上海交大強化學習從入門到精通課程簡介

上海交大張偉楠老師的 “強化學習從入門到精通” 課程，是一套專為渴望深入掌握強化學習理論與實踐的學習者精心打造的課程體系。無論是對人工智能領(lǐng)域充滿好奇的初學者，還是尋求在該領(lǐng)域進一步提升專業(yè)技能的研究者、從業(yè)者，本課程都能提供系統(tǒng)且深入的學習路徑，助力你全面掌握強化學習這一人工智能核心技術(shù)。

課程開篇設置了多節(jié)強化學習簡介課程，通過循序漸進的講解，幫助學習者迅速搭建起對強化學習的基礎(chǔ)認知。從基本概念、體系結(jié)構(gòu)，到其與其他機器學習方法的差異，再到發(fā)展歷程與典型應用，這部分內(nèi)容將強化學習的輪廓清晰勾勒出來，為后續(xù)深入學習奠定堅實基礎(chǔ)。在對強化學習有初步認識后，課程隨即進入探索與利用的專題講解，這是強化學習算法設計中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，關(guān)乎智能體在復雜環(huán)境中如何平衡探索新策略與利用已有經(jīng)驗，以實現(xiàn)長期累積獎勵最大化。

馬爾可夫決策過程作為強化學習的核心數(shù)學框架，課程分多節(jié)對其進行深入剖析。從馬爾可夫性的概念引入，到馬爾可夫過程、馬爾可夫獎勵過程，再到馬爾可夫決策過程的完整構(gòu)建，以及策略與價值的探討、最優(yōu)化原理的闡釋，讓學習者深刻理解強化學習問題建模的數(shù)學基礎(chǔ)。動態(tài)規(guī)劃作為解決馬爾可夫決策過程的經(jīng)典方法，課程詳細介紹了其原理與算法實現(xiàn)，包括價值迭代、策略迭代、迭代策略評估和廣義策略迭代等，使學習者掌握基于模型的強化學習方法，學會如何在已知環(huán)境模型的情況下規(guī)劃最優(yōu)策略。

值函數(shù)估計是強化學習中的重要內(nèi)容，課程通過多節(jié)內(nèi)容講解不同的值函數(shù)估計方法，幫助學習者理解如何在不確定環(huán)境中準確估計狀態(tài)或動作的值函數(shù)，為后續(xù)控制方法的學習提供支撐。無模型控制方法是強化學習的重要分支，課程深入介紹了蒙特卡洛控制、Sarsa 算法、Q 學習等經(jīng)典算法，以及 Double Q 學習等改進方法，讓學習者掌握在不依賴環(huán)境模型的情況下，通過與環(huán)境交互學習最優(yōu)策略的技術(shù)。規(guī)劃與學習部分則探討了如何結(jié)合規(guī)劃和在線學習的優(yōu)勢，使智能體能夠在復雜動態(tài)環(huán)境中更高效地學習和決策。

隨著深度學習技術(shù)的興起，深度強化學習成為當前研究熱點。課程在這方面著墨頗多，詳細講解了深度強化學習的價值方法和策略方法。從深度 Q 網(wǎng)絡（DQN）及其變種，到基于策略梯度的方法，如 REINFORCE 算法、Actor - Critic 框架等，讓學習者了解如何將深度學習強大的特征表示能力與強化學習的決策優(yōu)化機制相結(jié)合，處理高維狀態(tài)空間和復雜動作空間的問題。基于模型的深度強化學習課程則進一步探索如何利用學習到的環(huán)境模型輔助強化學習過程，提高學習效率和樣本利用率。

模仿學習作為一種重要的強化學習拓展方向，課程介紹了其基本原理和常見算法，包括學徒學習、最大熵逆強化學習、生成對抗模仿學習等，讓學習者了解如何從專家示范中學習，降低強化學習的樣本復雜度。離線強化學習則聚焦于如何利用已有的歷史數(shù)據(jù)進行強化學習，而無需與環(huán)境實時交互，這在實際應用中具有重要意義，例如自動駕駛領(lǐng)域的策略優(yōu)化。

多智能體強化學習是強化學習在多主體系統(tǒng)中的應用，課程從基礎(chǔ)概念入手，深入講解了多智能體環(huán)境下的策略學習、合作與競爭機制，以及基于價值和策略的博弈強化學習方法，幫助學習者掌握解決多智能體協(xié)同與對抗問題的技術(shù)。AI Agent 與決策大模型部分緊跟當前人工智能發(fā)展前沿，探討了強化學習在構(gòu)建智能決策系統(tǒng)和決策大模型中的應用，讓學習者了解強化學習在推動人工智能邁向通用智能過程中的關(guān)鍵作用。基于擴散模型的強化學習作為新興研究方向，課程對其進行了介紹，拓寬學習者的技術(shù)視野。

整套課程采用理論與實踐相結(jié)合的教學方式，每節(jié)課程都通過清晰的講解、豐富的案例和直觀的演示，幫助學習者深入理解強化學習的核心概念和算法原理。通過系統(tǒng)學習本課程，學習者將從強化學習的門外漢逐步成長為能夠獨立設計和實現(xiàn)強化學習算法，解決實際工程問題的專業(yè)人才，在人工智能領(lǐng)域占據(jù)更有利的發(fā)展位置，為未來的學術(shù)研究或職業(yè)發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。