1. 教程简介
本教程演示如何使用 TensorFlow Agents 实现经典的 Mountain Car 环境中的 Deep Q-Network (DQN) 算法。
📌 Mountain Car 是一个挑战性任务,智能体需通过控制推力使车辆从山谷中逃脱到山顶,涉及动态系统建模与策略优化。
2. 核心内容速览
- 🧠 DQN 原理:结合 Q-learning 与深度神经网络,解决高维状态空间问题
- 🏗️ 环境配置:使用 OpenAI Gym 的
MountainCar-v0
环境 - 🧪 训练过程:经验回放、目标网络、ε-greedy 策略等关键步骤
- 📈 效果展示:包含训练曲线与最终策略的可视化结果
3. 代码结构概览
import gym
import tf_agents
from tf_agents.agents.dqn import dqn_agent
from tf_agents.environments import tf_py_environment
from tf_agents.networks import q_network
from tf_agents.replay_buffers import tf_uniform_replay_buffer
from tf_agents.utils import common
# 初始化环境
env = gym.make('MountainCar-v0')
tf_env = tf_py_environment.TFPyEnvironment(env)
# 定义 Q 网络
q_net = q_network.QNetwork(
tf_env.observation_spec(),
tf_env.action_spec(),
fc_layer_params=(512, 512)
)
# 创建 DQN Agent
agent = dqn_agent.DqnAgent(
tf_env.time_step_spec(),
q_net,
epsilon_greedy=0.05,
optimizer=optimizer
)
# 训练循环
replay_buffer = tf_uniform_replay_buffer.TFUniformReplayBuffer(
agent.collect_data_spec,
batch_size=1,
max_length=100000
)
# 可视化训练过程
<center><img src="https://cloud-image.ullrai.com/q/Mountain_Car/" alt="Mountain_Car"/></center>
**图示**:Mountain Car 环境示意图(车辆需从山谷中逃脱)
## 4. 扩展学习资源
- 📚 [TensorFlow Agents 官方文档](/community/tensorflow/tutorials_zh/tensorflow_agents)
- 🧠 [深度强化学习理论详解](/community/tensorflow/tutorials_zh/rl_theory)
- 🛠️ [OpenAI Gym 环境使用指南](/community/tensorflow/tutorials_zh/gym_tutorial)
## 5. 注意事项
- ⚠️ 确保已安装 TensorFlow 2.x 和 gym 环境
- 🛠️ 可调整超参数(如学习率、经验回放缓冲区大小)优化性能
- 📌 推荐参考 [DQN 论文](https://www.cs.toronto.edu/~vmnih/playing_atari.pdf) 深入理解算法原理
**提示**:点击 [此处](/community/tensorflow/tutorials_zh/tensorflow_agents) 获取更多 TensorFlow Agents 示例代码!