知识困难
Reward Shaping 在什么情况下会改变原任务的最优策略?基于势函数的奖励塑形需要满足哪些条件,才能保持最优策略不变?
任意不基于位势差的塑形都可能改变最优策略;只有形式的塑形对任意 Φ 保证最优策略不变,且要求终止状态 Φ 置零、折扣因子与原任务一致。
标准答案
Ng 等(1999)的结论:当塑形项可写成时,对任意势函数 Φ 与折扣 γ,塑形后 MDP 的最优策略与原任务一致——该项沿任意轨迹 telescoping 后只剩的常数组合,不改变轨迹间相对排序,只改变学习动力学(引导 value 与探索方向)。破坏条件就会改最优策略:塑形项依赖动作而非状态差;塑形与原任务折扣不一致;终止处理不对称——要求终止时,否则提前终止或拖延轨迹可以凭空赚取势能差。工程含义:距离与子任务进度奖励应尽量写成势差形式;任意加的步长惩罚、动作幅度惩罚严格说都改变最优策略,实践中常可接受但要清楚代价。
深入理解
能现场给出 telescoping 推导(,终局 Φ 置零后与路径无关)是硬通货;追问常是「为什么动作相关的塑形危险」——它直接偏好某些动作,等价于改写转移奖励结构而非仅引导状态势能。能进一步讨论「实践中何时可以故意违反定理、代价是什么」就是完整答案。