L’Intelligence Artificielle et les Jeux
 
 
 
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Structure de la présentation <ul><li>Jeux de réflexion </li></ul><ul><li>1.1. Introduction </li></ul><ul><li>1.2. Moulin, ...
1. Jeux de réflexion
1.1. Introduction <ul><li>Divergence entre les jeux : </li></ul><ul><li>Nombre de joueurs </li></ul><ul><li>Jeux à informa...
1.1.1. Espace d’état x x
1.1.2. Arbre du jeu
1.2. Jeux à deux joueurs avec connaissance parfaite 360 10 172 10 Go (19x19) 123 10 46 10 Echecs 31 10 21 10 Dame 21 10 14...
L’algorithme minimax
L’algorithme alpha-beta
1.2.1. Puissance 4 Résolu en 1989  (par deux personnes différentes)
1.2.1. Puissance 4 Résolu en 1989  (par deux personnes différentes)  <ul><li>Deux approches : </li></ul><ul><li>Alpha-beta...
1.2.1. Puissance 4 <ul><li>Deux approches : </li></ul><ul><li>Alpha-beta avec élagage et tables de transposition </li></ul...
1.2.1. Puissance 4 <ul><li>Deux approches : </li></ul><ul><li>Alpha-beta avec élagage et tables de transposition </li></ul...
1.2.2. Le jeu du moulin Résolu en 1995
1.2.2. Le jeu du moulin Résolu en 1995 <ul><li>Deux étapes : </li></ul><ul><li>DB de  ± 8.000.000.000 de positions </li></...
1.2.2. Le jeu du moulin Résolu en 1995 <ul><li>Deux étapes : </li></ul><ul><li>DB de  ± 8.000.000.000 de positions </li></...
1.2.3. Le jeu de dame Premier jeu où un programme bas  le champion du monde (1994) Résolu en 2007
1.2.3. Le jeu de dame Premier jeu où un programme bas  le champion du monde (1994) Résolu en 2007 <ul><li>Deux étapes : </...
1.2.3. Le jeu de dame Premier jeu où un programme bas  le champion du monde (1994) Résolu en 2007 <ul><li>Deux étapes : </...
1.2.4. Le jeu d’échecs Victoire de Deep Blue contre Kasparov en 1997 Loin d’être résolu
1.2.4. Le jeu d’échecs Victoire de Deep Blue contre Kasparov en 1997 Loin d’être résolu <ul><li>Implémentation : </li></ul...
1.2.4. Le jeu d’échecs Victoire de Deep Blue contre Kasparov en 1997 Loin d’être résolu <ul><li>Implémentation : </li></ul...
1.2.5. Le Go Amateur Les pros battent les machines même avec 9 jetons de handicap
1.2.5. Le Go Amateur Les pros battent les machines même avec 9 jetons de handicap <ul><li>Techniques actuelles : </li></ul...
1.2.5. Le Go Amateur Les pros battent les machines même avec 9 jetons de handicap <ul><li>Techniques actuelles : </li></ul...
1.3. Jeux avec facteur chance et/ou à connaissance imparfaite
Monte-Carlo Tree Search
1.3.1. Backgammon Dans les années 90, les softs de Backgammon ont largement dépassé le niveau humain
1.3.1. Backgammon Dans les années 90, les softs de Backgammon ont largement dépassé le niveau humain <ul><li>Technique uti...
1.3.1. Backgammon Dans les années 90, les softs de Backgammon ont largement dépassé le niveau humain <ul><li>Technique uti...
1.3.2. Poker En 2008, Polaris bat des pros en FL HU Les programmes de NL FR sont prévisibles
1.3.2. Poker En 2008, Polaris bat des pros en FL HU Les programmes de NL FR sont prévisibles <ul><li>Technique utilisée : ...
1.3.2. Poker En 2008, Polaris bat des pros en FL HU Les programmes de NL FR sont prévisibles <ul><li>Technique utilisée : ...
1.4. Les casse-tête 98 10 Sokoban 19 10 Rubik's Cube Espace d'état Jeu
Exploration d’un graphe
Élimination des cycles
L’algorithme A*
L’algorithme A*
1.4.1. Le Rubik’s Cube Les meilleurs softs jouent de  manière optimale
1.4.1. Le Rubik’s Cube Les meilleurs softs jouent de  manière optimale <ul><li>Techniques actuelles : </li></ul><ul><li>A*...
1.4.1. Le Rubik’s Cube Les meilleurs softs jouent de  manière optimale <ul><li>Techniques actuelles : </li></ul><ul><li>A*...
1.4.2. Sokoban Les bons joueurs humains sont toujours beaucoup plus forts que les meilleurs programmes
1.4.2. Sokoban Les bons joueurs humains sont toujours beaucoup plus forts que les meilleurs programmes <ul><li>Ma méthode ...
1.4.2. Sokoban Les bons joueurs humains sont toujours beaucoup plus forts que les meilleurs programmes <ul><li>Ma méthode ...
2. Jeux vidéos
2.1. Pathfinding
Exemple de problème
Exemple de problème
Exemple de problème
Exemple de problème
Exemple de problème
2.2. Command & Conquer
2.2.1. Prédécesseur Dune (1990) et Dune II (1992)
2.2.2. Conflit du Tibérium 1995
2.2.3. Alerte Rouge 1996
2.2.4. Generals 2003
Récapitulatif <ul><li>Jeux de réflexion </li></ul><ul><li>Résolus </li></ul><ul><li>Plus fort que l’homme </li></ul><ul><l...
Conclusion <ul><li>La recherche en IA doit continuer </li></ul><ul><li>Si vous êtes intéressés, prenez contact avec moi  [...
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Ia et jeux

  1. 1. L’Intelligence Artificielle et les Jeux
  2. 5. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Sponsors :
  3. 6. Structure de la présentation <ul><li>Jeux de réflexion </li></ul><ul><li>1.1. Introduction </li></ul><ul><li>1.2. Moulin, Puissance 4, Dame, Échecs, Go </li></ul><ul><li>1.3. Backgammon, Poker </li></ul><ul><li>1.4. Rubik’s Cube, Sokoban </li></ul><ul><li>2. Jeux vidéos </li></ul><ul><li>2.1. Les algorithmes de pathfinding </li></ul><ul><li>2.2. Command & Conquer </li></ul>
  4. 7. 1. Jeux de réflexion
  5. 8. 1.1. Introduction <ul><li>Divergence entre les jeux : </li></ul><ul><li>Nombre de joueurs </li></ul><ul><li>Jeux à information parfaite / incomplète </li></ul><ul><li>Jeux avec / sans facteur chance </li></ul><ul><li>… </li></ul>
  6. 9. 1.1.1. Espace d’état x x
  7. 10. 1.1.2. Arbre du jeu
  8. 11. 1.2. Jeux à deux joueurs avec connaissance parfaite 360 10 172 10 Go (19x19) 123 10 46 10 Echecs 31 10 21 10 Dame 21 10 14 10 Puissance 4 50 10 10 10 Moulin Arbre du jeu Espace d'état Jeu
  9. 12. L’algorithme minimax
  10. 13. L’algorithme alpha-beta
  11. 14. 1.2.1. Puissance 4 Résolu en 1989 (par deux personnes différentes)
  12. 15. 1.2.1. Puissance 4 Résolu en 1989 (par deux personnes différentes) <ul><li>Deux approches : </li></ul><ul><li>Alpha-beta avec élagage et tables de transposition </li></ul>
  13. 16. 1.2.1. Puissance 4 <ul><li>Deux approches : </li></ul><ul><li>Alpha-beta avec élagage et tables de transposition </li></ul><ul><li>Utilisation de connaissances humaines </li></ul>Résolu en 1989 (par deux personnes différentes)
  14. 17. 1.2.1. Puissance 4 <ul><li>Deux approches : </li></ul><ul><li>Alpha-beta avec élagage et tables de transposition </li></ul><ul><li>Utilisation de connaissances humaines </li></ul>Le programme VICTOR implémente la seconde approche et gagne systématiquement s’il commence. Résolu en 1989 (par deux personnes différentes)
  15. 18. 1.2.2. Le jeu du moulin Résolu en 1995
  16. 19. 1.2.2. Le jeu du moulin Résolu en 1995 <ul><li>Deux étapes : </li></ul><ul><li>DB de ± 8.000.000.000 de positions </li></ul><ul><li>Exploration de profondeur 18 </li></ul>
  17. 20. 1.2.2. Le jeu du moulin Résolu en 1995 <ul><li>Deux étapes : </li></ul><ul><li>DB de ± 8.000.000.000 de positions </li></ul><ul><li>Exploration de profondeur 18 </li></ul><ul><li>Résultat : </li></ul><ul><li>Nulle théorique </li></ul>
  18. 21. 1.2.3. Le jeu de dame Premier jeu où un programme bas le champion du monde (1994) Résolu en 2007
  19. 22. 1.2.3. Le jeu de dame Premier jeu où un programme bas le champion du monde (1994) Résolu en 2007 <ul><li>Deux étapes : </li></ul><ul><li>DB de toutes les positions de 10 pièces ou moins </li></ul><ul><li>Exploration totale sur 200 machines </li></ul>
  20. 23. 1.2.3. Le jeu de dame Premier jeu où un programme bas le champion du monde (1994) Résolu en 2007 <ul><li>Deux étapes : </li></ul><ul><li>DB de toutes les positions de 10 pièces ou moins </li></ul><ul><li>Exploration totale sur 200 machines </li></ul><ul><li>Résultat : </li></ul><ul><li>Nulle théorique </li></ul>
  21. 24. 1.2.4. Le jeu d’échecs Victoire de Deep Blue contre Kasparov en 1997 Loin d’être résolu
  22. 25. 1.2.4. Le jeu d’échecs Victoire de Deep Blue contre Kasparov en 1997 Loin d’être résolu <ul><li>Implémentation : </li></ul><ul><li>Machine parallèle à 30 nœuds de 120MHz </li></ul><ul><li>480 circuits intégrés </li></ul><ul><li>Écrit en C </li></ul><ul><li>200 millions positions/secondes </li></ul>
  23. 26. 1.2.4. Le jeu d’échecs Victoire de Deep Blue contre Kasparov en 1997 Loin d’être résolu <ul><li>Implémentation : </li></ul><ul><li>Machine parallèle à 30 nœuds de 120MHz </li></ul><ul><li>480 circuits intégrés </li></ul><ul><li>Écrit en C </li></ul><ul><li>200 millions positions/secondes </li></ul><ul><li>Meilleur programme actuel : </li></ul><ul><li>Rybka (3250 élo) </li></ul>
  24. 27. 1.2.5. Le Go Amateur Les pros battent les machines même avec 9 jetons de handicap
  25. 28. 1.2.5. Le Go Amateur Les pros battent les machines même avec 9 jetons de handicap <ul><li>Techniques actuelles : </li></ul><ul><li>Évaluation par Monte-Carlo Tree Search </li></ul><ul><li>Exploration par UCT (variante de alpha-beta) </li></ul>
  26. 29. 1.2.5. Le Go Amateur Les pros battent les machines même avec 9 jetons de handicap <ul><li>Techniques actuelles : </li></ul><ul><li>Évaluation par Monte-Carlo Tree Search </li></ul><ul><li>Exploration par UCT (variante de alpha-beta) </li></ul><ul><li>Meilleur programme actuel : </li></ul><ul><li>Mogo (1ère dan amateur) </li></ul>
  27. 30. 1.3. Jeux avec facteur chance et/ou à connaissance imparfaite
  28. 31. Monte-Carlo Tree Search
  29. 32. 1.3.1. Backgammon Dans les années 90, les softs de Backgammon ont largement dépassé le niveau humain
  30. 33. 1.3.1. Backgammon Dans les années 90, les softs de Backgammon ont largement dépassé le niveau humain <ul><li>Technique utilisée : </li></ul><ul><li>Réseau de neurone </li></ul>
  31. 34. 1.3.1. Backgammon Dans les années 90, les softs de Backgammon ont largement dépassé le niveau humain <ul><li>Technique utilisée : </li></ul><ul><li>Réseau de neurone </li></ul><ul><li>Meilleur programme actuel : </li></ul><ul><li>GNU Backgammon (téléchargeable gratuitement) </li></ul>
  32. 35. 1.3.2. Poker En 2008, Polaris bat des pros en FL HU Les programmes de NL FR sont prévisibles
  33. 36. 1.3.2. Poker En 2008, Polaris bat des pros en FL HU Les programmes de NL FR sont prévisibles <ul><li>Technique utilisée : </li></ul><ul><li>FL HU : Combinaison de Monte-Carlo et importance sampling </li></ul><ul><li>NL FR : Il existe des tas de bots implémentant des stratégies systématiques. Des programmes s’adaptant aux adversaires sont également en développement. </li></ul>
  34. 37. 1.3.2. Poker En 2008, Polaris bat des pros en FL HU Les programmes de NL FR sont prévisibles <ul><li>Technique utilisée : </li></ul><ul><li>FL HU : Combinaison de Monte-Carlo et importance sampling </li></ul><ul><li>NL FR : Il existe des tas de bots implémentant des stratégies systématiques. Des programmes s’adaptant aux adversaires sont également en développement. </li></ul><ul><li>Meilleur programme actuel : </li></ul><ul><li>Son auteur ne le publie probablement pas </li></ul>
  35. 38. 1.4. Les casse-tête 98 10 Sokoban 19 10 Rubik's Cube Espace d'état Jeu
  36. 39. Exploration d’un graphe
  37. 40. Élimination des cycles
  38. 41. L’algorithme A*
  39. 42. L’algorithme A*
  40. 43. 1.4.1. Le Rubik’s Cube Les meilleurs softs jouent de manière optimale
  41. 44. 1.4.1. Le Rubik’s Cube Les meilleurs softs jouent de manière optimale <ul><li>Techniques actuelles : </li></ul><ul><li>A* avec une bonne heuristique </li></ul><ul><li>Utilisation d’une base de données de pattern connus </li></ul>
  42. 45. 1.4.1. Le Rubik’s Cube Les meilleurs softs jouent de manière optimale <ul><li>Techniques actuelles : </li></ul><ul><li>A* avec une bonne heuristique </li></ul><ul><li>Utilisation d’une base de donnée de pattern connus </li></ul><ul><li>Meilleur programme actuel : </li></ul><ul><li>De nombreux programmes existent sur le web </li></ul>
  43. 46. 1.4.2. Sokoban Les bons joueurs humains sont toujours beaucoup plus forts que les meilleurs programmes
  44. 47. 1.4.2. Sokoban Les bons joueurs humains sont toujours beaucoup plus forts que les meilleurs programmes <ul><li>Ma méthode consiste en une décomposition hiérarchique : </li></ul><ul><li>un agent détermine dans quel ordre les goals seront remplis </li></ul><ul><li>un autre essaye de découvrir quelle pierre doit aller sur quel goal </li></ul><ul><li>un troisième aide le deuxième en lui fournissant des méthodes capables de déterminer si une pierre x peut atteindre un goal y </li></ul><ul><li>un quatrième repère le position de deadlock </li></ul>
  45. 48. 1.4.2. Sokoban Les bons joueurs humains sont toujours beaucoup plus forts que les meilleurs programmes <ul><li>Ma méthode consiste en une décomposition hiérarchique : </li></ul><ul><li>un agent détermine dans quel ordre les goals seront remplis </li></ul><ul><li>un autre essaye de découvrir quelle pierre doit aller sur quel goal </li></ul><ul><li>un troisième aide le deuxième en lui fournissant des méthodes capables de déterminer si une pierre x peut atteindre un goal y </li></ul><ul><li>un quatrième repère le position de deadlock </li></ul><ul><li>Meilleur programme documenté actuel : </li></ul><ul><li>MovingStone écrit par Jean-Noël Demaret et moi-même </li></ul>
  46. 49. 2. Jeux vidéos
  47. 50. 2.1. Pathfinding
  48. 51. Exemple de problème
  49. 52. Exemple de problème
  50. 53. Exemple de problème
  51. 54. Exemple de problème
  52. 55. Exemple de problème
  53. 56. 2.2. Command & Conquer
  54. 57. 2.2.1. Prédécesseur Dune (1990) et Dune II (1992)
  55. 58. 2.2.2. Conflit du Tibérium 1995
  56. 59. 2.2.3. Alerte Rouge 1996
  57. 60. 2.2.4. Generals 2003
  58. 61. Récapitulatif <ul><li>Jeux de réflexion </li></ul><ul><li>Résolus </li></ul><ul><li>Plus fort que l’homme </li></ul><ul><li>Toujours faible </li></ul><ul><li>Jeux vidéos </li></ul><ul><li>Le pathfinding est toujours un problème </li></ul><ul><li>L’IA a évolué moins vite que les interfaces graphiques </li></ul>
  59. 62. Conclusion <ul><li>La recherche en IA doit continuer </li></ul><ul><li>Si vous êtes intéressés, prenez contact avec moi [email_address] </li></ul><ul><li>Des stages au Giga en recherche en bioinformatique sont également possibles </li></ul>

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