【G検定】REINFORCE

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REINFORCE

REINFORCEアルゴリズム

強化学習は、エージェントが環境と相互作用しながら最適な行動を学習する手法として知られています。この分野において、REINFORCEアルゴリズムは特筆すべき存在です。多くの強化学習手法が価値関数の最適化に重点を置く中、REINFORCEは方策を直接学習するアプローチを取ります。これは方策勾配法と呼ばれ、REINFORCEはその基本的かつ重要な実装の一つです。

方策関数と価値関数の違い

強化学習を理解する上で、方策関数と価値関数の違いを把握することが重要です。価値関数は、ある状態である行動を取った際に最終的に得られる報酬を推測する関数です。一方、方策関数は、ある状態に対して最適な行動を選択する関数です。従来の手法では、価値関数を最適化することで間接的に最適な方策を見つけ出そうとしていました。しかし、REINFORCEは方策関数を直接学習することで、より効率的に最適解を見つけ出すことを目指しています。

REINFORCEの実用性

REINFORCEの特長は、行動の選択肢が多い環境下での効率性にあります。例えば、ロボット制御のような複雑な課題では、取りうる行動の選択肢が膨大になります。このような状況下で従来の価値関数ベースの手法を用いると、全ての行動の価値を計算するだけでも莫大な計算コストがかかってしまいます。REINFORCEは、方策を直接最適化することでこの問題を回避し、効率的な学習を可能にします。

この手法の有効性は、世界中の注目を集めたAlphaGoにも活用されていることからも明らかです。さらに、価値関数ベースと方策勾配ベースの考え方を組み合わせたActor-Criticという手法も登場しています。ActorとCriticという二つの要素から構成されるこの手法は、それぞれ行動を決定する役割と方策を評価する役割を担っており、より柔軟な学習を可能にしています。

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