
【计】 reinforcement learning algorithm
aggrandizement; consolidate; intensify; strengthen
【医】 enrichment; intensification; potentialization; potentialize; potentize
strengthening
ceremony; formula; model; pattern; ritual; style; type
【化】 expression
【医】 F.; feature; formula; Ty.; type
【计】 learning algorithm
强化式学习(Reinforcement Learning, RL)是机器学习的一个重要分支,其核心思想是让智能体(Agent)通过与环境的持续交互,根据获得的奖励或惩罚信号来学习最优行为策略。以下是详细解释:
汉英对照
学习机制
智能体通过试错探索(Exploration) 和经验利用(Exploitation) 的平衡,逐步优化策略(Policy)。其目标是通过最大化累积奖励(Return),学习状态(State)到动作(Action)的映射关系,数学表示为:
$$ maxpi mathbb{E} left[ sum{t=0}^infty gamma^t R(s_t, a_t) right] $$
其中 $gamma$ 为折扣因子,体现未来奖励的当前价值(来源:Sutton & Barto, Reinforcement Learning: An Introduction)。
核心算法
典型应用
强化式学习(Reinforcement Learning,RL)是机器学习的一个分支,其核心思想是让智能体(Agent)通过与环境(Environment)的交互,逐步学习最优策略以最大化长期累积奖励。以下是其关键概念和运行机制的详细解释:
智能体(Agent)
执行决策的主体,例如机器人、游戏AI或自动驾驶系统。
环境(Environment)
智能体所处的情境,可以是物理世界、虚拟游戏或模拟器。环境会给出状态(State)并反馈奖励(Reward)。
状态(State)
描述当前环境的信息,例如棋盘游戏的局面、机器人的传感器数据。
动作(Action)
智能体在某一状态下可执行的操作,如移动、落子或加速。
奖励(Reward)
环境对智能体动作的即时反馈数值,用于引导学习方向(如得分增加或惩罚)。
策略(Policy)
智能体选择动作的规则,通常表示为从状态到动作的概率分布($pi(a|s)$)。
马尔可夫决策过程(MDP)
强化学习的数学框架,假设未来状态仅依赖于当前状态和动作,与历史无关。
价值函数(Value Function)
贝尔曼方程(Bellman Equation)
价值函数的递归定义,例如:
$$
Q(s,a) = mathbb{E}left[ R + gamma max_{a'} Q(s',a') right]
$$
其中$gamma$为折扣因子,平衡当前与未来奖励的重要性。
基于值的方法
通过优化价值函数间接得到策略,例如Q-Learning、DQN(深度Q网络)。
特点:适合离散动作空间,但可能因价值函数估计偏差导致策略不稳定。
基于策略的方法
直接优化策略函数,例如策略梯度(Policy Gradient)、PPO(近端策略优化)。
特点:可处理连续动作空间,但训练方差较高。
Actor-Critic方法
结合值函数(Critic)和策略(Actor),例如A3C(异步优势Actor-Critic)。
优势:通过Critic降低策略梯度的方差,提升稳定性。
优势:
挑战:
如需更深入理解,推荐阅读经典教材《Reinforcement Learning: An Introduction》或实践开源框架(如OpenAI Gym、Stable Baselines3)。
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