Machine Learning

Künstliche Intelligenz spielt Tic-Tac-Toe

Tic Tac Toe AI: Neuronales Netz lernt Spielen
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Ein Entwickler hat eine KI für das Tic-Tac-Toe-Spielen entwickelt, die auf einem neuronalen Netz und Machine Learning basiert. Dabei geht es mehr um den Trainingsprozess mit einem neuronalen Netz als um das Gewinnen.

Der Entwickler Thomas Daniels hat neuronale Netze und Machine Learning eingesetzt, um einen künstlichen Tic-Tac-Toe-Spieler zu erstellen. Im Rahmen des Code-Project-Wettbewerbs „Image Classification Challenge“ schrieb er einen Artikel über sein Projekt Tic Tac Toe AI.

Laut Daniels ist ein neuronales Netz für das gelöste Spiel Tic-Tac-Toe im Grunde ein „Overkill“. Es erzielt daher ein schlechteres Ergebnis als menschliche Spieler oder andere vorhandene Programme. Tic-Tac-Toe ist jedoch dem Entwickler zufolge dazu geeignet, mit neuronalen Netzen zu experimentieren, die sich selbst ein Spiel beibringen sollen.

Tic Tac Toe AI

Für das Projekt Tic Tac Toe AI wurde ein Suchalgorithmus verwendet, der jeweils einen Spielzug vorausschaut. Damit ist er einfacher gehalten als Suchalgorithmen für komplexere Spiele wie Schach. Es wurde eine hohe Zahl an Trainingsspielen durchgeführt: erstens zwischen der KI und sich selbst, zweitens zwischen der KI und dem Gegner „Random“ mit zufälligen Zügen. Daraus ergab sich der folgende Spielzyklus:

  • KI gegen KI
  • KI gegen Random
  • Random gegen KI
  • KI gegen KI
  • Random gegen KI
  • KI gegen Random

Dabei stellte sich heraus, dass die KI im Spiel gegen sich selbst wenig lernte, sondern auf Gleichstand hin spielte. Essenziell für den Lernprozess waren somit die Spiele zwischen der KI und dem Random-Spieler.

In einem frühen Stadium wurde eine Schwäche des neuronalen Netzes deutlich, als die KI den hier gezeigten ungünstigen Zug setzte. Dadurch schloss der Entwickler, dass sie nicht erkennen konnte, welcher Spieler den nächsten Zug setzen würde. Auch nach einer Nachbesserung konnte das Problem nicht komplett behoben werden.

Tic Tac Toe AI; Quelle: Thomas Daniels

Zum Trainieren des neuronalen Netzes wurde das C#-Framework AForge.NET genutzt. Das Projekt sowie die Code-Auszüge stehen unter der Code Project Open License (CPOL). Der Quellcode ist für eingeloggte Mitglieder verfügbar.

Weitere Details zum Trainingsprozess auf dem Weg zu Tic Tac Toe AI gibt es auf Code Project.

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