Artificial Intelligence and User Interface for Board Game of The Settlers of Catan

Tato bakalářská práce se zaměřuje na tvorbu uživatelského rozhraní, datové reprezentace probíhající hry a návrh a implementaci umělé inteligence protivníka pro deskovou hru Osadníci z Katanu v její základní verzi. Motivací je jednak skutečnost, že ačkoliv se tato hra již dočkala několika implementací, žádná z nich nenabízí umělou inteligenci na úrovni, která by pro zkušeného hráče byla výzvou. Za druhé pak to, že analýza rozhodovacího procesu hráče v průběhu hry je netriviální problematikou, jejíž rozbor z pohledu umělé inteligence slibuje přínosné poznatky. Tvorba uživatelského rozhraní a datové reprezentace hry není hlavním zaměřením této práce, je však nezbytným krokem k tomu, aby bylo možné vytvořenou umělou inteligenci patřičně otestovat a odhalit případné nedostatky.V první části je prezentován stručný úvod do problematiky uplatnění umělé inteligence na poli stolních a deskových her, ať už jako studijních příkladů k ověření algoritmů se širším uplatněním, nebo přímo s cílem překonání lidského hráče. Také je zde zmíněna historie hry a její klíčové charakteristiky, především pak ty vztahující se k pohledu na problematiku z hlediska umělé inteligence. Závěr první části pak shrnuje plánované kroky a cíle této práce.V následující části je pak představen přehled jednotlivých oblastí umělé inteligence, jejichž dosavadních poznatku může být uplatněno při analýze problematiky, na kterou se zaměřuje tato práce. Dále jsou pak zmíněny možné přístupy k návrhu inteligence hráče (bota) spolu se stručným přehledem jejich obvyklého nasazení, zhodnocením jejich vlastností a shrnutím očekávaných výhod a nevýhod.Třetí část se zaměřuje na analýzu hry osadníci z Katanu jako takové. Představuje jednotlivé herní mechanismy, součásti herní plochy a jejich význam, možnosti interakce hráčů mezi sebou a dosažení cíle hry. Následuje rozbor jednotlivých fází herního kola s představením rozhodnutí, která hráč v jeho průběhu činí, zhodnocení jejich dopadu na hru a jejich důležitosti pro úspěšnou herní strategii. Zvláštní důraz je pak kladen na fázi obchodu, která je kooperativním prvkem hry a vyžaduje tedy nejen nalezení optimálního postupu jednoho z hráčů, ale nalezení kompromisu mezi hráči. V závěru této části jsou shrnuty obvyklé herní strategie a případné přechody mezi nimi v průběhu hry.Dále se věnuje návrhu výsledné aplikace, rozdělení funkcionality do jednotlivých segmentů implementace - uživatelského rozhraní, datového modelu probíhající hry a modulu umělé inteligence bota. Následuje rozbor možných přístupů ke konkrétním způsobům implementace inteligence hráče (bota) v pořadí priority realizace. Zmíněna je také forma zápisu logu z probíhající hry, umožňující monitorování chování aplikace jako takové i jednotlivých rozhodovacích kroků umělé inteligence, což je nezbytné pro ladění a případné opravy programu.Na to navazuje podrobný popis implementace shrnující detaily, které zůstaly v předchozí sekci nevyjasněny, nebo se v implementaci oproti návrhu změnily. Do podrobností je zde také rozebrána funkce uživatelského rozhraní a práce s ním.Následující sekce je věnována zhodnocení výsledků. Jsou stručně představeny testy použité k prověření toho, nakolik aplikace splnila očekávání a v co nejpřehlednější formě shrnuty a sumarizovány jejich výsledky. Prověřeno je srovnání jednotlivých implementací umělé inteligence proti sobě a především srovnání ve hře proti živému hráči.Závěrečná sekce pak zhodnocuje výsledky práce jako takové a zamýšlí se nad možnostmi navázání na učiněná zjištění a dalšího využití aplikace.

Umělá inteligence, Osadníci z Katanu, Hry s neurčitostí, Kooperativní hry, Bot, Java, Grafické uživatelské rozhraní.