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
北方稀土:预计2026年上半年净利润为19.8亿元到20.6亿元,同比增加112.74%~121.33%

北方稀土:预计2026年上半年净利润为19.8亿元到20.6亿元,同比增加112.74%~121.33%

每日经济新闻
2026-07-14 16:25:37
迷之操作!中方拆走生产线后,印尼急忙出招,连夜赶走拉印度接盘

迷之操作!中方拆走生产线后,印尼急忙出招,连夜赶走拉印度接盘

观察者小海风
2026-07-14 05:40:24
只要有这三个省在,中国就不会“消失”,中国最能打的省是哪3个

只要有这三个省在,中国就不会“消失”,中国最能打的省是哪3个

瓦伦西亚月亮
2026-07-14 09:48:10
阿根廷究竟为什么看起来很弱,却总是能逆转?

阿根廷究竟为什么看起来很弱,却总是能逆转?

大道至万里
2026-07-14 10:37:10
原是央视一哥,今65岁定居北京,晚年真实丁克生活曝光,他后悔吗

原是央视一哥,今65岁定居北京,晚年真实丁克生活曝光,他后悔吗

白面书誏
2026-07-14 13:29:52
苹果即将推出可换电池新品,大幅延长使用寿命!

苹果即将推出可换电池新品,大幅延长使用寿命!

XCiOS俱乐部
2026-07-13 08:46:02
凌晨3点,广东18岁少年拆下电摩电池砸窗救人,最新后续:获赠一台新车

凌晨3点,广东18岁少年拆下电摩电池砸窗救人,最新后续:获赠一台新车

台州交通广播
2026-07-14 06:41:27
平步青云的副处长,为何失守公序良俗?

平步青云的副处长,为何失守公序良俗?

秋月独朗
2026-07-14 14:23:49
调查285名抽烟的老人之后发现:爱抽烟的老人,背后有6点原因

调查285名抽烟的老人之后发现:爱抽烟的老人,背后有6点原因

医学科普汇
2026-07-14 20:45:08
举杯美加墨·聚焦丨高效防反遭遇极致传控,“高卢鸡”斗得过“斗牛士”吗

举杯美加墨·聚焦丨高效防反遭遇极致传控,“高卢鸡”斗得过“斗牛士”吗

上观新闻
2026-07-14 06:25:31
被“围剿”了近两年,为啥Model Y仍站在“山顶”?

被“围剿”了近两年,为啥Model Y仍站在“山顶”?

马拉车市
2026-07-12 18:17:22
你见过最惊为天人的发型是什么样子?网友:震撼

你见过最惊为天人的发型是什么样子?网友:震撼

夜深爱杂谈
2026-07-08 21:42:51
2026年下半年起,个人存款超过100万家庭,不得不面对4大问题

2026年下半年起,个人存款超过100万家庭,不得不面对4大问题

猫叔东山再起
2026-07-14 09:25:07
中国为啥不允许安乐死?比安乐死更靠谱的办法,其实已经在推行

中国为啥不允许安乐死?比安乐死更靠谱的办法,其实已经在推行

混沌录
2026-07-13 22:18:06
直线拉升!600403,涨停!

直线拉升!600403,涨停!

证券时报e公司
2026-07-14 10:18:32
琼瑶用80年才明白的3句话,我希望你20岁就知道

琼瑶用80年才明白的3句话,我希望你20岁就知道

小鱼盈盈讲故事
2026-07-11 21:35:11
重磅利空落地!CPO延后三年商用,下半年光通信主线曝光

重磅利空落地!CPO延后三年商用,下半年光通信主线曝光

普陀动物世界
2026-07-14 04:11:18
俄罗斯军事专家曾说:“美军撤离亚太前,定彻底清算这3个国家”

俄罗斯军事专家曾说:“美军撤离亚太前,定彻底清算这3个国家”

而长终
2026-05-16 11:00:49
如果没有当年楼市的“三道红线”和限价令,当前经济会更好吗?

如果没有当年楼市的“三道红线”和限价令,当前经济会更好吗?

北欧模式
2026-07-14 17:57:05
外交部:中方对海湾地区军事冲突再起深表关切

外交部:中方对海湾地区军事冲突再起深表关切

新华社
2026-07-14 19:33:08
2026-07-14 21:40:49
机器之心Pro incentive-icons
机器之心Pro
专业的人工智能媒体
13509文章数 142693关注度
往期回顾 全部

科技要闻

AI失业风险正在逼近 "我们连未来都看不清"

头条要闻

美国无视中方反对宣布对伊朗实施海上封锁 外交部回应

头条要闻

美国无视中方反对宣布对伊朗实施海上封锁 外交部回应

体育要闻

“爱哭鬼”教练,凝聚了一盘散沙的阿根廷

娱乐要闻

施南生离世,成龙、甄子丹等发文悼念

财经要闻

为什么说智谱是中国版Anthropic是伪命题

汽车要闻

激光雷达+智舱 看吉利星瑞L PLUS如何让燃油车也更智能

态度原创

家居
游戏
房产
艺术
公开课

家居要闻

2026建博会(广州) 公装联探展交流活动

《最终幻想共鸣》三档难度随时可调 没玩过FF也能玩

房产要闻

三亚湾,最魔幻豪宅项目曝光!

艺术要闻

2026全球七大最美机场,广州白云T3航站楼入选

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

无障碍浏览 进入关怀版