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強化学習arXiv:2602.23280

空間平滑化による価値学習

Mollified Value Learning

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オフライン目標条件付き強化学習において、距離的制約を局所空間測度の期待値として再解釈し、微分演算子を必要とせずに構造化された価値表現を学習する手法を提案。

詳しい要約

1. どんなもの?

- Offline goal-conditioned reinforcement learning (GCRL) において、限られた state-action coverage 下での value estimation を改善する手法。 - 距離的な制約を pointwise ではなく局所的な spatial measure 上の期待値として再解釈する Mollified Value Learning (MVL) を提案。 - navigation と高次元 robotic manipulation タスクで評価。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 既存の physics-informed 手法は Hamilton-Jacobi-Bellman (HJB) 最適性原理に基づく pointwise な距離的幾何制約を、Eikonal equation などの一階偏微分方程式で課す。 - しかし、明示的な微分構造による局所一貫性の強制は複雑・高次元環境で不安定になりうる。 - MVL は微分演算子を必要とせず、制約を局所空間測度で集約することで空間的 mollifier として働き、距離的 value geometry を誘導する点が異なる。

3. 技術・手法の肝は?

- 距離的制約を pointwise に評価するのではなく、局所的な spatial measure 上の期待値として再解釈。 - この測度上で制約を集約することで、目的関数が spatial mollifier として機能し、高価な微分演算子なしに距離的 value geometry を誘導。 - implicit value representation learning 手法と組み合わせて使用。

4. どうやって有効だと検証した?

- navigation および高次元 robotic manipulation タスクでの実験を実施。 - MVL が構造化された value representation を学習し、goal-reaching performance を改善することを示した。 - コードは https://github.com/HrishikeshVish/MVL で公開。

5. 議論はある?

- 要旨からは不明。

6. 次に読むべき論文は?

- Hamilton-Jacobi-Bellman (HJB) 最適性原理に基づく physics-informed 手法。 - Eikonal equation を用いた既存研究。 - implicit value representation learning 手法。

※ AIが要旨から生成した要約です。正確性は原文をご確認ください。

著者: Hrishikesh Viswanath, Juanwu Lu, S. Talha Bukhari, Mihir Chauhan, Damon Conover, Ziran Wang, Aniket Bera

分類: cs.LG, cs.RO

原文アブストラクト

Offline goal-conditioned reinforcement learning (GCRL) learns goal-reaching behaviors from static datasets, but accurate value estimation remains challenging under limited state-action coverage. Existing physics-informed approaches address this by imposing pointwise distance-like geometric constraints derived from Hamilton--Jacobi--Bellman (HJB) optimality principles, often through first-order partial differential equations such as the Eikonal equation. However, enforcing local consistency through explicit differential structure can become unstable in complex, high-dimensional environments. Our key insight is to instead reinterpret distance-like constraints as an expectation over a local spatial measure. By aggregating constraints over this measure rather than evaluating them pointwise, the objective acts as a spatial mollifier, inducing distance-like value geometry without requiring expensive differential operators. We refer to this as Mollified Value Learning (MVL). Experiments across navigation and high-dimensional robotic manipulation tasks show that MVL learns structured, value representations, improving goal-reaching performance, when used with implicit value representation learning methods. Open-source codes are available at https://github.com/HrishikeshVish/MVL.

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