DQN,即深度Q網路(Deep Q-Network),是一種結合了深度學習和Q-Learning的強化學習算法。它通過使用神經網路來近似Q-Learning中的Q表,從而處理連續狀態空間的問題。DQN的體系結構主要包括:
Q網路:負責估計每個狀態下執行動作的價值。
目標網路:與Q網路初始時相同,用於計算目標Q值,以增強訓練的穩定性。
經驗回放:存儲並隨機抽取經驗樣本,用於訓練Q網路,打破數據間的相關性。
DQN相較於傳統的Q-Learning算法有三大改進:
引入深度學習中的神經網路:解決了狀態維數過高時的「維數災難」問題。
引入目標網路:通過延後更新目標網路計算目標Q值,提高了訓練的穩定性和收斂性。
引入經驗回放機制:確保了訓練數據有足夠的多樣性,使網路能夠學習有意義的權重,並泛化到一系列數據值。
DQN的工作流程包括:
選擇動作:基於Q網路選擇Q值最高的動作(貪婪策略)或隨機選擇。
環境互動:執行動作後,環境返回獎勵和下一狀態。
經驗存儲:將經驗(狀態、動作、獎勵、下一狀態)存入經驗回放單元。
網路訓練:從經驗回放中隨機抽取樣本,更新Q網路以最小化預測誤差。
目標網路更新:定期將Q網路的參數複製到目標網路。
通過這些組件和流程,DQN能夠在連續狀態空間中有效地學習並選擇最佳動作,從而解決強化學習任務。