포항공대 알고리즘 동아리 POSCAT의 2019 여름방학 인공지능 세미나 첫번째입니다. 완전탐색과 스코어링에 대해서 하였습니다.

1. By POSTECH Computer Algorithm Team
AI 세미나 (1)
김승진
완전탐색과 스코어링

2. Contents
POSTECH Computer Algorithm Team
AI란? 0
스코어링 2
완전탐색 1

3. POSTECH Computer Algorithm Team
AI는 무엇일까?
- 다양한 정의가 있을 수 있지만, 사람이 할 수 있는 생각을 기계도 하는 것이라고 정의할 수 있다.
- 우리의 목표는 사람이 할 수 있는 생각을 할 수 있는 프로그램을 만드는 것이다.
(사실은 포카전 AI를 이기기 위한 것이다..)
- 우리는 주로 게임 AI를 구현할 것이다.
AI란? Introduction

4. POSTECH Computer Algorithm Team
Introduction
Zero vs Non-Zero Sum Game
- Zero sum game : 모든 플레이어의 이득과 손해의 합이 항상 0인 게임이다.
- 2인 가위바위보가 있다.
- 누군가 이긴다면 (+1) 다른 사람은 진 것이고 (-1)
- 한사람이 비겼다면(0) 다른사람도 비겨야 한다(0).
- Non Zero sum game: 모든 플레이어의 이득과 손해의 합이 0이 아닐때가 있는 게임이다.
- 3인 이상이서 하는 가위바위보가 있다.
- 누군가 한 사람이 나머지 두사람을 이길 경우 합은 -1
- 누군가 한 사람만이 졌을 경우 +1

5. POSTECH Computer Algorithm Team
Introduction
Sequential vs Simultaneous Game
- Sequential Game은 모든 플레이어가 순서대로 게임을 진행한다.
- 체스가 있다.
- 내가 행동을 마칠 때까지 상대방은 행동할 수 없다.
- 상대의 이전 행동을 볼 수 있다는 장점이 존재한다.
- Simultaneous Game은 모든 플레이어가 동시에 게임을 진행한다.
- 스타크래프트와 같은 컴퓨터 게임들이 이에 속한다.
- 상대방의 행동을 예측을 해야한다.

6. POSTECH Computer Algorithm Team
Introduction
Q) 컴퓨터 연산능력 짱짱인데 그냥 모든 수를 다 보면 안되나요?
A) 됩니다. 만약 컴퓨터가 모든 경우를 저장할 능력이 되면 말이죠.
- 바둑의 경우의 수는 1구골(10^100)보다 더 큽니다.
- 그리고 계산이 시간 안에 되는 것도 확인해야 합니다.
- 답을 구하기 위해서 무한한 시간이 걸리는 것을 참을 수만 있다면 말리지는 않겠습니다.

7. POSTECH Computer Algorithm Team
Introduction
- 그렇다면 완전탐색을 하면 안되나?
- 그건 또 아니다 쉬운 게임은 완전탐색이 더 효율적이다.
- 틱택토를 생각해보자.
- 수가 아무리 길어져도 9개이며, 한 번에 할 수 있는 행동도 9개가 최대이다.
- 중간에 게임이 종료될 수도 있다.
- 이 정도라면 충분이 연산을 시킬 수 있다.
- 다음주에 할 내용은 이 완전탐색을 기반으로 하기에 완전탐색에 대해서 실습을 할 것이다.!

8. POSTECH Computer Algorithm Team
- 솔리테어 체스는 혼자서 플레이 할 수 있는 보드게임이다.
- 이 게임은 4x4의 말에서 체스 기물들을 움직인다.
- 게임을 시작하면 문제마다 정해진 위치에 기물이 배치된다.
Solitaire Chess 완전탐색

9. POSTECH Computer Algorithm Team
완전탐색
<규칙>
1. 모든 기물이 움직일 때에는 다른 기물을 잡아야 한다.
2. 폰은 프로모션하지 않는다.
3. 판 위에 단 하나의 기물만이 남아 있다면 승리한다.
https://www.thinkfun.com/wp-content/uploads/2015/09/SolChess-3400-IN03.pdf

10. POSTECH Computer Algorithm Team
완전탐색
<과제 1>
- 솔리테어 체스 문제가 인풋으로 주어진다.
- 이때, 1) 이 문제가 해결 가능한 문제인지를 파악하고
2) 해결 가능하다면 어떠한 순서로 움직여야 해결할 수 있는지를 저장한다
*** 꼭 트리 형태로 구성하여 해결 할 것 ***

11. POSTECH Computer Algorithm Team
완전탐색
- https://github.com/shhj1998/solitaire-chess-practice 에서 과제 1의 채점기를 받을 수 있다.
- src/user.cpp 의 solution 함수를 구현하면 된다.
- Input은 4x4로 제시되며 비어 있는 경우 ‘.’, 기물의 경우에는 그 기물의 첫 글자가 주어진다.
(단, King 만 예외)
- King : E / Queen : Q / Knight : K / Bishops : B / Rooks : R / Pawns : P
- 가능한 경우, ans vector에 답을 push_back 한다. 답은 다음과 같이 pair로 push_back 한다.
- (31, 13) : (integer, integer) => (3 row, 1 col)을 (1 row, 3 col)로 이동

12. POSTECH Computer Algorithm Team
완전탐색
예시 Input)

13. POSTECH Computer Algorithm Team
완전탐색
- 시뮬레이터를 만드는 것이 정신건강에 이롭다.
- 시뮬레이터란 사용자가 하고자 하는 움직임의 결과를 예측하는 것을 말한다.
- 이 시뮬레이터가 있어야 위의 과제 1에서 트리를 수월하게 만들 수 있을 것이다

14. POSTECH Computer Algorithm Team
- 완전탐색이 불가능한 게임이 존재한다. (사실 훨씬 더 많을 것이다.)
- 그렇다면 이러한 게임은 게임 종료까지 게임 전체를 담은 트리를 만드는 것이 불가능 할 것이다.
- 이를 해결하기 위해서 스코어링을 한다.
- 그럴 때 몇가지 해결방법이 존재한다.
1. 먼저 트리를 정해진 위치에서 자르는 것이다. 트리를 정해진 높이만 만듬으로써 시간과 공간을 제약하는 것이다.
하지만 이 경우 승리하는 경우가 확실하지 않기 때문에 어딜 가는 것이 좋을지에 대해서 생각해 보아야 하고,
상대방의 수도 보아야 한다. (다음에)
2. 트리를 만들지 않는 경우이다. 내가 할 수 있는 경우 중에서 가장 좋아 보이는 걸 한다.
(이번엔 이걸 할 것이다)
3. Rand(하지마라)
스코어링 스코어링

15. POSTECH Computer Algorithm Team
스코어링
- 스코어링을 하지 않는다면 모두 사람의 뇌에서 나와야 한다.
- 스코어링을 쓰면 항상 더 좋지는 않다. 스코어링도 역시 사람의 뇌에서 나와야 하기 때문이다.
- 스코어링을 쓸지 아니면 다른 자신만의 방식을 쓸지도 생각하자.
- 뇌피셜 가득 AI를 짜보자.

16. POSTECH Computer Algorithm Team
스코어링
AI를 구현하는 방법
1. 어떻게 조작하는지를 확인한다.(슬라임을 오른쪽 왼쪽으로 움직이게 만든다.)
2. 뇌피셜 가득 전략을 수립하여 코드를 작성한다.
3. 다른 사람과 한번 해보고 서로서로 단점을 개선한다.
Tip: 이기는 AI보다도 지지않는 AI가 더 좋다. 포카전에서는 상대방이 어떠한 전략을 구사할지 모르기 때문에 너무
특수한 상황에서만 승리하는 AI는 지양할 필요가 있다.

17. POSTECH Computer Algorithm Team
- 일명 갓라임 게임으로 불리며 똥망게임이 많은 포카전 AI에서의 갓겜
- 슬라임을 움직여서 상대를 전멸시키면 이긴다.
- 슬라임은 일정한 규칙을 만족하면 일정한 시간에 생성된다.
- 자세한 사항은 문서를 참고하자.
슬라임 게임(2015) 스코어링

18. POSTECH Computer Algorithm Team
스코어링
<과제 2>
- 슬라임 게임 AI를 짜서 다른 AI를 박살내자!
- 퇴근을 위한 최소 조건
- 뉴비 : 랜덤 AI를 4번 이상 격파
- 올드비 : 포카전 출전 AI들 중 3개 이상 격파