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強化學習(Reinforcement Learning, RL)

🎯 定義

代理(Agent)透過探索環境執行不同的行動,並根據環境提供的回饋(反饋)不斷更新策略,這一過程反映了「試錯學習(Trial-and-Error)」的本質。核心目標是最大化累積獎勵(Cumulative Reward),從而在長期決策中實現最佳效益。

三個核心要素

要素說明
Agent(代理)負責進行決策和行動的學習系統
環境(Environment)代理所處的操作環境,會根據代理的行動提供回饋
獎勵(Reward)代理執行某一行動後獲得的回饋,表示行動的好壞

流程

初始狀態 → 選擇行動(Exploration 探索或 Exploitation 利用)→ 執行行動(返回新狀態與獎勵)→ 更新策略(最大化未來累積獎勵)

常見方法

  • Q-Learning:學習每個行動的長期價值(Q 值)
  • Deep Q-Learning:結合深度神經網路近似 Q 值,解決高維度環境限制

應用範例

遊戲 AI(AlphaGo、Atari)、機器人控制(行走平衡、機械臂抓取)、自動駕駛路徑規劃。

記憶技巧

看到「代理」「環境」「獎勵」「試錯」「累積獎勵」這些關鍵字,直接聯想強化學習。

易混淆

  • vs 監督式學習:監督式學習用標記數據直接指導;強化學習用環境獎勵回饋間接指導,且強調序列決策。
📖 課文原文

「代理(Agent)透過探索環境執行不同的行動,並根據環境提供的回饋(反饋)不斷更新策略,這一過程反映了『試錯學習(Trial-and-Error)』的本質。」