蒙特卡洛树搜索(MCTS)

来源:互联网 发布:批量word转pdf windows 编辑:程序博客网 时间:2024/06/06 01:08

许多人会混淆蒙特卡洛树搜索和蒙特卡洛方法。这两者有本质区别。用做过渲染器的朋友会理解的话来说:蒙特卡洛方法有偏差(Bias),而MCTS没有偏差(Bias)。
而蒙特卡洛树搜索在一段时间模拟后,b1和b2的胜率就会向48%和45%(或者其他概率)收敛,从而给出正确的答案


下图是一个例子

这里写图片描述

上图中每个节点代表一个局面。而 A/B 代表这个节点被访问 B 次,黑棋胜利了 A 次。例如一开始的根节点是 12/21,代表总共模拟了 21 次,黑棋胜利了 12 次。
我们将不断重复一个过程(很多万次):

1,这个过程的第一步叫选择(Selection)。从根节点往下走,每次都选一个“最值得看的子节点”(如果轮到黑棋走,就选对于黑棋有利的;如果轮到白棋走,就选对于黑棋最不利的。但不能太贪心,不能每次都只选择“最有利的/最不利的”,因为这会意味着搜索树的广度不够,容易忽略实际更好的选择,我们使用UCB选择公式,调节参数C,兼顾广度和深度),直到来到一个“存在未扩展的子节点”的节点,如图中的 3/3 节点。什么叫做“存在未扩展的子节点”,其实就是指这个局面存在未走过的后续着法。
(注意,如果是对方棋子走,需要把胜率估计倒过来,上图有错误)

2,第二步叫扩展(Expansion),我们给这个节点加上一个 0/0 子节点,对应之前所说的“未扩展的子节点”,就是还没有试过的一个着法。

3,第三步是模拟(Simluation)。从上面这个没有试过的着法开始,用快速走子策略(Rollout policy)走到底,得到一个胜负结果。按照普遍的观点,快速走子策略适合选择一个棋力很弱但走子很快的策略。因为如果这个策略走得慢(比如用 AlphaGo 的策略网络走棋),虽然棋力会更强,结果会更准确,但由于耗时多了,在单位时间内的模拟次数就少了,所以不一定会棋力更强,有可能会更弱。这也是为什么我们一般只模拟一次,因为如果模拟多次,虽然更准确,但更慢。

4,第四步是回溯(Backpropagation)。把模拟的结果加到它的所有父节点上。例如第三步模拟的结果是 0/1(代表黑棋失败),那么就把这个节点的所有父结点加0/1。


注意:最终应该选择访问量最大的节点,而不是胜率最高的节点,简单地说是因为访问量最大的节点的结果更可靠

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