2020年人工智能 ConnectFour 游戏开发详解与 Alpha-β剪枝策略

人工智能游戏开发是2020年5月23日讨论的主题，主要关注的是将人工智能技术应用于棋盘游戏《连接四》(Connect Four)的设计与实现。《连接四》由Milton Bradley于1974年2月首次推出，是一款双人对战游戏，目标是通过交替落子在棋盘上形成连续的四个同色方块，横、竖或对角线皆可。 作为搜索问题，游戏的关键在于每回合最多有7个可能的移动（即分支因子b为7），这导致了搜索树的深度d随着回合增加。初始状态下，棋盘为空，玩家轮流在非满列放置棋子，每个行动会触发过渡模型，更新棋盘状态。游戏的目标是判断某一方是否达到四连珠，或者当棋盘填满时游戏结束。 为了优化搜索过程，讲解了Alpha-beta剪枝算法。这是一种常用的博弈树搜索策略，其时间复杂度为O(b^d/2)，在这里b代表每个节点平均的子节点数量（即7），d是搜索的深度（如所述为42）。Alpha-beta剪枝通过预估最优结果，避免不必要的搜索分支，显著提高了搜索效率。通过这种方式，AI玩家能够有效地评估当前局面，寻找最佳落子策略，从而提高游戏体验和挑战性。 演示部分可能会展示如何将这些理论知识转化为实际的编程实现，包括搜索算法的代码实现、状态空间的管理、以及剪枝函数的编写。此外，可能还会涉及一些启发式方法的应用，比如考虑棋盘局部结构的规则来简化决策，以减少计算量并提高搜索速度。 结论部分会总结人工智能在《连接四》游戏中的应用价值，包括它如何增强游戏的智能水平，以及对玩家和开发者可能带来的挑战和机遇。同时，也会讨论未来可能的发展方向，比如扩展到更复杂的棋类游戏，或者探索深度学习在游戏AI中的潜在应用。通过这个讲座或PPT，参与者不仅能够深入了解人工智能在游戏开发中的具体实践，还能提升自己的算法设计和编程技能。