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 Duração 21 horas

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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