深度强化学习(DQN,即Deep Q-Network)是一种将深度学习与强化学习相结合的算法,专门用于解决高维状态空间下的强化学习问题。以下是对DQN的详细解析:
一、DQN的基本概念与原理
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强化学习基础
- 强化学习是一种机器学习范式,关注智能体在与环境交互的过程中学习如何做出决策,以最大化累积奖励。
- 在传统的强化学习中,环境模型是已知的,而在深度强化学习中,环境模型则是未知的。
- 强化学习的核心要素包括代理(学习者)、环境(对象)、动作(代理在环境中执行的操作)和奖励(环境对代理动作的反馈)。
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Q-Learning算法
- Q-Learning是一种基于价值函数的强化学习算法,通过学习一个状态-动作值函数(Q函数)来评估每个状态下采取每个动作的预期回报。
- Q-Learning算法维护一个Q-table,使用表格存储每个状态s下采取动作a获得的奖励,即状态-价值函数Q(s,a)。
- 对于高维状态空间,直接构建Q-table不可行,因此需要用函数来近似动作-价值Q(s,a),称为价值函数近似(Value Function Approximation)。
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DQN原理
- DQN使用神经网络来生成价值函数近似的函数Q(s,a;w),其中w是神经网络训练的参数。
- 神经网络的输入是状态s,输出是对所