TDLambdaEstimator

class torchrl.objectives.value.TDLambdaEstimator(*args, **kwargs)

优势函数的 TD(\(\lambda\)) 估计。

参数:

• gamma (标量) – 指数平均折扣。

• lmbda (标量) – 轨迹折扣。

• value_network (TensorDictModule) – 用于检索价值估计的价值算子。

• average_rewards (bool, 可选) – 如果为 True，奖励将在计算 TD 之前进行标准化。

• differentiable (bool, 可选) –

  如果为 True，则梯度会通过价值函数的计算进行传播。默认为 False。

  注意

  使函数调用不可微分的正确方法是在 torch.no_grad() 上下文管理器/装饰器中进行修饰，或者为函数式模块传递分离的参数。

• vectorized (bool, 可选) – 是否使用 lambda 返回的向量化版本。默认为 True。

• skip_existing (bool, 可选) – 如果为 True，价值网络将跳过其输出已存在于 tensordict 中的模块。默认为 None，即 tensordict.nn.skip_existing() 的值不受影响。

• advantage_key (str 或 str 元组, 可选) – [已弃用] 优势条目的键。默认为 "advantage"。

• value_target_key (str 或 str 元组, 可选) – [已弃用] 优势条目的键。默认为 "value_target"。

• value_key (str 或 str 元组, 可选) – [已弃用] 从输入 tensordict 读取的价值键。默认为 "state_value"。

• shifted (bool, 可选) – 如果为 True，则通过一次调用价值网络估计价值和下一价值。这更快，但仅在以下情况下有效：(1) "next" 价值仅偏移一个时间步（例如，在多步价值估计中则不是这样），以及 (2) 在时间 t 和 t+1 使用的参数相同（使用目标参数时则不是这样）。默认为 False。

• device (torch.device, 可选) – 将实例化缓冲区的设备。默认为 torch.get_default_device()。

• time_dim (int, 可选) – 输入 tensordict 中对应于时间的维度。如果未提供，则默认为带有 "time" 名称的维度（如果存在），否则为最后一个维度。可以在调用 value_estimate() 期间覆盖此值。负维度相对于输入 tensordict 计算。

forward(tensordict=None, *, params: List[Tensor] | None = None, target_params: List[Tensor] | None = None)

根据 tensordict 中的数据计算 TD(\(\lambda\)) 优势。

如果提供了函数式模块，则可以将包含参数（以及相关的目标参数）的嵌套 TensorDict 传递给该模块。

参数:

tensordict (TensorDictBase) – 一个包含计算价值估计和 TDLambdaEstimate 所需数据的 TensorDict（一个观察键、"action"、("next", "reward")、("next", "done")、("next", "terminated") 以及环境返回的 "next" tensordict 状态）。传递给此模块的数据应按 [*B, T, *F] 的结构排列，其中 B 是批处理大小，T 是时间维度，F 是特征维度。tensordict 的形状必须是 [*B, T]。

关键字参数:

• params (TensorDictBase, 可选) – 一个包含要传递给函数式价值网络模块的参数的嵌套 TensorDict。

• target_params (TensorDictBase, 可选) – 一个包含要传递给函数式价值网络模块的目标参数的嵌套 TensorDict。

返回值:

一个更新后的 TensorDict，其中包含在构造函数中定义的 advantage 和 value_error 键。

示例

>>> from tensordict import TensorDict
>>> value_net = TensorDictModule(
...     nn.Linear(3, 1), in_keys=["obs"], out_keys=["state_value"]
... )
>>> module = TDLambdaEstimator(
...     gamma=0.98,
...     lmbda=0.94,
...     value_network=value_net,
... )
>>> obs, next_obs = torch.randn(2, 1, 10, 3)
>>> reward = torch.randn(1, 10, 1)
>>> done = torch.zeros(1, 10, 1, dtype=torch.bool)
>>> terminated = torch.zeros(1, 10, 1, dtype=torch.bool)
>>> tensordict = TensorDict({"obs": obs, "next": {"obs": next_obs, "done": done, "reward": reward, "terminated": terminated}}, [1, 10])
>>> _ = module(tensordict)
>>> assert "advantage" in tensordict.keys()

该模块也支持非 tensordict（即未打包的 tensordict）输入

示例

>>> value_net = TensorDictModule(
...     nn.Linear(3, 1), in_keys=["obs"], out_keys=["state_value"]
... )
>>> module = TDLambdaEstimator(
...     gamma=0.98,
...     lmbda=0.94,
...     value_network=value_net,
... )
>>> obs, next_obs = torch.randn(2, 1, 10, 3)
>>> reward = torch.randn(1, 10, 1)
>>> done = torch.zeros(1, 10, 1, dtype=torch.bool)
>>> terminated = torch.zeros(1, 10, 1, dtype=torch.bool)
>>> advantage, value_target = module(obs=obs, next_reward=reward, next_done=done, next_obs=next_obs, next_terminated=terminated)

value_estimate(tensordict, target_params: TensorDictBase | None = None, next_value: torch.Tensor | None = None, time_dim: int | None = None, **kwargs)

获取一个价值估计，通常用作价值网络的目标价值。

如果 tensordict.get(("next", self.tensor_keys.value)) 下存在状态价值键，则将直接使用此值，而无需调用价值网络。

参数:

• tensordict (TensorDictBase) – 包含要读取的数据的 tensordict。

• target_params (TensorDictBase, 可选) – 一个包含要传递给函数式价值网络模块的目标参数的嵌套 TensorDict。

• next_value (torch.Tensor, 可选) – 下一个状态或状态-动作对的价值。与 target_params 互斥。

• \*\*kwargs – 将传递给价值网络的关键字参数。

返回值: 对应于状态价值的张量。