モンテカルロ法

ベビーロボットの強化学習ガイド

強化学習入門：パート4

はじめに

今度はまたカジノへ行きますが、今回は太陽の光が差し込むモンテカルロに位置しています。このモンテカルロは、クラシック映画「マダガスカル3: ウォーターフォールを探せ！」で有名になりました（もともと有名だった可能性もありますが）。

前回のカジノ訪問では、マルチアームバンディットを見て、多くの可能な行動があるときに最適な行動を選ぶ問題を視覚化しました。

強化学習の観点では、バンディット問題は単一の状態を表し、その状態内で利用可能な行動を表しています。モンテカルロ法は、このアイデアを複数の相互関連する状態に拡張します。

また、以前の問題では常に環境の完全なモデルが与えられていました。このモデルは、次の状態に移る確率を示す遷移確率と、この遷移に対して受け取る報酬を定義します。

モンテカルロ法では、そうではありません。モデルは与えられず、代わりにエージェントは探索を通じて環境の特性を発見し、次々に状態を移動しながら情報を収集しなければなりません。言い換えれば、モンテカルロ法は経験から学習します。

本記事の例では、カスタムのベビーロボットジム環境を使用し、関連するすべてのコードはGithubで見つけることができます。

さらに、この記事の対話形式のバージョンは、実際に以下で説明されているすべてのコードスニペットを実行できるノートブック形式で利用できます。

このシリーズの以前の記事はこちらでご覧いただけます：ベビーロボットの強化学習ガイド。

また、この記事で使用される理論と用語の要点については、5分での状態価値と方策評価をご確認ください。

モンテカルロ予測

予測問題では、環境の特定の状態にいることの良さを見つけたいと考えています。この「良さ」は、状態によって表されます…

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