じぇみにんに聞いてみた



RLアルゴリズムとは

2025-04-09 13:14:15
「RLアルゴリズム」は、強化学習(Reinforcement Learning, RL)において、エージェントが環境とのインタラクションを通じて最適な行動方針(ポリシー)を学習するための具体的な手法や手続きを指します。
強化学習の目的は、エージェントが与えられた環境において、累積報酬を最大化するような行動を学習することです。RLアルゴリズムは、この目的を達成するために、エージェントがどのような行動を取り、どのように学習を進めていくかを定義します。
RLアルゴリズムは、その特性やアプローチによって様々な種類に分類できます。主な分類としては以下のものがあります。
1. 価値ベース(Value-Based) vs. 方策ベース(Policy-Based)
  • 価値ベース: 状態や行動の価値を学習し、その価値に基づいて行動を選択します。代表的なアルゴリズムには、Q学習(Q-Learning)、SARSA(State-Action-Reward-State-Action)などがあります。
  • 方策ベース: 行動を直接学習するポリシー関数を学習します。代表的なアルゴリズムには、REINFORCE、Actor-Critic法などがあります。
2. モデルベース(Model-Based) vs. モデルフリー(Model-Free)
  • モデルベース: 環境のモデル(状態遷移や報酬関数)を学習し、そのモデルを用いて計画を立てて行動します。
  • モデルフリー: 環境のモデルを学習せず、直接経験から価値関数やポリシー関数を学習します。上記の価値ベースや方策ベースのアルゴリズムの多くはモデルフリーです。
3. オンポリシー(On-Policy) vs. オフポリシー(Off-Policy)
  • オンポリシー: 行動の学習と評価に同じポリシーを使用します。SARSAなどが該当します。
  • オフポリシー: 行動の学習に用いるポリシーと、評価するポリシーが異なります。Q学習などが該当します。
近年では、深層学習(ディープラーニング)と組み合わせた深層強化学習(Deep Reinforcement Learning, DRL)アルゴリズムが注目を集めており、Atariゲームのプレイ、囲碁AI(AlphaGo)、ロボット制御など、様々な分野で目覚ましい成果を上げています。代表的なDRLアルゴリズムには、Deep Q-Network (DQN)、Policy Gradient法(A2C, A3C, PPOなど)、Actor-Critic法などがあります。
強化学習アルゴリズムの選択は、解決したい問題の特性(環境の複雑さ、状態空間や行動空間の大きさ、連続値か離散値かなど)によって異なります。


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