深度強化學(xué)習（DRL）是人工智能研究領(lǐng)域的一個令人興奮的領(lǐng)域，具有潛在的問題領(lǐng)域的適用性。有些人認為DRL是人工智能的一種途徑，因為它通過探索和接收來自環(huán)境的反饋來反映人類的學(xué)習。最近DRL代理的成功打敗了人類的視頻游戲玩家，廣為人知的圍棋大師被人工智能AlphaGo擊敗，以及在模擬中學(xué)習行走的兩足球員的演示，都讓人們對這個領(lǐng)域產(chǎn)生了普遍的熱情。

與監(jiān)督機器學(xué)習不同，在強化學(xué)習中，研究人員通過讓一個代理與環(huán)境交互來訓(xùn)練模型。當代理的行為產(chǎn)生期望的結(jié)果時，它得到正反饋。例如，代理人獲得一個點數(shù)或贏得一場比賽的獎勵。簡單地說，研究人員加強了代理人的良好行為。

將DRL應(yīng)用于非平凡問題的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一是構(gòu)建一個獎勵功能，它鼓勵人們期望的行為而不會產(chǎn)生不良的副作用。當你犯錯時，會發(fā)生各種各樣的壞事，包括欺騙行為。（想想獎勵一個機器人服務(wù)員，在一些視覺上測量房間的清潔程度，只是教機器人打掃家具下面的污垢。）

值得注意的是，深度強化學(xué)習——“deep”指的是底層模型是一個深層的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)——仍然是一個相對較新的領(lǐng)域，強化學(xué)習從20世紀70年代或更早的時候就開始了，這取決于你如何計算。正如Andrej Karpathy在他2016年的博客文章中所指出的，關(guān)鍵的DRL研究，如AlphaGo論文和Atari Deep Q－Learning paper都是基于已經(jīng)存在了一段時間的算法，但是用深度學(xué)習代替了其他方法來近似函數(shù)。他們對深度學(xué)習的使用，當然是在過去20多年里我們看到的廉價計算能力的爆發(fā)。

DRL的承諾，以及谷歌在2014年以5億美元收購DeepMind的承諾，影響了一些希望利用這項技術(shù)的初創(chuàng)公司。本周，我采訪了Bonsai的創(chuàng)始人Mark Hammondfor。該公司提供了一個開發(fā)平臺，用于將深度強化學(xué)習應(yīng)用于各種工業(yè)用例。我還與加州大學(xué)伯克利分校的Pieter Abbeelon討論了這個話題。從那以后，他創(chuàng)立了“實體智能”公司，這是一家依然隱秘的初創(chuàng)公司，打算將VR和DRL應(yīng)用于機器人技術(shù)。

由楊致遠（Jerry Yang）、彼得?蒂爾（Peter Thiel）、肖恩?帕克（Sean Parker）以及其他知名投資者支持的Osaro，也希望在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用DRL。與此同時，人工智能正在尋找最佳的傳統(tǒng)對沖基金，并將其應(yīng)用于算法交易，而DeepVu正在應(yīng)對管理復(fù)雜企業(yè)供應(yīng)鏈的挑戰(zhàn)。

由于對DRL的興趣增加，我們也看到了新的開源工具包和用于培訓(xùn)DRL代理的環(huán)境。這些框架中的大多數(shù)本質(zhì)上都是專用的仿真工具或接口。這些是目前AI中比較流行的工具：

OpenAI Gym

OpenAI gym是一個流行的開發(fā)和比較增強學(xué)習模型的工具箱。它的模擬器界面支持多種環(huán)境，包括經(jīng)典的Atari游戲，以及像MuJoCo和darpa資助的Gazebo這樣的機器人和物理模擬器。和其他DRL工具包一樣，它提供了api來反饋意見和回報給代理。

DeepMind Lab

DeepMind Labis是一個基于Quake III第一人稱射擊游戲的3D學(xué)習環(huán)境，為學(xué)習代理提供導(dǎo)航和解謎任務(wù)。DeepMind最近添加了dmlab30，一個新級別的集合，并介紹了它的newImpaladistributed agent培訓(xùn)體系結(jié)構(gòu)。

Psychlab

另一個DeepMind工具包，今年早些時候開放源代碼，心理實驗室擴展DeepMind實驗室，以支持認知心理學(xué)實驗，如搜索特定目標的一系列項目或檢測一系列項目中的變化。然后，研究人員可以比較人類和人工智能在這些任務(wù)上的表現(xiàn)。

House3D

加州大學(xué)伯克利分校和Facebook人工智能研究人員之間的合作，在45000個模擬室內(nèi)場景中模擬室內(nèi)場景和家具布局。本文介紹的主要任務(wù)是“概念驅(qū)動的導(dǎo)航”，比如訓(xùn)練一個代理導(dǎo)航到一所房子的房間，只提供一個高級的描述符，比如“餐廳”。

Unity Machine Learning Agents

在AI和MLDanny Lange副總裁的領(lǐng)導(dǎo)下，游戲引擎開發(fā)者Unity正在努力將尖端的人工智能技術(shù)融入其平臺。Unity Machine Learning Agents，于2017年9月發(fā)布，是一個開源Unity插件，可以在平臺上運行游戲和模擬，作為訓(xùn)練智能代理的環(huán)境。

Ray

雖然這里列出的其他工具集中于DRL培訓(xùn)環(huán)境，但Ray更關(guān)注DRL的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。Ray是在Berkeley RISELab開發(fā)的byIon Stoicaand他的團隊，它是高效運行集群和大型多核機器上的Python代碼的框架，具體目標是為增強學(xué)習提供一個低延遲的分布式執(zhí)行框架。

所有這些工具和平臺的出現(xiàn)將使DRL更易于開發(fā)人員和研究人員使用。但是，他們需要所有的幫助，因為深度強化學(xué)習在實踐中是很有挑戰(zhàn)性的。谷歌工程師亞歷克斯·伊爾潘最近發(fā)表了一篇頗具煽動性的文章，題為“深度強化學(xué)習還不起作用”。Irpan引用了DRL所需要的大量數(shù)據(jù)，事實上，DRL的大多數(shù)方法都沒有利用之前關(guān)于系統(tǒng)和環(huán)境的知識，以及前面提到的困難，在其他問題中也有一個有效的獎勵功能。

我希望在未來的一段時間內(nèi)，從研究和應(yīng)用的角度來看，深度強化學(xué)習將繼續(xù)成為人工智能領(lǐng)域的熱門話題。它在處理復(fù)雜、多面和順序的決策問題方面表現(xiàn)出了極大的希望，這使得它不僅對工業(yè)系統(tǒng)和游戲有用，而且對市場、廣告、金融、教育、甚至數(shù)據(jù)科學(xué)本身也有很大的用處。