模仿学习算法：Data Aggregation Approach: DAGGER算法——Mixing policy

论文：

《A Reduction of Imitation Learning and Structured Prediction to No-Regret Online Learning》

算法描述：

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Mixing Policy:

个人理解：

imitation learning的大意就是有一个expert专家，你给它输入状态，他就能给你返回一个action，这个action是质量比较好的action，也就是说expert的policy会更优，但是我们现在需要根据expert的经验来训练一个自己的控制器（一个输入state就可以输出一个不错的action的）。对于这个问题最intuitively的解法就是使用我们的需要训练的policy去环境交互，然后采集大量的episode数据，再把这些采集到的数据（state）输入到expert策略中得到expert的action，然后使用监督学习算法来进行拟合，以此来训练我们自己的policy；但是这种使用监督学习方法来根据expert的策略训练我们自己policy难以得到很好的效果，往往随着策略的rollout展开会随着时间步的增加其策略的action和expert的策略action会更加的偏离，因此该种监督学习的方式难以根据expert的policy来训练出一个效果不错的自己的policy，也是因此就有了其他的一些方法，其中一个效果不错的算法就是这里的Data Aggregation Approach: DAGGER算法。

在DAGGER算法中有一个操作是mixing policy，对于这一步操作个人一直都不是很能理解的，因为如果expert的policy是一个已知参数的神经网络，那么我们自然可以采用加权合并的方式来计算这个mixing policy，但是在实际设定中这个expert往往是human being甚至是一些无法得到其内部情况的一个黑盒，因此这里就不能采用加权合并的方式来获得这个mixing policy。对此，给出一个个人的观点，那就是这里的mixing policy其实就是在执行时随机采样，小于belta概率的话就执行expert的策略来进行采样，否则就使用自己的策略来进行采样，以此来达到mixing policy的效果。

关于belta的值的设定：

我们看到论文中的设置方式可以有两种，第一种是只有在第一次迭代计算时使用belta=1，其他迭代次数时belta=0；第二种是设置ß_i=p^i-1，i=1,2,3,4,5.....，这里可以设置p的取值为0.1到0.9。 第一种设置要比第二种设置要简单，往往效果也不错，这里要说明一下，在论文中一般的迭代次数比较少，如20次迭代，当然原始论文中的拟合函数都是比较简单的分离器，但是这也能体现出该种方法往往不需要太多次数的迭代；第一种设置的demo代码：https://gitee.com/devilmaycry812839668/Imitation-Learning-Dagger-Torcs

根据论文中的原始实验，采用第二种方式设置belta时p时往往选择小一些的会有更好的效果，如上面的实验效果图中p=0.5要优于p=0.9。

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