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Imad Aouali

大动作空间中的同策略与异策略学习

研究问题
摘要称,研究交互系统中智能体在观测上下文后从极大动作集中选择动作并只获得部分反馈时的策略学习问题,涵盖同策略的序贯交互与异策略的日志数据学习两种范式。
方法与思路
作者提出以情境赌博机为主要框架:同策略部分发展结构化贝叶斯方法,包括混合效应 Thompson 采样 meTS 与基于扩散式先验建模动作依赖的 dTS;异策略部分提出基于隐变量的结构化直接方法 sDM,并给出可高效优化的凹策略加权对数似然目标与基于指数平滑和 PAC-Bayes 界的可微悲观方法。
材料陈述的贡献
摘要称,所提方法通过跨动作共享信息,给出依赖“有效动作数”的遗憾保证;并指出在大动作空间中优化误差可能主导估计误差,进而提出可高效优化的目标以控制正则化重要性采样估计量的偏差—方差权衡。
阅读关注点
应核对各方法的识别与建模假设、遗憾保证的具体条件与形式、有效动作数的定义,以及优化误差主导估计误差这一论断的推导与适用范围;同时确认实验设置与对比基线。
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原文摘要

This thesis studies policy learning in interactive systems where an agent observes a context, selects an action from a very large set, and receives partial feedback. The main framework is contextual bandits, with two paradigms: on-policy learning, where the agent interacts sequentially with the environment and minimizes regret, and off-policy learning, where it learns from logged data collected by a logging policy. In large action spaces, both settings face major challenges: inefficient exploration, sparse data coverage, high-variance importance weights, extrapolation bias, and difficult optimization landscapes. The first part develops structured Bayesian methods for on-policy learning. We introduce meTS, a mixed-effect extension of Thompson sampling, and dTS, which leverages diffusion-inspired priors to model dependencies between actions. These methods share information across actions and yield regret guarantees depending on an effective number of actions. The second part addresses off-policy learning. We propose sDM, a structured direct method based on latent variables, show that optimization error can dominate estimation error in large action spaces, and introduce concave, efficiently optimizable policy-weighted log-likelihood objectives. Finally, we develop differentiable pessimistic methods based on exponential smoothing and PAC-Bayesian bounds to control the bias-variance trade-off of regularized importance-sampling estimators.

笔记与分组
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