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| | ===Q-Learning 简介=== | | ===Q-Learning 简介=== |
| | Q-Learning 是强化学习中一种经典且广泛应用的无模型(model-free)算法,属于基于值(value-based)的方法。其核心目标是通过学习一个动作价值函数(Q函数),指导智能体在不同状态下选择最优动作,以最大化长期累积奖励。 | | Q-Learning 是强化学习中一种经典且广泛应用的无模型(model-free)算法,属于基于值(value-based)的方法。其核心目标是通过学习一个动作价值函数(Q函数),指导智能体在不同状态下选择最优动作,以最大化长期累积奖励。 |
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| | 举例老鼠在迷宫中寻找奶酪来理解Q-Learning : | | 举例老鼠在迷宫中寻找奶酪来理解Q-Learning : |
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| − | 环境设定
| + | (1)环境设定 |
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| | *'''智能体(Agent)''':一只老鼠,起始位置固定。 | | *'''智能体(Agent)''':一只老鼠,起始位置固定。 |
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| | **其他移动:0 | | **其他移动:0 |
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| − | Q-Learning 学习过程
| + | (2)Q-Learning 学习过程 |
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| | 老鼠通过不断尝试不同的路径,学习如何从起点移动到奶酪所在的位置,同时避免毒药。每次移动后,老鼠根据获得的奖励更新其对当前状态下各个动作的价值估计(即 Q 值)。随着学习的进行,老鼠逐渐形成一套策略,使其能够更快、更安全地找到奶酪。 | | 老鼠通过不断尝试不同的路径,学习如何从起点移动到奶酪所在的位置,同时避免毒药。每次移动后,老鼠根据获得的奖励更新其对当前状态下各个动作的价值估计(即 Q 值)。随着学习的进行,老鼠逐渐形成一套策略,使其能够更快、更安全地找到奶酪。 |
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| − | Q 值更新公式
| + | (3)Q 值更新公式 |
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| | Q-Learning 的核心在于通过以下公式更新 Q 值: | | Q-Learning 的核心在于通过以下公式更新 Q 值: |
| | [[文件:Q值更新公式.png|缩略图]] | | [[文件:Q值更新公式.png|缩略图]] |
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| | 𝛾:折扣因子(0 ≤ 𝛾 < 1) | | 𝛾:折扣因子(0 ≤ 𝛾 < 1) |
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| − | 策略选择:ε-贪婪策略
| + | (4)策略选择:ε-贪婪策略 |
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| | 为了在探索新路径和利用已知最佳路径之间取得平衡,采用 ε-贪婪策略: | | 为了在探索新路径和利用已知最佳路径之间取得平衡,采用 ε-贪婪策略: |
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第67行: |
| | 随着训练的进行,逐渐减小 ε 的值,以减少探索,增加利用。 | | 随着训练的进行,逐渐减小 ε 的值,以减少探索,增加利用。 |
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| − | 学习过程
| + | (5)学习过程 |
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| | 以下是老鼠在迷宫中学习的简要过程: | | 以下是老鼠在迷宫中学习的简要过程: |
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| − | #'''初始化''':将所有状态-动作对的 Q 值初始化为 0。
| + | a'''初始化''':将所有状态-动作对的 Q 值初始化为 0。 |
| − | #'''选择动作''':根据 ε-贪婪策略选择一个动作。
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| − | #'''执行动作''':老鼠移动到新的位置,获得相应的奖励。
| + | '''b选择动作''':根据 ε-贪婪策略选择一个动作。 |
| − | #'''更新 Q 值''':根据 Q 值更新公式,更新当前状态下该动作的 Q 值。
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| − | #'''重复''':将新位置作为当前状态,重复步骤 2 至 4,直到达到终止条件(如找到奶酪或达到最大步数)。
| + | '''c执行动作''':老鼠移动到新的位置,获得相应的奖励。 |
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| | + | '''d更新 Q 值''':根据 Q 值更新公式,更新当前状态下该动作的 Q 值。 |
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| | + | '''e重复''':将新位置作为当前状态,重复步骤 2 至 4,直到达到终止条件(如找到奶酪或达到最大步数)。 |
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| | 通过多次迭代,老鼠能够学习到从起点到奶酪的最优路径,同时避免毒药。 | | 通过多次迭代,老鼠能够学习到从起点到奶酪的最优路径,同时避免毒药。 |