過大評価

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深層学習

ダブルDQNで強化学習を改良

人工知能の分野で注目を集めている強化学習は、機械が試行錯誤を通して学習していく仕組みです。まるで人間が新しい技術を習得する過程のように、機械も周囲の状況を観察し、様々な行動を試しながら、より良い結果に繋がる行動を覚えていきます。この学習を行う主体は「エージェント」と呼ばれ、与えられた環境の中で行動し、その結果として報酬を受け取ります。エージェントの目的は、試行錯誤を通して、受け取る報酬を最大にする行動を見つけることです。 この学習プロセスにおいて、行動価値関数という概念が重要な役割を果たします。行動価値関数は、ある状況下で特定の行動をとった時に、将来どれだけの報酬が得られるかを予測するものです。例えば、将棋を例に考えると、「この局面でこの駒をここに動かすと、最終的にどれくらい有利になるか」を予測する関数に相当します。この関数が正確であれば、エージェントは常に最良の手を選択できます。しかし、従来の学習手法であるDQN(ディープ・キュー・ネットワーク)では、この行動価値関数の予測値が実際よりも大きくなってしまう、つまり過大評価してしまうという問題がありました。過大評価は、エージェントが実際には良くない行動を、良い行動だと誤解して選択してしまう原因となります。この問題を解決するために、ダブルDQNという新しい手法が開発されました。ダブルDQNは、行動価値関数の過大評価を抑え、より正確な学習を可能にする手法です。
深層学習

ダブルDQNで強化学習を改良

機械学習の分野の中で、強化学習は特に注目を集めています。強化学習とは、まるで人間が成長していくように、試行錯誤を繰り返しながら学習を進める人工知能の一種です。学習の主体はエージェントと呼ばれ、周囲の環境と関わり合う中で、より多くの報酬を得られるように行動を改善していきます。 例えるなら、迷路の中を進むネズミを想像してみてください。ネズミはゴールを目指して様々な道を進みます。行き止まりにぶつかったり、遠回りをしてしまったりしながら、最終的にゴールにたどり着いた時にチーズという報酬を得ます。この経験を繰り返すうちに、ネズミは最短ルートでゴールにたどり着けるようになります。強化学習のエージェントもこれと同じように、試行錯誤を通じて報酬を最大化する行動を学習します。 この学習の過程で重要な役割を担うのが、行動価値関数と呼ばれる概念です。これは、ある状況下で特定の行動をとった場合に、将来どれだけの報酬が期待できるかを示す数値です。迷路の例で言えば、ある分岐点で右に進むのと左に進むのとでは、どちらがより早くゴールに近づけるか、つまりより多くの報酬(チーズ)を得られる可能性が高いかを判断するための指標となります。 行動価値関数を正確に計算することは、エージェントが最適な行動を選ぶ上で欠かせません。もし行動価値関数の推定が間違っていると、エージェントは遠回りな道を選んでしまったり、最悪の場合、ゴールに辿り着けなくなってしまうかもしれません。そのため、強化学習の研究においては、行動価値関数をいかに効率よく、かつ正確に推定するかが重要な課題となっています。 様々な手法が提案されており、状況に応じて適切な方法を選択することが重要です。