学习建模他人思维
摘要
OpenAI 和牛津大学研究人员提出了 LOLA(Learning with Opponent-Learning Awareness),这是一种强化学习方法,使智能体能够建模并考虑其他智能体的学习,在迭代囚徒困境和硬币游戏等多智能体博弈中发现合作策略。
我们发布了一个算法,它考虑到其他智能体也在学习这一事实,并发现了利己但具有合作性的策略,如迭代囚徒困境中的以牙还牙策略。这个算法称为对手学习感知学习(LOLA),是朝着能够建模他人思维的智能体迈出的一小步。
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缓存时间: 2026/04/20 14:43
# 学习对他人思维的建模
来源:https://openai.com/index/learning-to-model-other-minds/
LOLA 是 OpenAI 和牛津大学研究人员的合作成果,它让强化学习(RL)智能体在更新自身策略时考虑到其他智能体的学习过程。每个 LOLA 智能体都会调整其策略,以便以有利于自身的方式塑造其他智能体的学习。这是可能的,因为其他智能体的学习取决于环境中发生的奖励和观察,而这些又可能受到该智能体的影响。
这意味着 LOLA 智能体"Alice"对其他智能体"Bob"的参数更新如何依赖于自身的策略,以及 Bob 的参数更新如何影响自身未来的预期奖励进行建模。然后,Alice 更新自身的策略,以使其他智能体(如 Bob)的学习步骤对自身目标更加有利。
LOLA 智能体可以在诸如重复[囚徒困境](http://www.econlib.org/library/Enc/PrisonersDilemma.html)或[硬币游戏](https://arxiv.org/abs/1707.01068)等博弈中发现有效的互惠策略。相比之下,最先进的深度强化学习方法(如 Independent PPO)在这些领域中未能学会这样的策略。这些智能体通常学会采取自私行为,忽视其他智能体的目标。LOLA 通过让智能体出于纳入他人目标的自利动机来解决这个问题。它也不需要手工制定的规则或为鼓励合作而特殊设置的环境。
LOLA 的灵感来自于人类彼此如何协作:人类非常善于推理自己的行动如何影响其他人的未来行为,并经常发明与他人合作的方式,实现互利共赢。人类善于相互协作的原因之一是他们对其他人有"心智理论"的认识,使他们能够想出对合作者有益的策略。到目前为止,这种"心智理论"的表示在深度多智能体强化学习中一直缺失。对于最先进的深度强化学习智能体来说,另一个学习智能体与环境的一部分(比如一棵树)之间没有本质区别。
LOLA 性能的关键在于引入了以下项:
$$\left( \frac{\partial V^1(\theta^1_i,\theta^2_i)}{\partial \theta^2_i} \right)^T \frac{\partial^2 V^2(\theta^1_i,\theta^2_i)}{\partial \theta^1_i \partial \theta^2_i} \cdot \delta \eta$$
LOLA 让我们能够训练在[硬币游戏](https://arxiv.org/abs/1707.01068)中成功的智能体,在该游戏中,红蓝两个智能体相互竞争以拾取红蓝硬币。每个智能体拾起任何硬币都会得到一分,但如果他们拾起颜色不符的硬币,则另一个智能体将受到 -2 的惩罚。因此,如果两个智能体都贪心地拾起所有硬币,平均而言每个人都得到零分。LOLA 智能体学会主要拾起自己颜色的硬币,从而获得高分(如上所示)。
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