信息的价值与进化e-puck机器人中通信行为的涌现

Hugging Face Daily Papers 论文

摘要

该论文研究了在PyBullet中重建的两只e-puck机器人之间通信行为的涌现条件,发现通信的出现与其所传递信息的价值成正比,而为孤立智能体设计的先天反射架构在社交任务中反而可能成为阻碍。

我们研究了自主智能体之间通信行为何时会出现,以及先天动作选择架构在其中所起的作用。两只e-puck机器人在PyBullet中根据其Webots模型重建并经过验证,它们必须找到一个只有当机器人经过其上方时才能被探测到的进食区域。每个机器人可以发出一个单比特信号,其方向可被接收方探测到。控制由一个带有残差路径的GRU循环网络提供,该网络可以独立运行,也可以作为嵌入式动作选择架构(EASA)中的一个通道运行。适应度仅衡量机器人在食物上方停留的时间。当机器人获得指向食物的指南针时,信号的使用完全消失。在没有指南针的情况下,在一个小型竞技场中,三次独立运行通过不同策略取得了相似的性能:一种指称性信号、一种永久信标,或完全不使用信号。随着竞技场的扩大,基于指称性信号的策略泛化能力最佳。相比之下,直接在大型竞技场中进化并不会增加通信的频率,但确实能区分不同策略,且指称性信号明显优于独自搜索。在EASA内部,先天反射对网络构成约束并降低了性能。随着其优先级的进化,进化过程持续削弱这些反射。研究结果表明,通信的涌现程度与其所传递信息的价值成正比,而为孤立智能体设计的先天脚手架在社交任务中可能成为一种阻碍。
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论文页面 - 信息的价值与演化 e-puck 机器人中通信的涌现

来源:https://huggingface.co/papers/2610.13118

摘要

我们研究了自主智能体之间通信何时会出现,以及先天的动作选择架构在其中扮演的角色。两个 e-puck 机器人在 PyBullet 中根据其 Webots 模型重建并进行了验证,它们必须找到一个只有当机器人经过其上方时才能被检测到的觅食区域。每个机器人可以发出一个一位信号,其方向可被接收方检测到。控制由带有残差路径的 GRU 循环网络提供,该网络可以独立运行,也可以作为嵌入式动作选择架构(Embedded Action Selection Architecture, EASA)中的一个通道运行。适应度仅衡量机器人停留在食物上方的时间。当机器人接收到指向食物的罗盘信号时,信号的使用完全消失。在没有罗盘的情况下,在小型场地中,三次独立运行通过不同策略达到了相似的性能:参考信号、永久信标,或完全不使用信号。随着场地扩大,基于参考信号的策略泛化效果最好。相比之下,直接在大型场地中演化并不会增加通信的频率,但确实会将策略区分开来,参考信号明显优于独自搜索。在 EASA 内部,先天反射约束了网络并降低了性能。随着其优先级的演化,演化过程一致地削弱了这些反射。结果表明,通信的涌现与其所传递信息的价值成正比,而为孤立智能体设计的先天脚手架在社会性任务中可能成为障碍。

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