馬可夫決策過程(Markov Decision Process)是什麼?

馬可夫決策過程(MDP)是一種用於建模決策的數學框架,其中結果部分隨機,部分受決策者控制。它廣泛應用於強化學習。|本頁含完整原理、應用場景、iPAS 考試重點與 3 個常見問答。

馬可夫決策過程(Markov Decision Process)是什麼? 強化學習AI基礎

你有沒有想過,做決定不只是看現在,還要看下一步會發生什麼? 你可以把 MDP 想成,人在不同狀態下選動作,系統會回給你結果。 它其實就是描述「狀態、動作、獎勵」的數學框架。 在強化學習和 AI 代理裡,它是最核心的決策模型之一。

你可以把它想成一個把抽象概念拉回日常判斷的提示,先知道它解決什麼問題,再看技術細節。

容易混淆

MDP vs 馬可夫鏈 馬可夫鏈只看狀態轉移,MDP 還加入動作和獎勵。 一個只有變化,一個還有選擇。

MDP vs 強化學習 MDP 是問題建模方式,強化學習是找解的方法。 一個定義世界,一個學著做決定。

最關鍵的區別: MDP 在描述問題,強化學習在學解法。

記住這句就好

有狀態、有動作、有回饋,才是決策問題。

實際案例

機器人走路 機器人每一步的位置是狀態,走哪個方向是動作,撞牆或到達終點就是回饋。

遊戲 AI 遊戲代理每回合都要決定下一步,成功或失敗的分數就是它學習的信號。

算法與應用

MDP 通常包含狀態、動作、轉移機率、獎勵和折扣因子。 它假設下一步只和現在狀態有關,這就是馬可夫性。 許多強化學習演算法,都是在這個框架下找最佳策略。

情境判斷

Q1(直覺題): 你要描述「做一個動作後,環境會怎麼變」這件事,應該用什麼框架?

MDP 很適合,因為它本來就包含動作和狀態轉移。

Q2(判斷題): 只要有時間順序的問題,就一定是 MDP 嗎?

不一定,還要有動作和回饋設計,才算完整決策問題。

常見問題

MDP 需要什麼元素?

通常要有狀態、動作、轉移機率、獎勵和折扣因子。

MDP 的馬可夫性是什麼?

意思是下一個狀態只跟現在有關,不用看更久以前的歷史。

MDP 為什麼重要?

因為它把決策問題變成可分析、可學習的數學形式。