论文速读记录 | 2026.10



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FlexLoop: Depth-Elastic Looped Policies for Adaptive Test-Time Computation in Deep RL

ai 速读:

主旨:像 IRU(下一篇文章)这样的循环策略,通过固定参数、增加递归计算深度,来提升 RL 的性能,但固定循环深度的训练,会让策略只在全深度可靠,浅层几乎不能用。这篇文章的 FlexLoop 方法通过 “后训练”,把这种“深度专一化”策略变成“深度弹性”策略,从而在部署时按状态难度自适应分配计算。

具体的,FlexLoop 发现的问题:

Looped policy(如 IRU)反复用同一个块,递归深度 \(K\) 就是推理计算量。但论文发现:用固定深度 \(K\) 训练后,可靠决策集中在 \(K\),浅层 \(1,\dots,K-1\) 性能骤降。图 1 里,IRU-1、IRU-2、IRU-5 各自只在自己训练的深度附近表现好。所以全深度策略虽强,但部署时不能随便少算,否则性能崩。

目标:depth elasticity,所谓 “深度弹性” —— 同一个策略在多个递归深度下都可靠,可按需调整计算。

1. 理论 + 方法

理论动机:为什么需要显式追求 depth elasticity,以及如何追求。

  • Prop 4.1:全深度接近最优,不保证浅层也好。存在共享权重循环策略,全深度接近最优,所有浅层接近最差。所以不能指望只训全深度,浅层就自然能用。

  • Prop 4.2:控制相邻深度策略差异,就能控制浅层与全深度的性能差距。

    \[|J(\pi_k)-J(\pi_K)|\le \frac{2R_{\max}}{(1-\gamma)^2}(K-k)\sqrt{\frac{\delta_{\max}}{2}} \]

    其中 \(\delta_{\max}\) 是相邻深度策略的最大 KL 差异。这为“相邻深度蒸馏”和“自适应停止”提供了理论依据。

方法:FlexLoop 后训练

从预训练好的固定深度 \(K\) 的 looped policy 出发,做后训练。

总的 loss function:

\[\mathcal{L}_{\text{FlexLoop}}=\mathcal{L}_{\text{RL}}+\lambda_{\text{depth}}\mathcal{L}_{\text{depth}} \]

  • 保留原始 RL 目标 \(\mathcal{L}_{\text{RL}}\):继续优化全深度策略,保持原能力和 OOD 泛化。

  • 相邻深度策略蒸馏 \(\mathcal{L}_{\text{depth}}\):

    \[\mathcal{L}_{\text{depth}}=\frac{1}{K-1}\sum_{k=1}^{K-1}D(\mathrm{sg}[\pi_{k+1}],\pi_k) \]

    让深层 \(\pi_{k+1}\) 教浅层 \(\pi_k\),逐层把决策质量从 \(K\) 传到 \(K-1\)、再传到 \(K-2\)… 最终,浅层也能独立决策。\(\mathrm{sg}[\cdot]\) 是 stop-gradient,只让浅层去学习深层,而不破坏深层。

算法在 GC-DQN、GC-PPO、GC-IQL 上分别实例化。

自适应推理:什么时候停止计算

定义相邻深度策略差异:

\[\delta_k(s,g)=D(\pi_{k-1}(\cdot|s,g),\pi_k(\cdot|s,g)) \]

如果继续加深,策略输出已经不怎么变,说明再算意义不大。给定阈值 \(\epsilon\),停止深度:

\[k^*(s,g)=\min\left(\{k>k_{\min}:\delta_k(s,g)<\epsilon\}\cup\{K\}\right) \]

这样可以实现:困难状态继续算,简单状态提前停。

2. 实验

在 30 个 online / offline 长时域目标条件环境上实验,包括 BoxPick、LightsOut-4x5、OGBench。基础算法 GC-DQN、GC-PPO、GC-IQL,backbone 主要是 IRU-5。

主要结果:

  • 保持全深度性能,同时让浅层深度可靠;
  • 浅层提升能泛化到 unseen 任务;
  • 自适应推理平均递归深度减少最高 43%;
  • BoxPick-Exact-4 压力测试中 wall-clock 加速最高 1.34×;
  • 性能保持 competitive 或更好。

可视化:简单动作(按按钮、直行)用浅层;关键决策(目标切换、转弯)用深层。

消融:

  • 只用 RL:保持泛化,但浅层提升有限;
  • 只用蒸馏:浅层变好,但全深度或 unseen 泛化受损;
  • \(\lambda_{\text{depth}}\) 要适中,太大伤泛化;
  • LSTM 也能用,容量更大受益更多。

On the role of computation in reinforcement learning

ai 速读:

主旨:RL 策略不该只是固定计算量的静态函数。固定参数量,只增加推理时的计算量,也能让策略更强、更泛化。IRU 就是用来验证这一点的极简架构。

1. IRU:怎么“只加计算,不加参数”

IRU 的核心是:让同一个 recurrent block 反复跑 \(N\) 次,所有步骤共享参数。
所以 \(N\) 增大时,参数量基本不变,增加的是串行计算步数。

它的门控计算是:

\[f_i=\sigma(\mathrm{FORGET}([x,\tanh(c_i)])) \]

\[I_i=\tanh(\mathrm{INPUT}([x,\tanh(c_i)])) \]

\[c_{i+1}=f_i\odot c_i+(1-f_i)\odot I_i \]

通俗说:

  • \(f_i\) 是门控,决定保留多少旧记忆;
  • \(I_i\) 是当前算出的新候选信息;
  • 新状态 \(c_{i+1}\) 是“旧记忆”和“新信息”的插值;
  • 因此它很像极简版 LSTM/GRU,论文叫它 Interpolation Recurrent Unit。

完整架构大致是:

输入 → Linear → LayerNorm → IRU 重复 \(N\) 次 → Tanh + Linear → 动作 / 价值。

2. 必要的门控机制,以及消融实验

为什么门控重要?

如果只是把普通残差块反复加深,比如 Recurrent ResNet:

\[x_{i+1}=x_i+f(x_i) \]

它没有门控,不能选择性遗忘或保留信息。反复跑容易让表示漂移、爆炸,或者无法稳定地迭代出“算法式”解。

IRU 的门控让同一块网络反复应用时,可以稳定地“多想几步”,逐步精炼表示。

消融实验:不是所有结构反复加深都有效

论文在 boxpick-exact-4 上比较了:

  • IRU
  • LSTM
  • Recurrent ResNet
  • Deep recursion / Deep Supervision 变体

结果:

  1. LSTM 略优于 IRU,但 IRU 在相同深度和隐藏维度下,速度约为 LSTM 的 2 倍,参数量约一半。

  2. Recurrent ResNet 没有从额外计算中获益,训练和评估都明显差于 IRU 和 LSTM。评估时尤其差,几乎学不到可泛化的长时域策略。

  3. Deep recursion / Deep Supervision 也相对较差,说明不是随便加递归、加监督、加深度就能复制收益。

  4. 结论:额外计算要变成有效收益,需要合适的架构归纳偏置,尤其是门控机制。简单残差递归不行。

3. 提出 Value of Compute 的概念

概念:Value of Compute,VoC,类比 POMDP 中的“信息价值”。它衡量的是:临时多用一些计算,到底值不值?

具体的,给定两个策略:

  • \(\pi_{t_1}\):用较少计算,比如 IRU-(1);
  • \(\pi_{t_2}\):用较多计算,比如 IRU-(5)。

\(n\)-step VoC 的直观含义是:

一直用 \(\pi_{t_1}\) 的价值,减去“先用 \(\pi_{t_2}\) 走 \(n\) 个 MDP 步,再切回 \(\pi_{t_1}\)”的回报。

差值越大,说明临时多算越值;差值越小,说明多算没太大用。

实验分析

论文在 boxpick-exact-4 上,比较 IRU-(1) 和 IRU-(5),沿成功轨迹计算 VoC。

两个主要发现:

  1. VoC 随 \(n\) 增加而增加:如果 agent 被迫继续用较少计算更久,价值损失会越来越大。少算几步可能还能撑住,少算很多步会越来越亏。
  2. VoC 在 episode 前半段达到峰值,后段逐渐下降,最后趋近零,这很符合直觉:
    • 早期:选对动作既困难又关键,算错可能进入很难恢复的状态;
    • 后期:大部分任务已完成,动作相对容易,多算价值低。

意义

VoC 提供了一个诊断工具:

  • 告诉我们轨迹中哪些阶段额外计算最值钱;
  • 暗示未来可以做自适应计算:难的状态多想几步,简单的状态少想几步;
  • 也可以用于推理时计算分配,甚至预计算并存入记忆。

论文也承认:目前所有状态都用固定 recurrent 步数,还没有真正实现自适应计算。

4. 其他必要背景

  • 理论:论文把策略看成时间受限图灵机,证明:
    • 存在 MDP,计算更多的策略可以任意优于计算更少的策略;
    • 计算少的策略可以在训练任务上最优,但在更长时域的测试任务上任意变差。
  • 实验:在 31 个任务上,包括 Boxpick、Lightsout、OGBench。IRU-(10) 通常优于 MLP 和 ResNet,且参数更少、计算更少,长时域泛化更好。
  • Yoked 实验:性能提升主要来自模型表达力 / 计算能力,而不是更多计算带来的探索改善。
  • 局限:目前所有状态用固定计算步数,没有做到按状态难度自适应分配计算;也没有探索 Transformer 类递归架构。

极简总结:

IRU 用参数共享 + 门控插值,让同一块网络反复跑,实现“固定参数、增加计算”。
消融表明:不是所有反复加深都有效,门控等归纳偏置很关键。
Value of Compute 则衡量“临时多算几步值不值”,发现关键决策阶段计算价值最高,为未来自适应计算提供了度量基础。

Separating Signal from Noise in Coding Evaluations

  • OpenAI Blog:https://openai.com/index/separating-signal-from-noise-coding-evaluations/
  • 来源:最近关心的方向。
  • 内容概括(还没有读):OpenAI 对 SWE-bench Pro 进行了大规模质量审计,结合 Agent 自动检查和软件工程师人工复核,估计约 30% 的题目存在缺陷,包括测试过严、测试覆盖不足、任务描述不完整及误导性描述。

SWE-Bench Pro Verified: A Reliable Benchmark for Software Engineering Agents

ReMA: Learning to Meta-think for LLMs with Multi-Agent Reinforcement Learning

Risk-Sensitive RL for Alleviating Exploration Dilemmas in Large Language Models

感觉 intro 和 related work 写的真好啊。

这个当时简单看了一下。

PAG: Multi-Turn Reinforced LLM Self-Correction with Policy as Generative Verifier

Learning to Learn with Contrastive Meta-Objective

(还没读。这篇文章看起来比较古典,做的是传统 ML,并不是做 llm 的。
(这个东西能用在 llm 上吗?现在看到一个东西,就会想它能否用在 llm 上

Multi-Type Preference Learning: Empowering Preference-Based Reinforcement Learning with Equal Preferences

MetaCURE: Meta Reinforcement Learning with Empowerment-Driven Exploration

Absolute Zero: Reinforced Self-play Reasoning with Zero Data

  • arxiv:https://arxiv.org/abs/2505.03335
  • 来源:neurips 2025 best paper 的一作 yue yang 的 NeurIPS 2025 spotlight 工作。被题目吸引住了,单纯好奇,想读一读。

auto-curriculum learning (Jiang et al., 2021b)

  • 来源:RSD。似乎可以做自动 curriculum learning,或许是有启发性的。

Meta-Motivo(Tirinzoni 等人,2025),zero-shot goal-conditioned RL

  • 来源:RGSD。可能包含一个技能库,也想看。速读一下就行。

Unsupervised Skill Discovery via Recurrent Skill Training

  • 来源:合作者推荐的 skill discovery 先前工作。

Learning to Discover Skills through Guidance

  • 来源:同上。

One After Another: Learning Incremental Skills for a Changing World

  • 来源:同上。

Direct then Diffuse: Incremental Unsupervised Skill Discovery for State Covering and Goal Reaching

  • 来源:同上。

Horizon Generalization in Reinforcement Learning

HIQL: Offline Goal-Conditioned RL with Latent States as Actions

Contrastive Preference Learning: Learning from Human Feedback without RL

Few is More: Task-Efficient Skill-Discovery for Multi-Task Offline Multi-Agent Reinforcement Learning

  • arxiv:https://arxiv.org/abs/2502.08985
  • 来源:同学的最新工作。
  • 主要内容:
    • 这篇文章关注的 setting 是 offline multi-task MARL;特别的,agent 只在(比如说)三个人合作的场景上训练,然后就可以泛化到任意多个人合作的场景。同学讲的故事是,用 transformer 作为一个翻译器,把三个人的合作动作翻译为多个人的,感觉这个故事听起来非常好。

Rethinking Reward Modeling in Preference-based Large Language Model Alignment

  • arxiv:https://arxiv.org/abs/2411.04991
  • OpenReview:https://openreview.net/forum?id=rfdblE10qm
  • 来源:ICLR 2025 oral。
  • 主要内容:
    • 这篇文章关注 LLM 的 RLHF。据说不采用 bradley-terry model 来建模 reward model,而是直接训一个分类器,学习一个 (x,y) 是好的还剩坏的,然后使用分类器的概率 logit 作为 RLHF 的 reward。
    • 是否使用了非成对的比较 \((x_1, y_1^+, x_2, y_2^-)\),而非把成对比较 \((x, y^+, y^-)\) 打乱(?)
    • 实验是否过于 toy(?)理论大概说了什么(?)

DOPL: Direct Online Preference Learning for Restless Bandits with Preference Feedback

Data Center Cooling System Optimization Using Offline Reinforcement Learning

SpikeLLM: Scaling up Spiking Neural Network to Large Language Models via Saliency-based Spiking

Rethinking Inverse Reinforcement Learning: from Data Alignment to Task Alignment

Why Distillation can Outperform Zero-RL: The Role of Flexible Reasoning

Thinkless: LLM Learns When to Think

Learning to Reason without External Rewards



posted @ 2026-10-03 17:39  MoonOut  阅读(37)  评论(0)    收藏  举报