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标题:上交博士用两个问题讲清强化学习

正文:
人工智能领域中,强化学习(RL)是核心研究方向之一,旨在让智能体通过与环境交互学会最优行为。然而,几十年来涌现的众多算法(如Q-learning、PPO、SAC等)看似复杂且独立,初学者常感迷茫。最近,上海交通大学与上海期智研究院的博士生Kun Lei提出一个简洁框架:所有强化学习算法都可以通过两个问题理解——数据从哪里来?策略更新有多频繁?

数据从哪里来
强化学习依赖数据改进策略,不同算法在数据获取方式上有显著差异。
- 在线学习:智能体实时与环境交互,生成新数据并立即用于更新模型,如PPO、SAC。这种方式灵活但试错成本高。
- 离策略学习:利用过去的经验数据反复学习,提高样本利用率,如DQN、TD3、DDPG,适合实际应用。
- 离线学习:完全依赖固定数据集训练,避免试错风险,适用于医疗、自动驾驶等高风险场景,代表算法有CQL、IQL。

学习更新的节奏
强化学习的第二个维度是策略更新的频率,反映稳定性和适应性的权衡。
- 一步式学习:基于固定数据集训练一次,适合安全性要求高的任务,如模仿学习。
- 多步式学习:在一批数据上多次更新,直到性能收敛,再收集新数据,是一种折中方案。
- 迭代式学习:不断循环“收集数据—更新模型”,推动性能持续提升,如PPO、SAC。

统一框架:评估与改进
无论算法形式如何变化,强化学习的核心始终是两步:评估当前策略,然后改进它。
- 评估阶段:衡量策略的价值,预测动作回报并与实际反馈比较,调整模型预期。
- 改进阶段:根据评估结果优化策略,选择更高回报的动作,同时加入约束避免过度偏离。

这一框架揭示了强化学习的本质:不同算法只是在这两个过程中的实现方式不同。例如,有的注重评估准确性,有的强调改进稳定性,有的快速迭代,有的保守优化。

现实意义
这种思考方式也适用于现代机器人基础模型的训练实践。例如,多步式更新能稳步提升性能,而适量在线迭代则能在安全前提下进一步优化模型。

作者简介
Kun Lei是上海交通大学与上海期智研究院的博士生,研究方向涵盖深度强化学习、具身智能与机器人学习。他追求清晰的理解而非复杂模型,这篇博客正是其风格体现:用简单问题揭示复杂系统的本质,帮助读者重新认识强化学习的逻辑主线。

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