网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

传统UED瓶颈被打破,强化学习也能精准定位「最近发展区」

0
分享至



本文第一作者来自国防科技大学数智建模与仿真国家级重点实验室(State Key Laboratory of Digital Intelligent Modeling and Simulation)2024 级博士生原方,通讯作者为国防科技大学曾俊杰助理研究员、李庆伦博士,并由尹全军研究员、秦龙副教授、沈思淇长聘副教授(厦门大学)、谢毓湘教授、杨俊强副研究员共同合作完成。研究团队长期聚焦建模仿真、强化学习等相关方向研究。

训练强化学习智能体时,一个常见问题是:有些 level 太简单,智能体跑几遍就会;有些 level 又太难,智能体几乎得不到有效反馈。前者只是在重复已有能力,后者则会把训练预算消耗在无效探索上。真正有价值的训练环境,往往位于二者之间。它刚好超过智能体当前能力边界,但又没有难到完全学不会。换句话说,强化学习训练也存在某种「最近发展区」:高效训练的关键,不只是生成更多 level,而是找到当前阶段最值得学的 level。

Unsupervised Environment Design(UED)正是围绕这一问题展开。UED 不再把训练环境看作固定数据集,而是通过自动生成、选择或重放 level,动态塑造训练分布,让智能体在持续学习中获得更好的泛化能力。但 UED 面临一个核心难题:系统需要知道,哪些 level 真正推动了智能体学习。

近日,来自国防科技大学、厦门大学等机构的研究者提出了PACE(Parameter Change Environment Design)。PACE 使用 level 诱导的策略参数变化作为训练价值信号,直接衡量该 level 是否带来实际学习进展。该工作已被 ICML 2026 接收。



  • 论文题目:PACE: Parameter Change for Unsupervised Environment Design
  • 论文链接:https://doi.org/10.48550/arXiv.2605.01358

UED:让训练环境自己形成课程

UED 的出发点并不复杂。传统强化学习通常先给定一批训练环境,再让智能体在其中反复学习。但训练环境并非越多越好,也不是越难越好。如果 level 太简单,智能体很快进入「舒适区」,只能巩固已经掌握的行为;如果 level 太难,智能体又会进入「恐慌区」,长期得不到有效奖励。两种情况都会削弱学习效率和最终泛化能力。

在 UED 之前,Domain Randomization 已经表明,环境多样性有助于提升泛化能力;但这类方法通常只是静态地随机采样环境参数,难以根据智能体当前的学习状态动态调整训练内容。

UED 进一步将「训练什么」纳入学习过程:系统不再把训练环境视为固定背景,而是动态生成、选择或重放 level,并根据某种评价信号决定哪些 level 更值得保留、重放或进一步编辑。理想情况下,这些 level 应该持续贴近智能体当前能力边界:既不轻易被解决,也不完全超出可学习范围。

现有 UED 方法通常需要一个 score 来评价 level。常见做法包括 regret、GAE、MaxMC 等。这些信号在实践中有效,但它们更多从可解性差距、价值估计误差或回报估计出发,没有评估「这次训练到底带来了多少策略改进」。另一类方法更直接,例如 Marginal Benefit 会比较策略更新前后的表现变化,因此更接近真实学习进步。但它需要额外 rollout 来估计更新前后的回报,计算开销更高,估计方差也更大。

因此,UED 的核心问题就变成了:如何简单而准确地判断一个 level 是否真正推动了智能体的学习

PACE:用参数变化衡量学习进步

PACE 的核心判断很直接:如果一个 level 真正促成了学习,那么智能体在这个 level 上训练后,策略参数应该发生有意义的变化。也就是说,PACE 不再把 level 的价值建立在 regret、GAE 或 Monte Carlo return 等间接信号上,而是直接观察该 level 诱导的策略更新。









进一步假设这一步更新沿着局部梯度方向进行,即





将其代入一阶展开,可得目标提升的近似形式:



这个近似关系说明:在局部梯度更新假设下,一个 level 带来的目标提升与其诱导的策略参数变化平方范数成正比。因此,PACE 将 level score 定义为:







图 1:PACE 工作流程图。

基于这一 score,PACE 的运行过程可以分为两个部分:level scoringpolicy training(图 1)。







整个过程不断交替进行:新 level 被生成并打分,高价值 level 被写入 buffer,buffer 中的 level 又被优先重放来训练策略。由此,PACE 用策略参数变化构造出一种内生的学习进步信号,并用它驱动训练课程随智能体能力动态演化。

实验结果:从迷宫泛化到开放式任务









图 2:MiniGrid 上的零样本迁移性能。



表 1:MiniGrid 上的整体泛化指标。

为了进一步检验 PACE 在更复杂任务中的适用性,论文还在Craftax上进行实验。Craftax 是一个面向开放式强化学习的 JAX benchmark。随着探索推进,智能体会遇到新的区域、机制和目标,任务分布也会持续变化,因此更能检验 UED 方法是否能在长训练过程中持续提供有效课程。





表 2:Craftax 上 20 个未见过 levels 上的平均回报和标准差。

结语与展望

在强化学习智能体需要持续适应未见环境的背景下,如何准确识别真正推动学习的 levels 是 UED 的关键问题;PACE 通过参数变化这一简单、低方差、计算友好的内生信号,将环境评价直接建立在 realized learning progress 之上,从而减少代理指标偏差、高方差估计和额外 rollout 开销的影响,并为构建更稳定、更可扩展的自适应训练课程提供了新的思路。

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
影视飓风Tim称iPhoneDuo烫到握不住,苹果回应:博主单台设备测评片面,新设备到手后可能需要3至5天的适应期

影视飓风Tim称iPhoneDuo烫到握不住,苹果回应:博主单台设备测评片面,新设备到手后可能需要3至5天的适应期

19楼
2026-09-17 23:36:53
吴艳妮鸣枪前举手中断比赛被罚黄牌,仍13秒12夺得女子100米栏冠军,实现全锦赛三连冠、加冕六金王

吴艳妮鸣枪前举手中断比赛被罚黄牌,仍13秒12夺得女子100米栏冠军,实现全锦赛三连冠、加冕六金王

都市快报橙柿互动
2026-08-16 23:07:30
比腐败更可怕的,是所有人都在假装岁月静好

比腐败更可怕的,是所有人都在假装岁月静好

笑熬浆糊111
2026-08-17 09:07:45
流浪猫碰瓷保时捷车主,被驱赶多次都不肯走,结果傍富婆的代价也太大了

流浪猫碰瓷保时捷车主,被驱赶多次都不肯走,结果傍富婆的代价也太大了

拜见喵主子
2026-09-18 12:49:34
0—2!日本女足惨败,无缘八强,此前连续五届晋级四强

0—2!日本女足惨败,无缘八强,此前连续五届晋级四强

泥说体育
2026-09-18 13:10:02
500天伤停后仅踢3场联赛,27岁荷兰后卫自由身加盟美职联

500天伤停后仅踢3场联赛,27岁荷兰后卫自由身加盟美职联

竞技风云录
2026-09-19 02:59:27
我42岁被优化,公司补偿我920万,手续办完后,一位实习生追了出来:你那920万不是赔偿款!

我42岁被优化,公司补偿我920万,手续办完后,一位实习生追了出来:你那920万不是赔偿款!

LULU生活家
2026-09-18 15:01:01
24万买的电车,开了3年半卖7万,车主:换油车加300块油心里踏实

24万买的电车,开了3年半卖7万,车主:换油车加300块油心里踏实

民间胡扯老哥
2026-09-13 01:05:30
84年叶剑英找宋时轮办事,遭宋时轮拒绝,叶大怒:我看你是嫌麻烦

84年叶剑英找宋时轮办事,遭宋时轮拒绝,叶大怒:我看你是嫌麻烦

瀚史拾遗
2026-09-18 21:29:58
手搓动画《牛来》票房6300万 母子二人基本财富自由

手搓动画《牛来》票房6300万 母子二人基本财富自由

3DM游戏
2026-09-17 12:00:04
当年一针疫苗没打的500万人,如今结局出人意料,太真实了!

当年一针疫苗没打的500万人,如今结局出人意料,太真实了!

坠入二次元的海洋
2026-09-11 00:35:48
毛主席为何拒绝给董存瑞题词?得知缘由后,众人钦佩:伟人高明

毛主席为何拒绝给董存瑞题词?得知缘由后,众人钦佩:伟人高明

文史道
2025-07-03 20:21:14
44人名单+11张新面孔,克洛普首秀先摊牌:我不保证四连胜

44人名单+11张新面孔,克洛普首秀先摊牌:我不保证四连胜

体坛观察猿
2026-09-18 00:57:47
1949年,他仅凭一段文字,便嗅出了未来三十年的时代脉搏与历史走向

1949年,他仅凭一段文字,便嗅出了未来三十年的时代脉搏与历史走向

微野谈写作
2026-09-17 10:15:10
太焦虑了!岗位没变、劳动合同没变,从8月起,社保缴费单位悄悄换成另一家子公司,无锡网友发帖哭诉怎么办

太焦虑了!岗位没变、劳动合同没变,从8月起,社保缴费单位悄悄换成另一家子公司,无锡网友发帖哭诉怎么办

火山詩话
2026-09-18 08:16:17
美媒报道:“美国前总统奥巴马称,如果他参加2028年总统大选,人工智能将会是他的核心议题之一”

美媒报道:“美国前总统奥巴马称,如果他参加2028年总统大选,人工智能将会是他的核心议题之一”

扶苏聊历史
2026-09-16 17:59:19
普京称俄罗斯正造“独步天下”的武器,军工订单已超700亿美元

普京称俄罗斯正造“独步天下”的武器,军工订单已超700亿美元

桂系007
2026-09-19 03:02:15
赖清德送部长到大陆开会,强调以“中华台北”名义出席,我方回应

赖清德送部长到大陆开会,强调以“中华台北”名义出席,我方回应

阿泠你好
2026-09-17 16:36:20
一年两次来华?确定特朗普会来深圳APEC,但住宿安排他说了不算

一年两次来华?确定特朗普会来深圳APEC,但住宿安排他说了不算

井普独白
2026-09-17 15:35:11
郭士强:我可以告诉你,我们团队很辛苦 媒体人反驳:南辕北辙更吓人

郭士强:我可以告诉你,我们团队很辛苦 媒体人反驳:南辕北辙更吓人

风过乡
2026-09-18 21:23:37
2026-09-19 03:48:49
机器之心Pro incentive-icons
机器之心Pro
专业的人工智能媒体
14023文章数 142733关注度
往期回顾 全部

科技要闻

直击iPhone 18新机发售:黄牛加价不如前代

头条要闻

俄杜马选举拉夫罗夫"意外"登顶名单 梅德韦杰夫被拿下

头条要闻

俄杜马选举拉夫罗夫"意外"登顶名单 梅德韦杰夫被拿下

体育要闻

好吧,中国男篮辛苦了

娱乐要闻

陈思诚 佟丽娅不想让儿子知道两人离婚

财经要闻

研发0.25亿理财26亿,敷尔佳豪赌三类器械

汽车要闻

纯电/插混双动力+五座/六座双布局 海狮08应该怎么选?

态度原创

健康
旅游
艺术
数码
亲子

脑动脉瘤的治疗方法,该选哪一种?

旅游要闻

510万元/人、6天行程、681份售出!

艺术要闻

好色也分段位?这位时尚摄影大师,直接杀进王者局!

数码要闻

Realforce静电容键盘GX1 Plus皮卡丘版亮相TGS2026

亲子要闻

带中俄混血宝宝来广州,战斗娃魔丸属性突然觉醒,丽安差点招架不住!

无障碍浏览 进入关怀版