Cooperación emergente mediante aprendizaje profundo por refuerzo

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Resumen

This work presents the design of a multi-agent cognitive system composed of neural networks and tuned through deep reinforcement learning. The system is applied to a social dilemma, a problem whose optimal solution requires that agents coordinate their actions to maximize a macroscopic performance function, despite the divergent individual objectives of each agent. The agents are selfish, that is, their goal is to maximize their individual performance without considering the overall performance of the system. However, by inserting an auxiliary objective of maximization of the mutual information between agents, cooperation, as measured by a novel proposed index, emerges among them. By comparing the proposed system with a system without the auxiliary objective, we conclude that the maximization of mutual information among agents promotes the emergence of cooperation in social dilemmas.

Descripción

Este trabajo presenta el diseño de un sistema cognitivo multi-agente compuesto por redes neuronales y sintonizado mediante aprendizaje profundo por refuerzo. El sistema se aplica a un dilema social, un problema cuya solución óptima requiere que los agentes coordinen sus acciones para maximizar una función de desempeño macroscópico, a pesar de los objetivos individuales divergentes de cada agente. Los agentes son egoístas, es decir, su objetivo es maximizar su rendimiento individual sin tener en cuenta el rendimiento global del sistema. Sin embargo, al insertar un objetivo auxiliar de maximización de la información mutua entre agentes, la cooperación, medida por un nuevo índice propuesto, emerge entre ellos. Al comparar el sistema propuesto con un sistema sin el objetivo auxiliar, concluimos que la maximización de la información mutua entre los agentes promueve la emergencia de cooperación en dilemas sociales.

Palabras clave

Sistemas multi-agente, Cooperación, Aprendizaje profundo, Información mutua, Inteligencia artificial, Dilema social

Materias

Ingeniería Electrónica - Tesis y disertaciones académicas , Sistemas multiagente , Redes neurales (Informática) , Algoritmos

Citación