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CENTRO UNIVERSITÁRIO ANHANGUERA UNIDADE DE LEME CURSO DE CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO FELIPPE FERNANDES DE SOUSA ANTONIO SOZAN FILHO INTELIGENCIA ARTIFICIAL EM JOGOS DE TABULEIRO 2010 ANTONIO SOZAN FIL ors7 INTELIGENCIA ARTIFI Sv. içx to view nut*ge Monografia apresen LEIRO curso de graduação em Ciência da Computação do Centro Universitário Anhanguera – Leme, sob a orientação da professora Prof. Ana Carolina de Sousa Silva. Orientador: Prof. a Ana Carolina de Sousa Silva LEME – sp BANCA EXAMINADORA: tempo, pois, em certos momentos ambos se fundem em um só.

Não restam dúvidas de que os trabalhos desenvolvidos atualmente são na realidade direcionados para o aperfeiçoamento dos jogos. Neste contexto, o presente trabalho irá analisar a aplicação da inteligência artificial nos jogos de tabuleiros. PALAVRAS-CHAVES: jogos, inteligência artificial, jogador, usabilidade, tecnologia ABSTRACT The games nowadays are considered as real mania for people, especially those who cannot live without playing. Thus, the technologies currently employed aim at improving the game, making the player enters a virtual World but real at the same time, ecause at times both merge into one.

There is no doubt that the work currently are in reality directed to improving the games. In this context, this paper Will consider the application of artificial intelligence in games. KEYWORDS: games, artificial intelligence, player, usability, technology LISTA DE EQUAÇOES E FIGURAS Equaçao 1 – Modelo Neural 23 Equação 2 – Utilização do bias 23 Equação 3 – Busca em Profundidade 31 Equação 4 – Expressão de nó raiz 31 Equação 5 – Cálculo do Número Máximo de Expansbes31 Equação 6 – Expressão de Uma Busca com Aprofundamento Iterativo 32

Equação 7 – Expressão Simplificada de Uma Busca com Aprofundamento Iterativo . . 32 Figura 1 – Modelo de um iai 22 PAGF 7 7 Existente nos Comportamentos de Movimentação 50 Figura 6 – Os Comportamentos Denominados de Seek e Flee 52 Figura 7 – Comportamentos de Movimentação em Grupo 54 SUMÁRIO CAPÍTULO – INTELIGENCIA ARTIFICIAL 11 1. 1 Surgimento da Inteligência Artificia112 1. 2 A Inteligência Artificial nos Dias Atuais14 1. 3 Definições de Inteligência Artificial 15 1. 3. 1 AAção do Sistema Como a do Ser Humano 17 1. . 2 0 Pensamento do Ser Humano nos Sistemas 19 . 3. 3 Os Sistemas que Agem de Modo Racional 19 1. 3. 4 0 Pensamento Racional dos Sistemas 20 1_3. 5 Redes Neurais e o Neurônio Artificial 21 CAPITULO II – PROCESSAMENTO DE ENTRADAS25 2. 1 Buscas 25 2. 1. 1 Espaço de Estado 26 2. 1. 2 Extensão 28 2. 1. 3 profundidade 28 2. 1. 4 Aprofundamento Interativo em Profundidades30 2. 1. 5 Melhor Escolha33 2. 2 Os Sistemas Baseados em Regras 35 2. 3A Lógica Fuzzy 36 2. 4 Estratégia de ausca Mir,iMax38 2. 50s Algo itmos Genéticos 40 2. 0 Planejamento 42 CAPÍTULO III -JOGOS DE TABULEIRO 45 3. 1 Representação de um Tabuleiro 46 3. Banco de Dados 47 3. 3 Aplicações em Damas 48 3. 4 Comportamentos de Movimentação 49 CAPITULO IV – SISTEMAS DE APRENDIZAGEM EM DAMAS 57 4. 1 Chinook 57 4. 2. gase de dados e o Tabuleiro do Chinook 58 CONSIDERAÇOES FINAIS 6 . ‘ 57 alta tecnologia empregada. No estado da computação gráfica para os jogos de computador ocorre a necessidade de apresentar aos usuários cenas, bem como, animações totalmente inovadoras, de modo, a garantir um ótimo jogo.

Assim, a utilização de novas técnicas de inteligência artificial, ou simplesmente IA, tem demonstrado uma grande valia na criação e experiências inovadoras, principalmente para os usuarios. Existe uma tendência na utilização de técnicas cada vez mais sofisticadas de Inteligência Artificial, pois, procura-se alcançar a criação de um ambiente de jogo totalmente diferenciado, bem como, divertido, procurando se alcançar um maior realismo no comportamento dos Jogos, agradando a todos os usuários. No caso dos jogos de tabuleiros é necessário um raciocínio complexo para a resolução de novas alternativas para os problemas.

Deste modo, a introdução da IA busca resolver as deficiências as técnicas aplicadas nos jogos, aumentando, portanto a jogabilidade, bem como, a desenvoltura dos personagens. O objetivo desse estudo é analisar o uso da Inteligência Artificial nos jogos de tabuleiros. A metodologia da pesqulsa se orienta em pressupostos teóricos de autores com base em pesquisa bibliográfica e exploratória para a análise e interpretação cntica sobre o tema. O processo de pesquisa é desenvolvido a partir de material já elaborado, constituído principalmente de livros e artigos científicos.

Embora em quase todos os estudos seja exigido algum tipo de trabalho esta natureza, há pesquisas desenvolvidas exclusivamente a partir de fontes bibliográficas. O presente trabalho está formado por quatro capítulos. A parte introdutória apresen 57 bibliográficas. O presente trabalho está formado por quatro capitulos. A parte introdutória apresenta uma visão geral do tema, enfocando os objetivos do estudo, a problemática, a relevância e a justificativa do assunto nos dias atuais. Por fim as considerações finais que são um breve relato do autor sobre o tema.

CAPÍTULO – INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL Russel (2004) retrata que o filósofo grego Aristóteles (384-322 A. C) é um dos precursores dos estudos direcionados para a Inteligência Artificial. Para o ilustre autor o estudo voltado para o pensamento acabou sendo baseado no conhecimento. Nas suas obras, Aristóteles acabou por introduzir um novo conceito relacionado ao silogismo, de modo, a prover argumentos para provar realmente a veracidade de determinadas sentenças a partir de outras que são consideradas como verdadeiras.

Na obra denominada como Lógica Aristóteles acabou por desenvolver alguns conceitos tidos como fundamentais sobre a Inteligência Artificial, bem como, da Ciência Cognitiva. Assim, a ógica é na realidade um instrumento, sendo o estudo do pensamento o verdadeiro alicerce para o conhecimento. Foi a partir desses estudos sobre lógica que mais tarde acabou sendo criada a Prova Automática de Teoremas. Com o surgimento do Renascimento, o homem acabou percebendo a existência de uma distinção entre a mente e a matéria, isto é, entre o que realmente vemos e o que existe.

Para Luger (2004) pela primeira vez as idéias sobre o mundo acabaram sendo vistas como distintas de sua aparência, demonstrando a sua real percepção. Assim, esta separação entre a realidade e a mente acabou endo fundamental para o entendimento do pensa PAGF s 7 entre a realidade e a mente acabou sendo fundamental para o entendimento do pensamento do homem, sendo que a presente idéia acabou sendo reforçada por René Descartes (1596-1950), que discutiu as várias diferenças entre a matéria e a mente do homem, onde fora possível perceber que os processos mentais encontram-se em um mundo diferenciado, formado por suas próprias leis.

Após fora possível observar a necessidade de se reagrupar todos os processos mentais e físicos, pois, o homem é na realidade um sistema composto por duas entidades. Deste modo, cabou-se concluindo que tanto os processos mentais como os fisicos são formados a partir da matemática considerada como formal. Ao se concluir que o pensamento é na realidade uma forma de computação, acabou surgindo a necessidade de formalizá-lo.

A presente formalização apenas veio por meio de Leibniz, que apresentou o primeiro sistema de lógica formal, e Euler que demonstrou a teoria dos grafos, sendo esta considerada como de grande utilidade para o estudo em questão, pois, com os nós do grafo é possível se representar todos os estados de um agente em um momento específico do jogo (FUJITA, 2005). Segundo o ilustre autor Fujita (2005) no século XIX, Babbage e Byron trabalharam no estudo de máquinas mecânicas programáveis para a realização do cálculo de valores de funções polinomiais.

Mesmo a presente máquina não sendo construída com grande sucesso, seus estudos acabaram por contribuir com a Ciência da Computação, pois, tinha como finalidade incluir novos conceitos sobre programabilidade, memoria e abstração de dados. Chegou-se ainda a construir alguns programas para estas máquinas, que acabou sendo consid PAGF 6 7 máquinas, que acabou sendo considerada como a primeira rogramadora da história.

No inicio do século surge a Inteligência Artificial moderna. Deste modo, Alfred North Whitehead e Bertrand Russel, no Principia Mathematica, acabaram por publicar no período de 1910 a 1913 as derivações sobre as verdades matemáticas por meio de um conjunto de axiomas, bem como, regras denominadas como de inferência para a lógica simbólica, lidando, com a matemática de uma forma estrita. 1. Surgimento da Inteligência Artificial É possível verificar que os avanços científicos mencionados acima formaram a base para o real estudo da Inteligência Artificial IA) moderna, sendo que apenas na metade do século XX, com o aparecimento dos computadores é que a IA realmente se tornou viável sob o ponto de vista da ciência. Por meio da memória e também velocidade de processamento, acabou se tornando viável a implantação de grafos, bem como, a resolução de sistemas de raciocínio formal e heurísticas, realizando, deste modo alguns testes sobre os mesmos.

Segundo Fujita (2005) Turing foi um dos primeiros a tratar a inteligência artificial em máquinas em relação ao desempenho do homem. Mesmo com algumas críticas, este teste sobrevive até os dias de hoje. Com base na análise da lógica proporcional de Russel, no conhecimento fisiológico e também funcional dos neurônios no cérebro, Warren McCulloch e Walter Pitts no ano de 1943 propuseram um modelo de neurônios considerado como artlficlal, sendo que cada neurônio poderia estar em um estado ligado ou desligado (FUJITA, 2005). Assim, quando um determinado número d PAGF 7 57 estar em um estado ligado ou desligado (FUJITA, 2005).

Assim, quando um determinado número de neurônios viesse a estimular um neurônio, este deveria mudar do estado denominado como desligado para ligado, sendo que o estado do eurônio irá demonstrar de qual proposição ele é resultado. Em 1956 ocorre o evento denominado de “A conferencia de IA de verão”, que teve como finalidade o estudo da Inteligência Artificial. O presente evento acabou por ocasionar grande repercussão, gerando uma base de pesquisa totalmente ambiciosa, que envolvia várias áreas, como, por exemplo, engenharia e ciência da computação, dentre outras.

Muitos que estiveram no evento se convenceram do avanço do processamento por meio do hardware, posslbilltando o surgimento de novas máquinas formadas por capacidade ntelectual do homem, deixando, assim, de ser apenas questão de “como”, e sim, “quando” o presente fato realmente ocorreria. Diante de todas estas mudanças tornou-se necessário separar a IA como um ramo independente, que tinha como finalidade reproduzir artificialmente as idéias do ser humano, principalmente como meio de aprendizagem, e, consequente uso da linguagem.

Os anos posteriores trouxeram um período de grande euforia para as pesquisas direcionadas para a Inteligência Artificial, pois, até o presente momento, os computadores apenas eram considerados como simples máquinas aritméticas. Verifica-se que uma das principais criações fora o GPS (do inglês, General Problem Solver), projetado para a resolução dos problemas como o homem os solucionaria. A presente criação fora um dos primeiros exemplos relacionados ao “pensando como um humano” (FUJITA, 2005).

Ver I f PAGF 8 7 um dos primeiros exemplos relacionados ao “pensando como um humano” (FUJITA, 2005). Verifica-se, portanto, que uma das primeiras contribuições da Inteligência Artificial nos jogos ocorreu em 1952, quando fora criado um programa de jogo de damas. Este programa aprendeu a jogar muito bem, derrotando, inclusive o seu criador, provando, ortanto, que era possível construir um programa superior a quem o criou. Em 1958 fora concebida uma nova linguagem, sendo esta de alto nível chamada Lisp, que a seguir se tornou a linguagem de Inteligência Artificial dominante.

Neste mesmo ano fora publicado um artigo que descrevia o primeiro sistema considerado como completo sobre IA. sendo que este programa usaria uma base de conhecimentos direcionados para a resolução dos problemas. Assim, a diferença principal desta relação é a introdução do conceito de “senso comum”, isto é, um conhecimento totalmente generalizado sobre o mundo. 1. A Inteligência Artificial nos Dias Atuais O desenvolvimento da IA é considerado como crescente, sendo, que nos das atuais o seu potencial de aplicação acabou se tornando muito abrangente.

Segundo Fujita (2005) as principais áreas de sua aplicação são as seguintes: Planejamento e o agendamento autônomo: tem como finalidade o controle de agentes remotos, como, por exemplo, os robôs das missões interplanetárias; – Entretenimento: utilizado em jogos eletrônicos ou mesmo nos testes científicos, sendo comparado com o ser humano, como, por exemplo, o lançamento do programa jogador de xadrez Deep Blue, da IBM; Medicina: por meio dos sistemas especialistas é possível a realização de diagnosticas que ficam muito próximos a de u PAGF 57 dos sistemas especialistas é possível a realização de diagnósticos que ficam muito próximos a de um especialista na área; – Robótica: o homem tem grande interesse em desenvolver máquinas que sejam semelhantes a si mesmo. Nos dias atuais elas ainda não conseguiram chegar a este nível, mas, já conseguem realizar várias tarefas consideradas simples, como, por exemplo, varrer uma casa, ou, ainda, desviar-se de um obstáculo; – Compreensão da linguagem: não há ainda constru[do um rograma totalmente eficaz de compreender perfeitamente a linguagem do homem, isto ocorre em razão da ambiguidade e contextualidade, mas, existem alguns programas que traduzem com certa fidelidade alguns textos de uma linguagem para outra. 1. Definições de Inteligência Artificial São inúmeras as definições relacionadas com a Inteligência Artificial, sendo que as principais são trazidas pelos seguintes autores: – Lima e Labidi (1999): a IA é na realidade uma inteligência produzida pelo próprio homem, sendo estas direcionadas para dotar as máquinas de alguma espécie de habilidade, de modo a imular a inteligência dos seres humanos; – para McCarthy e Hayes (apud Lima e Labidi, 1999): uma máquina apenas será inteligente quando for capaz de solucionar uma série de problemas que acabam requerendo a inteligência do homem para serem solucionados; – Segundo Charniack e McDermott (apud Lima e Labidi, 1999): a IA é na realidade o estudo de todas as faculdades mentais por meio da utilização de modelos computacionais; – Rich e Knight (apud Lima e Labidi, 1999): a IA é na realidade o estudo de como se conseguir fazer com que os computadores venham a realizar determinadas coisas q