ゲーム木と情報量

ゲーム情報学

ゲームの状態

ゲームはプレイヤーの意思決定によって状態が変化していきます。ゲームの最初の状態を初期状態として、そこから様々な状態に遷移し、目標状態(勝敗がついた状態)になります。

ゲーム木

ゲームの状態遷移を図形化した場合、初期状態(根)から目標状態(葉)に広がるため、ゲーム木とよばれます。

すべての状態をゲーム木に表した場合(完全ゲーム木)、その状態すべてを数えると総状態数(総局面数)がわかります。

弱解決のために、初期局面からの先手の完璧な意思決定のみで構成されるゲーム木を生成することもあります。(証明木

情報量

総状態数が多いゲームはそれだけ情報量の多いゲームとわかります。総状態数は平均合法手数がM手のゲームにおいて、平均終了手数がN手の場合、N×N×…N=NのM乗で概算できます。(かなり雑)

  ゲーム    総局面数   解決状態 
三目並べ765・26830強解決
どうぶつしょうぎ246, 803, 167強解決
チェッカー約1020弱解決
リバーシ約1028未解決
チェス約1047未解決
将棋約1070未解決
囲碁約10170未解決

上の図はゲームの総状態数です。総状態数は盤面の対称性を考慮(正規化)したり、遷移可能局面のみを計算するなどで、減らして数える場合もあり、数え方によって総数に差がでます。

参考

ゲーム情報学概論 - ゲームを切り拓く人工知能 - | コロナ社
ゲームは,古くから人工知能,認知科学の中心的な研究テーマとして扱われてきた。本書では,まずこの研究分野の基礎的な知識と歴史を押さえ,それを支える重要な理論について述べ,デジタルゲームの応用分野まで概観する。
ゲーム木 - Wikipedia

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