The bottleneck concept in reinforcement learning has played a prominent role in automatically finding temporal abstractions from experience. Lacking significant theory, it has however been regarded by some as being merely a trick. This thesis attempts to gain better intuition about this approach using spectral graph theory. A connection to the theory of Nearly Completely Decomposable Markov Chains (NCD) is also drawn and shows great promise. An options discovery algorithm is proposed and is the first of its kind to be applicable in continuous state spaces. As opposed to other similar approaches, this one can have running time O(n^2 log n) rather than O(n^3) making it suitable to much larger domains than the typical grid worlds. / L'identification automatique de goulots d'étranglement dans la structure de solution a joué un rôle important en apprentissage par renforcement hiérarchique au cours des dernières années. Bien que populaire, cette approche manque toujours de fondements théoriques adaptés. Ce mémoire tente de pallier ces lacunes en établissant des liens en théorie spectrale des graphes, espérant ainsi obtenir une meilleure compréhension des conditions garantissant son applicabilité. Une revue des efforts réalisés concernant les chaines de Markov presque complètement décomposable (NCD) permet de croire qu'elles pourraient être utiles au problème ici considéré. Un algorithme de découverte d'options motivé par la théorie spectrale des graphes est proposé et semble être le premier du genre à pouvoir être aussi appliqué dans un espace d'états continu. Contraire- ment à d'autres approches similaires, la complexité algorithmique en temps peut être de l'ordre de O(n^2 log n) plutôt que O(n^3), rendant possible la résolution de problèmes de plus grande envergure.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.121406 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Bacon, Pierre-Luc |
| Contributors | Doina Precup (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (School of Computer Science) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses |
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