We prove that a single-layer neural network trained with the Q-learning algorithm converges in distribution to a random ordinary differential equation as the size of the model and the number of training steps become large. Analysis of the limit differential equation shows that it has a unique stationary solution which is the solution of the Bellman equation, thus giving the optimal control for the problem. In addition, we study the convergence of the limit differential equation to the stationary solution. As a by-product of our analysis, we obtain the limiting behavior of single-layer neural networks when trained on i.i.d. data with stochastic gradient descent under the widely-used Xavier initialization.


翻译:我们证明,一个受过Q-学习算法培训的单层神经网络随着模型的大小和培训步骤数目的增多,在分布到随机的普通差异方程式时会集中到一个随机的普通差异方程式中。对限制差异方程式的分析表明,它有一个独特的固定式解决方案,这是Bellman方程式的解决方案,从而最佳地控制了这一问题。此外,我们还研究限制差异方程式与固定方程式的趋同。作为我们分析的副产品,我们通过在广泛使用的Xavier初始化系统下进行与随机梯度梯度下降数据的培训,获得了单层神经方程式的有限行为。

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神经网络(Neural Networks)是世界上三个最古老的神经建模学会的档案期刊:国际神经网络学会(INNS)、欧洲神经网络学会(ENNS)和日本神经网络学会(JNNS)。神经网络提供了一个论坛,以发展和培育一个国际社会的学者和实践者感兴趣的所有方面的神经网络和相关方法的计算智能。神经网络欢迎高质量论文的提交,有助于全面的神经网络研究,从行为和大脑建模,学习算法,通过数学和计算分析,系统的工程和技术应用,大量使用神经网络的概念和技术。这一独特而广泛的范围促进了生物和技术研究之间的思想交流,并有助于促进对生物启发的计算智能感兴趣的跨学科社区的发展。因此,神经网络编委会代表的专家领域包括心理学,神经生物学,计算机科学,工程,数学,物理。该杂志发表文章、信件和评论以及给编辑的信件、社论、时事、软件调查和专利信息。文章发表在五个部分之一:认知科学,神经科学,学习系统,数学和计算分析、工程和应用。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/nn/
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