移动通知系统在各种应用程序中起着重要作用,以通信,向用户发送警报和提醒,以告知他们有关新闻,事件或消息的信息。在本文中,我们将近实时的通知决策问题制定为马尔可夫决策过程,在该过程中,我们对奖励中的多个目标进行了优化。我们提出了一个端到端的离线增强学习框架,以优化顺序通知决策。我们使用基于保守的Q学习的双重Q网络方法来应对离线学习的挑战,从而减轻了分配转移问题和Q值高估。我们说明了完全部署的系统,并通过离线和在线实验证明了拟议方法的性能和好处。
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推荐系统(RS)是一个重要的在线应用程序,每天都会影响数十亿个用户。主流RS排名框架由两个部分组成:多任务学习模型(MTL),该模型可预测各种用户反馈,即点击,喜欢,分享和多任务融合模型(MTF),该模型(MTF)结合了多任务就用户满意度而言,输出分为最终排名得分。关于融合模型的研究并不多,尽管它对最终建议作为排名的最后一个关键过程有很大的影响。为了优化长期用户满意度,而不是贪婪地获得即时回报,我们将MTF任务作为Markov决策过程(MDP),并在推荐会话中提出,并建议基于批处理加固学习(RL)基于多任务融合框架(BATCHRL-MTF)包括批处理RL框架和在线探索。前者利用批处理RL从固定的批处理数据离线学习最佳推荐政策,以达到长期用户满意度,而后者则探索了潜在的高价值动作在线,以突破本地最佳难题。通过对用户行为的全面调查,我们通过从用户粘性和用户活动性的两个方面的微妙启发式方法对用户满意度进行了建模。最后,我们对十亿个样本级别的现实数据集进行了广泛的实验,以显示模型的有效性。我们建议保守的离线政策估计器(保守 - 访问器)来测试我们的模型离线。此外,我们在真实推荐环境中进行在线实验,以比较不同模型的性能。作为成功在MTF任务中应用的少数批次RL研究之一,我们的模型也已部署在一个大规模的工业短视频平台上,为数亿用户提供服务。
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Current advances in recommender systems have been remarkably successful in optimizing immediate engagement. However, long-term user engagement, a more desirable performance metric, remains difficult to improve. Meanwhile, recent reinforcement learning (RL) algorithms have shown their effectiveness in a variety of long-term goal optimization tasks. For this reason, RL is widely considered as a promising framework for optimizing long-term user engagement in recommendation. Despite being a promising approach, the application of RL heavily relies on well-designed rewards, but designing rewards related to long-term user engagement is quite difficult. To mitigate the problem, we propose a novel paradigm, Preference-based Recommender systems (PrefRec), which allows RL recommender systems to learn from preferences about users' historical behaviors rather than explicitly defined rewards. Such preferences are easily accessible through techniques such as crowdsourcing, as they do not require any expert knowledge. With PrefRec, we can fully exploit the advantages of RL in optimizing long-term goals, while avoiding complex reward engineering. PrefRec uses the preferences to automatically train a reward function in an end-to-end manner. The reward function is then used to generate learning signals to train the recommendation policy. Furthermore, we design an effective optimization method for PrefRec, which uses an additional value function, expectile regression and reward model pre-training to improve the performance. Extensive experiments are conducted on a variety of long-term user engagement optimization tasks. The results show that PrefRec significantly outperforms previous state-of-the-art methods in all the tasks.
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我们利用离线增强学习(RL)模型在现实世界中有预算限制的情况下进行连续的目标促销。在我们的应用程序中,移动应用程序旨在通过向客户发送现金奖金并在每个时间段内控制此类现金奖金的成本来促进客户保留。为了实现多任务目标,我们提出了预算限制的加强学习,以进行顺序促销(BCRLSP)框架,以确定要发送给用户的现金奖金的价值。我们首先找出目标策略和相关的Q值,这些Q值是使用RL模型最大化用户保留率的。然后添加线性编程(LP)模型以满足促销成本的限制。我们通过最大化从RL模型中汲取的动作的Q值来解决LP问题。在部署期间,我们将离线RL模型与LP模型相结合,以在预算约束下生成强大的策略。使用在线和离线实验,我们通过证明BCRLSP达到的长期客户保留率和比各种基线更低的成本来证明我们方法的功效。利用近乎实时的成本控制方法,提出的框架可以轻松地使用嘈杂的行为政策和/或满足灵活的预算约束。
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由于数据量增加,金融业的快速变化已经彻底改变了数据处理和数据分析的技术,并带来了新的理论和计算挑战。与古典随机控制理论和解决财务决策问题的其他分析方法相比,解决模型假设的财务决策问题,强化学习(RL)的新发展能够充分利用具有更少模型假设的大量财务数据并改善复杂的金融环境中的决策。该调查纸目的旨在审查最近的资金途径的发展和使用RL方法。我们介绍了马尔可夫决策过程,这是许多常用的RL方法的设置。然后引入各种算法,重点介绍不需要任何模型假设的基于价值和基于策略的方法。连接是用神经网络进行的,以扩展框架以包含深的RL算法。我们的调查通过讨论了这些RL算法在金融中各种决策问题中的应用,包括最佳执行,投资组合优化,期权定价和对冲,市场制作,智能订单路由和Robo-Awaring。
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在本文中,我们为游戏制定了一个推荐系统,该游戏为基于他们的互动行为来说潜在的物品,以最大限度地为游戏提供商的收入最大限度地提高。我们的方法是基于强化学习的技术构建,并在IEEE大数据杯挑战上公开可用的离线数据集培训。离线数据集的限制和高维数的诅咒构成解决这个问题的重要障碍。我们所提出的方法侧重于通过解决这些主要困难来提高全面奖励和表现。更具体地,我们利用稀疏PCA来提取用户行为的重要特征。然后,我们的Q学习系统从已加工的离线数据集培训。要利用所提供的数据集中的所有可能的信息,我们将用户功能群集到不同的组,并为每个组构建一​​个独立的Q-table。此外,为了解决评估指标的未知公式的挑战,我们设计了根据游戏提供商可能实现的潜在价值和我们从Live评分环境获得的实际评估指标的小集合的潜在价值自我评估的公制。我们的实验表明,我们的拟议度量标准与挑战组织者发表的结果一致。我们已经实施了拟议的培训管道,结果表明,我们的方法在总奖励和训练速度方面优于当前最先进的方法。通过解决主要挑战并利用最先进的技术,我们已经取得了最佳的公共排行榜导致挑战。此外,我们所提出的方法达到估计得分约为20%,并且可以比当前最先进的方法的最佳最佳方法更快地培训30倍。
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工业推荐系统处理极大的行动空间 - 许多数百万的项目推荐。此外,他们需要为数十亿用户服务,他们在任何时间点都是独一无止的,制作复杂的用户状态空间。幸运的是,可以学习大量记录的隐式反馈(例如,用户点击,停留时间)。然而,从记录的反馈中学习,才受到仅通过以前版本的推荐器选择的建议的反馈而导致的偏差。在这项工作中,我们展示了在YouTube的生产Top-K推荐系统中解决此类偏差的一般配方,以策略梯度为基础的算法,即加强。本文的贡献是:(1)缩放到生产推荐系统,以数百万的订单为行动空间; (2)申请违规纠正以解决从多种行为策略收集的记录反馈中学习数据偏差; (3)提出新的Top-K违规纠正,以占我们的政策一次推荐多个项目; (4)展示勘探的价值。我们展示了我们通过一系列模拟和youtube上的多个实时实验的方法。
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With the development of deep representation learning, the domain of reinforcement learning (RL) has become a powerful learning framework now capable of learning complex policies in high dimensional environments. This review summarises deep reinforcement learning (DRL) algorithms and provides a taxonomy of automated driving tasks where (D)RL methods have been employed, while addressing key computational challenges in real world deployment of autonomous driving agents. It also delineates adjacent domains such as behavior cloning, imitation learning, inverse reinforcement learning that are related but are not classical RL algorithms. The role of simulators in training agents, methods to validate, test and robustify existing solutions in RL are discussed.
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具有成本效益的资产管理是多个行业的兴趣领域。具体而言,本文开发了深入的加固学习(DRL)解决方案,以自动确定不断恶化的水管的最佳康复政策。我们在在线和离线DRL设置中处理康复计划的问题。在在线DRL中,代理与具有不同长度,材料和故障率特征的多个管道的模拟环境进行交互。我们使用深Q学习(DQN)训练代理商,以最低限度的平均成本和减少故障概率学习最佳政策。在离线学习中,代理使用静态数据,例如DQN重播数据,通过保守的Q学习算法学习最佳策略,而无需与环境进行进一步的交互。我们证明,基于DRL的政策改善了标准预防,纠正和贪婪的计划替代方案。此外,从固定的DQN重播数据集中学习超过在线DQN设置。结果保证,由大型国家和行动轨迹组成的水管的现有恶化概况为在离线环境中学习康复政策提供了宝贵的途径,而无需模拟器。
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在本文中,我们介绍了有关典型乘车共享系统中决策优化问题的强化学习方法的全面,深入的调查。涵盖了有关乘车匹配,车辆重新定位,乘车,路由和动态定价主题的论文。在过去的几年中,大多数文献都出现了,并且要继续解决一些核心挑战:模型复杂性,代理协调和多个杠杆的联合优化。因此,我们还引入了流行的数据集和开放式仿真环境,以促进进一步的研发。随后,我们讨论了有关该重要领域的强化学习研究的许多挑战和机会。
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基于模型的强化学习有望通过学习环境中的中间模型来预测未来的相互作用,从而从与环境的互动较少的相互作用中学习最佳政策。当预测一系列相互作用时,限制预测范围的推出长度是关键的超参数,因为预测的准确性会降低远离真实体验的区域。结果,从长远来看,从长远来看,总体上更糟糕的政策。因此,超参数提供了质量和效率之间的权衡。在这项工作中,我们将调整推出长度调整为元级的顺序决策问题的问题构成了问题,该问题优化了基于模型的强化学习所学到的最终策略,鉴于环境相互作用的固定预算通过基于反馈动态调整超参数来调整超参数。从学习过程中,例如模型的准确性和互动的其余预算。我们使用无模型的深度强化学习来解决元级决策问题,并证明我们的方法在两个众所周知的强化学习环境上优于共同的启发式基准。
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移动通知已成为社交网络服务的主要通信渠道,以使用户了解和参与。随着越来越多的移动应用程序向用户推出通知,他们不断面临关于发送什么,何时以及如何发送的决定。缺乏研究和方法论通常会导致启发式决策。许多通知到达不适当的时刻或引入太多中断,未能为用户提供价值并激发用户的投诉。在本文中,我们探讨了移动通知和用户参与度之间交互的独特功能。我们提出了一个国家过渡框架,以定量评估通知的有效性。在此框架内,我们开发了一个假设对数线性结构和Weibull分布的徽章通知的生存模型。我们的结果表明,与逻辑回归模型相比,该模型对应用程序的灵活性和卓越的预测准确性具有更大的灵活性。特别是,我们提供了一个在线用例,以进行通知交付时间优化,以显示我们如何做出更好的决策,推动更多用户参与度并为用户提供更多价值。
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强化学习(RL)通过与环境相互作用的试验过程解决顺序决策问题。尽管RL在玩复杂的视频游戏方面取得了巨大的成功,但在现实世界中,犯错误总是不希望的。为了提高样本效率并从而降低错误,据信基于模型的增强学习(MBRL)是一个有前途的方向,它建立了环境模型,在该模型中可以进行反复试验,而无需实际成本。在这项调查中,我们对MBRL进行了审查,重点是Deep RL的最新进展。对于非壮观环境,学到的环境模型与真实环境之间始终存在概括性错误。因此,非常重要的是分析环境模型中的政策培训与实际环境中的差异,这反过来又指导了更好的模型学习,模型使用和政策培训的算法设计。此外,我们还讨论了其他形式的RL,包括离线RL,目标条件RL,多代理RL和Meta-RL的最新进展。此外,我们讨论了MBRL在现实世界任务中的适用性和优势。最后,我们通过讨论MBRL未来发展的前景来结束这项调查。我们认为,MBRL在被忽略的现实应用程序中具有巨大的潜力和优势,我们希望这项调查能够吸引更多关于MBRL的研究。
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到目前为止,大多数关于推荐系统的研究专注于通过促进相关和个性化内容维持长期用户参与和满足感。但是,评估这种内容的质量和可靠性仍然非常具有挑战性。在本文中,我们提出了FEBR(基于专家的建议框架),是评估在线平台上建议内容的质量的学徒学习框架。该框架在推荐评估环境中挖掘专家(假设可靠)的演示轨迹,以恢复未知的实用程序功能。此功能用于学习描述专家行为的最佳策略,然后在框架中使用,以提供高质量和个性化的建议。我们通过用户兴趣模拟环境(使用RECSIM)评估我们的解决方案的性能。我们模拟了上述专家政策下的互动,以进行视频推荐,并将其效率与标准推荐方法进行比较。结果表明,我们的方法在内容质量方面提供了显着的收益,由专家评估并由用户观察,同时保持与基线方法几乎相同的表格。
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资产分配(或投资组合管理)是确定如何最佳将有限预算的资金分配给一系列金融工具/资产(例如股票)的任务。这项研究调查了使用无模型的深RL代理应用于投资组合管理的增强学习(RL)的性能。我们培训了几个RL代理商的现实股票价格,以学习如何执行资产分配。我们比较了这些RL剂与某些基线剂的性能。我们还比较了RL代理,以了解哪些类别的代理表现更好。从我们的分析中,RL代理可以执行投资组合管理的任务,因为它们的表现明显优于基线代理(随机分配和均匀分配)。四个RL代理(A2C,SAC,PPO和TRPO)总体上优于最佳基线MPT。这显示了RL代理商发现更有利可图的交易策略的能力。此外,基于价值和基于策略的RL代理之间没有显着的性能差异。演员批评者的表现比其他类型的药物更好。同样,在政策代理商方面的表现要好,因为它们在政策评估方面更好,样品效率在投资组合管理中并不是一个重大问题。这项研究表明,RL代理可以大大改善资产分配,因为它们的表现优于强基础。基于我们的分析,在政策上,参与者批评的RL药物显示出最大的希望。
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强化学习和最近的深度增强学习是解决如Markov决策过程建模的顺序决策问题的流行方法。问题和选择算法和超参数的RL建模需要仔细考虑,因为不同的配置可能需要完全不同的性能。这些考虑因素主要是RL专家的任务;然而,RL在研究人员和系统设计师不是RL专家的其他领域中逐渐变得流行。此外,许多建模决策,例如定义状态和动作空间,批次的大小和批量更新的频率以及时间戳的数量通常是手动进行的。由于这些原因,RL框架的自动化不同组成部分具有重要意义,近年来它引起了很多关注。自动RL提供了一个框架,其中RL的不同组件包括MDP建模,算法选择和超参数优化是自动建模和定义的。在本文中,我们探讨了可以在自动化RL中使用的文献和目前的工作。此外,我们讨论了Autorl中的挑战,打开问题和研究方向。
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Deep reinforcement learning is poised to revolutionise the field of AI and represents a step towards building autonomous systems with a higher level understanding of the visual world. Currently, deep learning is enabling reinforcement learning to scale to problems that were previously intractable, such as learning to play video games directly from pixels. Deep reinforcement learning algorithms are also applied to robotics, allowing control policies for robots to be learned directly from camera inputs in the real world. In this survey, we begin with an introduction to the general field of reinforcement learning, then progress to the main streams of value-based and policybased methods. Our survey will cover central algorithms in deep reinforcement learning, including the deep Q-network, trust region policy optimisation, and asynchronous advantage actor-critic. In parallel, we highlight the unique advantages of deep neural networks, focusing on visual understanding via reinforcement learning. To conclude, we describe several current areas of research within the field.
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Deep reinforcement learning algorithms have succeeded in several challenging domains. Classic Online RL job schedulers can learn efficient scheduling strategies but often takes thousands of timesteps to explore the environment and adapt from a randomly initialized DNN policy. Existing RL schedulers overlook the importance of learning from historical data and improving upon custom heuristic policies. Offline reinforcement learning presents the prospect of policy optimization from pre-recorded datasets without online environment interaction. Following the recent success of data-driven learning, we explore two RL methods: 1) Behaviour Cloning and 2) Offline RL, which aim to learn policies from logged data without interacting with the environment. These methods address the challenges concerning the cost of data collection and safety, particularly pertinent to real-world applications of RL. Although the data-driven RL methods generate good results, we show that the performance is highly dependent on the quality of the historical datasets. Finally, we demonstrate that by effectively incorporating prior expert demonstrations to pre-train the agent, we short-circuit the random exploration phase to learn a reasonable policy with online training. We utilize Offline RL as a \textbf{launchpad} to learn effective scheduling policies from prior experience collected using Oracle or heuristic policies. Such a framework is effective for pre-training from historical datasets and well suited to continuous improvement with online data collection.
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机器学习算法中多个超参数的最佳设置是发出大多数可用数据的关键。为此目的,已经提出了几种方法,例如进化策略,随机搜索,贝叶斯优化和启发式拇指规则。在钢筋学习(RL)中,学习代理在与其环境交互时收集的数据的信息内容严重依赖于许多超参数的设置。因此,RL算法的用户必须依赖于基于搜索的优化方法,例如网格搜索或Nelder-Mead单简单算法,这对于大多数R1任务来说是非常效率的,显着减慢学习曲线和离开用户的速度有目的地偏见数据收集的负担。在这项工作中,为了使RL算法更加用户独立,提出了一种使用贝叶斯优化的自主超参数设置的新方法。来自过去剧集和不同的超参数值的数据通过执行行为克隆在元学习水平上使用,这有助于提高最大化获取功能的加强学习变体的有效性。此外,通过紧密地整合在加强学习代理设计中的贝叶斯优化,还减少了收敛到给定任务的最佳策略所需的状态转换的数量。与其他手动调整和基于优化的方法相比,计算实验显示了有希望的结果,这突出了改变算法超级参数来增加所生成数据的信息内容的好处。
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离线政策优化可能会对许多现实世界的决策问题产生重大影响,因为在线学习在许多应用中可能是不可行的。重要性采样及其变体是离线策略评估中一种常用的估计器类型,此类估计器通常不需要关于价值函数或决策过程模型功能类的属性和代表性能力的假设。在本文中,我们确定了一种重要的过度拟合现象,以优化重要性加权收益,在这种情况下,学到的政策可以基本上避免在最初的状态空间的一部分中做出一致的决策。我们提出了一种算法,以避免通过新的每个国家 - 邻居标准化约束过度拟合,并提供对拟议算法的理论理由。我们还显示了以前尝试这种方法的局限性。我们在以医疗风格的模拟器为中测试算法,该模拟器是从真实医院收集的记录数据集和连续的控制任务。这些实验表明,与最先进的批处理学习算法相比,所提出的方法的过度拟合和更好的测试性能。
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