UnityのML-Agentsとは！？仕組みをざっくり解説

この記事では、Unity ML-Agentsの仕組みをまとめることに焦点を当てました。（半分は備忘録です）

『UnityのML-agentsって何？』
『ML-Agentsの仕組みは？』

こんな疑問に答えます。

SE歴25年のオッサンが解説するぞい！

ＳＥおっさん

Unity ML-Agentsとは

Unity ML-Agents(Unity Machine Learning Agents Toolkit) は「Unity環境」と「学習用のPythonスクリプト」を連携させるものです。
UnityのエージェントをPythonで「強化学習」します。

Unity ML-Agentsの主要コンポーネント

Unity ML-Agentsの主要コンポーネントは次の3つ。

環境
エージェントを学習させる環境。
Unityのシーンとすべてのキャラクターが含まれます。
Unity エディタとUnity アプリ(ビルド後の実行ファイル) のどちらでも、学習環境として利用できます。
エージェント
エージェントは、Unityで学習および推論を行うゲームオブジェクトです。
環境の状態を観察し、それに応じてポリシーが決定した行動を実行します。
学習用のPython
スクリプト学習用のPythonスクリプトは、Unity環境内のエージェントを学習させるスクリプトです。
Unityではなく、ターミナル(コマンドプロンプトなど) で実行します。

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Unity ML-Agents の実行モード

Unity ML-Agentsの実行モードには、「学習モード」「推論モード」「ヒューリスティックモード」と呼ばれる3つのモードがあります。

学習モード
学習用のPythonスクリプトがUnity環境に接続して学習が開始します。
学習の完了時に学習済みモデルファイルを出力します。拡張子はonnxです。
推論モード
モデルファイルをUnity環境に読込んで学習済のポリシーに従って行動します。
これがＡＩ対戦です。学習用の Python スクリプトは利用しません。
ヒューリスティックモード
モデル（ポリシー）の代わりに「人間の操作」によって行動を決定します。
利用するシーンは人間との対戦などです。
人間が操作するので、当然ながら「報酬取得」や「ポリシー更新」は行いません。

【実行モードのまとめ】

学習モード…Pythonで実行（学習してモデルを作成する）
推論モード…Unityで実行（モデルがエージェントを動かす）
ヒューリスティックモード…Unityで実行（人がエージェントを動かす）

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ＳＥおっさん

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