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適合訓練數學棋類遊戲的AI模型訓練方式與工具

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各位好,想請教一個問題,有關於AI模型的訓練,並且內容是一個數學的棋類遊戲。

目前的需求如下:

  1. 有一個數學幾何棋類遊戲,規則已知,也可以詳細的敘述
    棋局為取子的遊戲,規則非常容易理解,也可以清楚的敘述給AI。
  2. 已知近百種的必勝與必敗盤面,期望訓練AI模型判斷
    已有通過實驗得知的過百種必勝或必敗盤面,可以通過15位數來表達,亦可以透過圖像來提供AI進行訓練。

最終希望能夠通過提供AI一個盤面的圖片(或15位數字表示),讓AI能夠判斷其是否為必勝組合,並且期望AI能夠推斷出其規律。

請教各位大神們,是否有推薦的AI圖像兼語言模型訓練工具,或是其他訓練的方式,可以達到上述需求?
本人第一次在技術問答區發文,若有未盡之處懇請見諒,也盼望能夠得到解答


2023/02/20 08:48 補充:
對於訓練的「邏輯」或「方式」這方面,個人有鑽研過。不過在尋找是否有可以「藉由該方法」進行訓練的工具,例如 Teachable Machine
可以訓練辨識圖像,想尋找類似於這樣的工具,但同時包含文字和圖像的理解。
個人對於Python和Node.js等程式語言也有一些了解,若有相關的套件可以進行相關的訓練亦可。

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直播中
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alanotmt
iT邦新手 4 級 ‧ 2023-02-20 11:44:48
最佳解答

如果你的棋盤是固定環境,並且正下方拍照整個棋局,
你可以使用傳統影像處理把圖片的棋局量化成數據(15位數字)再餵給AI
那你就需要 強化學習 (Reinforcement learning)
以下是有發佈paper的所有RL 的model 你可以挑一個適合你現在的情況去訓練
https://paperswithcode.com/

WinsonOTP iT邦新手 5 級 ‧ 2023-02-21 19:40:53 檢舉

感謝您的解答,雖然找不出哪個才是自己需要的QQ

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JamesDoge
iT邦高手 1 級 ‧ 2023-02-20 08:40:43

不知道是不是你要的,參考看看

  1. 卷積神經網路(Convolutional Neural Networks, CNN)
    https://brohrer.mcknote.com/zh-Hant/how_machine_learning_works/how_convolutional_neural_networks_work.html

  2. 決策樹(Decision Tree)
    https://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E5%86%B3%E7%AD%96%E6%A0%91

  3. 支持向量機(Support Vector Machine, SVM)
    https://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E6%94%AF%E6%8C%81%E5%90%91%E9%87%8F%E6%9C%BA

WinsonOTP iT邦新手 5 級 ‧ 2023-02-20 08:47:14 檢舉

對於訓練的「邏輯」或「方式」這方面,個人有鑽研過。不過在尋找是否有可以「藉由該方法」進行訓練的工具,例如 Teachable Machine
可以訓練辨識圖像,想尋找類似於這樣的工具,但同時包含文字和圖像的理解。

WinsonOTP iT邦新手 5 級 ‧ 2023-02-20 08:47:27 檢舉

同時也感謝您的建議

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jeffeux
iT邦新手 4 級 ‧ 2023-02-28 02:17:48

不知道為什麼前面好像沒有人繼續討論了,本人在此以我微薄的知識來盡力協助一下⋯⋯
有幾個問題想先釐清,
(以下有幾個詞我會用英文簡寫:
(1) DL = Deep learning 深度學習,就是使用類神經網路進行的機器學習
(2) CNN = Convolutional Neural Network 卷積神經網路,簡單說就是能夠運作在圖像類資料的深度學習模型
(3) RL = Reinforcement learning 強化學習,就是基於環境而行動,以取得最大化預期利益的學習方式。可以使用深度學習或一般機器學習演算法達成。
(4) SVM = Support Vector Machine 支撐向量機,說白了就是對向量的分類器,屬於傳統機器學習領域。有興趣網路上應該一大堆,實做的套件像是 sklearn 應該很容易找到)

  1. 是已經有文字敘述規則,但還沒有程式,希望把文字用 AI (DL 語言模型) 轉換成程式嗎?
  2. 「近百種的必勝與必敗盤面」且「可以通過 15 位數來表達」,請問這件事是已經有程式(如圖像處理程式(演算法 AI)或影像辨識 AI (CNN DL 模型))可以進行「輸入圖像輸出這個 15 位數」了,亦或者是這件事是需要在這次需求下一併被完成的呢?亦或是所有可能的「圖片 vs 15 位數」對應都已經有了?
  3. AI 能採取的是「給予策略」並「將一種盤面變成另一種盤面」還是「任意選擇一個盤面當成下一個策略」呢?因為感覺所有可能的盤面在這類遊戲不可能是可以互相轉換的。

對於以上三點要先確定,我覺得才好討論下一步需要的工具是什麼:
對於問題 1,現在的語言模型可能只有 ChatGPT 能夠直接生成,能把語言文字直接變成演算法或可執行的程式目前不多;而且對於前者我認為 ChatGPT 生出來的也不一定是對的還是得透過人手檢查,後者個人知道的可能只有實驗室同學做的 https://arxiv.org/abs/2301.12950 這種比較接近。
對於問題 2,如果已經有「圖片 --> 15 位數」的對應那就直接查表(例如某一張圍棋的盤面假設要用 361 個 0/1 來代表,而這串數字已經被存成檔名,那可以直接用比對 pixel 查表);否則就需要靠一個 CNN 來進行編碼,或者更簡單的——假設是圍棋盤面直接看 361 個圖像的 pixel 是接近 0 或 255 來得到這張盤面連 CNN 都不需要。

最難的是問題 3,我不確定問題 1 的規則是否被寫好,即便是被寫好了或有辦法用語言模型來執行,我們仍然知道所有可能的盤面不會是能在一步之內馬上轉換的

例如 左上角一顆黑棋其他全空(假定編碼 200000000000000) 與 左上角一顆白棋其他全空 (假定編碼 100000000000000)不可能是可以互相轉換的盤面),那 AI 能做的很可能就不是很直白的在現在盤面是 100000000000000 的時候給出 「讓盤面變成 200000000000000」 這個策略,而是「在右上角下一個黑子」使盤面變成「左上一顆白右上一顆黑(假定編碼 100000000000002)」,或者起碼要有個小 AI 去篩選說「因為盤面是 100000000000000 了,所以 200000000000000 和某些盤面是不可能的,只有 100000000000002 和另外某些盤面可能,而 AI 應該要怎樣選擇。
達成以上條件可以使用 RL 來處理(Policy Gradient 或 Q-learning)也可以直接給定規則(尤其當問題 1 已經是程式時)用決策樹(decision tree)寫規則來處理。至於小 AI 也許可以用圖像分類(CNN DL AI) 或 SVM 都可以

因此在整個問題的架構下,使用 Python 或 Node.js 等可能不是最關鍵的核心問題,而是您現在有的材料、架構是什麼,並允許用什麼樣的方式解決問題。Python 當然可以直接用 TensorFlow 或 PyTorch 或甚至上面的 Teachable Machine 來處理(背後還是 Tf / PyTorch); Node.js 也可以搭配 TensorFlow.js 等架構來處理。問題比較是「問題陳述(problem formulation)」需要更清楚。

以上純粹個人淺見,希望對您有所幫助。

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再補充一下,
我知道現在有像是 CLIP 等同時可以吃圖像和文字的 DL 模型
但這和您這次的要求應該還差得有些遠
更不要說 DL 第一個條件就是需要有大量的訓練資料(否則容易 overfit 過度擬合,跑出來的完全不能用),第二個條件就是要有跑得動的機器
而且 CLIP 等模型跑出來的圖片也可能是任何東西,能不能要求它只跑出盤面真的很難說
至於 ChatGPT 的問題則是它應該是不太能吃圖片的(即便您可以使用各種方法去編碼,但 ChatGPT 能不能馬上理解也很難說,就想像 您要花多少言語和力氣在一個人只看得到您寫的字的情況 理解您在說什麼),ChatGPT 最強的應該是語言處理而不是邏輯推理本身。
(當然您或其他人還是可以嘗試這麼做,在下也很願意學習如何調教 ChatGPT)

抱歉又多唸了幾句,還是期望能協助到您。
(該乖乖回去做碩論的實驗了⋯⋯ ?)

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