强化学习中慢速网络学习更快
在深度强化学习(RL)优化新解决方案时,若优化器倾向于靠近先前解决方案(即目标网络),将显著提升学习效率。某中心科学团队在NeurIPS 2022会议上提出新型优化器,通过近端更新技术应对RL特有的噪声干扰,确保神经网络权重平滑缓慢地变化。
核心机制
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双网络架构
- 目标网络:保留上一轮迭代的权重解
- 在线网络:通过最小化DQN目标函数寻找新解
- 近端更新会推动在线网络向目标网络靠拢,其引力强度可调节以适配不同噪声环境
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性能优势
- 在55款Atari基准测试中:
- DQN Pro和Rainbow Pro版本分别超越原算法
- Rainbow Pro实现40%相对性能提升
- 参数更新幅度实验显示,近端更新使权重变化更平缓(见图表对比)
- 在55款Atari基准测试中:
理论验证
研究团队将DQN建模为连续优化问题序列,证明当在线网络与目标网络距离较大时,近端更新会优先缩小两者差距。这种设计既能保持标准DQN更新的特性,又能有效抑制噪声带来的不稳定更新。
开源与展望
相关源代码已在GitHub发布。该成果表明,针对深度RL特点设计的优化算法改进能带来显著性能增益,为后续优化器研究提供了新方向。
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