CN109421052A - 一种基于人工智能的五子棋对弈机器人 - Google Patents

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林政和
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    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B25J11/003—Manipulators for entertainment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
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    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
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Abstract

本发明公开了一种基于人工智能的五子棋对弈机器人，包括机械系统和控制系统，其机械系统包括一机械臂、一空气泵及一吸盘，所述机械臂固定在棋盘边缘，所述吸盘固定在所述机械臂末端并通过导管与空气泵相连，用以吸取移动棋子；其控制系统包括一上位机及一摄像头，上位机接收来自所述摄像头的图像进行图像识别、提取人的走棋位置，并根据算法得到最佳落子位置，发送指令控制机械臂移动棋子。优点在于对棋盘和棋子无特殊要求，结构简单成本较低；利用摄像头进行进行图像识别构建还原当前的对局，识别精度较高；在对弈算法上可通过机器学习的算法对特定选手的下棋风格进行模拟以针对不同使用者的需求设置智能化水平，达到较佳的训练效果。

Description

一种基于人工智能的五子棋对弈机器人
技术领域
本发明设计一种智能机器人，具体的说是涉及一种基于人工智能的五子棋对弈机器人。
背景技术
智能机器人具备形形色色的内部信息传感器和外部信息传感器，如视觉、听觉、触觉、嗅觉。除具有感受器外，它还有效应器，作为作用于周围环境的手段。这就是筋肉，或称自整步电动机，它们使手、脚、长鼻子、触角等动起来。智能机器人是一个多种高新技术的集成体，它融合了机械、电子、传感器、计算机硬件、软件、人工智能等许多学科的知识，涉及到当今许多前沿领域的技术。机器人已进入智能时代，不少发达国家都将智能机器人作为未来技术发展的制高点。美国、日本和德国目前在智能机器人研究领域占有明显优势。近年来，中国大力研发智能机器人，并取得了可喜的成就。
同时，自计算机技术发展以来，人工智能便是人们竞相研究的对象。近三十年此领域获得了迅速的发展，人工智能越来越热，科技公司也纷纷进行布局。人机博弈更是人工智能一个重要的研究方向，其中便包括用于下棋的机器人。随着人机博弈水平的提高，许多五子棋爱好者开始使用计算机进行对弈训练，然而对着屏幕下棋的模式对于需要进行长时间训练的爱好者来说并不友好，使用实体的五子棋机器人进行替代可提供更好的人机交互体验，达到更好的训练效果。
然而现有技术中，下棋机器人存在机械结构复杂、操作准确率低、智能化程度不高的问题。
发明内容
本发明的目的是克服了现有技术中的不足，提供一种结构简单、操作准确率高、智能化程度高的下棋机器人，以解决现有技术中机械结构复杂、操作准确率低、智能化程度不高的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现：
一种基于人工智能的五子棋对弈机器人，主要包括一机械系统及一控制系统。
机械系统和控制系统通过电路相连，控制系统发送指令控制机械系统完成对
弈动作。
所述机械系统包括一机械臂、一空气泵及一吸盘，所述机械臂固定在棋盘边缘，所述吸盘固定在所述机械臂末端并通过导管与空气泵相连，用以吸取移动棋子。
所述控制系统，包括一上位机及一摄像头，所述摄像头固定于棋盘上方，所述上位机与所述摄像头相连，接收来自所述摄像头的图像并通过机器学习训练出来的模型进行图像识别、提取人的走棋位置，并根据算法得到最佳落子位置，发送指令控制机械臂移动棋子。
其算法的具体流程为：对棋型进行打分，从五连子为100分到单子为0分；得到可落子位置的位置评分；应用博弈树，从而形成一棵极大极小搜索树，根据深度优先搜索，得到特定搜索深度下的一个最好的走法；应用α-β剪枝，提高运算速度。
所述的机械臂，是一个拥有四个自由度的关节型机械手，其机械机构包含关节、转轴及其他相关构件组成，机械臂末端设有吸盘一个，所述吸盘通过导管与空气泵相连。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
吸盘和空气泵移动棋子，对棋盘和棋子无特殊要求，结构简单成本较低；利用摄像头进行棋盘图像进行采集并使用机器学习训练的模型进行图像识别构建还原当前的对局，识别精度较高；在对弈算法上可通过改变搜索层数来定制算法的智能化水平，达到较佳的训练效果。
附图说明
图1是本发明一种基于人工智能的五子棋对弈机器人结构示意图。
图2是本发明一种基于人工智能的五子棋对弈机器人流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1、2所示，一种基于人工智能的五子棋对弈机器人，主要包括一机械系
统及一控制系统。机械系统和控制系统通过电路相连，控制系统发送指令控
制机械系统完成对弈动作。
所述机械系统包括一机械臂、一空气泵1及一吸盘7，所述机械臂固定在棋盘边缘，所述吸盘7固定在所述机械臂末端并通过导管4与空气泵1相连，用以吸取移动棋子。
所述控制系统，包括一上位机8及一摄像头9，所述摄像头固定于棋盘10上方，所述上位机与所述摄像头相连，接收来自所述摄像头的图像并通过机器学习训练出来的模型进行图像识别、提取人的走棋位置，并根据算法得到最佳落子位置，发送指令控制机械臂移动棋子。
其算法的具体流程为：对棋型进行打分，从五连子为100分到单子为0分；得到可落子位置的位置评分；应用博弈树，从而形成一棵极大极小搜索树，根据深度优先搜索，得到特定搜索深度下的一个最好的走法；应用α-β剪枝，提高运算速度。
所述的机械臂，是一个拥有四个自由度的关节型机械手，其机械机构包含关节3、5、6、转轴2及其他相关构件组成，机械臂末端设有吸盘7一个，所述吸盘7通过导管4与空气泵1相连。
实施例：前期，利用机器学习的神经网络训练一个模型，以使用于五子棋对弈。在安置好棋盘之后，于其正上方设置一摄像头，并与上位机相连，在棋盘一侧放置所述机械手与空气泵，并将机械手系统与上位机相连，运行上位机上的后台程序之后便可进行五子棋的对弈。当用户移动棋子之后，上位机通过采集到的画面检测到棋局的变化，触发对弈动作。程序根据新的局面重建棋盘，然后根据机器学习训练所得的模型得到最优的下棋位置，生成对应的指令，然后再将指令发送到机械臂。机械臂移动到棋子表面上方，空气泵启动，吸盘将棋子吸起。机械臂移动到目标位置后，关闭空气泵，吸盘将棋子放下。如此往复，完成一盘五子棋的对弈。本系统可应用于娱乐、教学、五子棋培训等领域。
本发明中涉及的未说明部份与现有技术相同或采用现有技术加以实现。

Claims (4)

1.一种基于人工智能的五子棋对弈机器人，其结构包括一机械系统及一控制系统，其特征在于：机械系统和控制系统通过电路相连，控制系统发送指令控制机械系统完成对弈动作。
2.根据权利要求1中所述的基于人工智能的五子棋对弈机器人，其特征在于：所述机械系统，其机械结构包括一机械臂、一空气泵(1)及一吸盘(7)，所述机械臂固定在棋盘边缘，所述吸盘(7)固定在所述机械臂末端并通过导管(4)与空气泵(1)相连，用以吸取移动棋盘(10)上的棋子。
3.根据权利要求1或2中所述的基于人工智能的五子棋对弈机器人，其特征在于：所述控制系统包括一上位机(8)及一摄像头(9)，所述摄像头固定于棋盘上方，所述上位机与所述摄像头相连，接收来自所述摄像头的图像并通过机器学习训练出来的模型进行图像识别、提取人的走棋位置，并根据算法得到最佳落子位置，发送指令控制机械臂移动棋子；
其算法的具体流程为：
1.对棋型进行打分，从五连子为100分到单子为0分；
2.得到可落子位置的位置评分；
3.应用博弈树，从而形成一棵极大极小搜索树，
4.根据深度优先搜索，得到特定搜索深度下的一个最好的走法；
5.应用α-β剪枝，提高运算速度。
4.根据权利要求3中所述的基于人工智能的五子棋对弈机器人，其特征在于：所述的机械臂，其机械机构包含关节(3)(5)(6)、转轴(2)及其他相关构件组成，机械臂末端设有吸盘(7)一个，所述吸盘(7)通过导管(4)与空气泵(1)相连。
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication
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