如何理解蒙特卡洛树搜索的4个步骤

从许多博客以及这个博客 https://web.archive.org/web/20160308070346/http://mcts.ai/about/index.html我们知道MCTS算法的过程有4个步骤。

  1. 选择:从根节点R开始,递归选择最优子节点,直到到达叶节点L。

这里的叶节点L是什么意思?我以为它应该是一个代表游戏终止状态的节点,或者是结束游戏的另一个词。如果L不是终止节点(游戏的一种结束状态),我们如何决定选择步骤在节点L上停止?

  1. 扩展:如果L不是终止节点(即它不结束游戏),那么创建一个或多个子节点并选择一个C。

从这个描述中我意识到我之前的想法显然是错误的。那么如果L不是终止节点,这意味着L应该有子节点,为什么不在“选择”步骤中继续从L找到一个子节点?在这一步我们有L的子节点列表吗?
从这一步的描述本身来看,我们什么时候创建一个子节点,什么时候需要创建多个子节点?我们根据什么规则/政策选择节点C?

  1. 模拟:从C开始运行模拟游戏,直到获得结果。

由于第一个问题的困惑,我完全无法理解为什么我们需要模拟游戏。我以为从选择步骤开始,我们可以到达终止节点,并且游戏应该在这个路径上的节点L结束。我们甚至不需要进行“扩展”,因为节点L是终止节点。

  1. 回溯:用模拟结果更新当前移动序列。

好的。最后一个问题,你从哪里得到这些问题的答案?

谢谢

顺便说一下,我也在https://ai.stackexchange.com/questions/16606/how-to-understand-the-4-steps-of-monte-carlo-tree-search发布了相同的问题


回答:

这里的叶节点L是什么意思?

为了解释,我假设在算法的扩展阶段添加了所选节点的所有子节点。

当算法开始时,树仅由根节点(一个叶节点)组成。

扩展阶段添加从树根可达的所有状态。现在你有一个更大的树,其中叶子是最后添加的节点(根节点不再是叶子)。

MCTS policy

在算法的任何一次迭代中,树(图片中的灰色区域)都在增长。它的某些叶子可能是终止状态(根据游戏/问题的规则),但这不是保证的。

如果扩展过多,你可能会耗尽内存。因此,扩展阶段的典型实现只向现有树添加一个节点。

在这种情况下,你可以用未完全扩展替换这个词:

从根节点R开始,递归选择最优子节点,直到到达一个未完全扩展的节点L


我们根据什么规则/政策选择节点C?

这取决于领域。通常你会随机选择一个移动/状态。


备注

  1. 图片来自Multi-Objective Monte Carlo Tree Search for Real-Time Games(Diego Perez, Sanaz Mostaghim, Spyridon Samothrakis, Simon M. Lucas)。

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