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| | <math> Q(s, a) = V(s) + A(s, a) </math> | | <math> Q(s, a) = V(s) + A(s, a) </math> |
| | 其中,V(s) 是状态s的价值,表示在该状态下智能体的期望回报;A(s,a) 是动作a相对于当前状态的优势,表示在该状态下采取动作a相对于其他动作的优势程度。 | | 其中,V(s) 是状态s的价值,表示在该状态下智能体的期望回报;A(s,a) 是动作a相对于当前状态的优势,表示在该状态下采取动作a相对于其他动作的优势程度。 |
| | + | [[文件:Dueling DQN 网络结构示意图.png|缩略图|Dueling DQN 网络结构示意图]] |
| | + | Dueling DQN 的网络结构在传统 DQN 的基础上进行了修改。 |
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| − | Dueling DQN 的网络结构在传统 DQN 的基础上进行了修改。具体而言,网络的前几层共享,用于提取输入状态的特征;然后,网络分为两个分支:一个用于计算状态价值函数V(s),另一个用于计算优势函数 A(s,a)。最后,两个分支的输出被合并,得到每个动作的 Q 值估计。这种结构使得网络能够更有效地学习到状态的价值和动作的优势,从而提高学习性能。
| + | 具体而言,网络的前几层共享,用于提取输入状态的特征;然后,网络分为两个分支:一个用于计算状态价值函数V(s),另一个用于计算优势函数 A(s,a)。最后,两个分支的输出被合并,得到每个动作的 Q 值估计。这种结构使得网络能够更有效地学习到状态的价值和动作的优势,从而提高学习性能。 |
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| | ====Dueling DQN的优势==== | | ====Dueling DQN的优势==== |
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| | ===DRQN=== | | ===DRQN=== |
| | + | ====DRQN的思想==== |
| | + | [[文件:DRQN架构.png|缩略图|DRQN架构]] |
| | + | Deep Recurrent Q-Network(DRQN)是对经典 DQN 的一种扩展,旨在解决部分可观察马尔可夫决策过程(POMDP)中的挑战<ref>Hausknecht M J, Stone P. Deep Recurrent Q-Learning for Partially Observable MDPs[C]//AAAI fall symposia. 2015, 45: 141.</ref>。在 POMDP 中,智能体无法获得完整的环境状态信息,传统的 DQN 依赖于完整的观察序列进行决策,可能导致性能下降。DRQN 通过引入递归神经网络(RNN),特别是长短期记忆(LSTM)网络,使智能体能够处理部分观察信息,保留历史信息,从而在部分可观察的环境中表现出更好的性能。DRQN 的核心思想是将传统 DQN 的全连接层替换为 LSTM 层,以便在每个时间步都能保留历史信息。具体而言,DRQN 的 Q 值计算公式为:<math> Q(s_t, a_t) = \text{LSTM}(h_{t-1}, [\phi(s_t), a_t]) </math> |
| | + | 其中,<math> h_{t-1} </math> 是上一时间步的隐藏状态,<math> \phi(s_t) </math> 是当前状态的特征表示,<math> a_t </math> 是当前动作。通过这种方式,DRQN 能够在每个时间步都考虑到历史信息,从而更好地应对部分可观察的环境。 |
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| | + | DRQN 的网络结构通常包括以下几个部分: |
| | + | (1)卷积层(Convolutional Layers):用于从输入图像中提取特征。 |
| | + | (2)LSTM 层:用于处理时间序列数据,保留历史信息。 |
| | + | (3)全连接层(Fully Connected Layer):用于输出每个动作的 Q 值。 |
| | + | 这种结构使得 DRQN 能够在每个时间步都考虑到历史信息,从而更好地应对部分[https://marl-ieee-nitk.github.io/deep-reinforcement-learning/2019/01/06/DRQN.html? 可观察的环境]。 |
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| | + | ====DRQN的优势与局限==== |
| | + | 1.优势 |
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| | + | (1)处理部分可观察环境:DRQN 能够在每个时间步都保留历史信息,从而在部分可观察的环境中表现出更好的性能。 |
| | + | (2)提高决策质量:通过引入 LSTM 层,DRQN 能够更好地捕捉时间序列中的长期依赖关系,从而提高决策质量。 |
| | + | (3)适应性强:DRQN 可以适应不同的环境和任务,具有较强的泛化能力。 |
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| | + | 2.局限 |
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| | + | (1)训练难度:由于引入了 LSTM 层,DRQN 的训练过程可能比传统 DQN 更加复杂和困难。 |
| | + | (2)计算资源需求高:LSTM 层的引入增加了计算量,对硬件资源的要求更高。 |
| | + | (3)超参数调优复杂:LSTM 层引入了更多的超参数,需要进行精细的调优。 |
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| | ==6.DQN 的应用领域== | | ==6.DQN 的应用领域== |