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基于粒子的随机策略优化

Tie-Yan Liu Tao Qin Fangyun Wei Chang Liu Yuxuan Song Qiwei Ye

摘要

随机策略因其在探索与不确定性量化方面的优异性能而被广泛应用。通过在指数族分布框架下建模状态-动作联合分布来表示策略分布,不仅增强了策略在探索过程中的灵活性,还支持学习多模态策略,并融入了深度强化学习(RL)的概率视角。概率推断与强化学习之间的内在联系,使得我们能够借助概率优化工具的最新进展。然而,近期的研究大多局限于最小化反向KL散度(reverse KL divergence),而该方法具有“自信导向”(confidence-seeking)的特性,可能削弱随机策略的固有优势。为了充分发挥随机策略的潜力并提供更灵活的优化特性,迫切需要在策略优化过程中引入不同的更新规则。本文提出了一种基于粒子的 probabilistic 策略优化框架——ParPI(Particle-based Probabilistic Policy Optimization),该框架能够支持广泛的散度或距离度量,例如f-散度(f-divergences)以及Wasserstein距离,这些度量可更好地刻画所学习随机策略的概率行为。在在线与离线两种设置下的实验结果表明,所提出的算法具有显著的有效性,同时不同差异度量在策略优化中展现出各自独特的特性。


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