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# Informatique# Intelligence artificielle# Informatique et théorie des jeux# Apprentissage automatique

Naviguer dans les défis des jeux d'information imparfaite

Cet article explore la prise de décision dans les jeux avec des infos cachées en utilisant des réseaux de neurones.

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Les jeux d'information imparfaite sont ceux où les joueurs n'ont pas une connaissance complète de l'état du jeu. Contrairement aux jeux classiques comme les échecs, où tout est visible, ces jeux impliquent des éléments cachés. Ça peut inclure des jeux de cartes comme le Poker, où les joueurs ne voient pas les cartes de leurs adversaires, ou d'autres jeux qui impliquent de l'incertitude.

Évaluer un jeu dans ces situations est compliqué parce que les joueurs doivent prendre en compte à la fois ce qu'ils voient et ce qu'ils ne voient pas. Un joueur doit prendre des décisions basées sur des informations partielles, ce qui rend plus difficile de prédire ou d'évaluer les meilleurs coups.

Entraîner des Réseaux de Neurones

Pour améliorer la prise de décision dans ces jeux, les chercheurs utilisent souvent des réseaux de neurones, qui sont un type d'intelligence artificielle. Ces réseaux peuvent apprendre des motifs et faire des prédictions basées sur des données. L'objectif est de créer un système capable d'évaluer la valeur d'un état de jeu en tenant compte de l'information imparfaite disponible.

Cependant, rassembler suffisamment de données pour entraîner ces réseaux de neurones n'est pas facile. Dans de nombreux cas, il peut falloir beaucoup d'évaluations ou de calculs pour trouver le meilleur coup. Par exemple, dans des jeux comme les Échecs Aveugles de Reconnaissance, un joueur peut devoir évaluer des milliers de positions différentes juste pour comprendre un état correctement.

Évaluation des États de Jeu

Dans ce contexte, un ensemble d'informations se réfère à tous les états potentiels du jeu du point de vue d'un joueur spécifique. Par exemple, dans le Poker, chaque combinaison possible de mains formées avec les cartes en jeu constitue un ensemble d'informations. En faisant la moyenne des valeurs de tous les états potentiels dans cet ensemble, les joueurs peuvent mieux estimer la valeur de leur état actuel.

Mais créer un ensemble d'entraînement parfait - où chaque état possible est analysé - est souvent impraticable. Pour gérer ça, les chercheurs se concentrent sur comment utiliser efficacement des évaluations limitées pour créer des données d'entraînement pour les réseaux de neurones.

Résultats Attendus de l'Entraînement

L'objectif est d'apprendre une fonction qui peut prédire la valeur d'un état d'information basé sur ce qui est observable. Cet apprentissage se fait à travers des exemples où les résultats sont clairs. Cependant, étant donné qu'il y a des éléments cachés, il est difficile de créer des exemples d'entraînement qui couvrent toutes les possibilités.

Le défi réside dans le fait de figurer comment allouer un nombre limité d'évaluations d'information parfaite à travers différents échantillons d'entraînement de manière efficace. Faut-il se concentrer sur l'évaluation de nombreuses situations différentes rapidement ou s'assurer que moins d'échantillons sont évalués avec une précision élevée ?

Expériences avec Différents Jeux

Pour répondre à ces questions, les chercheurs ont examiné quelques jeux différents pour trouver la meilleure approche pour allouer les ressources d'évaluation.

Poker en Heads-Up

Dans le Poker, les joueurs doivent souvent estimer les chances de victoire de leurs mains sans connaître les cartes de l'adversaire. En échantillonnant différentes mains possibles et leurs combinaisons, les chercheurs peuvent entraîner un Réseau de neurones à prédire les probabilités de victoire.

Pendant l'entraînement, différentes configurations de mains de poker sont évaluées pour voir à quel point les prédictions sont précises pour les chances de victoire. Les résultats montrent qu'utiliser plusieurs évaluations fournit de meilleurs signaux d'entraînement que de se fier à une seule évaluation.

Échecs Aveugles de Reconnaissance

Dans les Échecs Aveugles de Reconnaissance, les joueurs ne peuvent pas voir certaines parties du plateau, ce qui ajoute de la complexité. L'objectif est d'évaluer les situations de jeu basées sur des informations limitées concernant les mouvements de l'adversaire. Comme avec le Poker, l'idée est d'utiliser les évaluations d'un moteur d'échecs pour entraîner le réseau de neurones.

Cependant, parce qu'il y a beaucoup plus d'états possibles dans RBC par rapport au Poker, le défi se déplace vers la recherche de moyens efficaces pour générer des données d'entraînement utiles. En distribuant un nombre fixe d'évaluations parmi divers exemples d'entraînement, l'efficacité du modèle resultant peut s'améliorer.

Équilibrer la Stratégie d'Évaluation

La question centrale est de trouver un équilibre entre le nombre d'exemples vus et la précision de leurs évaluations. Faut-il se concentrer sur la création de plus d'exemples grâce aux évaluations, ou sur moins d'exemples pour une meilleure précision ?

Les recherches indiquent qu'il y a des rendements décroissants en évaluant trop d'états. Par exemple, échantillonner trop d'états peut entraîner une légère amélioration de la précision, mais au détriment du nombre total d'exemples d'entraînement.

Apprendre des Résultats

À travers ces expériences, les chercheurs ont découvert qu'utiliser plusieurs évaluations mène généralement à de meilleures performances tant au Poker qu'en RBC. Les meilleurs résultats ont été obtenus lorsque les échantillons étaient équilibrés - suffisamment d'évaluations par exemple pour donner des insights précieux sans épuiser les ressources.

Directions Futures

Il existe de nombreuses opportunités passionnantes pour de futures recherches basées sur ces découvertes. Une possibilité est d'explorer différentes approches sur la manière dont les échantillons sont tirés de l'ensemble d'informations. De plus, différents jeux peuvent nécessiter des stratégies spécifiques pour évaluer les états efficacement.

Les jeux d'information imparfaite offrent un domaine riche à étudier, car ils imitent les situations réelles où les décisions doivent souvent être prises sous incertitude. Que ce soit dans le domaine des jeux ou dans d'autres secteurs nécessitant une prise de décision stratégique avec des informations cachées, comprendre comment entraîner des modèles dans ces contextes est extrêmement important.

Conclusion

En résumé, les jeux d'information imparfaite sont des domaines de recherche complexes mais fascinants. La capacité d'utiliser l'intelligence artificielle pour prédire des résultats basés sur des informations limitées est précieuse, pas seulement dans le gaming mais dans diverses situations réelles.

Les réseaux de neurones offrent un moyen puissant d'affiner ces prédictions, et trouver les meilleures manières de les entraîner en utilisant les évaluations disponibles est clé pour une performance efficace. En continuant d'explorer comment recueillir et utiliser efficacement des données, nous pouvons améliorer notre compréhension et nos capacités dans ce domaine challenging.

Source originale

Titre: Efficiently Training Neural Networks for Imperfect Information Games by Sampling Information Sets

Résumé: In imperfect information games, the evaluation of a game state not only depends on the observable world but also relies on hidden parts of the environment. As accessing the obstructed information trivialises state evaluations, one approach to tackle such problems is to estimate the value of the imperfect state as a combination of all states in the information set, i.e., all possible states that are consistent with the current imperfect information. In this work, the goal is to learn a function that maps from the imperfect game information state to its expected value. However, constructing a perfect training set, i.e. an enumeration of the whole information set for numerous imperfect states, is often infeasible. To compute the expected values for an imperfect information game like \textit{Reconnaissance Blind Chess}, one would need to evaluate thousands of chess positions just to obtain the training target for a single state. Still, the expected value of a state can already be approximated with appropriate accuracy from a much smaller set of evaluations. Thus, in this paper, we empirically investigate how a budget of perfect information game evaluations should be distributed among training samples to maximise the return. Our results show that sampling a small number of states, in our experiments roughly 3, for a larger number of separate positions is preferable over repeatedly sampling a smaller quantity of states. Thus, we find that in our case, the quantity of different samples seems to be more important than higher target quality.

Auteurs: Timo Bertram, Johannes Fürnkranz, Martin Müller

Dernière mise à jour: 2024-07-08 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2407.05876

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2407.05876

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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