增强学习是一个重要的机器学习范式,它使智能体能够通过与环境互动并学习其价值函数来做出决策。价值函数估计是增强学习中最关键的步骤之一,它决定了智能体的决策质量。本文将研究模型制作,基于现有研究,探索增强学习中的价值函数估计方法。
模型制作方法是构建用于估计价值函数的模型的过程。有以下几种常见的方法:
动态规划:该方法是理论上的最优方法,但随着状态空间变得庞大时,计算成本会变得非常高昂。
蒙特卡洛方法:该方法通过采样大量经验来估计价值函数,但它方差较高,对于长期依赖关系的任务效果不佳。
时序差分学习:该方法融合了动态规划和蒙特卡洛方法,通过使用引导值来减少方差,同时保持较低的计算成本。
价值函数通常是一个连续函数,但将其直接存储在计算机中是不现实的。因此,需要使用近似方法来表示价值函数。常见的近似方法包括:
线性函数逼近:该方法将价值函数表示为特征向量的线性组合,其参数可以通过最小二乘法或梯度下降法进行学习。
神经网络逼近:该方法利用神经网络的非线性逼近能力来表示价值函数,其参数可以通过反向传播算法进行训练。
决策树逼近:该方法将价值函数表示为一棵决策树,其叶节点的值表示状态的价值。
在增强学习中,智能体需要平衡探索和利用,以既发现新的有价值状态又利用已知的好状态。常见的探索与利用策略包括:
ε贪心法:该策略以概率 ε 随机选择动作,以概率 1-ε 选择当前价值函数估计最高的动作。
玻尔兹曼探索:该策略以状态价值的温度函数为概率选择动作,温度函数随着训练的进行而降低。
汤姆森采样:该策略是基于贝叶斯统计的一种探索与利用策略,它通过采样参数后验分布来选择动作。
在增强学习中,为了保证训练的稳定性,可以使用目标网络和训练缓慢的更新策略。
目标网络:目标网络是价值函数的副本,每隔一段时间就会更新,并用于计算学习目标。
训练缓慢更新策略:该策略缓慢更新价值函数的参数,以避免过度拟合,从而提高泛化能力。
总结:
价值函数估计是增强学习的关键步骤,本文通过研究模型制作、价值函数近似、探索与利用和目标网络等方面,阐述了增强学习中价值函数估计的方法。这些方法为智能体提供了近似价值函数并做出决策的能力,推动了增强学习在各个领域的广泛应用。