基于有限自动机的机器博弈系统建模与搜索算法的研究

【摘要】：让计算机学会下棋,尤其要和人类的精英对决,这是机器博弈领域长期的奋斗目标,也是人工智能学科极富挑战性的研究课题。为了能够在这一新兴的研究领域取得更快更多突破性进展,有力发挥机器博弈的“果蝇”作用,需要很好地对其建模及对其搜索算法进行研究。机器博弈的研究在各个领域产生了大量的科技成果,而作为机器博弈一个重要组成环节的博弈树的搜索算法已经在国外经过多年发展,并且产生了一大批技术成果。但是,国内在这方面的研究却相对滞后,大多数情况下仍然沿用基础的极大极小算法,这大大减缓了机器博弈的搜索效率。有限自动机是计算机科学的重要基石,它是一种研究离散事件动态系统的数学模型,可以用来进行对象行为的建模。 本文是对基于有限自动机的机器博弈系统建模与搜索算法的一些研究,主要内容概括如下：首先,通过总结有限自动机在机器博弈上的应用,及对离散事件动态系统的建模和主要方法的分析,得出有限自动机对机器博弈系统的建模过程属于离散事件动态系统,提出了六元组的有限自动机,并以对自动售货机系统进行建模为例进行了说明。而利用有限自动机对博弈参与人的决策行为进行建模,在模型中每个博弈参与人选择一个有限自动机,有限自动机在当前状态下与竞争对手的有限自动机进行博弈,依据所获取的信息转换到下一个状态,并开始新一周期的博弈,从而在有限自动机的机器博弈系统建模过程中,两个有限自动机组成一个闭环系统,由此提出七元组的有限自动机,并以牛角棋为例进行了说明。其次,通过分析博弈树的搜索技术为提高博弈树的搜索深度起到了重要的作用,而目前一些新的算法的提出,虽然从形式上不同于经典算法,但是在思想上却没有特别的构想,仍然沿用经典算法中的思想。本章基于有限自动机的识别作用,并以有限自动机在对数的运算中的识别为例进行了说明,通过分析正规表达式便于代数计算及有限自动机在匹配上的应用,从而提出把有限自动机经过正规文法转化为正规表达式,这样有限自动机接受的语言就可以用正规表达式来表示,最后结合牛角棋这一实例来进行说明。