GRUModule¶

class torchrl.modules.GRUModule(*args, **kwargs)[原始碼]¶

GRU 模組的嵌入器。

此類為 torch.nn.GRU 添加了以下功能：

與 TensorDict 的相容性：隱藏狀態被重塑以匹配 tensordict 的批次大小。
可選的多步執行：使用 torch.nn，必須在 torch.nn.GRUCell 和 torch.nn.GRU 之間進行選擇，前者相容單步輸入，後者相容多步。此類支援這兩種用法。

構造後，模組*不*處於迴圈模式，即它將期望單步輸入。

如果處於迴圈模式，預計 tensordict 的最後一個維度標記步數。tensordict 的維度沒有限制（除了對於時間輸入它必須大於一）。

引數:

input_size – 輸入 x 中預期特徵的數量
hidden_size – 隱藏狀態 h 中的特徵數量
num_layers – 迴圈層數。例如，設定 num_layers=2 將意味著堆疊兩個 GRU 來形成一個堆疊 GRU，第二個 GRU 接收第一個 GRU 的輸出並計算最終結果。預設值：1
bias – 如果為 False，則該層不使用偏置權重。預設為 True
dropout – 如果非零，則在除最後一層外的每個 GRU 層的輸出上引入 Dropout 層，dropout 機率等於 dropout。預設值：0
python_based – 如果為 True，則將使用完整的 Python 實現 GRU 單元。預設為 False

關鍵字引數:

in_key (str 或 tuple of str) – 模組的輸入鍵。與 in_keys 互斥使用。如果提供，則迴圈鍵假定為 [“recurrent_state”]，並且 in_key 將在此之前追加。
in_keys (list of str) – 一對字串，對應於輸入值和迴圈條目。與 in_key 互斥。
out_key (str 或 tuple of str) – 模組的輸出鍵。與 out_keys 互斥使用。如果提供，則迴圈鍵假定為 [(“recurrent_state”)]，並且 out_key 將在此之前追加。

out_keys (list of str) –

一對字串，對應於輸出值、第一個和第二個隱藏鍵。 .. note

For a better integration with TorchRL's environments, the best naming
for the output hidden key is ``("next", <custom_key>)``, such
that the hidden values are passed from step to step during a rollout.

device (torch.device 或 compatible) – 模組的裝置。
gru (torch.nn.GRU, optional) – 要包裝的 GRU 例項。與其他 nn.GRU 引數互斥。
default_recurrent_mode (bool, optional) – 如果提供，則為迴圈模式，如果尚未被 set_recurrent_mode 上下文管理器/裝飾器覆蓋。預設為 False。

變數:

recurrent_mode – 返回模組的迴圈模式。

set_recurrent_mode()[原始碼]¶: 控制模組是否應以迴圈模式執行。

make_tensordict_primer()[原始碼]¶: 為環境建立 TensorDictPrimer 轉換，使其能夠感知 RNN 的迴圈狀態。

注意

此模組依賴於輸入 TensorDict 中存在的特定 recurrent_state 鍵。要生成一個 TensorDictPrimer 轉換，該轉換將自動向環境 TensorDict 新增隱藏狀態，請使用方法 make_tensordict_primer()。如果此類是更大模組的子模組，則可以透過父模組呼叫方法 get_primers_from_module() 來自動生成此模組（包括此模組）所需的所有 primer 轉換。

示例

>>> from torchrl.envs import TransformedEnv, InitTracker
>>> from torchrl.envs import GymEnv
>>> from torchrl.modules import MLP
>>> from torch import nn
>>> from tensordict.nn import TensorDictSequential as Seq, TensorDictModule as Mod
>>> env = TransformedEnv(GymEnv("Pendulum-v1"), InitTracker())
>>> gru_module = GRUModule(
...     input_size=env.observation_spec["observation"].shape[-1],
...     hidden_size=64,
...     in_keys=["observation", "rs"],
...     out_keys=["intermediate", ("next", "rs")])
>>> mlp = MLP(num_cells=[64], out_features=1)
>>> policy = Seq(gru_module, Mod(mlp, in_keys=["intermediate"], out_keys=["action"]))
>>> policy(env.reset())
TensorDict(
    fields={
        action: Tensor(shape=torch.Size([1]), device=cpu, dtype=torch.float32, is_shared=False),
        done: Tensor(shape=torch.Size([1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False),
        intermediate: Tensor(shape=torch.Size([64]), device=cpu, dtype=torch.float32, is_shared=False),
        is_init: Tensor(shape=torch.Size([1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False),
        next: TensorDict(
            fields={
                rs: Tensor(shape=torch.Size([1, 64]), device=cpu, dtype=torch.float32, is_shared=False)},
            batch_size=torch.Size([]),
            device=cpu,
            is_shared=False),
        observation: Tensor(shape=torch.Size([3]), device=cpu, dtype=torch.float32, is_shared=False),
        terminated: Tensor(shape=torch.Size([1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False),
        truncated: Tensor(shape=torch.Size([1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False)},
    batch_size=torch.Size([]),
    device=cpu,
    is_shared=False)
>>> gru_module_training = gru_module.set_recurrent_mode()
>>> policy_training = Seq(gru_module, Mod(mlp, in_keys=["intermediate"], out_keys=["action"]))
>>> traj_td = env.rollout(3) # some random temporal data
>>> traj_td = policy_training(traj_td)
>>> print(traj_td)
TensorDict(
    fields={
        action: Tensor(shape=torch.Size([3, 1]), device=cpu, dtype=torch.float32, is_shared=False),
        done: Tensor(shape=torch.Size([3, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False),
        intermediate: Tensor(shape=torch.Size([3, 64]), device=cpu, dtype=torch.float32, is_shared=False),
        is_init: Tensor(shape=torch.Size([3, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False),
        next: TensorDict(
            fields={
                done: Tensor(shape=torch.Size([3, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False),
                is_init: Tensor(shape=torch.Size([3, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False),
                observation: Tensor(shape=torch.Size([3, 3]), device=cpu, dtype=torch.float32, is_shared=False),
                reward: Tensor(shape=torch.Size([3, 1]), device=cpu, dtype=torch.float32, is_shared=False),
                rs: Tensor(shape=torch.Size([3, 1, 64]), device=cpu, dtype=torch.float32, is_shared=False),
                terminated: Tensor(shape=torch.Size([3, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False),
                truncated: Tensor(shape=torch.Size([3, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False)},
            batch_size=torch.Size([3]),
            device=cpu,
            is_shared=False),
        observation: Tensor(shape=torch.Size([3, 3]), device=cpu, dtype=torch.float32, is_shared=False),
        terminated: Tensor(shape=torch.Size([3, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False),
        truncated: Tensor(shape=torch.Size([3, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False)},
    batch_size=torch.Size([3]),
    device=cpu,
    is_shared=False)

forward(tensordict: TensorDictBase = None)[原始碼]¶

定義每次呼叫時執行的計算。

所有子類都應重寫此方法。

注意

儘管前向傳播的實現需要在此函式中定義，但您應該在之後呼叫 Module 例項而不是此函式，因為前者會處理註冊的鉤子，而後者則會靜默忽略它們。

make_cudnn_based() → GRUModule[原始碼]¶

將 GRU 層轉換為其 CuDNN 版本。

返回:: self

make_python_based() → GRUModule[原始碼]¶

將 GRU 層轉換為其 Python 版本。

返回:: self

make_tensordict_primer()[原始碼]¶

為環境建立一個 tensordict primer。

一個 TensorDictPrimer 物件將確保策略在 rollouts 執行期間能夠感知輔助輸入和輸出（迴圈狀態）。這樣，資料就可以在程序之間共享並得到妥善處理。

如果不在環境中包含 TensorDictPrimer，可能會導致行為不當，例如在並行設定中，一個步驟涉及將新的迴圈狀態從 "next" 複製到根 tensordict，而 ~torchrl.EnvBase.step_mdp 方法將無法執行此操作，因為迴圈狀態未在環境規範中註冊。

在使用 ParallelEnv 等批處理環境時，該轉換可以在單 env 例項級別（即，一批具有 tensordict primers 的轉換 envs）或在批處理 env 例項級別（即，一批常規 envs 的轉換）使用。

有關生成給定模組所有 primers 的方法，請參閱 torchrl.modules.utils.get_primers_from_module()。

示例

>>> from torchrl.collectors import SyncDataCollector
>>> from torchrl.envs import TransformedEnv, InitTracker
>>> from torchrl.envs import GymEnv
>>> from torchrl.modules import MLP, LSTMModule
>>> from torch import nn
>>> from tensordict.nn import TensorDictSequential as Seq, TensorDictModule as Mod
>>>
>>> env = TransformedEnv(GymEnv("Pendulum-v1"), InitTracker())
>>> gru_module = GRUModule(
...     input_size=env.observation_spec["observation"].shape[-1],
...     hidden_size=64,
...     in_keys=["observation", "rs"],
...     out_keys=["intermediate", ("next", "rs")])
>>> mlp = MLP(num_cells=[64], out_features=1)
>>> policy = Seq(gru_module, Mod(mlp, in_keys=["intermediate"], out_keys=["action"]))
>>> policy(env.reset())
>>> env = env.append_transform(gru_module.make_tensordict_primer())
>>> data_collector = SyncDataCollector(
...     env,
...     policy,
...     frames_per_batch=10
... )
>>> for data in data_collector:
...     print(data)
...     break

GRUModule¶

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教程

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