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Explainable physics-based constraints on reinforcement learning for accelerator optimization
DOI:10.1088/2632-2153/ae2fa8.png)
摘要
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我们提出了一种用于优化粒子加速器实验的强化学习(RL)框架,该框架在智能体行为上构建可解释的基于物理学的约束。目标是通过对用户允许验证智能体的决策过程是否融入了适当的物理学,从而提高透明度和信任度。我们的算法使用可学习的代理函数来表示物理观测量(如能量),并利用它们来微调动作的选择方式。该代理函数可以由神经网络或可解释的稀疏字典模型表示。我们在一系列旨在模拟杰斐逊实验室连续电子束加速器设施(Continuous Electron Beam Accelerator Facility at Jefferson Lab)的粒子加速器优化环境中测试了我们的算法。通过考察学习到的约束函数的数学形式,我们能够确认智能体已经学会利用每个环境的既定物理学。此外,我们发现引入基于物理学的代理函数使我们的RL算法能够在困难的、高维度的加速器优化环境中可靠地收敛。
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