什么是汤普森采样(Thompson Sampling)
汤普森采样(Thompson Sampling),也称为后验采样或概率匹配,是一种用于在线决策问题的启发式方法,特别适用于处理探索-利用问题。它是根据贝叶斯概率原理,以概率的形式描述不确定性,并在行动选择时以概率方式平衡探索和利用。
探索-利用问题是多臂老虎机问题的核心,即如何在确定优异策略(优异臂)的过程中平衡探索(试验所有可能的选择以获取更多信息)和利用(根据已有的信息进行优异选择)。汤普森采样正是通过概率匹配原则,来平衡这种探索和利用的关系。
汤普森采样的工作原理如下:
对每个选择(老虎机的臂)设定一个概率模型,描述其可能的回报。通过过去的实验结果更新这些概率模型。在每个决策点,从每个选择的概率模型中抽取一个样本,选取样本回报较高的选择。根据新的实验结果,再次更新概率模型。这个过程会不断迭代,随着实验的进行,概率模型会越来越接近真实的回报情况,从而更有效地找到优异选择。
延伸阅读
汤普森采样在强化学习中的应用
汤普森采样在强化学习中也有广泛的应用。强化学习同样面临探索-利用问题,即如何在环境反馈的基础上改善策略。汤普森采样为此提供了一种有效的方法。
在强化学习中,汤普森采样可以结合使用值迭代、策略迭代等方法来进行策略优化。通过更新和维护每个状态-行动对的概率模型,汤普森采样能够根据环境反馈有效地改进策略。
此外,汤普森采样还可以应用于模型选择、超参数优化等问题,是一种非常通用的决策策略。