流:(i)对话框编码模块编码对话框历史记录,(ii)对话框理解模块以从任一用户中提取语义向量查询或系统响应,(iii)一个对话框策略模块,以生成包含响应高级语义的策略向量,以及(iv)对话框生成模块以产生适当的响应。我们为每个组件设计一个专门的预训练目标。具体而言,我们预先培训对话框编码模块,使用跨度掩码语言建模,以学习上下文化对话框信息。为了捕获“结构化对话框”语义,我们通过额外的对话注释通过新颖的树诱导的半监视对比度学习目标来预先培训对话框理解模块。此外,我们通过将其输出策略向量与响应响应的语义向量之间的L2距离最小化以进行策略优化,从而预先培训对话策略模块。最后,对话框生成模型由语言建模预先训练。结果表明,Space-3在八个下游对话框基准中实现最新性能,包括意图预测,对话框状态跟踪和端到端对话框建模。我们还表明,在低资源设置下,Space-3比现有模型具有更强的射击能力。
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具有对比性学习目标的预训练方法在对话了解任务中表现出了显着的成功。但是,当前的对比学习仅将自调查的对话样本视为正样本,并将所有其他对话样本视为负面样本,即使在语义上相关的对话框中,也会强制执行不同的表示。在本文中,我们提出了一个树木结构化的预培训对话模型Space-2,该模型从有限标记的对话框和大规模的无标记的对话框COLPORA通过半监督的对比度预培训来学习对话框表示。具体而言,我们首先定义一个通用的语义树结构(STS),以统一不同对话框数据集的注释模式,以便可以利用所有标记数据中存储的丰富结构信息。然后,我们提出了一个新颖的多视图分数功能,以增加共享类似STS的所有可能对话框的相关性,并且在监督的对比预训练期间仅推开其他完全不同的对话框。为了充分利用未标记的对话,还增加了基本的自我监督对比损失,以完善学习的表示。实验表明,我们的方法可以在DialogLue基准测试中实现新的最新结果,该基准由七个数据集和四个流行的对话框组成。为了获得可重复性,我们在https://github.com/alibabaresearch/damo-convai/tree/main/main/space-2上发布代码和数据。
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对话总是与某些主题有关。但是,由于预先训练的语言模型(PLM)的输入长度限制,在当前对话生成模型中同时将对话历史记录和主题信息融合在一起是具有挑战性的。为了扩展PLM可以使用的信息,我们使用具有多个融合中的频道(FID)的某些提示(FID)编码主题和对话历史信息信息,并探索三个不同频道设置的影响。在本文中,我们的实验集中在一个名为NaturalConv的特定中国数据集上,在该数据集中,对话围绕着最近的新闻。我们彻底比较了不同的对话模型和不同的FID频道设置。经验结果表明,通过将我们提出的整个通道与其他历史频道相结合,我们的方法可以在NaturalConv上实现竞争性能,从而可以从过长的文本中编码各种信息。
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单眼深度估计和散焦估计是计算机视觉中的两个基本任务。大多数现有方法将深度估计和散焦估计视为两个独立的任务,忽略了它们之间的牢固联系。在这项工作中,我们提出了一个由编码器组成的多任务学习网络,该网络具有两个解码器,以估算单个集中图像的深度和散焦图。通过多任务网络,深度估计促进了散焦估计,从而在弱纹理区域中获得更好的结果,而散焦估计促进了通过两个地图之间强烈的物理连接的深度估计。我们设置了一个数据集(名为All-3D数据集),该数据集是第一个由100K的全焦点图像组成的全真实图像数据集,具有焦点深度,深度图和Defocus映射的集中图像。它使网络能够学习深度和真实散焦图像之间的功能和固体物理连接。实验表明,与合成的图像相比,网络从实际集中图像中学习更多的固体特征。从这种多任务结构中受益,不同的任务相互促进,我们的深度和散焦估计的性能明显优于其他最新算法。代码和数据集将在https://github.com/cubhe/mddnet上公开可用。
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多模式学习,尤其是大规模的多模式预训练,在过去的几年中已经迅速发展,并带来了人工智能(AI)的最大进步。尽管具有有效性,但了解多模式预训练模型的潜在机制仍然是一个巨大的挑战。揭示此类模型的解释性可能会使AI领域中新型学习范式的突破。为此,鉴于人脑的多模式性质,我们建议借助非侵入性脑成像技术(例如功能磁共振成像(fMRI))探索多模式学习模型的解释性。具体而言,我们首先提出了1500万个图像文本对预训练的新设计的多模式基础模型,该模型在各种认知下游任务中显示出强烈的多模式理解和概括能力。此外,从神经编码的角度来看(基于我们的基础模型),我们发现,与单峰相比,经过多模式训练的视觉和舌编码器都更像脑状。特别是,我们确定了许多大脑区域,其中多模式训练的编码器表现出更好的神经编码性能。这与现有有关探索大脑多感觉整合的研究的发现是一致的。因此,我们认为,多模式基础模型是神经科学家研究人脑中多模式信号处理机制的更合适的工具。我们的发现还证明了多模式基础模型作为理想的计算模拟器的潜力,以促进脑和大脑的AI研究。
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