Aprendizado por reforço em ambientes não-estacionários

• Ano de defesa: 2007
• Autor(a) principal: Silva, Bruno Castro da
• Orientador(a): Bazzan, Ana Lucia Cetertich
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Inteligência artificial; Teoria : Computação
• Palavras-chave em Inglês: Non-stationarity; Reinforcement learning; Multi-model learning
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/111907

Neste trabalho apresentamos o RL-CD (Reinforcement Learning with Context Detection), um método desenvolvido a fim de lidar com o problema do aprendizado por reforço (RL) em ambientes não-estacionários. Embora os métodos existentes de RL consigam, muitas vezes, superar a não-estacionariedade, o fazem sob o inconveniente de terem de reaprender políticas que já haviam sido calculadas, o que implica perda de desempenho durante os períodos de readaptação. O método proposto baseia-se em um mecanismo geral através do qual são criados, atualizados e selecionados um dentre vários modelos e políticas parciais. Os modelos parciais do ambiente são incrementalmente construídos de acordo com a capacidade do sistema de fazer predições eficazes. A determinação de tal medida de eficácia baseia-se no cálculo de qualidades globais para cada modelo, as quais refletem o ajuste total necessário para tornar cada modelo coerente com as experimentações reais. Depois de apresentadas as bases teóricas necessárias para fundamentar o RL-CD e suas equações, são propostos e discutidos um conjunto de experimentos que demonstram sua eficiência, tanto em relação a estratégias clássicas de RL quanto em comparação a algoritmos especialmente projetados para lidar com cenários não-estacionários. O RL-CD é comparado com métodos reconhecidos na área de aprendizado por reforço e também com estratégias RL multi-modelo. Os resultados obtidos sugerem que o RLCD constitui uma abordagem eficiente para lidar com uma subclasse de ambientes nãoestacionários, especificamente aquela formada por ambientes cuja dinâmica é corretamente representada por um conjunto finito de Modelos de Markov estacionários. Por fim, apresentamos a análise teórica de um dos parâmetros mais importantes do RL-CD, possibilitada pela aproximação empírica de distribuições de probabilidades via métodos de Monte Carlo. Essa análise permite que os valores ideais de tal parâmetro sejam calculados, tornando assim seu ajuste independente da aplicação específica sendo estudada.