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사람처럼 학습하는 인공지능,
심층 강화학습의 모든 것

사람은 시행착오를 통해 학습한다. 아픈 실패를 안겨준 상황을 피하고, 즐거웠던 성공의 경험을 되풀이하려 한다. 심층 강화학습도 마찬가지. 심층 강화학습은 딥러닝 기법을 활용해 환경의 반응을 기반으로 탐색하고 학습하는 머신러닝 시스템을 만드는 것을 목표로 한다. 저자는 심층 강화학습을 이해하는 밑바탕이 되어줄 강화학습에 관한 개념부터 알고리즘과 심층 강화학습의 기법, 최신 기술 동향까지 심층 강화학습에 대한 모든 걸 소개한다. 또한, 각 장마다 설명에 사용되는 예시와 삽화, 실습, 명확한 설명은 강력한 머신러닝 접근법에 대해 독자들이 쉽게 살펴볼 수 있도록 해준다. 이해하는 속도에 맞춘 친절한 해설이 여러분의 머릿속에 심층 강화학습의 기초와 원리, 복잡한 상황에 적용하는 방법까지 차근차근 넣어줄 것이다.

수학 공식부터 코드 예제까지
모든 걸 갖춘 심층 강화학습 풀 코스
이 책은 강화학습과 심층 강화학습이 무엇인지 이해하고 실제로 적용해보고 싶은 사람들을 위해 기본 이론부터 실제 적용 방법까지 차례로 안내합니다. 자세한 예제와 적절한 비유가 섞인 개념 설명으로 시작해, 해당 개념을 수학적으로 확인할 수 있는 공식들과 이를 직접 만들어볼 수 있는 코드까지 제공하며 강화학습을 떠먹여줍니다. 눈과 손을 통해 들어오는 설명을 하나씩 차례대로 소화해나가다 보면 어렵게만 느껴졌던 심층 강화학습이 어느새 여러분의 것이 되어 있을 겁니다.

대상 독자
인공지능이란 연구 영역에 익숙하고 파이썬 코드를 볼 줄 알아야 합니다. 여기저기 있는 수학과 수많은 직관적인 설명을 이해하며 재미있고 자세한 예제를 바탕으로 학습하고자 하는 사람이라면 이 책을 재미있게 볼 수 있습니다. 인공지능에 대해 모르더라도, 파이썬 코드를 읽을 줄 알고 학습에 대한 흥미만 있다면 많은 내용을 얻어갈 수 있습니다. 기본적인 딥러닝 지식이 요구되긴 하지만, 이 책은 신경망과 역전파 방식 및 관련 기법을 간단하게 복습합니다. 결론적으로 이 책 한 권에서 원하는 지식을 모두 얻어갈 수 있으며 인공지능 에이전트를 가지고 놀고 싶은 사람이나 심층 강화학습을 깊게 이해하려는 사람에게 좋습니다.

주요 내용
● 심층 강화학습의 기본 원리
● 최신 심층 강화학습 기법
● 인간처럼 학습하는 심층 강화학습 에이전트 개발법
● 복잡한 상황에 적용할 수 있는 심층 강화학습 접근법

최규빈(전북대학교 통계학과 교수)
“이 책은 강화학습을 처음 시작하는 입문자에게 충실한 길잡이 역할을 할 것이다.”

찰스 이스벨,(조지아 공과대학 교수)
“잘 짜인 책이다. 머신러닝과 딥러닝, 강화학습이 무엇인지 기술적이지만 명확한 언어로 설명한다.”

아이크 오콘코(솔리드 스테이트 AI)
“심층 강화학습을 다루는 상당히 실용적인 입문서. 추천합니다.”

알랭 쿠니오(소프라 스테리아)
“수학과 개념, 예시를 균형 있게 보여주며 심층 강화학습을 알려주는 좋은 입문서”

스와미나탄 수브라마니안(DXC 테크놀로지)
“심층 강화학습에 관한 완벽한 개념서를 찾으시나요? 이 책이면 충분합니다.”

CHAPTER 1 심층 강화학습의 기초
1.1 심층 강화학습이란 무엇인가?
1.2 심층 강화학습의 과거와 현재 그리고 미래
1.3 심층 강화학습의 적절성
1.4 두 가지의 명확한 기대치 설정
1.5 요약

CHAPTER 2 강화학습의 수학적 기초
2.1 강화학습의 구성 요소
2.2 MDP: 환경의 엔진
2.3 요약

CHAPTER 3 순간 목표와 장기 목표 간의 균형
3.1 의사결정을 내리는 에이전트의 목적
3.2 이상적인 행동들에 대한 계획
3.3 요약

CHAPTER 4 정보의 수집과 사용 간의 균형
4.1 평가가능한 피드백 해석의 어려움
4.2 전략적인 탐색
4.3 요약

CHAPTER 5 에이전트의 행동 평가
5.1 정책들의 가치를 추정하는 학습
5.2 여러 단계를 통해서 추정하는 학습
5.3 요약

CHAPTER 6 에이전트의 행동 개선
6.1 강화학습 에이전트의 구조
6.2 행동에 대한 정책을 개선하기 위한 학습
6.3 학습에서 행동을 분리하기
6.4 요약

CHAPTER 7 조금 더 효율적인 방법으로 목표에 도달하기
7.1 강건한 목표를 활용한 정책 개선 학습
7.2 상호작용, 학습 그리고 계획하는 에이전트
7.3 요약

CHAPTER 8 가치 기반 심층 강화학습 개요
8.1 심층 강화학습 에이전트가 사용하는 피드백의 유형
8.2 강화학습을 위한 함수 근사화
8.3 NFQ: 가치 기반 심층 강화학습을 위한 첫 번째 시도
8.4 요약

CHAPTER 9 조금 더 안정적인 가치 기반 학습 방법들
9.1 DQN: 강화학습을 지도학습처럼 만들기
9.2 이중 DQN: 행동-가치 함수에 대한 과도추정 극복
9.3 요약

CHAPTER 10 샘플 효율적인 가치 기반 학습 방법들
10.1 듀얼링 DDQN: 강화학습에 초점을 맞춘 신경망 구조
10.2 PER: 유의미한 경험 재현에 대한 우선순위 부여
10.3 요약

CHAPTER 11 정책-경사법과 액터-크리틱 학습법
11.1 REINFORCE: 결과기반 정책 학습
11.2 VPG: 가치함수 학습하기
11.3 A3C: 병렬적 정책 갱신
11.4 GAE: 강력한 이점 추정
11.5 A2C: 동기화된 정책 갱신
11.6 요약

CHAPTER 12 발전된 액터-크리틱 학습법
12.1 DDPG: 결정적 정책에 대한 근사화
12.2 TD3: DDPG를 넘어선 성능을 보이는 개선점들
12.3 SAC: 기대 반환값과 엔트로피를 최대화하기
12.4 PPO: 최적화 과정을 제한하기
12.5 요약

CHAPTER 13 범용 인공지능을 향한 길
13.1 다룬 내용과 다루지 못한 내용
13.2 범용 인공지능에 대한 조금 더 발전된 개념들
13.3 이후의 내용들
13.4 요약

부록 A 구글 콜랩에서의 실습 환경