Sicherheitsgarantien für Deep Reinforcement Learning in Black-Box-Szenarien

Kollisionsfrei unterwegs

Mit Hilfe von Reinforcement-Learning-Algorithmen können Roboter auch anspruchsvolle Bewegungen in einer unbekannten Umgebung und bei unbekannten Robotermodellen erlernen - doch wie kann man sicherstellen, dass sie Sicherheitsbeschränkungen respektieren, ohne dass sich ihre Performance verschlechtert?

Performance-freundliche Sicherheitsfunktionen

Sicherheit ist eine der grundlegenden Herausforderungen für das RL, dessen Hauptfunktion das Erkunden der Systemumgebung durch Trial und Error ist. Nicht zuletzt gibt es deshalb viele Ansätze, um die Sicherheitsprobleme von RL-Algorithmen zu entschärfen. Viele dieser Methoden führen jedoch zu einem sehr eingeschränktem, instabilen oder sehr konservativem Systemverhalten.

Damit RL-Agenten in Echtsituationen zum Einsatz kommen können, muss es daher zusätzliche Sicherheitsfunktionen geben, die möglichst Performance-freundlich sind. Dem Team von Wissenschaftlern ist es mit Hilfe des BRSL gelungen, die Sicherheit wesentlich zu erhöhen und gleichzeitig das System nur geringfügig einzuschränken. Die Forschung ist nun damit beschäftigt, die Performance autonomer Robotiksysteme weiter zu erhöhen, und die benötigten Datenmengen zu reduzieren. Langfristiges Ziel ist es, eine hundertprozentige Sicherheitsgarantie bei kürzester Ausführungszeit zu erreichen.

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