如何使用 PyTorch DataLoader 进行强化学习？

Posted 2023-02-16

【中文标题】如何使用 PyTorch DataLoader 进行强化学习？

【英文标题】：How can I use a PyTorch DataLoader for Reinforcement Learning?

【发布时间】：2019-12-07 01:24:15

【问题描述】：

我正在尝试在 PyTorch 中建立一个通用的强化学习框架，以利用所有利用 PyTorch DataSet 和 DataLoader 的高级实用程序，如 Ignite 或 FastAI，但我遇到了阻碍强化学习数据的动态特性：

数据项是从代码生成的，而不是从文件中读取的，它们依赖于之前的操作和模型结果，因此每个 nextItem 调用都需要访问模型状态。 训练集的长度不是固定的，因此我需要动态批量大小以及动态总数据集大小。我的偏好是使用终止条件函数而不是数字。我可以“可能”使用填充来做到这一点，就像在 NLP 句子处理中一样，但这是一个真正的 hack。

到目前为止，我的 Google 和 *** 搜索都取得了不错的成绩。这里有人知道将 DataLoader 或 DataSet 与强化学习一起使用的现有解决方案或解决方法吗？我讨厌放弃对依赖于那些的所有现有库的访问。

【参考方案1】：

Here 是一个基于 PyTorch 的框架，here 来自 Facebook。

当涉及到您的问题（毫无疑问是崇高的追求）时：

您可以轻松地创建一个 torch.utils.data.Dataset 依赖于任何东西，包括模型，类似这样的东西（请原谅弱抽象，这只是为了证明一点）：

import typing

import torch
from torch.utils.data import Dataset


class Environment(Dataset):
    def __init__(self, initial_state, actor: torch.nn.Module, max_interactions: int):
        self.current_state = initial_state
        self.actor: torch.nn.Module = actor
        self.max_interactions: int = max_interactions

    # Just ignore the index
    def __getitem__(self, _):
        self.current_state = self.actor.update(self.current_state)
        return self.current_state.get_data()

    def __len__(self):
        return self.max_interactions

假设，torch.nn.Module-like 网络有某种update 改变环境状态。总而言之，它只是一个 Python 结构，所以你可以用它来建模很多东西。

您可以将max_interactions 指定为几乎是infinite，或者如果需要，您可以在训练期间通过一些回调即时更改它（因为__len__ 可能会在整个代码中被多次调用）。环境还可以提供batches 而不是样本。

torch.utils.data.DataLoader 有 batch_sampler 参数，在那里你可以生成不同长度的批次。由于网络不依赖于第一个维度，您也可以从那里返回任何您想要的批量大小。

顺便说一句。如果每个样本的长度不同，则应使用填充，不同的批次大小与此无关。

【讨论】：

谢谢，Szymon - 这是一个不错的方法。有点 hack，因为我们真的不知道如何或在哪里调用 len （它是否在 for 范围内？）但这可能是我们能做的最好的事情。但特别感谢 SLM 链接 - 这看起来真的很棒。我将花一些时间来确保我不会重新发明***。