Programa do Curso
1. Introdução ao Deep Reinforcement Learning
- O que é o Reinforcement Learning?
- Diferenças entre Aprendizado Supervisionado, Não Supervisionado e por Reforço
- Aplicações do DRL em 2025 (robótica, saúde, finanças, logística)
- Compreender o loop de interação agente-ambiente
2. Fundamentos do Reinforcement Learning
- Processos de Decisão de Markov (MDP)
- Estado, Ação, Recompensa, Política e funções de Valor
- Compromisso entre Exploração e Explotação
- Métodos Monte Carlo e aprendizado Temporal-Difference (TD)
3. Implementação de Algoritmos Básicos de RL
- Métodos tabulares: Programação Dinâmica, Avaliação de Política e Iteração
- Q-Learning e SARSA
- Exploração Epsilon-greedy e estratégias de decaimento
- Implementação de ambientes de RL com OpenAI Gymnasium
4. Transição para o Deep Reinforcement Learning
- Limitações dos métodos tabulares
- Uso de redes neurais para aproximação de funções
- Arquitetura e fluxo de trabalho do Deep Q-Network (DQN)
- Replay de experiências e redes alvo
5. Algoritmos Avançados de DRL
- Double DQN, Dueling DQN e Replay de Experiências Priorizado
- Métodos de Gradiente de Política: algoritmo REINFORCE
- Arquiteturas Actor-Critic (A2C, A3C)
- Otimização de Política Próxima (PPO)
- Soft Actor-Critic (SAC)
6. Trabalho com Espaços de Ação Contínuos
- Desafios no controlo contínuo
- Uso do DDPG (Deep Deterministic Policy Gradient)
- Twin Delayed DDPG (TD3)
7. Ferramentas e Frameworks Práticos
- Uso de Stable-Baselines3 e Ray RLlib
- Registo e monitorização com TensorBoard
- Ajuste de hiperparâmetros para modelos de DRL
8. Engenharia de Recompensas e Desenho de Ambientes
- Modelação de recompensas e equilíbrio de penalizações
- Conceitos de transferência de aprendizado sim-to-real
- Criação de ambientes personalizados no Gymnasium
9. Ambientes Parcialmente Observáveis e Generalização
- Lidar com informação de estado incompleta (POMDPs)
- Abordagens baseadas em memória utilizando LSTMs e RNNs
- Melhoria da robustez e generalização do agente
10. Teoria dos Jogos e Aprendizado por Reforço Multi-Agente
- Introdução a ambientes multi-agente
- Cooperação versus competição
- Aplicações no treino adversarial e otimização de estratégias
11. Estudos de Caso e Aplicações do Mundo Real
- Simulações de condução autónoma
- Precificação dinâmica e estratégias de negociação financeira
- Robótica e automação industrial
12. Resolução de Problemas e Otimização
- Diagnóstico de treino instável
- Gestão da esparsidade de recompensas e overfitting
- Escalação de modelos de DRL em GPUs e sistemas distribuídos
13. Resumo e Próximos Passos
- Recapitulação da arquitetura de DRL e algoritmos-chave
- Tendências da indústria e direções de investigação (por exemplo, RLHF, modelos híbridos)
- Mais recursos e materiais de leitura
Requisitos
- Proficiência em programação Python
- Conhecimento de Cálculo e Álgebra Linear
- Conhecimentos básicos de Probabilidade e Estatística
- Experiência na construção de modelos de machine learning usando Python e NumPy ou TensorFlow/PyTorch
Público-Alvo
- Developers interessados em IA e sistemas inteligentes
- Cientistas de Dados a explorar frameworks de aprendizado por reforço
- Engenheiros de Machine Learning a trabalhar com sistemas autónomos
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