DQN com repetição de experiência

Agora você apresentará o Experience Replay para treinar um agente usando uma Deep Q Network. Você usará o mesmo ambiente do Lunar Lander que usou para construir o seu Barebone DQN.

Em cada etapa, em vez de usar apenas os aprendizados da transição mais recente para atualizar a rede, o buffer Experience Replay permite que o agente aprenda com um lote aleatório de experiências recentes. Isso melhora consideravelmente sua capacidade de aprender sobre o ambiente.

As classes QNetwork e ReplayBuffer dos exercícios anteriores estão disponíveis para você e foram instanciadas da seguinte forma:

q_network = QNetwork(8, 4)
replay_buffer = ReplayBuffer(10000)

A função describe_episode() também está novamente disponível para descrever as métricas no final de cada episódio.

Este exercício faz parte do curso

Aprendizado por reforço profundo em Python

Exercício interativo prático

Experimente este exercício preenchendo este código de exemplo.

for episode in range(10):
    state, info = env.reset()
    done = False
    step = 0
    episode_reward = 0
    while not done:
        step += 1
        q_values = q_network(state)        
        action = torch.argmax(q_values).item()
        next_state, reward, terminated, truncated, _ = env.step(action)
        done = terminated or truncated
        # Store the latest experience in the replay buffer
        replay_buffer.____        
        state = next_state
        episode_reward += reward    
    describe_episode(episode, reward, episode_reward, step)

Editar e executar código

Este exercício faz parte do curso

Aprendizado por reforço profundo em Python

AvançadoNível de habilidade

4.8+

Iniciar curso gratuitamente

Descubra como o aprendizado por reforço profundo melhora o aprendizado por reforço tradicional enquanto você estuda e implementa seu primeiro algoritmo de Deep Q Learning.

Exercise 1: Introdução ao aprendizado por reforço profundo Exercise 2: Ambiente e configuração da rede neural Exercise 3: DRL ciclo de treinamento Exercise 4: Introdução à aprendizagem profunda de Q Exercise 5: Aprendizagem profunda e DQN Exercise 6: A arquitetura da rede Q Exercise 7: Instanciando a rede Q Exercise 8: O algoritmo barebone DQN Exercise 9: Barebone DQN seleção de ações Exercise 10: Barebone DQN função de perda Exercise 11: Treinamento do barebone DQN

Mergulhe no Deep Q-learning implementando o algoritmo original DQN, com Experience Replay, epsilon-greediness e Q-targets fixos. Além de DQN, você explorará duas extensões fascinantes que melhoram o desempenho e a estabilidade do Deep Q-learning: Duplo DQN e repetição de experiência priorizada.

Exercise 1: DQN com repetição de experiência Exercise 2: A fila dupla Exercise 3: Buffer de reprodução de experiência Exercise 4: DQN com repetição de experiência

Exercício atual

Exercise 5: O algoritmo DQN completo Exercise 6: Epsilon-greediness Exercise 7: Metas Q fixas Exercise 8: Implementação do algoritmo DQN completo Exercise 9: Duplo DQN Exercise 10: Rede on-line e rede de destino em DDQN Exercise 11: Treinar a dupla DQN Exercise 12: Repetição de experiência priorizada Exercise 13: Buffer de reprodução de experiência priorizada Exercise 14: Amostragem do buffer PER Exercise 15: DQN com reprodução de experiência priorizada

Conheça os conceitos básicos dos métodos de gradiente de política encontrados em DRL. Você começará com o teorema do gradiente de política, que forma a base para esses métodos. Em seguida, você implementará o algoritmo REINFORCE, uma abordagem poderosa para aprender políticas. Em seguida, o capítulo guiará você pelos métodos Actor-Critic, com foco no algoritmo Advantage Actor-Critic (A2C), que combina os pontos fortes dos métodos de gradiente de política e baseados em valor para aumentar a eficiência e a estabilidade do aprendizado.

Exercise 1: Introdução ao gradiente de políticas Exercise 2: A arquitetura da rede de políticas Exercise 3: Trabalho com distribuições discretas Exercise 4: Gradiente de políticas e REINFORCE Exercise 5: Seleção de ações em REINFORCE Exercise 6: Treinamento do algoritmo REINFORCE Exercise 7: Vantagem do ator crítico Exercise 8: Rede de críticos Exercise 9: Cálculos de perda do Actor Critic Exercise 10: Treinamento do algoritmo A2C

Explore a otimização da política proximal (PPO) para obter um desempenho robusto em DRL. Em seguida, você examinará o uso de um bônus de entropia em PPO, que incentiva a exploração ao evitar a convergência prematura para políticas determinísticas. Você também aprenderá sobre atualizações em lote em métodos de gradiente de política. Por fim, você aprenderá sobre a otimização de hiperparâmetros com o Optuna, uma ferramenta avançada para otimizar o desempenho dos seus modelos DRL.

Exercise 1: Otimização da política proximal Exercise 2: A taxa de probabilidade cortada Exercise 3: A função objetiva substituta recortada Exercise 4: Bônus de entropia e PPO Exercise 5: Playground de entropia Exercise 6: Treinamento do algoritmo PPO Exercise 7: Atualizações em lote no gradiente de política Exercise 8: Minibatch e DRL Exercise 9: A2C com atualizações em lote Exercise 10: Otimização de hiperparâmetros com o Optuna Exercise 11: Hiperparâmetro ou não?Exercise 12: Prática com o Optuna Exercise 13: Parabéns!