International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
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제3권1호
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pp.33-42
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2002
Recently, various experiments to apply reinforcement learning method to the self-learning intelligent control of continuous dynamic system have been reported in the machine learning related research community. The reports have produced mixed results of some successes and some failures, and show that the success of reinforcement learning method in application to the intelligent control of continuous control systems depends on the ability to combine proper function approximation method with temporal difference methods such as Q-learning and value iteration. One of the difficulties in using function approximation method in connection with temporal difference method is the absence of guarantee for the convergence of the algorithm. This paper provides a proof of convergence of a particular function approximation method based on \"barycentric interpolator\" which is known to be computationally more efficient than multilinear interpolation .
본 논문은 2인용 보드게임의 정보에 대한 전략을 학습할 수 있는 방법을 유전자기반 역전파 신경회로망과 Temporal Difference학습알고리즘을 이용하여 제안하였다. 학습의 과정은 역전파에 의한 초기학습에 이어 국부해의 단점을 극복하기 위하여 미세학습으로 유전자알고리즘을 이용하였다. 시스템의 구성은 탐색을 담당하는 부분과 기물의 수를 발생하는 부분으로 구성되어 있다. 수의 발생부분은 보드의 상태에 따라서 갱신되고, 탐색커널은 αβ탐색을 기본으로 유전자알고리즘을 이용하여 가중치를 최적화하는 유전자기반 역전파 신경회로망과 TD학습을 결합하여 게임에 대해 양호한 평가함수를 학습하였다. 일반적으로 많은 학습을 통하여 평가함수의 정확도가 보장되면 승률이 학습의 양에 비례함을 알 수 있었다.
본 논문에서는 Temporal Difference 학습을 적용한 Ant-Q 기반 개미 모델을 이용한 다중 집단 상호작용 개미 강화학습 모델을 제안한다. 이 모델은 몇 개의 독립적 개미시스템 집단으로 이루어져 있으며, 상호작용은 집단간 엘리트 전략(강화, 다양화 전략)에 따라 임무를 수행한다. 강화 전략은 다른 에이전트 집단의 휴리스틱 정보를 이용해 좋은 경로 선택을 가능하게 한다. 이것은 집단간 긍정적 상호작용을 통해 에이전트들의 방문 빈도가 높은 간선을 선택하게 한다. 다양화 전략은 에이전트들이 다른 에이전트 집단의 탐색 정보에 의해 부정적 상호작용을 수행함으로써 방문 빈도수가 높은 간선의 선택을 회피하게 만든다. 이러한 전략을 통해 제안한 강화학습은 기존의 개미집단시스템, Ant-Q학습보다 최적해에 더 빠르게 수렴할 수 있음을 실험을 통해 알 수 있었다.
In order to minimize the picking time when the products are released from the warehouse, they should be located close to the exit when the products are released. Currently, the warehouse determines the loading location based on the order of the requirement of products, that is, the frequency of arrival and departure. Items with lower requirement ranks are loaded away from the exit, and items with higher requirement ranks are loaded closer from the exit. This is a case in which the delivery time is faster than the products located near the exit, even if the products are loaded far from the exit due to the low requirement ranking. In this case, there is a problem in that the transit time increases when the product is released. In order to solve the problem, we use the idle time of the stocker in the warehouse to rearrange the products according to the order of delivery time. Temporal difference learning method using Q_learning control, which is one of reinforcement learning types, was used when relocating items. The results of rearranging the products using the reinforcement learning method were compared and analyzed with the results of the existing method.
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.
In this paper, we propose a logical control-based actor-critic algorithm as an efficient approach for the approximation of the capacitated fab scheduling problem. We apply the average reward temporal-difference learning method for estimating the relative value functions of system states, while avoiding deadlock situation by Banker's algorithm. We consider the Intel mini-fab re-entrant line for the evaluation of the suggested algorithm and perform a numerical experiment by generating some sample system configurations randomly. We show that the suggested method has a prominent performance compared to other well-known heuristics.
본 연구는 대학 이러닝 학습자들의 학습 시 공간 데이터를 활용한 이러닝 학습패턴에 따라 학습자등의 출석률과 학업성취도 차이를 규명하였다. 연구대상은 3년간 총 68개 이러닝 강좌, 수강생 13,611명의 이러닝 데이터를 수집하였고, 자료분석은 t검증, 이원변량분석을 활용하였다. 본 연구결과는 다음과 같이 제시한다. 첫째, 대학 이러닝 학습자들의 학습공간에 따른 출석률과 학업성취도 차이를 분석한 결과 교내 주학습자가 출석률과 학업성취도에서 교외 주학습자들 보다 높은 점수를 보였고, 학업성취도는 통계적인 유의성이 나타났다. 둘째, 대학 이러닝 학습자들의 일 단위 학습시간대에서는 오전시간대 주학습자, 오후시간대 주학습자, 야간시간대 주학습자 순으로 출석률과 학업성취도가 높게 나타났으며, 모두 유의미한 차이가 있는 것으로 분석되었다. 주 단위 학습시간대에서는 평일시간대의 주학습자들이 주말시간대 주학습자들 보다 출석률과 학업성취도에서 더 높게 나타났으며, 통계적으로도 유의한 차이가 분석되었다.
일반적으로 기계학습은 교사신호의 유무에 따라 교사학습과 비교사학습, 그리고 간접교사에 의한 강화학습으로 분류할 수 있다. 강화학습이란 용어는 원래 실험 심리학에서 동물의 학습방법 연구에서 비롯되었으나, 최근에는 공학 특히 인공생명분야에서 뉴럴 네트워크의 학습 알고리즘으로 많은 관심을 끌고 있다. 강화학습은 제어기 또는 에이전트의 행동에 대한 보상을 최대화하는 상태-행동 규칙이나 행동발생 전략을 찾아내는 것이다. 본 논문에서는 최근 많이 연구되고 있는 강화학습의 방법과 연구동향을 소개하고, 특히 인공생명 연구에 있어서 강하학습의 중요성을 역설한다.
본 논문은 2인용 보드게임의 정보에 대한 전략을 학습할 수 있는 방법을 역전파 신경회로망과 Q학습알고리즘을 이용하여 제안하였다. 학습의 과정은 단순히 상대프로세스와의 대국에 의하여 이루어진다. 시스템의 구성은 탐색을 담당하는 부분과 기물의 수를 발생하는 부분으로 구성되어 있다. 수의 발생부분은 보드의 상태에 따라서 갱신되고, 탐색커널은 αβ 탐색을 기본으로 역전파 신경회로망과 Q학습을 결합하여 게임에 대해 양호한 평가함수를 학습하였다. 학습의 과정에서 일련의 기물의 이동에 있어서 인접한 평가치들의 차이만을 줄이는 Temporal Difference학습과는 달리, 기물의 이동에 따른 평가치에 대해 갱신된 평가치들을 이용하여 평가함수를 학습함으로써 최적의 전략을 유도할 수 있는 Q학습알고리즘을 사용하였다. 일반적으로 많은 학습을 통하여 평가함수의 정확도가 보장되면 승률이 학습의 양에 비례함을 알 수 있었다.
강화학습을 적용하기에 적합한 많은 실세계의 제어 문제들은 연속적인 상태 또는 행동(continuous states or actions)을 갖는다. 연속 값을 갖는 문제인 경우, 상태공간의 크기가 거대해져서 모든 상태-행동 쌍을 학습하는데 메모리와 시간상의 문제가 있다. 이를 해결하기 위하여 학습된 유사한 상태로부터 새로운 상태에 대한 추측을 하는 함수 근사 방법이 필요하다. 본 논문에서는 1-step Q-learning의 함수 근사를 위하여 퍼지 클러스터링을 기초로 한 Fuzzy Q-Map을 제안한다. Fuzzy Q-Map은 데이터에 대한 각 클러스터의 소속도(membership degree)를 이용하여 유사한 상태들을 군집하고 행동을 선택하고 Q값을 참조했다. 또한 승자(winner)가 되는 퍼지 클러스터의 중심과 Q값은 소속도와 TD(Temporal Difference) 에러를 이용하여 갱신하였다. 본 논문에서 제안한 방법은 마운틴 카 문제에 적용한 결과, 빠른 수렴 결과를 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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