强化学习可视化

智能体采取动作、获得奖励,再用这段经验改变下一次决策。有些动作要经过几次后续决策才带来奖励,本组课程展示两种利用延迟反馈的方式。

Q 学习为每个状态与动作保存价值估计,策略梯度直接改变动作概率。两者都从采样经验学习,但更新的量和使用的证据不同。

课程内容

课程观察内容
Q 学习终点的 +5 奖励先改变一个表项,后续访问把估计向起点传播,让三步路线最终优于眼前的 +1
策略梯度REINFORCE 用回报加权采样动作的梯度,失败回合可能降低一个有用首步的概率,即使成功路线也需要该动作

建议学习顺序

先学 Q 学习。网格只有六个合法状态—动作对,每次更新都可检查:观察奖励、下一状态的最大估计,以及写回的单个表项。把探索率设为零,在本课固定种子的运行中,智能体一直选择附近奖励,发现不了更大奖励。再把折扣因子设为零:即使发现终点奖励,它也无法通过更新目标影响更早的决策。

再学策略梯度。智能体从学到的动作概率中采样,不再使用 Q 表。观察正负回报如何改变已采样动作的概率。第一次失败路线会同时抑制两个决策,其中首步也是成功路线所必需的。后续回合展示:一次采样更新的方向,不等于许多样本下的期望方向。

与其他课程的关系

梯度下降介绍参数更新与学习率;策略梯度则通过梯度上升增大期望回报。Softmax 与交叉熵提供动作概率和对数概率的基础。

训练循环区分学习与评估。Q 学习在执行最终贪心策略前冻结表格,展示同样的区别。这些小型确定性环境便于观察单次更新,少量回合不能证明收敛,也没有覆盖神经网络强化学习的额外难点。

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选择课程,运行默认例子,检查一次更新,再改变参数做比较。