• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2023년도 제68차 하계학술대회논문집 31권2호
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• pp.35-36
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• 2023

본 논문에서는 OpenAI Gym 환경에서 제공하는 Acrobot-v1에 대해 DQN(Deep Q-Networks) 강화학습으로 학습시키고, 이 때 적용되는 활성화함수의 성능을 비교분석하였다. DQN 강화학습에 적용한 활성화함수는 ReLU, ReakyReLU, ELU, SELU 그리고 softplus 함수이다. 실험 결과 평균적으로 Leaky_ReLU 활성화함수를 적용했을 때의 보상 값이 높았고, 최대 보상 값은 SELU 활성화 함수를 적용할 때로 나타났다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2023년도 제67차 동계학술대회논문집 31권1호
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• pp.25-26
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• 2023

본 논문에서는 OpenAI Gym 환경에서 제공하는 CartPole-v1에 대해 강화학습을 통해 에이전트를 학습시키고, 학습에 적용되는 활성화함수의 성능을 비교분석하였다. 본 논문에서 적용한 활성화함수는 Sigmoid, ReLU, ReakyReLU 그리고 softplus 함수이며, 각 활성화함수를 DQN(Deep Q-Networks) 강화학습에 적용했을 때 보상 값을 비교하였다. 실험결과 ReLU 활성화함수를 적용하였을 때의 보상이 가장 높은 것을 알 수 있었다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2019년도 춘계학술발표대회
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• pp.545-547
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• 2019

Policy Gradient 방식의 학습은 최근 강화학습 분야에서 많이 연구되고 있는 주제로, 본 논문에서는 강화학습을 적용시킬 수 있는 OpenAi Gym 의 'CartPole-v0' 와 'Pendulum-v0' 환경에서 Policy Gradient 방식의 Asynchronous Advantage Actor-Critic (A3C) 알고리즘과 Proximal Policy Optimization (PPO) 알고리즘의 학습 성능을 비교 분석한 결과를 제시한다. 딥러닝 모델 등 두 알고리즘이 동일하게 지닐 수 있는 조건들은 가능한 동일하게 맞추면서 Episode 진행에 따른 Score 변화 과정을 실험하였다. 본 실험을 통해서 두 가지 서로 다른 환경에서 PPO 가 A3C 보다 더 나은 성능을 보임을 확인하였다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2024년도 제69차 동계학술대회논문집 32권1호
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• pp.375-377
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• 2024

본 논문에서는 OpenAI Gym 환경에서 프로그램으로 간단한 제어가 가능한 Mountain-Car-v0 게임에 대해 DQN(Deep Q-Networks) 강화학습을 진행하였다. 본 논문에서 적용한 DQN 네트워크는 입력층 1개, 은닉층 3개, 출력층 1개로 구성하였고, 입력층과 은닉층에서의 활성화함수는 ReLU를, 출력층에서는 Linear함수를 활성화함수로 적용하였다. 실험은 Mountain-Car-v0에 대해 DQN 강화학습을 진행했을 때 각 에피소드별로 획득한 보상 결과를 살펴보고, 보상구간에 포함된 횟수를 분석하였다. 실험결과 전체 100회의 에피소드 중 보상을 50 이상 획득한 에피소드가 85개로 나타났다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제10권5호
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• pp.155-162
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• 2021

n-스텝 시간차 학습은 몬테카를로 방법과 1-스텝 시간차 학습을 결합한 것으로, 적절한 n을 선택할 경우 몬테카를로 방법과 1-스텝 시간차 학습보다 성능이 좋은 알고리즘으로 알려져 있지만 최적의 n을 선택하는 것에 어려움이 있다. n-스텝 시간차 학습에서 n값 선택의 어려움을 해소하기 위해, 본 논문에서는 Q의 과대평가가 초기 학습의 성능을 높일 수 있다는 특징과 Q ≈ Q^* 경우, 모든 n-스텝 누적 보상이 비슷한 값을 가진다는 성질을 이용하여 1 ≤ k ≤ n에 대한 모든 k-스텝 누적 보상의 최댓값과 평균으로 구성된 새로운 학습 타겟인 Ω-return을 제안한다. 마지막으로 OpenAI Gym의 Atari 게임 환경에서 n-스텝 시간차 학습과의 성능 비교 평가를 진행하여 본 논문에서 제안하는 알고리즘이 n-스텝 시간차 학습 알고리즘보다 성능이 우수하다는 것을 입증한다.

• 스마트미디어저널
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• 제11권9호
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• pp.9-20
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• 2022

심층강화학습은 자율주행 도메인에서 널리 사용되는 end-to-end 데이터 기반 제어 방법이다. 그러나 기존의 강화학습 접근 방식은 자율주행 과제에 적용하기에는 비효율성, 불안정성, 불확실성 등의 문제로 어려움이 존재한다. 이러한 문제들은 자율주행 도메인에서 중요하게 작용한다. 최근의 연구들은 이런 문제를 해결하고자 많은 시도가 이루어지고 있지만 계산 비용이 많고 특별한 가정에 의존한다. 본 논문에서는 자율주행 도메인에 불확실성 순차 모델링이라는 방법을 도입하여 비효율성, 불안정성, 불확실성을 모두 고려한 새로운 알고리즘 MCDT를 제안한다. 강화학습을 높은 보상을 얻기 위한 의사 결정 생성 문제로 바라보는 순차 모델링 방식은 기존 연구의 단점을 회피하고 효율성과 안정성을 보장하며, 여기에 불확실성 추정 기법을 융합해 안전성까지 고려한다. 제안 방법은 OpenAI Gym CarRacing 환경을 통해 실험하였고 실험 결과는 MCDT 알고리즘이 기존의 강화학습 방법에 비해 효율적이고 안정적이며 안전한 성능을 내는 것을 보인다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2020년도 춘계학술발표대회
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• pp.512-515
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• 2020

학습 속도가 느린 강화학습을 범용적으로 활용할 수 있도록 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 사전 지식을 제공해서 학습 속도를 높일 수 있지만, 잘못된 사전 지식을 제공했을 위험이 존재한다. 본 연구는 불확실하거나 잘못된 사전 지식이 학습에 어떤 영향을 미치는지 살펴본다. OpenAI Gym 라이브러리를 이용해서 만든 Gamble 환경, Cliff 환경, 그리고 Maze 환경에서 실험을 진행했다. 그 결과 사전 지식을 통해 에이전트의 행동에 경향성을 부여할 수 있다는 것을 확인했다. 또한, 경로탐색에 있어서 잘못된 사전 지식이 얼마나 학습을 방해하는지 알아보았다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.1-7
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• 2020

강화학습에서 근사함수로써 사용되는 딥 인공 신경망은 이론적으로도 실제와 같은 근접한 결과를 나타낸다. 다양한 실질적인 성공 사례에서 시간차 학습(TD) 은 몬테-칼로 학습(MC) 보다 더 나은 결과를 보여주고 있다. 하지만, 일부 선행 연구 중에서 리워드가 매우 드문드문 발생하는 환경이거나, 딜레이가 생기는 경우, MC 가 TD 보다 더 나음을 보여주고 있다. 또한, 에이전트가 환경으로부터 받는 정보가 부분적일 때에, MC가 TD보다 우수함을 나타낸다. 이러한 환경들은 대부분 5-스텝 큐-러닝이나 20-스텝 큐-러닝으로 볼 수 있는데, 이러한 환경들은 성능-퇴보를 낮추는데 도움 되는 긴 롤-아웃 없이도 실험이 계속 진행될 수 있는 환경들이다. 즉, 긴롤-아웃에 상관없는 노이지가 있는 네트웍이 대표적인데, 이때에는 TD 보다는 시간적 에러에 견고한 MC 이거나 MC와 거의 동일한 학습이 더 나은 결과를 보여주고 있다. 이러한 해당 선행 연구들은 TD가 MC보다 낫다고 하는 기존의 통념에 위배되는 것이다. 다시 말하면, 해당 연구들은 TD만의 사용이 아니라, MC와 TD의 병합된 사용이 더 나음을 이론적이기 보다 경험적 예시로써 보여주고 있다. 따라서, 본 연구에서는 선행 연구들에서 보여준 결과를 바탕으로 하고, 해당 연구들에서 사용했던 특별한 리워드에 의한 복잡한 함수 없이, MC와 TD의 밸런스를 랜덤하게 맞추는 좀 더 간단한 방법으로 MC와 TD를 병합하고자 한다. 본 연구의 MC와 TD의 랜덤 병합에 의한 DQN과 TD-학습만을 사용한 이미 잘 알려진 DQN과 비교하여, 본 연구에서 제안한 MC와 TD의 랜덤 병합이 우수한 학습 방법임을 OpenAI Gym의 시뮬레이션을 통하여 증명하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.72-77
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• 2022

강화학습의 기법 중 Q-Learning은 주어진 상태에서 행동을 수행하면서 미래의 효율적인 기댓값을 예측하는 Q 함수를 학습하면서 최적의 정책을 학습하는 것이다. Q-Learning은 강화학습의 기본적인 알고리즘으로 많이 활용하고 있다. 본 논문에서는 Q-Learning을 바탕으로 정책과 보상을 설계하여 효율적인 경로를 선택하고 학습하는 효용성에 대하여 연구하였다. 또한 Frozen Lake 게임의 8x8 그리드 환경에 동일한 학습 횟수를 적용하여 기존 알고리즘 및 처벌 보상 정책과 제시한 처벌강화 정책의 결과를 비교하였다. 해당 비교를 통해 본 논문에서 제시한 Q-Learning의 처벌강화 정책이 통상적인 알고리즘의 적용보다 학습 속도를 상당히 높일 수 있는 것으로 분석되었다.

• 실천공학교육논문지
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• 제14권1호
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• pp.219-224
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• 2022

강화학습의 기본적인 알고리즘으로 많이 사용되고 있는 Q-Learning은 현재 상태에서 취할 수 있는 행동의 보상 중 가장 큰 값을 선택하는 Greedy action을 통해 보상을 최대화하는 방향으로 에이전트를 학습시키는 기법이다. 본 논문에서는 Frozen Lake 8*8 그리드 환경에서 Q-Learning을 사용하여 에이전트의 학습 속도를 높일 수 있는 정책에 관하여 연구하였다. 또한, Q-learning 의 기존 알고리즘과 에이전트의 행동에 '방향성'이라는 속성을 부여한 알고리즘의 학습 결과 비교를 진행하였다. 결과적으로, 본 논문에서 제안한 Q-Learning 정책이 통상적인 알고리즘보다 정확도와 학습 속도 모두 크게 높일 수 있는 것을 분석되었다.