美国研究人员解决博弈困境,可更好地推理无人驾驶汽车等自动系统

盖世汽车讯 为理解自动驾驶汽车如何在复杂道路上行驶,研究人员经常会使用一种数学模型——博弈论,此种模型代表了理性的代理人为实现目标而采取的战略行为。

Dejan Milutinovic教授(图片来源:加州大学圣鲁克兹分校)

据外媒报道,美国加州大学圣鲁克兹分校电子与计算机工程系教授Dejan Milutinovic长期以来一直与同事们研究博弈论的复杂子集——微分博弈论,该理论与运动中的游戏玩家有关。其中一种游戏名为贴墙追踪游戏,是一种相对简单的游戏模式,即速度较快的追踪者的目标就是抓住速度较慢的逃跑者,而逃跑者被限制必须贴着墙移动。

自从该游戏在60年前被人首次阐释以来,游戏中一直有一个困境——游戏中一组位置被认为并非是最优解的位置。不过,现在,Milutinovic教授与同事发表了一篇新论文证明该长期存在的困境实际上并不存在,还介绍了一种新分析方法,证明贴墙追踪游戏总会有一种确定的解决方案。该发现为解决微分博弈领域中存在的其他类似挑战打开了大门,还能够让人们更好地推理无人驾驶汽车等自动驾驶系统。

博弈论被用于对经济学、政治学、计算机科学和工程学等各种领域内的行为进行推理。在博弈论中,纳什均衡是被最普遍认可的概念之一。该概念由数学家约翰纳什提出,定义了博弈中所有参与者以最少的遗憾完成博弈的最优策略。不选择最优策略的任何玩家最终都会后悔,因此,理性的玩家都会积极选择均衡策略。

该概念适用于贴墙追踪游戏,经典的纳什均衡策略恰好用于游戏中的两个玩家,追踪者与逃跑者,描述了双方几乎在所有位置上的最佳策略。不过,在追踪者与逃跑者之间有一组位置,在经典的分析中并没有得出最优的博弈策略,从而出现了困境。该组位置被称为奇异曲面,多年来,研究界都接受了该困境是真实存在的。

不过,Milutinovic与同事不愿意接受这一点。他表示:“这让我们感到困扰,因为我们认为如果逃跑者知道有一个奇异曲面,就可能去到该奇异曲面并错用了该面。逃跑者能够迫使你去到你不知道如何采取最佳行动的奇异曲面,那么大家就不知道在更复杂的游戏中此种情况会有什么影响。”

因此,Milutinovic与同事想出了一种新方法来解决该问题。他们采用了一种贴墙追踪游戏出现时并不存在的数学概念。通过使用Hamilton–Jacobi–Isaacs方程的粘性解,并引入求解奇异曲面的损失率分析,他们发现一个在游戏所有环境下都可以确定的最优解,从而解决了该困境。

偏微分方程的粘性解是一个数学概念,直到20世纪80年代才出现,提供了一个Hamilton–Jacobi–Isaacs方程解的独特推理线。众所周知,该概念与最优控制和博弈论问题的推理有关。

使用粘性解,也就是函数,来解决博弈论问题涵盖用微积分来求此类函数的导数。当与游戏相关的粘性解具有定义良好的导数时,很容易就能找到最佳博弈解决方案。但在贴墙追踪游戏中,情况并非如此,没有定义良好的导数导致了该困境。

通常而言,当困境存在时,一个实用的方法是玩家随机选择一种可能出现的行动,并接受此类决定带来的损失。但是出现了一个问题:如果出现了损失,每个理性的玩家都会希望将损失降至最小。

因此,为了找出玩家如何将损失最小化,研究人员分析了Hamilton-Jacobi-Isaacs方程在导数未明确定义的奇异曲面周围的粘性解。然后,在方程的奇异曲面状态上引入损失率分析。他们发现,当每个参与者都将自己的损失降至最低时,他们在奇异曲面上的行动就会有明确的博弈策略。

研究人员发现,此种将损失最小化的行为不仅定义了奇异曲面的最佳博弈行动,也与经典分析中找到的每种可能状态下的最优博弈行动相一致。

Milutinovic与同事还对探索拥有奇异曲面的其他博弈论问题感兴趣,在此类情况下他们的新方法能够得到应用。

免责声明:本文由用户上传,如有错误请指正,如有侵权,请联系删除!

(0)
上一篇 2023年3月28日 16:03
下一篇 2023年3月28日 16:03

相关推荐

  • 焕然一新的2024款奥迪Q8增添了一点额外的热情

    奥迪为Q8和SQ8增添了新的外观和颜色,RS Q8的详细信息稍后公布。较小的两款车型配备了新的安全功能和新的车灯。定价也将于稍后公布。 2024年车型年,奥迪旗舰Q8 SUV将进行一些小改款。新款奥迪Q8和SQ8的变化刚刚在德国发布,用于奥迪顶级 SUV,但美国规格汽车的更新(可能会紧随此处看到的变化)仍然是非官方的。RS Q8的未知更新也可能会在晚些时候公…

    2023年9月9日
    0
  • 扎堆赴美IPO?美国二级市场似乎不爱自动驾驶

    一直以来,美股上市的自动驾驶企业都过得不太好。 这样的例子比比皆是:自动驾驶卡车公司Embark Trucks近期宣布关停,成为第一家倒闭的自动驾驶上市公司;今年3月,图森未来创始人、技术核心人物侯晓迪宣布辞任该公司董事会职务,或将永远离开图森未来。 自动驾驶美股上市公司们的颓势正让这个市场变得敏感。眼下,习惯了亏损且继续动荡的图森未来,甚至未能按时交出财报…

    汽车资讯 2023年3月28日
    0
  • 吉利汽车谈极氪:2025年目标8款车65万台

      3月21日消息,吉利汽车公布2022年年度业绩,今日下午召开业绩发布会,吉利控股集团CEO、吉利汽车控股有限公司副主席及执行董事李东辉,吉利汽车集团董事长、吉利汽车控股有限公司执行董事、极氪(配置|询价)智能科技CEO安聪慧,吉利汽车控股有限公司行政总裁及执行董事桂生悦等多名高管出席。   在吉利业绩发布会,吉利表示:极氪去年完成了7万辆,今年目标14万…

    汽车资讯 2023年3月27日
    0
  • 德州仪器任命下一任CEO

     据外媒报道,芯片制造商德州仪器(Texas Instruments)任命公司资深员工Haviv Ilan担任下一任首席执行官,接替现任首席执行官Rich Templeton。 1月19日,德州仪器在一份声明中表示,现年54岁的Ilan目前担任首席运营官,将于4月1日接任首席执行官一职。今年晚些时候年满65岁的Templeton将继续担任董事长。 Ilan是…

    2023年4月9日
    0
  • 捷豹xfl多少钱(捷豹XFL质量怎么样)

    2022款捷豹XFL官方售价为39.98-49.98万元,提车价范围是在44.37-55.31万元之间,与同级别豪华轿车价格相当。其卓越的品质和优异的性能吸引着不少车友,下面我们来一一介绍2022款捷豹XFL车型性能。 捷豹XFL动力方面值得肯定 捷豹XFL采用了先进的铝制车身,整车重量减轻,从而降低了燃油消耗。捷豹XFL搭载的是一台2.0T的发动机,与之匹…

    2023年6月20日
    0