maddpg博弈模型loss设置方法
多智能体深度确定性策略梯度(MADDPG)模型是深度强化学习领域的一个重要分支,广泛应用于多智能体博弈场景。在MADDPG模型的训练过程中,loss函数的设置对于模型的性能有着至关重要的影响。本文将详细介绍MADDPG博弈模型中loss设置的方法。
一、MADDPG模型简介
MADDPG是一种基于演员-评论家(Actor-Critic)算法的多智能体强化学习算法。它通过学习一个确定性的策略,使得每个智能体能够在多智能体环境中实现最优的合作与博弈。MADDPG模型包括两部分:演员网络和评论家网络。演员网络负责输出智能体的动作,评论家网络则用于评估演员网络的动作值。
二、MADDPG博弈模型loss设置方法
1.演员网络loss设置
演员网络的loss主要由两部分组成:策略梯度loss和熵正则化loss。
(1)策略梯度loss:该loss衡量了演员网络输出动作与最优动作之间的差距。其计算公式如下:
$$ L_{pg} = -frac{1}{N}sum_{i=1}^{N}Q_i(mu_i(o_i), mu_{-i}(o_{-i})) $$正则化网络
其中,$N$表示智能体数量,$Q_i$为评论家网络输出的动作值函数,$mu_i$和$mu_{-i}$分别表示当前智能体和其他智能体的动作策略,$o_i$和$o_{-i}$分别表示当前智能体和其他智能体的观测值。
(2)熵正则化loss:熵正则化用于增加动作策略的多样性,避免模型陷入局部最优。其计算公式如下:
$$ L_{ent} = -frac{1}{N}sum_{i=1}^{N}sum_{j=1}^{|mathcal{A}|} mu_{i,j}(o_i) log mu_{i,j}(o_i) $$
其中,$|mathcal{A}|$表示动作空间的大小,$mu_{i,j}$表示智能体$i$在动作空间中第$j$个动作的概率。
演员网络的最终loss为:
$$ L_{actor} = L_{pg} + lambda L_{ent} $$
其中,$lambda$为熵正则化系数。
2.评论家网络loss设置
评论家网络的loss主要衡量了预测的动作值与实际的动作值之间的差距。其计算公式如下:
$$ L_{critic} = frac{1}{N}sum_{i=1}^{N}(y_i - Q_i(mu_i(o_i), mu_{-i}(o_{-i})))^2 $$
其中,$y_i$为实际的动作值,可以通过以下公式计算:
$$ y_i = r_i + gamma Q_i"(o_i", mu_{-i}"(o_{-i}")) $$
其中,$r_i$为智能体$i$在当前步的奖励,$gamma$为折扣因子,$Q_i"$和$mu_{-i}"$分别为下一个时刻的评论家网络和演员网络输出。
三、总结
在MADDPG博弈模型中,合理设置演员网络和评论家网络的loss函数对于模型的性能至关重
要。通过以上介绍,我们可以了解到如何设置loss函数以及它们在MADDPG模型中的作用。
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