强化学习是近来 AI 领域最热门的话题之一,新算法也在不断涌现。
那么,问题来了:AI 能不能自己发现强大的强化学习算法呢?
近日,谷歌 DeepMind 团队在 Nature 上发表的一篇论文探索了这一可能性。并且,他们得到了非常积极的结果:机器确实能够自主发现性能达到 SOTA 的强化学习规则,并且其表现优于人工设计的规则。

标题:Discovering state-of-the-art reinforcement learning algorithms
地址:https://www.nature.com/articles/s41586-025-09761-x
值得注意的是,该团队的负责人、通讯作者是强化学习领域的引领研究者 David Silver,他也曾领导了著名的 AlphaGo 项目,常被称为「AlphaGo 之父」。截至目前,David Silver 的引用量已接近 27 万。本研究共有四位共同一作:Junhyuk Oh、Greg Farquhar、Iurii Kemaev、Dan A. Calian。

具体到方法上,该团队的思路是:在大量复杂环境中,基于大量智能体的经验积累,进行元学习(meta-learning)。这个方法能够发现智能体在更新策略与预测时所遵循的强化学习规则。
该团队还进行了大规模实验,结果发现这一「自动发现的规则」在经典的 Atari 基准测试上超越了所有现有方法,并且在若干它从未见过的高难度基准测试上也优于多种 SOTA 强化学习算法。
这一研究结果可谓意义重大。它意味着,未来实现高级 AI 所需的强化学习算法或许将不再依赖人工设计,而是能够从智能体自身的经验中自动涌现与进化
发现方法
该团队的发现方法涉及两种类型的优化:智能体优化元优化。智能体参数通过将其策略和预测更新至强化学习规则所产生的目标来进行优化。与此同时,强化学习规则的元参数则通过更新其目标来进行优化,以最大化智能体的累积奖励。

智能体网络
许多强化学习研究考虑的是智能体应该做出什么预测(例如,价值),以及应该使用什么损失函数来学习这些预测(例如,TD 学习)和改进策略(例如,策略梯度)。
该团队没有采用手工设计的方式,而是定义了一个没有预定义语义、富有表现力的预测空间,并通过使用元网络进行元学习,来找出智能体需要优化的内容。他们希望在保留表征现有强化学习算法中核心思想能力的同时,也支持广阔的新颖算法可能性空间。
为此,该团队让由 θ 参数化的智能体除了输出策略 π 之外,还输出两种类型的预测:一个基于观测的向量预测 y (s) 和一个基于动作的向量预测 z (s,a) ,其中 s 和 a 分别是观测和动作 (见下图)。
