講演抄録/キーワード 講演名 2021-07-21 12:00 DPDKを用いた分散深層強化学習における経験サンプリングの高速化 ○ 古川雅輝 ・ 松谷宏紀 ( 慶大 ) CPSY2021-6 DC2021-6 抄録 (和) DQN(Deep Q-Network)に代表される深層強化学習の性能を向上させるため、 分散深層強化学習では、複数の計算機をネットワーク接続した計算機クラスタが用いられる。 計算機クラスタを用いた分散深層強化学習では、 環境空間の探索により経験を獲得するActorと深層学習モデルを最適化するLearnerの間で、 経験サイズやActor数に応じたデータ転送が頻繁に発生するため、 通信コストが分散学習の性能向上を妨げる。 そこで、本研究では40GbE(40Gbit Ethernet)ネットワークで接続されたActorとLearnerの間に、 DPDKによって低遅延化されたインメモリデータベースや経験再生メモリを導入することで、 分散深層強化学習における通信コストの削減を図る。 DPDKを用いたカーネルバイパスによるネットワーク最適化によって、 共有メモリへのアクセス遅延は32. 7%〜58. 9%削減された。 また、DPDKベースの優先度付き経験再生メモリをネットワーク上に実装することで、 経験再生メモリへのアクセス遅延は11. 7%〜28. 1%改善し、 優先度付き経験サンプリングにおける通信遅延は21. 深層強化学習を用いたシステムトレーディング - Qiita. 9%〜29. 1%削減された。 (英) (Available after conference date) キーワード 分散深層強化学習 / DPDK / DQN / / / / / / / / / / / / 文献情報 信学技報, vol. 121, no. 116, CPSY2021-6, pp. 31-36, 2021年7月. 資料番号 CPSY2021-6 発行日 2021-07-13 (CPSY, DC) ISSN Print edition: ISSN 0913-5685 Online edition: ISSN 2432-6380 著作権に ついて 技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します.
本連載をまとめ、さらに多くの記事を追加した書籍 『つくりながら学ぶ!深層強化学習』 を2018年7月に発売しました! (上の書籍画像をクリックすると購入サイトに移動できます) はじめに 前回 は、教師あり学習、教師なし学習、強化学習の概要について紹介しました。 今回は、近年強化学習が注目されている理由と、強化学習・深層強化学習が現在どう活用されていて、この先どのように社会で応用されていくのか私見を紹介します。 強化学習が注目されている2つの理由 強化学習が注目されている背景には、2つの理由があると考えています。1つ目は、強化学習が 脳の学習メカニズム と類似しているため、2つ目は ディープラーニング (深層学習)との相性が良く、強化学習とディープラーニングを組み合わせた深層強化学習により、これまで困難であった課題を解決する発表が連続したためです。 1. 強化学習と脳の学習メカニズム 1つ目の理由、強化学習が脳の学習メカニズムと類似しているという点を解説します。強化学習という名前は、Skinner博士の提唱した脳の学習メカニズムであるオペラント学習(オペラント条件づけ) [1] に由来します。オペラント学習の一種である 強化 と学習方法が似ているため、強化学習という名前で呼ばれるようになりました。 Skinner博士のオペラント学習は、「スキナー箱」と呼ばれるラット(ねずみ)の実験で提唱された理論です。スキナー箱実験の最も単純な例を紹介します(図2. 1)。ラットが箱(飼育ゲージ)の中のボタンを押すと餌(報酬)が出てくる構造にしておきます。ラットははじめ、偶然ボタンに触れます。すると餌が出てくるのですが、ボタンと餌の関係は理解できていません。ですが、ボタンに偶然触れ餌が出てくる経験を繰り返すうちに、ラットはボタンを押す動作と餌(報酬)の関係を学習し、そのうちボタンを押す動作を繰り返すようになります(行動の強化)。つまり、特定の動作(ボタンを押す)に対して、報酬(餌)を与えると、その動作が強化される(繰り返される)という実験結果が得られ、この動作学習メカニズムはオペラント学習(強化)と提唱されました。 図2. 1 スキナー箱 [2] その後1990年代後半に脳科学の実験で、オペラント学習による強化がニューロン(神経)レベルでも実証されるようになりました。Skinner博士の強化は行動実験によるものでしたが、Schultz博士らは実際にサルの脳に電極を刺してニューロンの活動(電位の変化)を記録しながら、行動実験を行いました [3] 。その結果、黒質と腹側被蓋野(ふくそくひがいや;脳幹)に存在するドーパミンを放出するニューロンの活動タイミングが、課題の学習前後で変化することが明らかになりました。さらにその変化の仕方が強化学習のアルゴリズムとよく一致していることが示されました。この実験により、強化学習のアルゴリズムはニューロンレベルで脳の学習メカニズムと類似していることが示されました。 AI(人工知能)を実現するために知的システムの代表である脳を参考にするのは必然の流れであり、「強化学習は、脳が複雑な課題を学習するのと同じようなメカニズムです」と説明されれば、期待が高まります。実際、1990年代後半から2000年代初頭には強化学習のブームが起こりました。しかし残念なことにこのタイミングでは想像した成果は出ず、2000年代後半に入ると、強化学習で知的システムを作る試みはいったん下火となります(図2.
レクチャー 1時間×8回のプログラム構成(3つの基本レクチャーに加え、自社事業に合わせたレクチャーを5つ選択) 実施会場、オンライン開催、参加人数については、参加企業と相談の上決定 レクチャー一覧(予定) 基本1 概論(西川) 基本2 機械学習・深層学習・強化学習の基本(岡野原) 3 画像認識 4 音声認識 5 自然言語処理 6 最適化 7 異常探知 8 ロボティクス 9 ウェルネス&ヘルスケア 10 ドラッグディスカバリー 11 マテリアルサイエンス 12 エンターテインメント 基本13 AIの未来(岡野原) 2. ワークショップ 1. 5時間(予定)×4回のプログラムで1チーム4人程度・最大5チーム レクチャーで得た知識と自社の課題を持ち寄り、実際のビジネス強化に繋がるアイデアを具現化し、実際に機能するプロジェクトとしてまとめあげる 各チームにPFNのエンジニアと事業開発担当者が1名ずつ参加 3. プレゼンテーション まとめあげたプロジェクト案を参加者が自社の経営層に提案します。
過去のことを後悔したり思い悩んだり、将来の不安で頭がいっぱいになっているなど持ち越し苦労、取り越し苦労を抱えているとそれだけでストレスになってしまいます。今の状態に意識を傾け、リラックスした状態をつくれることが望ましいでしょう。 そして、食生活や睡眠、運動もとても大切な要素です。栄養バランスのとれた野菜中心の生活を心がけ、十分な睡眠を確保しましょう。そしてウォーキングや軽いジョギングなど適度な運動は疲労を回復し、心身ともにリラックスにつながります。 まとめ 押すと痛む胸。症状や痛みの持続時間によっては重大な病気が背後に潜んでいることも否定できません。 すみやかに病院での受診を行うとともに、日頃からの生活習慣を今一度見直してみることも大切です。 スポンサードリンク
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ちゃんと病院とタッグを組んでいるのでしょうね (x_x) -------------------------------------------------------------------------- 日常の浄化によって免疫力、自然治癒能力を高めておけば、 上記のような不安に苛まれることもなく、医者に掛かる必要もなく、 元気に朗らかな当たり前の日常が取り戻せます。 創造主の波動エネルギーも 健康管理の選択肢にいれてくださるとありがたいですね。 ----------------------------------------------------------------------------- ★創造主の波動エネルギーは 免疫細胞、免疫組織に活力を与え、衰えた免疫力の復活に貢献します。 (鍛錬の必要なく・. 効率よく・すぐ ご自身で 実行できます) ★自律神経の機能を強化させてくれます。 ★The super healing power of God. 身体の持つ治癒力を劇的に換えましょう!
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その原因はさまざまですが、ここでご紹介するのは代表的な次の3つです ストレス 睡眠不足 鉄分不足 1. ストレス 自律神経が乱れる1番の原因はストレス です。人間関係・プレッシャー・疲労・ケガ・病気など、精神的にも肉体的にも、ふだんの生活の中では、さまざまなストレスを受けます。 そのストレスが大きすぎると、交感神経と副交感神経のバランスが崩れてしまい、血圧の調整がうまくおこなわれずに、その結果として一時的な低血圧症となってしまうことがあります。 ▼ストレスの対処法 2. 睡眠不足 私たちのカラダは、一定の生態リズムによって動いていますが、寝不足が続いたり、昼と夜が逆転した生活が続いていたりすると、自律神経が乱れてしまいます。 寝不足が続くと、カラダを休めるための副交感神経が働かなくなってしまい、夜になっても交感神経が優位で疲れが取れなくなってしまい、自律神経が乱れやすくなってしまいます。 3. 鉄分不足 自律神経失調症の症状と、鉄分不足の症状は重なります。最近では、鉄分不足は貧血だけでなく、私たちの精神(こころ)にも大きな影響を与えると言われています。 その理由は、鉄分が不足すると、神経伝達物質(ドーパミン・ノルアドレナリン・セロトニン)の生産が減少するからです。 ▼鉄分不足の対処法 ホルモンバランスとは? ホルモンとは、そのバランスをたもつことにより、自律神経と影響しあって、からだのさまざまな働きを調節してくれる物質です。 血圧を調節するためのホルモンや、赤血球をつくるように刺激を与えるもの、そのほか、眠っているからだを起こしたり、興奮させたり、活力を与えたりしてくれるほか、からだの働きを抑制する役割もあります。 現在確認されているだけでも100種類以上あり、さらに発見され続けています。 ホルモンは、「刺激する」「呼び覚ます」を意味する「ホルマオ」というギリシャ語が語源だそうです。 ホルモンバランスと自律神経はセット?