【学习】深度强化学习

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一、深度强化学习Deep Reinforcement Learning (RL)

什么是RL？（三步骤）

在一些任务中给数据加标签是很有挑战性的。没有标签的数据可以使用RL。
在RL里面有两个东西：actor和环境。环境会给observation作为输入，actor获取观测会输出action，环境会不断给出reward作为反馈，判断actor的动作是否好。

找到一个最大化总reward的政策
终结:所有的外星人都被杀死，或者你的飞船被摧毁。







神经网络的输入:用向量或矩阵表示的机器的观测值
输出神经网络:每个动作对应输出层的一个神经元



reward不仅要看a还要看s。
第三步要找到一组参数，让R越大越好。
因为a是取样的，结果带有随机性，所以每次的结果不一定是一样的。
环境和reward是黑盒子，不知道结果和过程。
环境也是有随机性的，一般的方法不能用。如何在这里进行优化是RL的主要挑战。

RL的随机性很大，测试的时候结果有很大的不一样。

计算loss

控制actor：让它采取(或不采取)特定的行动——给出特定的观察结果。


这跟监督学习训练分类器是一样的！

计算A

改变二元分类问题，加上权重：难点是怎么得到这些对和A

版本0

不是一个好的版本，只看近不看远。一项行动会影响后续观察，进而影响后续reward。a1可能会影响r2.
reward delay:actor不得不牺牲眼前的奖励来获得更多的长期奖励。
在《太空入侵者》中，只有“开火”能产生积极的回报，所以vision 0将学习一个总是“开火”的actor。

版本1

a1有多好由后面的r决定。

问题：如果游戏很久，那很远之后的r归功于很前的动作吗？

版本2

加入γ，影响力削减

版本3

越早的动作的分数会累积很多。
G要做标准化吗？reward是相对的！
奖励的好坏是“相对的”，如果所有rn ≥ 10，Tn = 10是负数…减去基线b使G’有正值和负值。

2、梯度方法

可以看到，收集资料{s，a}需要训练很多次


每次更新模型参数时，都需要再次收集整个训练集。一次循环只更新一次参数。

事实上我们获取的这些资料只适合当前的参数，不一定适合后面 的参数！


off-policy：这样，我们不必在每次更新后收集数据。

收集训练数据:探索

actor需要在数据收集过程中具有随机性。我们采样动作的主要原因。
扩大输出熵
在参数上添加噪声
假设你的actor总是走“左”，我们永远不知道如果“开火”会发生什么。

3、actor critic

critic:给定actore，观察s(并采取行动a)时有多好
价值函数Vθ(s):当使用actor e时，期望在看到s之后获得折扣的累积报酬discounted cumulated reward

MC

玩完整场游戏之后进行预测

TD

玩了一会就更新参数

版本3.5

上面是根据一个分布随便取样的
下面是执行 了一个at之后得到的