Insight

강화학습, Reinforcement learning 이란?

스스로 경험을 통해 학습하고 최적의 행동을 선택하는 인공지능

2023
.
07
.
28
강화학습, Reinforcement learning 이란?

강화학습, Reinforcement learning 이란 무엇인가?

Reinforcement learning 정의

인간은 주변의 환경과 상호작용을 통해 학습하고 익힐 수 있습니다. 명시적인 가르침 없이도 주변의 환경을 인식하고 몸을 제어할 수 있다는 것에서 알 수 있죠. 모든 Learning, Intelligence 등 이론의 근본적인 아이디어는 상호작용을 통한 학습에서 유래되었습니다. 강화학습은 이 중에서도 목표 지향(Goal-directed learning)에 초점을 둔 학습 방법을 의미합니다.

강화학습, Reinforcement learning 은 머신러닝의 한 종류로, 행동을 수행하는 학습자가 어떤 행동을 해야 하는지 알지 못하는 상태에서 행동에 대한 보상을 극대화하기 위해 어떻게 행동해야 할 지 방향을 찾는 학습 방법입니다.

특징

가장 대표적인 머신러닝 방법론 중 Supervised/Unsupervised Learning과는 다르게, Reinforcement learning은 독특한 특징을 가지고 있습니다.

  1. Trial and Error (시행착오)
  2. Reinforcement Signal (보상 신호)
  3. Delayed Reward (보상 지연)
  4. Exploration and Exploitation (탐험과 이용)

강화학습은 수많은 시행착오를 통해 최적의 행동을 찾아냅니다. 에이전트는 환경과 상호작용하면서 보상과 패널티를 경험하고, 이러한 결과를 바탕으로 행동을 개선할 수 있습니다. 이런 반복적인 과정을 통해 에이전트는 보상을 최대화하는 최적의 전략을 학습합니다. 또한 행동의 결과가 시간적으로 지연된 보상으로 표현됩니다. 이는 에이전트가 현재의 행동이 미래에 어떤 결과를 가져올지 예측하고 고려하도록 유도합니다. 즉, 에이전트는 장기적인 목표를 위해 단기적인 보상을 고려해야 합니다. 이미 알고 있는 최적의 행동을 지속적으로 선택함으로써 보상을 최대화할 수 있게 해주는 것이죠.

Supervised vs. Unsupervised vs. Reinforcement learning

what is reinforcement learning?
강화학습이란?

머신러닝의 종류에는 지도학습과 비지도학습, 그리고 강화학습이 있습니다. 세 가지 모두 범용적으로 사용되는 방법론이지만, 명확한 차이점을 가지고 있습니다. 각각의 장단점을 비교해보면 다음과 같습니다.

  • Supervised learning, 지도 학습은 가장 정확한 학습 유형이지만 레이블이 지정된 데이터가 필요
  • Unsupervised learning, 비지도 학습은 지도 학습으로 찾기 어렵거나 불가능한 데이터 패턴을 찾는 데 유용하지만 정확도가 떨어질 수 있음
  • Reinforcement learning, 강화학습은 구현하기 가장 어려운 학습 유형이지만 다른 유형의 학습으로는 해결하기 어렵거나 복잡한 문제 해결에 용이

이를 기반으로 해석하자면, 지도 학습은 이미지 분류, 자연어 처리, 사기 탐지 등의 작업에 주로 사용됩니다. 비지도 학습은 클러스터링, 이상 징후 감지, 차원 축소와 같은 작업에 주로 사용됩니다. 반면 강화학습은 게임 플레이, 로봇 공학, 금융 거래와 같은 작업에 자주 사용됩니다.

왜 강화학습이 중요한가

Reinforcement Learning Algorithms and Applications - TechVidvan
Reinforcement Learning Algorithms and Applications - TechVidvan

많은 AI 리딩 기업들이 강화학습에 주목하고 있습니다. 머신러닝에 대한 인기가 높아지는 가운데, 그 중에서도 왜 강화학습이 주목 받고 있을까요?

비지도 학습과 지도 학습의 한계 극복

Unsupervised learning, 비지도 학습은 레이블이 없는 데이터에서 특징을 추출하는 방법이지만, 목표에 대한 엄격한 지침이 없어 제한적인 결과를 가져올 수 있습니다. 지도 학습은 레이블이 있는 데이터에서 예측 모델을 만들지만, 사전적인 지식을 요구하고 학습 데이터가 많아야 하는 한계가 있습니다. 반면에 Reinforcement learning, 강화학습은 시행착오를 통해 에이전트가 최적의 행동을 스스로 학습하므로, 더 확장된 학습 방법을 제공할 수 있습니다.

복잡한 문제를 해결하고, 실시간 학습에 적응

강화학습은 복잡하고 도전적인 문제를 해결하는 데에 유용합니다. 예를 들어, 자율 주행 차량이나 로봇과 같은 실제 시스템에서 강화학습을 적용하여 에이전트가 환경과 상호작용하면서 최적의 행동을 학습할 수 있습니다. 이를 통해 시스템은 변화하는 환경에 적응하고 최상의 성능을 발휘할 수 있게 됩니다.

또한 강화학습은 실시간으로 학습하고 적응하는 능력을 가지고 있습니다. 에이전트는 환경과의 상호작용을 통해 행동의 결과를 경험하고 보상을 얻습니다. 이러한 실시간 학습과 적응 능력은 변화하는 환경에 유연하게 대처할 수 있도록 도와줍니다.

다양한 응용 분야

강화학습은 다양한 응용 분야에서 활용할 수 있습니다. 예를 들어, 게임 이론, 신경과학, 경제학, 로봇 공학 등 다양한 분야에서 강화학습을 적용하여 문제를 해결하고 최적의 전략을 구축할 수 있습니다. 이러한 다양성은 강화학습의 유용성과 활용 가능성을 더욱 높여줍니다.

이러한 이유들로 인해 강화학습은 머신러닝에서 주목 받고 있으며, 계속해서 발전되고 활용되고 있습니다. 강화학습은 복잡한 문제를 해결하고 실시간으로 학습하며 적응할 수 있는 강력한 학습 방법으로 폭넓은 응용 가능성을 가지고 있습니다.

강화학습 작동 방식

구성 요소, elements

강화학습의 원리를 이해하기 위해서는 네 가지 구성요소를 먼저 이해할 필요가 있습니다.

Agent (에이전트)

강화학습에서 의사 결정을 수행하는 주체입니다. 에이전트는 환경과 상호작용하며 행동을 결정하고 그에 따른 보상을 받습니다. 에이전트는 현재의 상태를 파악하고 최적의 행동을 선택하기 위한 정책(Policy)을 가지고 있습니다.

정책은 에이전트가 수행하는 모든 항목의 핵심으로, 함수를 통해 다음 행동을 결정하게 됩니다.

Environment (환경)

환경은 에이전트가 학습하는 무대입니다. 환경은 에이전트의 행동하는 상태(State)와 보상(Reward)을 결정합니다. 이를 통해 에이전트는 행동 다음에 받을 보상을 예측하며 학습을 이어나가게 됩니다.

State (상태)

에이전트가 환경과 상호작용할 때 어떤 상황에 있는지를 나타냅니다. 상태는 환경에 따라 다양한 정보를 포함할 수 있으며, 에이전트의 의사 결정은 현재의 상태를 기반으로 이루어집니다.

State의 value는 state 집합의 장기적인 매력을 의미하는데, 예상되는 미래 상태와 해당 상태에서 발생하는 혜택을 기반으로 결정됩니다. 예를 들면 현재는 즉각적인 보상은 적지만 더 큰 보상을 제공하는 추가 상태가 계속된다면 여전히 가치 있다고 보는 것입니다.

Action (행동)

강화학습에서는 에이전트가 가능한 행동을 선택합니다. 행동은 에이전트가 의사 결정을 통해 환경에 대해 가하기로 선택한 변화입니다. 각 상태에서 에이전트는 가능한 행동 중에서 어떤 것을 선택해야 하는지 결정합니다.

Reward (보상)

보상은 에이전트가 특정 행동을 취했을 때 받는 신호입니다. 보상은 에이전트가 원하는 목표를 달성하기 위한 동기 부여에 중요한 역할을 합니다. 좋은 행동에 대해서 양의 보상이 주어지고, 나쁜 행동에 대해서는 음의 보상이 주어질 수 있습니다.

에이전트의 궁극적인 목적은 획득한 전체 보상을 최적화하는 것입니다. 따라서, 보상은 에이전트의 긍정적인 행동 결과와 나쁜 행동 결과를 구별할 수 있게 됩니다.

Reinforcement learning 알고리즘 분류

에이전트(Agent)의 구성 요소?

강화학습의 분류 체계를 알아보기 전에 먼저 분류의 기준이 되는 강화학습 agent(행위자)의 구성 요소에 대해 알아보아야 합니다. 강화학습의 agent는 크게 다음 세가지의 요소를 갖습니다.

  1. Policy
    gent의 행동 패턴입니다. 주어진 환경(state)에서 어떤 행동(action)을 취할지 말해줍니다. 즉, 환경(state)을 행동(action)에 연결 짓는 함수입니다.
    Policy는 크게 deterministic(결정적) policy와 stochastic(확률적) policy로 나뉩니다.
    Deterministic policy는 주어진 환경(state)에 대해 하나의 행동(action)을 주고, stochastic policy는 주어진 환경(state)에 대해 행동(action)들의 확률 분포를 줍니다.
  2. Value function
    환경(State)과 행동(action)이 나중에 어느 정도의 보상(reward)을 돌려줄지에 대한 예측 함수입니다.
    즉, 해당 환경(state)과 행동(action)을 취했을 때 이후에 받을 모든 보상(reward)들의 가중합입니다.
    이때, 뒤에 받을 보상(reward) 보다 먼저 받을 보상(reward)에 대한 선호를 나타내기 위해 discounting factor λ를 사용합니다.
  3. Model
    다음 환경(state)과 보상(reward)이 어떨지에 대한 agent의 예상입니다. State model과 Reward model로 나눌 수 있습니다.

Model-Free vs. Model-based

강화학습 알고리즘 분류
강화학습 알고리즘 분류

강화학습 알고리즘을 구분하는 첫 번째 기준은 환경(Environment)에 대한 model 존재 여부입니다. 모델을 갖는 것은 각각의 장단점을 가지고 있습니다.

  • 장점 : 계획이 가능함
    자신의 Action에 따라 환경이 어떻게 바뀔지 안다면, 실제로 행동하기 전에 미리 변화를 예상해보고 최적의 행동을 실행할 수 있습니다. 이와 같은 계획으로 에이전트는 훨씬 효율적으로 행동할 수 있게 됩니다.
  • 단점 : 구현이 어렵거나 불가능함
    모델이 환경을 제대로 반영하지 않는 오류가 빈번하게 발생하며, 이 오류는 그대로 에이전트의 오류로 이어지게 됩니다. 정확한 모델을 만드는 것은 좋은 에이전트를 만드는 것만큼, 혹은 그 이상 어려운 작업일 수 있죠.

각각의 장단점이 있기 때문에, 모델을 사용하는 에이전트는 Model-based, 그렇지 않은 에이전트는 Model-free라고 부릅니다.

Value-Based vs. Policy-Based

강화학습 알고리즘의 두 번째 구분은 value function과 policy의 사용 여부에 달려있습니다.

만약 Value function이 완벽하다면, 최적의 Policy (정책) 은 자연스럽게 따라옵니다. 각 상태에서 가장 높은 가치를 주는 행동만을 선택하면 되기 때문이죠. 이를 implicit policy (암묵적인 정책)이라고 합니다. DQN처럼 value function만을 학습하고, policy는 암묵적으로 갖는 알고리즘들을 value-based agent라고 부릅니다.

반대의 경우에는 완벽한 정책을 가지고 있고, Value function은 굳이 갖지 않습니다. 결국 value function은 정책을 만들기 위해 사용되는 중간 계산일 뿐이기 때문이죠. 이처럼 value function 없이 정책만을 학습하는 에이전트를 policy-based라고 부릅니다. Policy Gradient 등이 여기에 해당합니다.

후자의 경우 데이터를 더 효율적으로 활용할 수 있다는 장점이 있습니다. 이에 비해 Policy-based agent는 원하는 것에 직접적으로 최적화를 하기 때문에 더 안정적으로 학습할 수 있죠. 두 가지의 선택지를 모두 갖고 있는 케이스의 경우, Actor-critic agent라고 부릅니다.

강화학습 활용 사례

강화학습은 머신러닝의 기존 방법론보다 더 복잡한 문제를 해결하는 데에 특화되어 있습니다. 강화학습이 어떤 용도로 활용되고 있는지 사례 분석을 통해 용도를 확인해보겠습니다.

로보틱스

로봇은 역동적이고 끊임없이 변화하는 환경에서 작동하기 때문에, 다음에 무슨 일이 일어날 지 예측하는 것이 불가능했습니다. 강화학습은 산업 현장과 같은 시나리오에서 로봇을 견고하게 만들고, 복잡한 행동을 적응적으로 습득하는 데 도움이 되었습니다. 특히 반복적인 검사 과정을 제거하고 생산 조립 라인의 품질 관리를 보장하는 등 기존의 컴퓨터 비전 (Computer vision) 을 대체하는 데에 목표를 두고 있습니다.

제품 조립 및 결함 검사

서로 다른 로봇이 서로 다른 작업에 대한 데이터를 수집하는 다중 작업 데이터 수집
서로 다른 로봇이 서로 다른 작업에 대한 데이터를 수집하는 다중 작업 데이터 수집 (출처: Google Research blog)

여러 제조업체는 강화학습을 통해 제품 조립 프로세스를 개선하고, 이를 완전히 자동화하여 전체 흐름에서 관리자의 수동적인 개입을 제거하는 데에 성공했습니다. 객체 감지 및 객체 추적 모델에 강화학습을 더한 것입니다. 또한 심층 강화학습 모델은 누락된 조각이나 찌그러짐, 균열, 긁힘 및 전체 손상을 수백만 개의 데이터 포인트에 걸친 이미지로 쉽게 식별하기 위해 멀티모달 데이터를 사용하여 훈련하고 있습니다.

재고 관리

컴퓨터 비전을 사용하여 수행된 재고 관리
컴퓨터 비전을 사용하여 수행된 재고 관리 (출처: 9 Reinforcement Learning Real-Life Applications)

실시간으로 재고를 추적하기 위한 컴퓨터 비전 분야의 발명으로, 넓은 면적을 자랑하는 창고에서 재고 관리를 자동화할 수 있었습니다. 심층 강화학습 에이전트는 빈 용기를 찾아 재입고가 완전히 최적화될 수 있도록 돕습니다.

게임

강화학습의 에이전트는 보상을 받는 행동과 불이익을 받는 행동을 구분하여 보상을 극대화하는 행동 방식을 자연스럽게 습득합니다. 또한, 기초 모델은 복잡한 데이터를 표현하고 생성하는 일종의 머신 러닝 모델로, 자연어 처리 및 컴퓨터 비전 등 다양한 분야에서 활용됩니다.

Adaptive Agent Team
Adaptive Agent Team

DeepMind ADA는 이러한 기초 모델을 이용하여 강화학습의 성능을 향상시키는 새로운 알고리즘입니다. 이러한 알고리즘은 먼저 대규모 데이터 세트에서 기초 모델을 훈련하고, 이 모델을 이용하여 에이전트가 수행할 수 있는 작업을 생성합니다. 작업 결과는 다시 기초 모델을 업데이트하는데 활용됩니다.

구글 딥마인드 팀은 에이전트가 바둑을 두도록 훈련하는 방법에 대해 설명한 적이 있습니다. 이 에이전트는 바둑 게임 방법을 명시적으로 배운 적이 없음에도 불구하고 초인적인 수준으로 바둑을 둘 수 있었죠. 강화학습이 다양한 작업에서 사용될 수 있을 것이라는 잠재력을 보여준 사례로 전 세계에 유명해졌습니다.

최근 딥마인드는 바둑, 체스와 같은 게임에 적용할 목적으로 훈련한 강화학습 모델인 알파제로(AlphaZero)를 기반으로 알파데브를 개발했습니다. 주요 변경점은 AI가 더 빠른 알고리즘 찾기를 일종의 게임으로 간주하여 승리하도록 훈련시킨 것인데요. 컴퓨터 명령어 등을 선택해 순서대로 배치한 다음, 그 결과를 알고리즘으로 작동시키는 게임을 사용해 계산 시간을 단축하는 데에 성공했습니다.

자율주행

개방형 컨텍스트 환경에서 차량 주행은 실제 세계에서 일어날 수 있는 모든 장면과 시나리오로 훈련된 머신러닝 모델이 필요합니다. 하지만 주행 시나리오에 따른 모든 데이터를 구하기란 불가능에 가깝기 때문에 강화학습을 이용하여 모델을 훈련시킬 수 있습니다. 강화학습 모델은 트래픽 중단을 최소화하는 탐색 및 이용 원칙에 따라, 자체 경험에서 정책을 학습하여 동적 환경에서 훈련됩니다. 자율주행 자동차는 이를 기반으로 운전 구역을 식별하고, 교통 처리 및 제한 속도 유지, 충돌 방지 등의 결정을 내릴 수 있습니다.

자율주행에서 강화학습을 사용하는 원리는 다음과 같습니다.

  • 먼저 컨볼루션 신경망 계열의 학습 알고리즘을 사용하여, 카메라 등을 통해 수집된 방대한 이미지 데이터를 컴퓨터가 인식할 수 있는 모델로 변환시킵니다.
  • 이후 빠른 학습을 위해 GPU나 전용 칩 등을 활용하여 병렬 처리한 뒤, 만들어진 모델을 시뮬레이터에서 돌려 강화학습을 진행합니다.
  • 그리고 실제 환경에서 시험 운전을 거치면 완전한 자율주행을 달성할 수 있을 것이라고 보고 있습니다.

웨이모 (Waymo)

Inside the lab where Waymo is building the brains for its driverless cars - The Verge
Inside the lab where Waymo is building the brains for its driverless cars - The Verge

웨이모의 강화학습은 실제 도로 상황을 시뮬레이션하여 다양한 주행 상황에 대한 경험을 축적하고 이를 이용해 파악된 상황에 가장 적합한 주행 전략을 개발하는 방식입니다. 웨이모의 자율주행차량은 수많은 시뮬레이션을 기반으로 학습하고, 실제 도로 상황에서도 안정적이고 예측 가능한 주행을 수행할 수 있습니다. 강화학습을 통해 훈련된 웨이모의 자율주행차량은 인간 운전자와 비교해 높은 수준의 안전성과 효율성을 보여주고 있습니다.

테슬라 (Tesla)

Imitation Learning for Autonomous Driving in TORCS | PPT
Imitation Learning for Autonomous Driving in TORCS | PPT

반면 테슬라는 자율주행을 위해 강화학습을 사용하고 있는지 확실하지 않지만, 지금까지는 Imitation Learning (모방 학습)을 활용하고 있다고 밝힌 바가 있습니다. 모방 학습이란, 전문가의 데이터를 모아 인공지능이 전문가가 하는 방식대로 하면 보상을 많이 주는 방법론입니다. 위에서 설명한 강화학습과는 달리, 결과값이 담긴 데이터를 주입해서 컴퓨터가 알고리즘을 찾도록 하는 supervised learning (지도 학습) 방법 계열이죠.

전문가들은 테슬라는 80억 마일이 넘는 실제 주행 데이터를 보유하고 있기 때문에 실제 운전자의 주행 데이터를 기반으로 한 모방 학습이 강화학습보다 유리할 것이라고 설명했습니다. 그러나 최근 테슬라가 강화학습 전문 인력을 채용하고 있는 것으로 미루어보아, 향후 자율주행을 위해 두 방식의 결합을 추진할 수도 있을 것입니다. 만약 테슬라의 자율주행 시스템에 강화학습 방법을 적용한다면 실시간 데이터를 수집하고 분석하여 다양한 주행 상황에서의 최상의 행동을 학습할 것입니다. 이를 통해 테슬라 차량은 자동차 조작에 있어 좀 더 정교한 판단과 반응을 보여주며, 운전 환경이나 교통 상황 변화에 더 잘 대응할 수 있게 됩니다.

NLP

강화학습은 텍스트 요약, 질문 답변, 번역, 대화 생성 등 다양한 NLP 영역에서 사용되고 있습니다. 여기서 에이전트는 문장의 상태를 이해하고 추가할 가치를 극대화하는 작업 세트를 구성할 수 있습니다.

Reinforcement learning to NLP

Survey on reinforcement learning for language processing
Survey on reinforcement learning for language processing

강화학습을 NLP 작업에 적용할 수 있는 방법을 정리하면 다음과 같습니다.

Text generation (텍스트 생성)

  • 앞의 용어가 주어진대로 다음 단어를 예측하여 텍스트를 생성하는 방법을 학습
  • 생성된 텍스트가 인간이 작성한 참조 텍스트와 얼마나 밀접하게 일치하는지에 기초

Dialogue systems (대화 시스템)

  • 가장 적절한 반응을 예측해 챗봇 또는 가상 비서 시스템에서 사용자 입력에 반응하는 방법을 학습
  • 에이전트의 답변은 응답의 품질과 사용자의 만족도를 고려할 수 있는 보상 기능을 기반으로 평가

Sentiment analysis (감정 분석)

  • 주어진 텍스트의 감정을 예측하여 텍스트를 긍정, 부정 또는 중립으로 분류하는 방법을 학습
  • 에이전트가 얼마나 잘 분류하는지에 따라 보상 함수가 에이전트의 예측을 판단하는 데 사용

Text summarization (텍스트 요약)

  • 가장 중요한 문장이나 구문을 예측하여 긴 문서의 요약을 생성하는 방법을 학습
  • 에이전트의 요약은 요약의 관련성과 일관성에서 찾을 수 있는 보상 함수를 기반으로 평가

👉 LLM (초거대 언어모델)에 대해 자세히 알고 싶다면?

RLHF (Reinforcement Learning from Human Feedback)

자연어 처리에서 강화학습의 중요한 응용 분야 중 하나는 사람의 피드백을 통한 학습입니다. ‘인간 피드백을 통한 강화학습(Reinforcement Learning from Human Feedback, RLHF)'이란, 인간 주석자가 생성된 여러 응답 간의 선호도 비교라는 형태로 피드백을 제공하는 것을 의미합니다. 이 피드백은 강화학습 과정을 안내하는 보상 모델을 만드는 데 사용되며, 모델이 사람의 선호도에 더 잘 부합하는 응답을 생성하도록 장려합니다.

예를 들어 ChatGPT에 적용된 RLHF는 3단계로 요약할 수 있습니다.

RLHF applied to ChatGPT
ChatGPT에 적용된 RLHF

  1. Supervised Fine-Tuning (SFT)
    인간이 의도하는 정책을 학습시키기 위해 인간 라벨러가 선별한 적은 양의 샘플 데이터셋으로 Pre-trained LM을 Fine-tuning
  2. Reward Model (Mimic Human Preferences)
    SFT 단계에서 Fine-tuning한 모델이 생성한 여러 답변 후보들 중, 무엇이 더 좋은 답변인지 인간 라벨러가 랭킹을 매겨 점수화한 데이터셋을 수집
    이 데이터셋을 이용하여 새로운 보상 모델을 학습
  3. PPO (Proximal Policy Optimization)을 이용한 SFT 모델 강화학습
    SFT 모델에 여러 사용자들의 입력을 주고, Reward Model과 함께 상호 작용하면서 강화학습을 반복

이 과정을 통해 OpenAI는 LLM의 고질적인 alignment 문제를 완화하고자 했습니다. 사용자의 명시적인 지시에 따르지 않는 현상, 존재하지 않거나 잘못된 사실을 만드는 환각 현상 등이 있었죠. 또한 인간이 모델이 한 특정 결정이나 예측에 도달한 방법을 이해하기 어렵고, 편향/독성 데이터로 학습한 언어 모델이 그에 기반한 답변을 출력하는 문제를 극복하고자 했습니다. ChatGPT에 사용된 RLHF 방식의 Fine tuning은 이 논문에서 더 자세하게 확인하실 수 있습니다.

👉 AI모델의 성능을 평가하는 f1 score 자세히 알아보기

강화학습의 한계

강화학습은 지도 학습보다는 적은 데이터로, 비지도 학습보다는 보다 복잡한 문제를 해결할 수 있다는 점에서 미래가 기대되는 머신러닝 방법론입니다. 그러나 그 가운데에서도 몇 가지 한계를 가지고 있습니다.

  • 방대한 데이터 요구
    강화학습은 데이터에 의존하는 학습 방식이기 때문에 데이터의 품질과 양이 매우 중요합니다. 그러나 환경(environment)과  상호작용 할 수 있는 데이터를 구축하는 것은 복잡하며 비용과 시간이 많이 소요될 수 있습니다.
  • 복잡한 보상 함수 정의
    보상 함수를 적절하게 정의하는 과정에서 예기치 않은 동작이나 잘못된 보상 신호로 인해 원치 않는 결과가 발생할 수 있습니다. 또한, 강화학습 모델은 보상에 초점을 맞추어 최적의 행동을 선택하기 때문에, 장기적인 목표를 고려하지 못하고 즉각적인 보상에 치우칠 수 있는 단점이 있습니다.
  • 환경 변화에 따른 적응력
    강화학습된 모델은 처음 보는 상황에서도 적절한 행동을 취할 수 있어야 하지만, 그 과정에서 적절한 탐색을 통해 새로운 경험을 얻어야 합니다. Agent는 Environment와 현재 state에 따라 작업을 수행하는데, 환경이 계속해서 변화한다면 좋은 결정을 내리는 것이 어려울 수 있습니다.
  • 비용/리소스
    강화학습은 학습 알고리즘의 계산적인 복잡성과 연산량이 매우 방대합니다. 학습 모델의 크기와 깊이, 그리고 필요한 컴퓨팅 자원의 양이 많아진다면 학습에 필요한 시간과 비용도 증가하게 될 수 있습니다.

결론: 강화학습 방법론의 핵심은 가장 우수한 결과를 찾는 과정이므로, 결론에 도달하기까지의 데이터가 중요

RLHF(Reinforcement Learning from Human Feedback)의 한계에서 볼 수 있듯이, 데이터셋의 품질 편차는 강화학습이 최적의 학습 결과를 얻는 것을 지연시키는 장애물이 될 수 있습니다. 강화학습의 정확성을 향상시키기 위해서는 일관되고 높은 품질의 데이터셋이 필요합니다. 학습에 사용되는 데이터셋은 다양한 환경과 상황을 반영해야 하며, 데이터의 품질을 향상시키기 위한 지속적인 노력이 필요합니다.

또한, 데이터의 일관성 외에도 연구와 개발을 통해 알고리즘과 모델의 개선에 대한 노력이 계속되어야 합니다. 강화학습은 여전히 많은 도전과제를 안고 있으며, 문제 해결을 위한 새로운 방법과 접근법이 필요합니다. 따라서, 이러한 연구와 혁신적인 개발 노력을 통해 강화학습의 전문성과 활용 가능성을 한층 높일 수 있을 것입니다.

강화학습의 핵심인 더 많은 보상을 창출하기 위한 정책 개발과 데이터 품질의 일관성은 지속적인 연구와 다각도로 발전해야 할 주요 과제입니다. 데이터헌트는 이러한 도전에 대한 적극적인 대응과 지속적인 혁신으로 머신 러닝의 발전과 인공지능의 활용을 위한 중요한 동력이 되고자 노력하고 있습니다.

Talk to Expert