最优值函数二

一、扫地机器人的示例

我们可以明确给出扫地机器人的Bellman最优方程。为了使问题更简洁,我们将状态高和低以及动作搜索、等待和充电分别缩写为h、l、s、w和re。由于只有两个状态,Bellman最优方程由两个方程组成。v∗(h)的方程可以写成:

按照前面相同的步骤,得到v∗(l)的方程为

对于任何选择的rs,rw,α,β和γ,其中0 ≤ γ < 1,0 ≤ α,β ≤ 1,存在恰好一对数字v∗(h)和v∗(l),同时满足这两个非线性方程。

二、 Gridworld 的示例

假设我们解决了Bellman方程的v∗,对于在Gridworld中引入并再次在图1a中展示的简单网格任务。请记住,状态A后面跟着+10的奖励和到状态A0的转换,而状态B后面跟着+5的奖励和到状态B0的转换。图1b显示了最优值函数,图1c显示了相应的最优策略。在单元格中有多个箭头表示,任何相应的动作都是最佳的。

图1

显式地解决Bellman最优性方程提供了一种找到最优策略的途径,从而解决了强化学习问题。然而,这个解决方案很少直接有用。它类似于一个全面的搜索,前瞻性地看待所有可能性,计算它们发生的概率以及它们在预期奖励方面的适宜性。这个解决方案依赖于至少三个在实践中很少成立的假设:(1) 我们准确地知道环境的动态;(2) 我们有足够的计算资源来完成计算的解决方案;(3)马尔可夫属性。对于我们感兴趣的任务类型,一个人通常不能准确地实现这种解决方案,因为这些假设的各种组合是不成立的。例如,虽然第一个和第三个假设对双陆棋游戏没有造成问题,但第二个假设是一个主要的障碍。由于游戏有大约1020个状态,因此在当今最快的计算机上解决v∗的Bellman方程将需要数千年的时间,同样的情况也适用于寻找q∗。在强化学习中,通常需要求助于近似解。

许多不同的决策制定方法可以看作是近似求解Bellman最优方程的方法。例如,启发式搜索方法可以看作是将(3.17)的右侧展开几次,达到一定的深度,形成一个"树"的可能性,然后使用启发式评估函数来近似v∗的"叶子"节点。启发式搜索方法如A∗几乎总是基于离散情况。动态规划的方法与Bellman最优方程的关系更为密切。许多强化学习方法可以清楚地理解为近似求解Bellman最优方程,用实际的经验转移代替期望转移的知识。后续将考虑各种这样的方法。

相关推荐
回眸&啤酒鸭14 小时前
【回眸】Minicart 电商购物车核心功能落地指南
人工智能
一隅论数智14 小时前
给AI一张“业务概念地图“:本体如何从哲学走向企业智能
大数据·人工智能·经验分享·笔记·学习·学习方法·政务
AI的探索之旅14 小时前
97 个 OpenCV 实例(三十):双目立体,从标定到点云
人工智能·opencv·计算机视觉
AlbertZein14 小时前
Step-5-Preview 上手实测:3D 游戏、金融分析、网页设计一次跑完
人工智能·aigc
LaughingZhu15 小时前
Product Hunt 每日热榜 | 2026-09-19
人工智能·深度学习·神经网络·搜索引擎·百度
美狐美颜SDK开放平台15 小时前
开发直播APP时如何接入视频美颜SDK?开发流程与注意事项
android·人工智能·计算机视觉·音视频·直播美颜sdk
wukangjupingbb15 小时前
智能网联汽车安全能力框架
人工智能
龙亘川16 小时前
明月照湾区,智启新赛道:从顶流文旅IP盛会看智慧文旅升级路径
人工智能·智慧城市·开源软件·数据可视化
飞猫的边缘AI16 小时前
边缘AI应用:家用AI摄像头怎么做数据训练?
人工智能·边缘计算·ai算法·边缘ai