1.马尔可夫决策定义
马尔可夫决策过程(Markov Decision Process,简称MDP)是一种数学框架,用于建模决策者在不确定性环境中做出决策的过程。它由以下四个基本元素组成:
(1)状态空间(State Space):决策者可以处于的状态集合,通常表示为 S。
(2)动作空间(Action Space):在每个状态下,决策者可以选择的动作集合,通常表示为 A。
(3)转移概率(Transition Probabilities):在状态
s 下采取动作 𝑎后转移到状态 𝑠′ 的概率,通常表示为
𝑃(𝑠′∣𝑠,𝑎)。
(4)奖励函数(Reward Function):在状态 s 下采取动作 𝑎后获得的奖励,通常表示为 𝑅(𝑠,𝑎,𝑠′)或简化为 𝑅(𝑠,𝑎)。
2.MDP 的目标
找到一个策略(Policy),即在每个状态下选择动作的规则,使得在长期内获得的累积奖励最大化。这个策略可以是确定性的(在每个状态下总是选择同一个动作),也可以是随机性的(在每个状态下根据一定的概率分布选择动作)。