什么是湯普森采樣(Thompson Sampling)
湯普森采樣(Thompson Sampling),也稱為后驗采樣或概率匹配,是一種用于在線決策問題的啟發式方法,特別適用于處理探索-利用問題。它是根據貝葉斯概率原理,以概率的形式描述不確定性,并在行動選擇時以概率方式平衡探索和利用。
探索-利用問題是多臂老虎機問題的核心,即如何在確定優異策略(優異臂)的過程中平衡探索(試驗所有可能的選擇以獲取更多信息)和利用(根據已有的信息進行優異選擇)。湯普森采樣正是通過概率匹配原則,來平衡這種探索和利用的關系。
湯普森采樣的工作原理如下:
對每個選擇(老虎機的臂)設定一個概率模型,描述其可能的回報。通過過去的實驗結果更新這些概率模型。在每個決策點,從每個選擇的概率模型中抽取一個樣本,選取樣本回報較高的選擇。根據新的實驗結果,再次更新概率模型。這個過程會不斷迭代,隨著實驗的進行,概率模型會越來越接近真實的回報情況,從而更有效地找到優異選擇。
延伸閱讀
湯普森采樣在強化學習中的應用
湯普森采樣在強化學習中也有廣泛的應用。強化學習同樣面臨探索-利用問題,即如何在環境反饋的基礎上改善策略。湯普森采樣為此提供了一種有效的方法。
在強化學習中,湯普森采樣可以結合使用值迭代、策略迭代等方法來進行策略優化。通過更新和維護每個狀態-行動對的概率模型,湯普森采樣能夠根據環境反饋有效地改進策略。
此外,湯普森采樣還可以應用于模型選擇、超參數優化等問題,是一種非常通用的決策策略。