在DDPG算法之前,我们在求解连续动作空间问题时,主要有两种方式:一是对连续动作做离散化处理,然后再利用强化学习算法(例如DQN)进行求解。二是使用Policy Gradient (PG)算法 (例如Reinforce) 直接求解。但是对于方式一,离散化处理在一定程度上脱离了工程实际;对于方式二,PG算法在求解连续控制问题时效果往往不尽人意。为此,DDPG算法横空出世,在许多连续控制问题上取得了非常不错的效果。
DDPG算法是Actor-Critic (AC) 框架下的一种在线式深度强化学习算法,因此算法内部包括Actor网络和Critic网络,每个网络分别遵从各自的更新法则进行更新,从而使得累计期望回报最大化。
DDPG算法将确定性策略梯度算法和DQN算法中的相关技术结合在一起,之前我们在讲DQN算法时,详细说明了其中的两个重要的技术:经验回放和目标网络。具体而言,DDPG算法主要包括以下三个关键技术:
(1)经验回放:智能体将得到的经验数据放入Replay Buffer中,更新网络参数时按照批量采样。
(2)目标网络:在Actor网络和Critic网络外再使用一套用于估计目标的Target Actor网络和Target Critic网络。在更新目标网络时,为了避免参数更新过快,采用软更新方式。
(3)噪声探索:确定性策略输出的动作为确定性动作,缺乏对环境的探索。在训练阶段,给Actor网络输出的动作加入噪声,从而让智能体具备一定的探索能力。