Optimierung und Laufzeitanalyse einer künstlichen Intelligenz für das Spiel Vier gewinnt

Am Ende der zehnten Klasse wurde im Rahmen eines Gruppenprojekts, an dem ich beteiligt war, ein Vier gewinnt Spiel in Java programmiert, welches zwei menschliche Spieler gegeneinander antreten lässt. Es verfügt über eine graphische Oberfläche, die das Spielfeld darstellt. Als Erweiterung wurde die Möglichkeit geschaffen, gegen den Computer, also eine künstliche Intelligenz (KI) zu spielen. Diese ist normalerweise nicht in der Lage, einen menschlichen Gegner zu besiegen. Die KI ist in vier verschiedenen Versionen verfügbar, welche mit unterschiedlichen Schwierigkeitsstufen spielen. Die einfachste Stufe wirft den Stein zufällig in eine freie Spalte ein, die schwerste Stufe lässt sich nur noch durch Zwickmühlen besiegen. Die Verbesserung der KI bot sich als Thema für meine Seminararbeit an, da die Programmierung bisher interessant war und das bestehende Spiel mein Interesse für weitere Entwicklungen geweckt hat.


Ziel ist es den Min-Max-Algorithmus so weit zu optimieren, dass ein menschlicher Spieler nur schwer gewinnen kann. Zudem soll der Computer in angemessener Zeit reagieren. Zu Beginn wird die Oberfläche des Spieles erklärt, danach folgt eine Beschreibung des verwendeten Algorithmus, welcher rekursiv arbeitet. Mit den darauf folgenden Optimierungen wird die Laufzeit untersucht und ausgewertet. Zuletzt werden weitere  Verbesserungsmöglichkeiten aufgezeigt. Umgesetzt wurde das Programm in Java mit der IDE „Eclipse Kepler Service Release 2“.

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Preisträger

Tobias Hilbig

Schulfach

Informatik

Betreuende Universität

Ludwig-Maximilians-Universität München

Ausgezeichnete Arbeiten

2015, Physik, 1. Platz,
Carlo Tasillo, Ruhr-Universität Bochum

Theoretische Überlegungen zur Erdrotation und deren experimenteller Nachweis durch den Nachbau eines Foucaultschen Pendels

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2018, Mathematik, 2. Platz,
Robin Wilkens, Carl von Ossietzky Universität Oldenburg

Numerische Integration

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2018, Physik, 1. Platz,
Florian Pausewang, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

Michelson-Interferometer Grundlagen und eigene Experimente

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