什么是 DQN?

DQN(Deep Q-Network)是将 Q-Learning深度神经网络 结合的强化学习算法,通过神经网络估计 Q 值,解决高维状态空间问题。

Deep_Q_Network

教程目标

  1. 使用 TensorFlow 实现基础 DQN 框架
  2. 在 CartPole-v1 环境中训练智能体
  3. 理解经验回放(Experience Replay)与目标网络(Target Network)机制
  4. 探索模型优化技巧

开发环境准备 🛠️

  • Python 3.8+
  • TensorFlow 2.x
  • gym 库(需安装:pip install gym
  • numpymatplotlib

需要更详细的环境配置指南?可访问 /Community/Technology_Tutorials/Python/Tutorial/TensorFlow_Overview 查看

核心代码示例 📜

import tensorflow as tf
from tensorflow.keras import layers
import numpy as np

# 定义 DQN 网络结构
model = tf.keras.Sequential([
    layers.Dense(24, input_shape=(4,), activation='relu'),
    layers.Dense(24, activation='relu'),
    layers.Dense(2, activation='linear')  # 输出动作空间大小
])

# 编译模型
model.compile(optimizer='adam', loss='mse')
Neural_Network

训练流程 🔄

  1. 初始化经验回放缓冲区(Experience Replay Buffer)
  2. 使用 model.fit() 进行批次训练
  3. 每隔一定步数更新目标网络参数
  4. 监控奖励曲线以评估收敛性

训练过程中遇到问题?可参考 /Community/Technology_Tutorials/Python/Tutorial/TensorFlow_Debugging 获取解决方案

可视化结果 📊

  • 使用 matplotlib 绘制奖励曲线
  • 分析探索与利用的平衡策略
  • 对比不同超参数(如学习率、折扣因子)的效果
Reward_Curve

扩展学习 🚀

想了解 DQN 在游戏 AI 中的应用?可查看 /Community/Technology_Tutorials/Python/Tutorial/TensorFlow_GameAI