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muzero算法

MuZero 是由 DeepMind 團隊提出的一種無模型強化學習算法,它能夠在不了解環境動力學的情況下實現高效的強化學習。該算法的核心在於學習一個隱式的環境模型,通過這個模型預測未來的狀態、獎勵和遊戲終止情況,從而進行有效的規劃和決策。MuZero 結合了蒙特卡洛樹搜尋MCTS)來進行決策,通過自我對弈生成訓練數據,並通過這些數據訓練神經網路

MuZero 的隱式環境模型是通過神經網路實現的,包括表示函式、動態函式和價值函式。表示函式用於將觀察到的狀態映射到一個隱藏狀態,動態函式用於預測在隱藏狀態下採取動作後的下一個隱藏狀態,價值函式用於評估隱藏狀態的價值。MCTS 是一種用於解決大規模搜尋空間問題的算法,在 MuZero 中用於自我對弈生成訓練數據,並通過這些數據訓練神經網路。

MuZero 的策略網路 p(s, a) 估計在狀態 s 時所有可能的動作 a 的分布,值網路 v(s) 估計在當前狀態 s 下獲勝的可能性。這兩個估計結合起來可以得到更好的結果。MuZero 使用 MCTS 匯總神經網路預測並選擇適合當前環境的動作,通過模擬從樹的根節點出發,預測接下來若乾步的策略、價值函式以及獎勵。

MuZero 的模型由以下三個相互連線的部分組成:表示編碼器,從歷史觀測轉換為初始狀態;動態模型,產生即時獎勵和新的隱藏狀態;價值預測網路,對隱藏狀態上的策略進行預測。通過確保價值等價,即從相同的真實狀態開始,通過抽象 MDP 的軌跡的累積報酬與真實環境中軌跡的累積報酬相匹配,保證抽象 MDP 中的規劃與真實環境中的規劃等價。