在本文中,我们研究了上下文搜索中的学习问题,该问题是由诸如第一价格拍卖,个性化医学实验和基于功能的定价实验之类的应用所激发的。特别是,对于到达上下文向量的顺序,每个上下文与基本值相关联,决策者要么在特定点进行查询,要么跳过上下文。决策者只会观察有关查询点与上下文相关的价值之间关系的二进制反馈。我们研究PAC学习设置,目标是在最少数量的查询中学习基础平均值函数。为了应对这一挑战,我们提出了一种三部分搜索方法,并结合了基于保证金的主动学习方法。我们表明,该算法仅需要制作$ o(1/\ varepsilon^2)$查询即可达到$ \ epsilon $估计的准确性。该样本复杂性大大降低了被动设置中所需的样品复杂性,至少$ \ omega(1/\ varepsilon^4)$。
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到目前为止对抗训练是抵御对抗例子的最有效的策略。然而,由于每个训练步骤中的迭代对抗性攻击,它遭受了高的计算成本。最近的研究表明,通过随机初始化执行单步攻击,可以实现快速的对抗训练。然而,这种方法仍然落后于稳定性和模型稳健性的最先进的对手训练算法。在这项工作中,我们通过观察随机平滑的随机初始化来更好地优化内部最大化问题,对快速对抗培训进行新的理解。在这种新的视角之后,我们还提出了一种新的初始化策略,向后平滑,进一步提高单步强大培训方法的稳定性和模型稳健性。多个基准测试的实验表明,我们的方法在使用更少的训练时间(使用相同的培训计划时,使用更少的培训时间($ \ sim $ 3x改进)时,我们的方法达到了类似的模型稳健性。
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We study reinforcement learning (RL) with linear function approximation. For episodic time-inhomogeneous linear Markov decision processes (linear MDPs) whose transition dynamic can be parameterized as a linear function of a given feature mapping, we propose the first computationally efficient algorithm that achieves the nearly minimax optimal regret $\tilde O(d\sqrt{H^3K})$, where $d$ is the dimension of the feature mapping, $H$ is the planning horizon, and $K$ is the number of episodes. Our algorithm is based on a weighted linear regression scheme with a carefully designed weight, which depends on a new variance estimator that (1) directly estimates the variance of the \emph{optimal} value function, (2) monotonically decreases with respect to the number of episodes to ensure a better estimation accuracy, and (3) uses a rare-switching policy to update the value function estimator to control the complexity of the estimated value function class. Our work provides a complete answer to optimal RL with linear MDPs, and the developed algorithm and theoretical tools may be of independent interest.
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Despite the significant interest and progress in reinforcement learning (RL) problems with adversarial corruption, current works are either confined to the linear setting or lead to an undesired $\tilde{O}(\sqrt{T}\zeta)$ regret bound, where $T$ is the number of rounds and $\zeta$ is the total amount of corruption. In this paper, we consider the contextual bandit with general function approximation and propose a computationally efficient algorithm to achieve a regret of $\tilde{O}(\sqrt{T}+\zeta)$. The proposed algorithm relies on the recently developed uncertainty-weighted least-squares regression from linear contextual bandit \citep{he2022nearly} and a new weighted estimator of uncertainty for the general function class. In contrast to the existing analysis that heavily relies on the linear structure, we develop a novel technique to control the sum of weighted uncertainty, thus establishing the final regret bounds. We then generalize our algorithm to the episodic MDP setting and first achieve an additive dependence on the corruption level $\zeta$ in the scenario of general function approximation. Notably, our algorithms achieve regret bounds either nearly match the performance lower bound or improve the existing methods for all the corruption levels and in both known and unknown $\zeta$ cases.
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当应用于自动驾驶汽车设置时,行动识别可以帮助丰富环境模型对世界的理解并改善未来行动的计划。为了改善自动驾驶汽车决策,我们在这项工作中提出了一种新型的两阶段在线行动识别系统,称为RADAC。RADAC提出了主动剂检测的问题,并在直接的两阶段管道中以进行动作检测和分类的直接识别人类活动识别中的参与者关系的想法。我们表明,我们提出的计划可以胜过ICCV2021 ROAD挑战数据集上的基线,并通过将其部署在真实的车辆平台上,我们演示了对环境中代理行动的高阶理解如何可以改善对真实自动驾驶汽车的决策。
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我们考虑在具有非线性函数近似的两名玩家零和马尔可夫游戏中学习NASH平衡,其中动作值函数通过繁殖内核Hilbert Space(RKHS)中的函数近似。关键挑战是如何在高维函数空间中进行探索。我们提出了一种新颖的在线学习算法,以最大程度地减少双重性差距来找到NASH平衡。我们算法的核心是基于不确定性的乐观原理得出的上和下置信度界限。我们证明,在非常温和的假设上,我们的算法能够获得$ O(\ sqrt {t})$遗憾,并在对奖励功能和马尔可夫游戏的基本动态下进行多项式计算复杂性。我们还提出了我们的算法的几个扩展,包括具有伯恩斯坦型奖励的算法,可以实现更严格的遗憾,以及用于模型错误指定的另一种算法,可以应用于神经功能近似。
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由路由器控制的稀疏激活模型(MOE)层的混合物(MOE)层在深度学习方面取得了巨大的成功。但是,对这种建筑的理解仍然难以捉摸。在本文中,我们正式研究了MOE层如何改善神经网络学习的性能以及为什么混合模型不会崩溃成单个模型。我们的经验结果表明,基本问题的集群结构和专家的非线性对于MOE的成功至关重要。为了进一步理解这一点,我们考虑了固有群集结构的具有挑战性的分类问题,这很难使用单个专家学习。然而,使用MOE层,通过将专家选择为两层非线性卷积神经网络(CNN),我们表明可以成功地学习问题。此外,我们的理论表明,路由器可以学习群集中心的特征,这有助于将输入复杂问题分为单个专家可以征服的更简单的线性分类子问题。据我们所知,这是正式了解MOE层的深度学习机制的第一个结果。
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我们研究了协变量偏移下的线性回归,其中输入协变量的边际分布在源和目标域上有所不同,而在两个域中,给定输入协变量的输出的条件分布相似。我们根据针对此问题的目标数据(均由在线SGD进行的目标数据(均由在线SGD执行)进行预处理研究,研究了转移学习方法。我们为这种方法建立了尖锐的实例依赖性高风险上限和下限。我们的界限表明,对于大量的线性回归实例,使用$ O(n^2)$源数据(以及稀缺或无目标数据)转移学习与使用$ n $目标数据的监督学习一样有效。此外,我们表明,即使只有少量的目标数据,也可能会大大减少预处理所需的源数据量。我们的理论阐明了预处理的有效性和局限性以及对解决协变量转移问题的填补的好处。
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我们研究联合的上下文线性匪徒,其中$ m $代理相互合作,在中央服务器的帮助下解决全球上下文线性匪徒问题。我们考虑了异步设置,所有代理商都独立工作,一个代理和服务器之间的通信不会触发其他代理的通信。我们提出了一种基于乐观原理的简单算法\ texttt {fedlinucb}。我们证明\ texttt {fedlinucb}的遗憾是由$ \ tilde {o}(d \ sqrt {\ sum_ {m = 1}^m t_m})$界定的,通信复杂性是$ \ tilde {o}(o}(o}(o}(o}(o))dm^2)$,其中$ d $是上下文向量的尺寸,$ t_m $是与环境的交互总数,$ m $ -th代理。据我们所知,这是第一种可证明有效的算法,它允许联合上下文线性匪徒完全异步通信,同时获得与单一代理设置相同的遗憾保证。
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我们在存在对抗性腐败的情况下研究线性上下文的强盗问题,在场,每回合的奖励都被对手损坏,腐败级别(即,地平线上的腐败总数)为$ c \ geq 0 $。在这种情况下,最著名的算法受到限制,因为它们要么在计算效率低下,要么需要对腐败做出强烈的假设,或者他们的遗憾至少比没有腐败的遗憾差的$ C $倍。在本文中,为了克服这些局限性,我们提出了一种基于不确定性的乐观原则的新算法。我们算法的核心是加权山脊回归,每个选择动作的重量都取决于其置信度,直到一定的阈值。 We show that for both known $C$ and unknown $C$ cases, our algorithm with proper choice of hyperparameter achieves a regret that nearly matches the lower bounds.因此,我们的算法几乎是两种情况的对数因素的最佳选择。值得注意的是,我们的算法同时对腐败和未腐败的案件($ c = 0 $)实现了近乎最理想的遗憾。
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