Richard Sutton博士,被誉为强化学习之父,近期在学术界掀起了一股热潮。他提出了一个简明而高效的思路:集中奖励。这个思路虽然简洁却有着非同小可的效果,相当于为现有的强化学习算法加上了强有力的助推器。这篇富有影响力的论文已经入选了首届强化学习会议(RLC 2024),对于强化学习领域的学者而言,具有极高的阅读价值。
不止于此,近年来随着大模型的流行,强化学习领域的研究也备受瞩目。其研究成果不仅在各大顶级会议(如CVPR)和期刊(如Science)上频频亮相,更是成为了学术界争相追逐的热点。强化学习作为实现人工智能通用智能不可或缺的部分,其无需标注数据的特性、探索性和适应性,以及强大的泛化能力和实时决策能力,使其成为解决复杂现实问题的理想选择。
现今的强化学习创新主要体现在两个方面:一是与其他模型的融合(如注意力机制、GNN等),二是自身的优化改进(如层次化、多智能体等)。对于想要发表论文的学者们,从这两点出发是明智的选择。为此,我整理了一份详尽的参考资料,其中包含了27个创新方案,并附有代码实现,以供大家参考。
将强化学习与其他类型的模型相结合是一种常见的创新手段。这种方法能够提升强化学习的性能和泛化能力。比如,深度强化学习通过网络来逼近值函数或策略函数,从而有效处理高维度的输入和输出空间问题。将强化学习与注意力机制、GNN等技术的结合,更是进一步提高了其性能和效率。
在强化学习中,智能体需依据环境状态作出决策。注意力机制通过计算不同状态或动作元素的权重值,突出了对决策最重要的信息,从而提高了智能体的学习效率和决策质量。AlignSAM框架就是一个典型的例子,其核心创新在于利用强化学习来自动生成提示,以适应开放环境。这一框架的关键点包括迭代优化分割预测和引入语义重校准模块等。
GNN能够深入挖掘图中的模式和关系,而强化学习则擅长在动态环境中进行序列决策。将这两者相结合可以开发出能够同时学习图结构表示和做出最优决策的智能模型。比如G2A2C框架就通过建模攻击过程为马尔可夫决策过程,并直接从目标模型查询中学习,从而提高了攻击的实用性和有效性。
对于强化学习算法本身的改进也是一大创新方向。这包括研究更高效的探索策略、设计更好的奖励函数以及开发更鲁棒的策略更新规则等。从理论层面的改进如层次化强化学习和多智能体强化学习等也备受关注。
层次化强化学习是强化学习的一种扩展方法。它将单一的强化学习代理分解为多个层次的子代理,每个子代理负责解决问的不同方面。这种方法有助于降低问题的复杂度并提高学习效率。EarnHFT框架就是一个很好的例子,其核心创新在于通过三个阶段来解决HFT中的两个主要挑战。
多智能体强化学习则关注多个智能体在共享环境中学习和决策的场景。与单智能体强化学习相比,它需要考虑智能体间的相互作用、协作与竞争等复杂动态。FoX框架就是针对这一领域提出的创新解决方案,其核心在于解决多智能体环境中的探索问题,特别是针对部分可观测性和随着智能体数量增加而呈指数级增长的探索空间。
无论是融合其他模型还是优化算法本身,亦或是扩展应用场景,强化学习都展现出了强大的生命力和广阔的应用前景。