連続行動空間を持つマルチエージェント系のための安全な深層強化学習
Safe Deep Reinforcement Learning for Multi-Agent Systems with Continuous Action Spaces
MADDPGに安全層を追加し、単一エージェント向けの遷移線形化をマルチエージェントに拡張。ソフト制約で行動修正の実行不能問題を回避し、学習中も制約違反を大幅に削減した。
著者: Ziyad Sheebaelhamd, Konstantinos Zisis, Athina Nisioti, Dimitris Gkouletsos, Dario Pavllo, Jonas Kohler
分類: cs.LG, cs.RO
原文アブストラクト
Multi-agent control problems constitute an interesting area of application for deep reinforcement learning models with continuous action spaces. Such real-world applications, however, typically come with critical safety constraints that must not be violated. In order to ensure safety, we enhance the well-known multi-agent deep deterministic policy gradient (MADDPG) framework by adding a safety layer to the deep policy network. In particular, we extend the idea of linearizing the single-step transition dynamics, as was done for single-agent systems in Safe DDPG (Dalal et al., 2018), to multi-agent settings. We additionally propose to circumvent infeasibility problems in the action correction step using soft constraints (Kerrigan & Maciejowski, 2000). Results from the theory of exact penalty functions can be used to guarantee constraint satisfaction of the soft constraints under mild assumptions. We empirically find that the soft formulation achieves a dramatic decrease in constraint violations, making safety available even during the learning procedure.
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