Teoria Jocurilor

1. Introducere

Teoria jocurilor, este o ramură a matematicii aplicate care abordează problema comportamentului optim în jocurile cu 2 sau mai multe persoane. Teoria jocului, am putea spune că este un „ şablon” deosebit, în ceea ce înseamnă luarea unei decizii; nu trebuie să-l confundăm cu o explicaţie, sau cu luarea unei decizii în realitatea socială. Punctul comun al tuturor jocurilor este ideea de strategie.

Teoria jocurilor poate fi privită din mai multe unghiuri:

- Artificial – ceea ce presupune recunoaşterea formelor, identic cu vederea umană;

- Robotica - focalizează producerea dispozitivelor mecanice capabile să reproduca mişcarea;

- Prelucrarea vocii - ce priveşte constituirea şi sinteza vocii umane;

- Prelucrarea în limbaj natural - înţelegerea şi vorbirea în limbaj natural;

- Demonstrarea teoremelor - în matematică şi logică.

În exemplele virtuale imaginate de diverşi teoreticieni, prin joc se înţelege o situaţie care implică doi sau mai mulţi decidenţi, numiţi jucători care sunt puşi în faţa situaţiei de a-şi alege o strategie pentru a-şi maximiza recompensele primite ca urmare a propriilor acţiuni raportate la mutările celorlalţi. În aceste jocuri jucătorii au interese opuse, în totaliatate sau parţial, acest aspect cauzând un anumit comportament şi o anumită strategie în abordarea jocului. Strategiile sau combinaţiile de strategii ale jucătorilor sunt recompensate cu un anumit punctaj. La finalul jocului are loc o comparare a rezultatelor şi o corelare a acestora cu strategiile efectuate.

În ziua de azi, calculatoarele executa în mod curent taskuri lungi şi complexe într-un timp egal cu o fracţiune din timpul în care omul poate executa acelaşi lucru. Indirect, aceast lucru înseamnă că un calculator este un ajutor supus care face ceea ce i se spune să facă. El nu demonstrează nici o urmă de inteligenţă. Întrebarea “oare calculatoarele pot într-adevăr să gândească” a fost o problemă controversată chiar din ziua în care au fost create. Preocuparea specialiştilor de a crea programe "inteligente" (sisteme care prezintă caracteristici asociate cu inteligenţa umană cum ar fi inţelegerea vorbirii, învăţarea, judecata şi rezolvarea problemelor) a condus la apariţia unui domeniu interdisciplinar, cu aplicaţii practice nebănuite sub denumirea generică de inteligenţa artificială. Inteligenţa artificială ca ştiinţă, are drept scop să confere calculatoarelor o serie de posibilităţi pentru relizarea unor sarcini, pe care decidentul uman (expertul) este capabil să le faca.

Atfel, progresele rapide, tehnice şi creşterea rapidă a puterii de procesare a calculatoarelor, au fost, de asemenea, un catalizator pentru dezvoltarea de aplicaţii folosind inteligenţa artificială, în jocurile pe calculator. Primele jocuri şi primii algoritmi de inteligenţă artificială a fost nevoie să se stabilească limitat, datorită maşinilor disponibile la momentul respectiv, a căror procesoare nu depăşeau frecvenţa de 2 MHz. Dupa ce PC-urile cu procesoare 386/486 a devenit standard pentru un calculator de domiciliu, programatorii au descoperit noi posibilităţi; care au dus la începutul unei competiţii între companiile de dezvoltare de jocuri. Pentru o lungă perioadă de timp, cel mai important indicator de calitate a unui joc pe calculator a fost calitatea graficii tridimensionale. Cu toate acestea, realizarea unei graficii frumoase, a sunetelor şi a animaţiei nu este totul, cel mai important element a jocurilor pe calculator a fost şi este inteligenţa artificială.

În prezent, când în cele mai multe case, se pot găsi PC-uri performante, care permit jocurilor pe calculator să folosească metodele cele mai avansate şi sofisticate de inteligenţă artificială: reţelele neuronale, algoritmi genetici şi logica fuzzy.

2. Dezvoltarea inteligenţei artificiale în jocuri

Cu toate acestea, pentru a putea fi implementat, un joc trebuie reprezentat în aşa fel încât sa fie pe înţelesul calculatorului. De aceea, un joc poate fi gândit ca un arbore a tuturor stărilor viitoare ale jocului. De exemplu, în cazul unui joc de şah, starea jocului poate fi definită ca aranjamentul pieselor de pe tabla de şah precum şi cine este la rând să facă următoarea mutare. Starea curentă a jocului este rădăcina arborelui. În general, acest nod are numeroşi fii, aceştia fiind toate mutările posibile pe care le poate face jucătorul al cărui rând este, şi aşa mai departe. Fiecare din acest nod reprezintă starea jocului după fiecare mutare a oponentului. Aceste noduri au la rândul lor fii corespunzătoare celei de-a doua mutări a jucătorului curent şi aşa mai departe. Frunzele acestui arbore sunt stările finale ale jocului, stări din care nici o mutare nu mai poate fi făcută deoarece unul din jucători a câştigat, sau poate jocul e remiză (pat în cazul şahului). De fapt, arborele este un graf, deoarece pot fi mai multe mutări posibile dintr-o anumită stare a jocului într-o altă stare particulară. Mulţi algoritmi au fost descoperiţi, printre cel mai cunoscut fiind algoritmul Minimax sau o versiune mai optimă algoritmul Minimax cu reducerea Alfa-Beta.