经验回放

经验回放(Experience Replay)是一种在强化学习中常用的策略,它允许模型学习过程中将过去的经验存储起来,然后在之后的时间点对这些经验进行再学习。这种方式借鉴了人类和动物的学习方式:我们不仅在做事的时候学习,而且在事后反思时也会进行学习。

下面详细解释经验回放的过程:

  1. 初始化Q表或神经网络参数
  2. 在环境中进行探索,每进行一步动作,就生成一条经验(e),经验e通常表示为一个五元组(s, a, r, s’, d),其中s为当前状态,a为在s状态下采取的动作,r为执行动作a后获得的奖励,s’为执行动作a后的下一状态,d为表示是否到达终止状态的标志。
  3. 将经验e存储在经验池(也称经验回放缓冲区)中。
  4. 从经验池中随机抽取一批经验,利用这些经验进行学习,更新Q表或神经网络参数。

举例说明:

假设我们正在训练一个玩电子游戏(例如Atari游戏)的模型,模型的任务是通过尽可能地获得更高的得分来玩好这个游戏。

在开始时,模型对游戏一无所知,所以它可能会随机地选择动作,比如向上移动,向下移动,向左移动,向右移动,或者进行攻击。每次执行动作后,模型会获得一些奖励(游戏得分)。这些信息(状态,动作,奖励,新状态)被存储为一条经验,放入经验回放缓冲区。

然后,模型不是立即学习这一条新的经验,而是在经验回放缓冲区中积累多条经验。当积累到一定数量的经验后,模型开始从缓冲区中随机选择一些经验来学习。这个过程就像是在回顾和反思过去的行为,看看什么动作带来了好的结果,什么动作没有。

这种方式的优点是可以打破数据之间的时间相关性,提高学习的稳定性,同时也可以复用过去的经验,提高学习的效率。