Chaos-based reinforcement learning (CBRL) is a method in which the agent's internal chaotic dynamics drives exploration. However, the learning algorithms in CBRL have not been thoroughly developed in previous studies, nor have they incorporated recent advances in reinforcement learning. This study introduced Twin Delayed Deep Deterministic Policy Gradients (TD3), which is one of the state-of-the-art deep reinforcement learning algorithms that can treat deterministic and continuous action spaces, to CBRL. The validation results provide several insights. First, TD3 works as a learning algorithm for CBRL in a simple goal-reaching task. Second, CBRL agents with TD3 can autonomously suppress their exploratory behavior as learning progresses and resume exploration when the environment changes. Finally, examining the effect of the agent's chaoticity on learning shows that there exists a suitable range of chaos strength in the agent's model to flexibly switch between exploration and exploitation and adapt to environmental changes.


翻译:基于混沌的强化学习(CBRL)是一种利用智能体内部混沌动力学驱动探索的方法。然而,先前研究中CBRL的学习算法尚未得到充分发展,也未融入强化学习领域的最新进展。本研究将Twin Delayed Deep Deterministic Policy Gradients(TD3)——一种能够处理确定性和连续动作空间的先进深度强化学习算法——引入CBRL框架。验证结果提供了若干重要发现:首先,在简单的目标到达任务中,TD3可作为CBRL的有效学习算法;其次,采用TD3的CBRL智能体能够在学习过程中自主抑制探索行为,并在环境变化时恢复探索;最后,通过分析智能体混沌性对学习的影响,我们发现智能体模型中存在一个适宜的混沌强度范围,使其能够灵活切换探索与利用策略,并适应环境变化。

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