5 2023
强化学习对比遗传算法

目标: 通过对比深度强化学习(DQN)与进化算法(GA)在OpenAI Gym任务中的性能,探索两者在复杂环境中的适应性与互补性, 并设计融合算法(GADQN)以结合两者的优势,解决单一算法的局限性(如DQN易陷局部最优、GA训练效率低)。

内容: 构建了以下三种算法(其中GANN和GADQN为创新算法), DQN:采用深度Q网络处理高维输入(如图像),通过经验回放与目标网络提升稳定性,适用于Atari游戏(如Alien、Pong)。 GANN:基于遗传算法优化神经网络(GA+CNN),通过种群进化策略快速探索环境,适用于复杂控制任务(如CartPole、Acrobot)。GADQN融合算法: 将DQN作为遗传算法个体,结合经验池与进化策略,利用GA的全局搜索能力优化DQN网络参数,减少局部最优风险。 选择了AiGym中部分游戏作为训练环境。通过算法与环境的交互记录奖励、状态转移和策略更新。参 数调优:DQN学习率γ(0.7-0.9)、GA种群规模(6-10个体)、目标网络更新频率(C=10)。

结果: 游戏分数表明,时间效率指标中,GANN训练时间比DQN快30%,DQN因复杂状态空间需更长时间收敛。 融合算法GADQN验证了进化策略与强化学习的互补性,在Acrobot任务中奖励提升40%。 未来通过算法优化与计算资源整合,可进一步推动两类方法的协同应用,为自动化控制与游戏AI提供更高效的解决方案。