检索结果-南通市图书馆

作者：袁旭阳山东大学

学位级别：硕士

多臂老虎机问题近年来在推荐系统、机器人技术和生物社会学等领域有着广泛的应用。该问题具体可描述为,给定一组未知选项,如何根据某种策略进行一系列选择,达到预期的最优化目标。针对此问题的单智能体的解决方案是过去的研究重点,而近... 详细信息

多臂老虎机问题近年来在推荐系统、机器人技术和生物社会学等领域有着广泛的应用。该问题具体可描述为,给定一组未知选项,如何根据某种策略进行一系列选择,达到预期的最优化目标。针对此问题的单智能体的解决方案是过去的研究重点,而近年来更多的研究工作转向对多智能体的多臂老虎机方案的探索。本文研究了基于一般图的多智能体的协作式k-臂老虎机问题。单个智能体作为一个最小的学习单元进行本地探索,同时多个相同的智能体单元之间相连接构成通信网络图。图上的每个智能体节点之间是任意连接的,即图的拓扑结构为一般图。同时,每个智能体节点都仅有有限的记忆空间和通信带宽。研究目标是让每个智能体节点选择到k个臂中的最优选项(即最优臂)。最近的一些研究表明,通过智能体节点之间的协作的方式虽然可使学习效率有所提高,但这些研究工作中都针对通信图的拓扑结构进行了假设,即通信图是完全图或结构良好的双随机图。然而,这种假设在实践中并不总是能够满足。同时,有限的记忆空间和通信带宽往往也限制了智能体节点之间的协作。因为每个智能体节点会出现本地学习经验不充分,从网络图中其它对等智能体中获得的经验信息也有限的情况。此外,智能体节点在学习过程可能会遭到破坏,恶意节点以共享其伪造的经验信息(或随机信息)的方式干扰正常智能体节点的学习过程和结论。在此情况下,资源的限制可能极大地制约着学习过程的可靠性。因此,如何基于一般图,在记忆空间和通信带宽有限的的情况下解决上述问题,同时考虑一定的容错性,这些都是面临的挑战。为了解决上述问题,本文提出了一种“三阶段协同学习算法”。在每一步中,智能体节点通过在一般图上轻量级随机游走的方式彼此分享它们的经验信息,然后再根据随机记忆下的建议信息决定尝试拉动k个臂中的哪个臂。此后,智能体节点最终根据所尝试臂反馈的奖励来更新其自身的采用值(即更新本地偏好臂)。本文理论分析部分表明,即使仅利用有限的记忆信息和通信资源,所有智能体节点最终都会以高概率学习到最优臂。理论分析部分还揭示了所提出的算法可以容纳的已损坏智能体节点的数量的上限。最后,通过在合成数据集和真实数据集上进行的大量实验,验证了本文所提算法的有效性。

关键词：多臂老虎机问题协作学习有限内存一般图拓扑结构对抗性干扰

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并行双路混沌信号的产生与决策应用研究

并行双路混沌信号的产生与决策应用研究

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作者：彭家发电子科技大学

学位级别：硕士

激光混沌,这种确定性系统中存在的复杂现象,自被发现以来,就受到学术界广泛关注。随着保密通信、随机数发生器、激光混沌雷达、以及近年来提出的光计算和光子决策等相关应用的快速发展,以外腔半导体激光器(ECSL)为典型代表的传统混沌激... 详细信息

激光混沌,这种确定性系统中存在的复杂现象,自被发现以来,就受到学术界广泛关注。随着保密通信、随机数发生器、激光混沌雷达、以及近年来提出的光计算和光子决策等相关应用的快速发展,以外腔半导体激光器(ECSL)为典型代表的传统混沌激光源弊端渐显,难以适应相关应用日益复杂化的需求。论文以并行双路激光混沌信号的产生与决策应用研究为题,重点研究了基于自反馈相位调制(SFPM)结合并行滤波的双路宽带复杂低相关混沌信号产生、并行无关随机数产生、以及基于贪心算法的任意臂老虎机问题决策方案。具体内容如下:针对传统ECSL混沌信号在带宽和复杂度方面的缺陷,论文提出了基于自反馈相位调制ECSL(SFPM-ECSL)的并行宽带复杂混沌信号产生方案。该方案通过建立自反馈相位调制环(SFPML)对传统ECSL输出的初始混沌进行光域频谱扩展,并通过并行光滤波获取两路低互相关混沌信号。实验结果表明,通过SFPML的扩频效应,初始混沌信号的光谱3d B带宽由不足0.1 nm扩展至0.6 nm;在并行滤波器作用下,同时产生了两路有效带宽超过10 GHz且复杂度显著增强的类噪声混沌信号,混沌信号排列熵值由0.88增强至0.98以上,且互相关系数小于0.15。在此基础上,将两路并行混沌信号作为物理熵源,通过8比特量化和保留4位最低有效位,实验产生了两路400 Gbit/s无关随机数字序列。另一方面,针对当前大多数决策方案只能解决K=2(n代表正整数)臂多臂老虎机问题的限制,结合上述并行无关随机序列产生方案,论文设计了一种基于贪心算法的决策映射规则,构建了一种能解决任意臂老虎机问题的决策方案。研究结果表明,该方案可以实现正确决策率高于0.9的任意臂老虎机问题。以5臂老虎机问题为例,方案能够快速实现最优决策,所需决策次数低于200。通过对4至10臂老虎机问题决策结果拟合,发现实现正确决策所需次数和臂数K之间呈现出线性关系。在对决策方案原理总结的基础上,针对K大于256的场景,提出了对决策规则的优化方向。

关键词：激光混沌外腔半导体激光器决策多臂老虎机问题贪心算法

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移动群智感知网络中信息量最大化的用户选择方法研究

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计算机学报 2020年第3期43卷 409-422页

作者：杨朔吴帆陈贵海上海交通大学计算机科学与工程系上海200240

移动群智感知网络已经成为一种新型的感知模式,被广泛应用在环境数据收集等多种不同场景.限制群智感知系统效能的一个关键问题在于:如何在一定预算范围内选取最合适的用户来进行感知任务,从而最大化收集到数据的信息量.这其中的关键挑... 详细信息

移动群智感知网络已经成为一种新型的感知模式,被广泛应用在环境数据收集等多种不同场景.限制群智感知系统效能的一个关键问题在于:如何在一定预算范围内选取最合适的用户来进行感知任务,从而最大化收集到数据的信息量.这其中的关键挑战包括:(1)如何定义量化评价指标衡量数据的信息量,(2)如何在无先验知识的情况下有效地学习选择每个用户的成本,(3)如何设计有效的用户选择算法,最大程度地降低算法的累计遗憾.在本文中,我们采用高斯过程建模空间环境,并且提出一个基于互信息的信息量衡量指标.为了解决第二、第三个挑战,我们提出有预算限制的多臂老虎机用户选择问题模型,并为静态和动态场景分别设计了理论可证的低累计遗憾的多轮用户选择算法.我们的理论分析和仿真实验均证实我们提出的算法能够在预算限制情况下有效地选择最有信息量的用户,与基准方法相比提升约20%.

关键词：移动群智感知用户选择多臂老虎机问题预算限制空间相关性

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