SafeDiSTL:用STL鲁棒性分解多智能体联合约束

论文AI 评分 68/100arXiv cs.AI待复核
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SafeDiSTL 是一个带约束的多智能体强化学习框架,针对团队级违规代价无法区分各智能体影响的问题,用信号时序逻辑(STL)鲁棒性以运行最大代价增量衡量回合级违规,再借平滑的全回合鲁棒性与可微动力学得到动作敏感度,把每个代价增量在同一决策时刻分摊到各智能体,并在加权时计入延迟效应。作者在协作载荷运输、连通导航与网络化交通控制三类任务上测试,相比带约束基线,运输安全成功率提升 1.6-5.1 倍,导航安全成功率提升 11.1%,交通吞吐量提升 50-68%,同时保留无约束策略的性能。

全文梳理

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要解决的问题

协作型多智能体任务常对共享目标或集体安全施加约束。团队层面的违规代价函数能衡量约束结果,却无法指出哪些智能体的动作对该违规影响最大,这使信用分配变得困难。SafeDiSTL 的定位正是带约束的多智能体强化学习框架,目标是在只有联合约束测量的条件下仍能完成信用分配。

方法怎么运作

该框架借助信号时序逻辑(STL)的鲁棒性来度量回合级违规,具体做法是使用运行最大代价增量。平滑的全回合鲁棒性配合可微动力学,为动作敏感度提供了计算途径;这些敏感度把每一个代价增量在同一决策时刻分配给各个智能体。在加权各智能体所分摊的份额时,敏感度还会考虑延迟效应,从而不让即时归因掩盖后续才显现的影响。

三类任务上的结果

作者在协作载荷运输、连通导航与网络化交通控制三类任务中检验该框架。与带约束的基线相比,运输任务的安全成功率提升到 1.6-5.1 倍,导航任务的安全成功率提高 11.1%,交通任务吞吐量增加 50-68%。结果同时显示,所学策略在处理共享约束方面有明显改善,并且没有牺牲无约束策略原有的性能表现。

为什么值得看

给出联合约束下把违规代价分摊到具体智能体的可微方法,并附三类任务量化提升,做多智能体安全强化学习的人可直接对照。

智能体强化学习安全论文

信源1 家

  1. [1]arXiv cs.AI一手信源SafeDiSTL: Decomposing Joint Constraints for Safe Multi-Agent Reinforcement Learning

关键事实

  • 框架名为 SafeDiSTL,用于带约束的多智能体强化学习,支持在只有联合约束测量时做信用分配[1]

  • 用信号时序逻辑鲁棒性,通过运行最大代价增量衡量回合级违规[1]

  • 平滑的全回合鲁棒性与可微动力学提供动作敏感度,把代价增量在同一决策时刻分摊给各智能体,并计入延迟效应[1]

  • 在协作载荷运输、连通导航、网络化交通控制任务上测试:运输安全成功率提升 1.6-5.1 倍,导航安全成功率提升 11.1%,交通吞吐量提升 50-68%[1]

  • 论文于 2026 年 10 月 9 日提交至 arXiv,编号 arXiv:2610.13737,作者为 Hongrui Zheng、Aditya Singh、Rahul Mangharam[1]

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