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游戏代理的进步,究竟进步在哪里?

分数上涨可能来自更好的网络、更深的搜索,或者评分规则里的漏洞。分别追踪代理看到了什么、尝试了什么、最后为什么得到奖励。

本文的问题 · 5
  1. 从神经网络结构走到可演化的网络拓扑
  2. 奖励学习与遗传筛选都用反馈,但更新单位不同
  3. 不同代理暴露不同限制:结构演化与搜索视野
  4. 游戏智能的失败可以来自输入和目标的限制
  5. 输入表示丢掉的信息,会限制系统能从当前观察中推断什么

从神经网络结构走到可演化的网络拓扑

But what is a neural network? 解释层间激活如何传递,并把整个网络描述为输入到输出的函数;MarI/O 展示 NEAT 从基础网络开始,通过适应度筛选和演化连接结构来学习游戏操作。前者提供网络的计算视角,后者给出网络结构如何在特定任务中演化的实例。

对照原文与时间戳 · 2
the heart of the network as an information processing mechanism
But what is a neural network? | Deep learning chapter 1 · ▶ 4:39–4:43
without presupposing the best structure for the neurons and their connections
MarI/O - Machine Learning for Video Games · ▶ 4:58–5:06

两者讨论的层次不同:3Blue1Brown 讲解基础前馈网络结构,MarI/O 展示特定游戏与 NEAT 方法;不能据此推断 MarI/O 使用了前一视频讲解的训练方案,也不能泛化其效果。

奖励学习与遗传筛选都用反馈,但更新单位不同

强化学习课程描述智能体通过试错和奖励信号改善动作;MarI/O 则依据关卡推进距离与速度计算适应度,筛选并繁殖网络。两者都利用任务反馈,但一种更新策略决策,另一种选择跨代网络个体,能避免把所有“没有标签的学习”混为一类。

对照原文与时间戳 · 2
there's no supervisor there's just this reward signal
RL Course by David Silver - Lecture 1: Introduction to Reinforcement Learning · ▶ 9:52–10:04
Only the neural networks that produce the highest fitness are selected
MarI/O - Machine Learning for Video Games · ▶ 3:47–3:53

MarI/O 使用遗传算法/NEAT,不是强化学习;此关系用于区分机制,不能据此比较两者普遍优劣。

不同代理暴露不同限制:结构演化与搜索视野

MarI/O 从基础网络演化神经元和连接结构;NES 视频指出俄罗斯方块代理因前瞻不足而受限。并读可区分结构如何形成与决策向前看多远这两类问题。

对照原文与时间戳 · 2
without presupposing the best structure for the neurons and their connections
MarI/O - Machine Learning for Video Games · ▶ 4:58–5:06
this algorithm does not think very far ahead
Computer program that learns to play classic NES games · ▶ 15:25–15:34

两种方法针对不同游戏与状态编码;NES 方法依赖目标指标对进度有用,并明确在需要更长远规划的情形下受限。

游戏智能的失败可以来自输入和目标的限制

盲棋只给占位掩码,因此相同输入可能对应不同真实棋盘;PlayFun用示范RAM构造上升指标并短视搜索,俄罗斯方块中堆叠小得分反而导向失败。两例说明评估行为前需要检查表示丢失了什么、指标奖励了什么。

对照原文与时间戳 · 2
the representation is ambiguous and of course when it gets it wrong
30 Weird Chess Algorithms: Elo World · ▶ 31:51–32:17
playing Tetris well requires some thinking ahead, and this algorithm does not think very far ahead.
Computer program that learns to play classic NES games · ▶ 15:23–15:34

一端是不可辨识输入,一端是目标和规划视野,两者不是相同故障,也不能由此否定更完整的学习系统。

输入表示丢掉的信息,会限制系统能从当前观察中推断什么

不完整观察不等于永远无法推断;额外历史、反馈或先验可能改变答案。

对照原文与时间戳 · 3
this has to have some mistakes since the representation is ambiguous
30 Weird Chess Algorithms: Elo World · ▶ 32:02–32:08
the future is independent of the past given the present
RL Course by David Silver - Lecture 1: Introduction to Reinforcement Learning · ▶ 43:06–43:33
The white squares stand for blocks the player can stand on
MarI/O - Machine Learning for Video Games · ▶ 1:10–1:17

读完再想一步

如果只许改观察、搜索深度和奖励中的一项,你会先改哪项来检验解释?