DE3200036A1 - Elektronisch gesteuerter schachroboter - Google Patents

Description

Beschreibu

Die Erfindung betrifft elektronisch gesteuerte. Schachspiele, insbesondere einen elektronisch gesteuerten Schachroboter, der in der Lage ist, Schach auf ExpertenniTeau zu spielen und dabei menschliche Eigenschaften zu simulieren.

Der Wunsch das Schachspielen, insbesondere in einer menschlichen Konfiguration, zu automatisieren besteht seit längerer Zeit. Dem Vernehmen nach, hat im Jahr 1769 ein Ungar, Baron von Kempelen, einen angeblich automatischen Schachspieler gebaut, der anschließend in Europa und den Tereinigten Staaten von Amerika ausgestellt wurde, bis er 1854 in Philadelphia in einem Feuer zerstört wurde. Der automatische Schachspieler war eine lebensgroße Figur, die auf dem Deckel eines Kastens vor einem Schachbrett saß. Eine zangenartige Anordnung der Finger der.Hand konnte Schachfiguren greifen und freigeben, um Schachzüge zu machen. Dem Vernehmen nach bewegte tatsächlich jedoch ein versteckter Operateur die Schachfiguren. Es wurde behauptet, daß der versteckte Operateur unter dem Schachbrett saß und daß unter jedem der 64 Schachfelder des Schachbrettes eine kleine Metallkugel an einem Seidenfaden hing. Jede der Schachfiguren, mit denen die Gliederpuppe oben auf dem Schachbrett spielte enthielt einen eingebauten Magnet. Durch das Absetzen einer beliebigen Schachfigur auf einem Schachfeld wurde die kleine Kugel angezogen,■so daß sie ihr zugeordnetes Schachfeld an. der Unterseite

dos Schachbrettes berührte. Der versteckte Operateur konnte dann auf einem kleinen Schachbrett Schachfiguren entsprechend setzen, um die einzelnen Züge zu verfolgen, und um die Bev/egungen des Greif armes zu überwachen.

Kürzlich·wurde ein Schach spielender Roboterarm vorgeschlagen, der von Schrittmotoren in kartesisehen Koordinaten bewegt wird, und der kommerziell als "Boris Handroid" angeboten wird. Ferner ist in dem Artikel "The Grivet Chess Playing Arm" der Zeitschrift "Robotics Age", YoI. 1, No. 1, Sommer 1979, Seite 36 - 44 ein von von optischen Sensoren gesteuerten Gleichstrommotoren angetriebener Robotmanipulator beschrieben, dessen Arbeitsfeld ausreicht, um ein Schachbrett zu überblicken.

Mit der Einführung der elektronischen Rechner und insbesondere mit den in letzterer Zeit wirtschaftlich zur Verfügung stehenden Microprozessor-Schaltung und Speicher wurden automatische Schachspiele mit den verschiedenartigsten visuellen und graphischen Anzeigen handelsüblich. Üblicherweise sind diese elektronischen Schachspiele mit einem Spielbrett, einer brenzten Anzeigeeinrichtung (display) und einer Tastatur ausgerüstet. Häufig besitzt das Spielbrett Buchsen zur Aufnahme der einzelnen Schachfiguren und zur Identifikation, der Position einer bestimmten Schachfigur durch die Microprozessor-Schaltung. In jedem Feld,des Schachbrettes sind üblicherweise Leuchtdioden (Light Emitting Diodes = LED) angeordnet, die als visuelle Koordinaten-Positionen zur Anzeige der Züge des Schachkomputers und der Erwiderungszüge des Menschen

dienen. Die elektronischen Anzeigen geben im allgemeinen eine bestimmte Schachfigur und ihre Koordinaten in einem in Schachspielerkreisen üblichen Alphanumerischen Code an. Ferner sind alternative Schachbretter vorgeschlagen worden, die eine undurchsichtige elastische Spielfläche mit einer relativ ebenen Oberfläche mit geeigneten Anzeigeeinrichtungen zum· Anzeigen einer Spielkonfiguration besitzen. Die Schachfiguren werden auf konventionelle Weise auf dem Schachbrett positioniert; auch bei diesem alternativen Schachbrett ist jedes Spielfeld mit einer Leuchtdiode ausgerüstet. Durch den Druck auf die Oberfläche des elastischen Schachbrettes schließt der Spieler einen Schalter und aktiviert eine Leuchtanzeige auf dem betreffenden Spielfeld. Der Spieler bewegt die Schachfiguren nicht nur für seine Züge sondern auch für die Züge des Computers entsprechend den aktivierten Leuchtanzeigen, die die Gegenzüge des Schachcomputers anzeigen.

In der letzten Zeit sind ferner viele Schachspielzusatzgeräte vorgeschlagen worden, wie z.B. ein Stimmen-Synthesiser, der in der Lage ist, den Spieler über jeden Zug und jeden Schlag zu informieren, der ferner auf Anfrage die Position einer Schachfigur wiederholen kann, sowie z.B. ein elektrischer Drucker zum protokollieren des Spielablaufs und eine Schachuhr.

Nach all diesen Jahren sucht die.bekannte Technik noch immer als Gegenspieler für einen Menschen einen menschlichen Schachspielautomaten, der in der Lage ist, in . einem Spiel den physiologischen und psychologischen Ein-

druck einer Maschine nit menschlichen Eigenschaften zu schaffen, und der trotzdem, den Grad der Perfektion und Reproduzierbarkeit besitzt, der nur durch den Einsatz der Robotertechnik erzielbar.ist.

Die Erfindung schlägt ein elektronisches Schachspiel vor, das Roboter-Handbewegungen mit menschlichen Eigenschaften ausführt. Das Schachspiel besitzt ein Schachbrett, Schachfiguren, eine elektronische Prozessor-Schaltung, Speichereinheiton, eine Tastatur und einen gelenkigen Roboterarm, der radial bewegbar dem Schachbrett benachbart angeordnet ist. Der Roboterarm trägt an seinem Ende mehrere mechanische Finger, die Schachfiguren greifen und loslassen können.

Das Schachbrett besitzt eine Vielzahl elastischer Schaltelemente, von denen je eines unter jedem Feld des Schachbrettes angeordnet ist und in der Lage ist, die Anwesenheit einer Schachfigur auf diesem Feld anzuzeigen. Zu diesem Zweck besitzt jede Schachfigur in ihrem Fuß einen Magnet; ferner sind unter den Schachfeldern Kammern zur Aufnahme komplementärer Magnete angeordnet. Unmittelbar unter der Schachbrettoberfläche ist entsprechend der Zahl der Schachfelder'eine Reihe von Schaltern angeordnet. Wenn auf einem Schachfeid eine- Schachfigur abgestellt wird, wird durch die magnetische Kraft der untere Magnet angehoben, um das zugeordnete Schaltelement zusammenzudrücken und elektrisch zu schließen. Ferner sind die relative Größe und die Position der Magneten so gewählt, daß sie die Schachfigur räumlich an einer vorgegebenen Stelle positionieren, um eine geeignete Zuordnung für die Susammen-

w.irlump; mil. den Gr·"¹! ΓΠ nrorn den Hobo Lernrmen cicherzuatc'l.] en.

Neben dem Schachbrett ist eine unterteilte, markierte Lagerposition vorgesehen, die in der Lage ist, jede der Schachfiguren aufzunehmen. Die Lagerposition kann optional ein Schaltelement besitzen; sie besitzt je- '■ doch mindestens eine Magneteinheit, um eine exakte räumliche Zuordnung der Schachfigur sicherzustellen. Optische Detektoren überwachen Antriebsmotoren, die den Roboterarm positionieren.

Ferner sind eine Tastatur,LED-Anzeigen und ein Geräuschgenerator vorgesehen, um nicht nur verschiedene Spielfunktionen und Spieloptionen zu verwirklichen, sondern um auch bei vorgegebenen Ereignissen im Ablauf des Schachspieles emotionelle Reaktionen zu zeigen. Das heuristische Schachprogramm sieht z.B. üblicherweise eine vom Computer inizierte Bewegung des Roboterarmes vor unter Verwendung des kürzesten Weges von der jeweilig aktuellen Position des Roboterarmes zu einer gewünschten Endposition; es leitet ferner das Aufnehmen und das Absetzen einer Schachfigur ein. Wenn jedoch eine Emotionstaste der Tastatur aktiviert worden ist, kann die Zentral - Prozessor-Einheit des Computers bei Auftreten eines vorgegebenen Ereignisses besonderer Bedeutung im Ablauf eines Schachspieles ein Unterprogramm aktivieren. So können z.B. das Schlagen der Dame, das Umwandeln eines Bauern usw. entweder Freude signalisierende Töne, Lichter oder emotionale physikalische Bewegungen hervorruf en,.wenn sie vom Computer aus geführt worden sind oder, wenn sie vom menschlichen Spieler ausgeführt worden sind, entsprechende, Verzweiflung signalisierende Töne, Lichter oder Bewegungen.

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Der Robot erarrn kann ferner dem menschlichen Spieler einen physikalischen Hinweis auf einen von der Zentral - Prozessor-Einheit vorgeschlagenen Zug geben, wenn eine Hinweistaste· aktiviert worden ist. Ferner kann der Roboterarm durch einen entsprechenden Hinweis auf einen Registerteil des Schachbrettes vom menschlichen' Spieler zu wählende Schwierigkeitsgrade aufzeigen.

Die neuartigen Lösungen und die neuartigen Eigenschaften der Erfindung sind Insbesondere in den Ansprüchen aufgezeigt. Nachstehend ist die Erfindung sowohl hinsichtlich ihrer Organisation als auch ihrer Funktionsweise in Verbindung mit weiteren Lösungen und Vorteilen anhand einer in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgeinäßen Ausführungsform eines Schachspieles mit Roboterarm;

Fig. 2 einen partiellen Querschnitt des Schachspieles gemäß Fig. 1 mit Schachfiguren;

Fig. 3 einen partiellen Querschnitt des Roboterarmes gemäß Fig. 1;

Fig. 4 einen Grundriß eines Teiles der Antriebsmotoren des Schachspieles gemäß Fig. 1;

Fig. 5 eine Seitenansicht eines optischen Detektors;

Fig. 6 eine Seitenansicht der Greiffinger des Roboterarmes gemäß Fig.. 1;

Fig. 7 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen· Ausführungsform einer Logikschaltung;

Fig. 8 · ■

bis 17 Flußdiagraiame verschiedener durch entsprechende Tasten aktivierbarer Unterprogramme.

Die folgende Beschreibung setzt jeden mit der Technik elektronischer Spiele Vertrauten in die Lage;erfindungsgemäße elektronische Schachspiele herzustellen und anzuwenden; sie erläutert ferner die besten Arten, in denen die Erfinder ihre Erfindung auszuführen beabsichtigen. Darüber hinaus ist jedoch den mit der Technik. Vertrauten offensichtlich, daß zahlreiche Modifikationen möglich sind, da die generischen Prinzipien der Erfindung hier speziell definiert worden sind, um einen elektronisch gesteuerten Roboterarm für ein Schachspiel vorzuschlagen.

Grundsätzlich gestattet die Erfindung einem Menschen ein Schachspiel in konventioneller Weise gegen einen Gegner zu spielen, der mindestens die gleichen kinematischen Bewegungen ausführt wie ein menschlicher Gegner. Je nach Wahl des menschlichen Spielers kann der erfindungsgemäße, elektronisch gesteuerte Schachroboter sowohl Geräusche als auch Gesten ausführen, die an emotioneile Reaktionen eines menschlichen Schachgegners erinnern. D.h., der Mensch kann seine konventionellen Züge ausführen und einfach die Gegenzüge des Roboterarms 14 beobachten, einschließlich des Schiagens und

des E)'itfernens der Schachfiguren des menschlichen Spielers vom Brett. D.h., vom Beginn des Schachspieles an bis zu einem Zug oder einem Schachmatt braucht der menschliche Spieler nur sein normales Schachspiel zu spielen, als wenn er einen menschlichen Gegner hatte.

Die Erfindung schließt ein heuristisches Schachspielprogramm ein, das typisch ist für eine Klasse elektronischer Programme, die gegenwärtig existieren. Beispiele solcher Programme sind in allgemein bekannten Dokumenten-veröffentlicht, wie z.B. das "Sargon 1.0", das in dem Buch "Sargon - A Computer Chess Playing Program", Verlag Hayden Book Co., Inc., Rochelle Park, New Jersey, 1978 beschrieben ist,' auf das die Erfindung zur Ergänzung dieser Beschreibung Bezug nimmt·.

Diese Programme haben grundsätzlich den Zweck Schachzüge zu erzeugen, die die Schachzüge des Gegners strategisch und taktisch beantworten. Da das spezielle, heuristische, elektronische Schachspielprograimn weder für den Zweck noch die Reproduzierbarkeit der Erfindung wesentlich -ist, sei hier nur zur Information gesagt, daß die Heuristik folgende Komponenten enthält:

1. Einen Schachzug-Erzeugungsteil, der die Schachzüge erzeugt;

2. Einen Positions-Bewertungsteil, der aus mehreren Schachheuristiken besteht, die verwendet werden, um eine numerische Bewertung einer Schachspielposition zu erhalten. Die Positionsbewertung ist ein Maß für

Stärke einer bestimmten Brettpositionj sie bezieht
sich auf die relative strategische Stärke der Positionen der Schachfiguren beider Seiten;

3. Einen Material-Bewertungsteil, der für alle
gegebenen Positionen den möglichen Ausgang von Angriffen der verschiedenen auf dem Schachbrett befindlichen Schachfiguren ermittelt. Die Materialbe.wertung ist ein Maß für die Stärke der Schachfiguren auf dem Brett nach einem bestimmten Zug; sie bezieht sich auf die relative taktische Stärke der auf jeder Seite
verbleibenden Schachfiguren; ·

4. Einen Steuerungsteilj der eineiterative Alpha/ Beta-Suche erster Näherung durchführt (iterative depth first alpha/beta search);

5. Einen Zug-Analysatorteil, der jede von dem Zug-Erzeugungsteil geschaffene Schachposition verarbeitet.

Die Gesamtanalyse der möglichen Züge wird von dem Zug-Analysatorteil durchgeführt, der jede von dem Zug-Erzeugerteil geschaffene Schachposition verarbeitet. Bei jedem Spiel (entsprechend den möglichen Mitteln eines der Spieler in einer gegebenen Reihe) fragt der Material-Bewertungsteil den Zug-Analysatorteil ab, ob die von dem Zug-Erzeugerteil vorgeschlagene Position besser oder gleich jeder vorherigen Position bei diesem Schwierigkeitsgrad ist. Wenn die vorgeschlagene Schachposition nicht besser oder gleich jeder vorangegangenen Position bei diesem Schwierigkeitsgrad ist, fragt der Zug-Analysator

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einen anderen Zug vom Fug-Er^eugcr ab.'Wenn eine vorgeschlagene Position materiell besser oder gleich jeder vorangegangenen Postion bei dem gegebenen Schwierigkeitsgrad ist, fragt der Zug-Analysator den Positions-Bewerter ab.· Wenn der Positions-Bev/erter 'feststellt, daß die laufende Position nicht besser ist als jede vorangegangene Po.GJ.tion bei diesem Schwierigkeitsgrad, wird der Zug-Erzeuger erneut aufgefordert, einen anderen Zug vorzuschlagen. Wenn die laufende 'Positions-Bewertung besser ist als jede vorangegangene Positions-Bewertung bei diesem Schwierigkeitsgrad, werden die laufenden Positions-Parameter als diejenigen der besten Postion auf diesem Schwierigkeitsgrad' verwendet und die Steuerung wird an den Steuerungsteil zurückgegeben. Der Steuerungsteil setzt die Suche für jeden Zug in jeder Runde und für nachfolgende Runden fort, bis die vorgegebene Zahl von Positionen analysiert ist, die durch den vorgegebenen Schwierigkeitsgrad"des Spieles definiert ist.

Es ist offensichtlich, daß grundsätzlich entsprechend der Zahl der untersuchten zukünftigen Züge zahlreiche Schwierigkeitsgrade für das jeweilige Schachspiel vorgegeben werden können. Die Erfindung schlägt Einrichtungen zum Einsatz des elektronischen Schachprogrammes in einer Art und Weise vor, die menschliche Eigenschaften nachahmt, während eine Roboterform erhalten bleibt.

Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen elektronisch gesteuerten Schachroboters.2. Ein Gehäuse 4, das aus Kunststoff geformt, sein kann, be-

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sitzt ein Schachbrett 6 und ein Pnar Schachfiguren-Lagerbereiche 8 und 10 auf seiner Oberseite. Benachbart zum Schachbrett 6 ist eine Tastatur 12 angeordnet, die zur Steuerung der Funktionen des Schachroboters 2 dient. Ferner ist in der Nähe des Schachbrettes 6 .ein gelenkiger Roboterarm 14 be\ve glich befestigt, der mehrere Greiffinger Ί6 trägt.

Die Tastatur 12 besitzt Tasten für folgende Funktionen:

1. Zug

2. Rücknahme

3. Hinweis

4. Überprüfung - Ein/Aus

5. Ton - Ein/Aus (König)

6. Automatisches Spiel (Läufer)

7. Schwierigkeitsgrad

8. Neues Spiel (Bauer)

9. Züge Drucken

10. Figurenstellungen Drucken

11. Befehl Löschen

12. Rückblende

13. Farbwechsel

14..Bester Zug - Ein/Aus (Läufer)

15. Emotionen - Ein/Aus (Dame)

16. Demonstrations-Programm

17. Aufstellung/Überprüfen

18. Funktionsprüfung

19· Neue Aufstellung (Turm)

20. Liste Drucken

21. Ausdruck - Form.

Die oben in Klammern genannten Schachfiguren kennzeichnen eine Doppelfunktion der jeweiligen Taste, die später beschrieben wird.

elektronischen Die Zug-Taste erlaubt es dem Spieler, den/Computer zu zwingen, auf der Basis des gegenwärtigen Status seiner Bewertungen des vorteilhaftesten Zuges einen Zug zu machen. Bei fortgeschrittenem Spielstand benötigt die in integrierter Schaltung ausgeführte Zentral- Prozessor-Einheit mehrere Sekunden um jeden möglichen Zug zu bewerten, insbesondere dann, wenn das Schachspiel bereits so weit fortgeschritten ist, daß dem Spieler eine große Zahl.von Optionen offen steht, was beispielhaft durch den Ziolog Z-80B oder andere gleichwertige Micro-Prozessoren gezeigt worden ist. Eine Betätigung der Zug-Taste, während die Zentral - Prozessor-Einheit den besten Zug berechnet,' beendet diesen Prozess und zwingt den .Computer, den bis dahin ermittelten·besten Zug zu machen. Wenn die Reihe an dem menschlichen Spieler ist, gestattet eine Betätigung der Zug-Taste der Zentral -' Prozessor-Einheit den Zug des menschlichen Spielers zu entscheiden und auszuführen. Zu jeder anderen Zeit sind Betätigungen der Zug-Taste unwirksam. Die Rücknahme-Taste gestattet es dem Spieler das laufende Spiel auf den Status unmittelbar vor den letzten Zug zurückzusetzen, unabhängig davon ob der letzte Zug von dem Roboterarm 14 oder dem .menschlichen Spieler durchgeführt wurde. Wenn diese Taste betätigt wird, handhabt der Roboterarm 14 die Schachfigur oder die Schachfiguren gemäß Figur 12.

Eine Betätigung der Hinweis-Taste weist die Zentral-Prozessor-Einheit an, dem menschlichen Spieler zu zeigen,

welches ihrer Meinung nach der beste Zug für den Menschen wäre. Dieser Hinweis wird dadurch ausgeführt, daß der Roboterarm 14 sich über die Schachfigur bewegt, die Vorschlagsgemäß gezogen werden soll und die Hebeachse des Armes abwärts und dann aufwärts bewegt (ohne die Schachfigur zu greifen), sich dann zu der vorge- . schlagenen Position bewegt und auch hier wieder die Abwärts- und Aufwärtsbewegung in der Hebeachse wiederholt. Wenn der.menschliche Spieler die Hinweistaste ein zweites Mal betätigt, zeigt die Zentral - Prozessor-Einheit den nächst besten Zug. Die Hinweis-Taste kann wiederholt betätigt werden; gemäß Figur 17 antwortet die Zentral-Proz-essor-Einheit darauf mit einer Reihe von Zügen, be- · ginnend mit dem besten und endend mit· dem schlechtesten.

Die Überprüfung-Ein/Aus-Taste wird verwendet um zu prüfen, ob der Computer die Stellung aller Schachfiguren auf dem Schachbrett kennt. Um den Überprüfungs-Betrieb zu beginnen wird, die Überprüfung-Ein/Aus-Taste betätigt, wodurch eine "Überprüfungs-Betrieb" LED-Anzeige aufleuchtet. In dieser Betriebsart können jede beliebige oder alle auf dem Schachbrett befindlichen Schachfiguren einzeln angehoben werden und die Zentral -Prozessor-Einheit antwortet, welche Schachfigur ihrer Meinung auf dem betreffenden Feld steht, indem sie die die betreffende Schachfigur kennzeichnende Taste periodisch aufblinken läßt (z.B. Taste 5, 6, 8, 14, 15 oder 19, wie o. g.); die Farbe der Schachfigur wird dabei durch die "weiß" oder "schwarz" LED-Anzeige angezeigt. Wenn die Schachfigur auf ihr Feld zurückgestellt wird, werden die Blink- und die Farb-LED-Anzeigen auf ihren ursprünglichen Status zurückgesetzt bzw. aus-

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geschaltet. Wenn die überprüfte Schachfigur nicht mit der Anzeige der Zentral - Prozessor-Einheit übereinstimmt, sollte sie durch die richtige Schachfigur ersetzt werden. Weitere Überprüfungen.sind durch das Anheben weiterer Schachfiguren möglich oder der Überprüfungsbetrieb kann durch eine erneute Betätigung der Überprüfung-Ein/Aus-Taste beendet v/erden.

Durch eine Betätigung der Ton-Ein/Aus—Taste wird der Zustand eines Ein/Aus-Bits eines Geräuschgenerators (nicht beschrieben) geändert. Eine Betätigung der Automatik-Spiel-Taste veranlaßt die Zentral.- Prozessor-Einheit in einen Automatik-Spiel-Betrieb überzugehen, indem sie beide Züge ausführt und dadurch in der Tat gegen sich selbst spielt. Eine·erneute Betätigung der Automatik-Spiel-Taste während des Automatik-Spiel-Betriebes setzt die Zentral - Prozessor-Einheit in einen normalen NichtAutomatik-Spiel-Betrieb zurück,in .dem sie annimmt, daß der Mensch mitspielt.

Durch eine Betätigung der Schwierigkeitsgrad-Taste wird der gegenwärtige Schwierigkeitsgrad, der von der Zentral - Prozessor-Einheit verarbeitet wird, angezeigt; physisch geschieht dies dadurch, daß der Roboterarm 14 sich bewegt und auf einen Punkt auf dem Brett zeigt, der diesen Schwierigkeitsgrad repräsentiert. Um den vorhan_r denen Schwierigkeitsgrad zu ändern, muß die Schwierigkeitsgrad-Taste erneut betätigt werden, wodurch der Schwierigkeitsgrad gesteigert wird, bis er seinen Endwert erreicht; daraufhin setzt eine erneute Betätigung der Schwierigkeitsgrad-Taste den Schwierigkeitsgrad auf seinen Anfangswert zurück. Der Roboterarm 14 zeigt jeden

Schwierigkeitsgrad an, bis sich der Mensch für einen bestimmten Schwierigkeitsgrad des Schachspiels entscheidet (Siehe Fig. 16).

Eine Betätigung der Neue-Spiel-Taste leitet ein neues Spiel ein; es wird vorausgesetzt, daß nach einem solchen Befehl der menschliche Spieler die Schachfiguren auf dem Schachbrett aufstellt. Eine Betätigung dieser Taste .zu jeder beliebigen Zeit veranlaßt den Roboterarm 14 in seine Ruhestellung zurückzukehren, in der ein erster und ein zweiter Gelenkteil des Armes 18 und 20 so gegeneinander zurückgefaltet sind, daß sie räumlich relativ zum Schachbrett eine Nullposition anzeigen; dieser Torgang wird nachstehend beschrieben (siehe Fig. 8).

Die Züge-Drucken-Taste und die Figurenstellungen-Drucken-Taste sind zur Steuerung des Betriebes eines Zusatz-Druckers vorgesehen, der bausteinartig an dem Gehäuse befestigt werden kann. Durch eine Betätigung der Züge-Drucken-Taste wird jeder Zug ausgedruckt, wenn er durchgeführt ist. Durch eine Betätigung der Figuren-Stellungen-Drucken-Taste wird die Zentral -Prozessor-Einheit veranlaßt, den gegenwärtigen Stand der Figuren-Stellungen auf dem Schachbrett auf dem Drucker auszudrucken. Torteilhafterweise kann ein handelsüblicher Thermo-Drucker eingesetzt werden. . .

Durch eine Betätigung der Befehl-Löschen-Taste können alle Befehle gelöscht oder ausgeschaltet werden, die mittels der Züge-Drucken-, Figuren-Stellungen-Drucken-, Hinweis-, Rücknahme-, Rückblende-, Automatik-Spiel-, Liste-Drucken- oder Demonstrations-Programm-Taste eingegeben worden sind. Alle anderen Befehle können einfach

durch cine (;riicul.(· lic Ui ii.^uniz dor JuwelliccH Taste gelöscht v/erden, wodurch der Status des zugehörigen Ein/Aus-Bits geändert wird (siehe Fig. 9).

Durch eine Betätigung der Rückblende-Taste kann der letzte Zug der Zentral - Prozessor-Einheit dadurch angezeigt v/erden, daß der Roboterarm 14 von .der Vorher in die Nachher-Position bewegt wird. Dadurch kann der menschliche Spieler- die Schachfigur sowie ihre ursprüngliche und ihre neue Position auf dem Schachbrett identifizieren (siehe Fig. 10). Die Farbwechsel-Taste, deren Funktion in Fig. 11 dargestellt ist, sollte nur zu Beginn eines Spieles betätigt werden; sie gestattet dem Menschen zu wählen, ob er mit den weißen oder den schwarzen Figuren spielen will. Eine Betätigung der Bester-Zug-Ein/Aus-Taste weist die zentral - Prozessor-Einheit an, immer den besten Zug zu wählen, den sie ermittelt hat; anderenfalls, wenn diese Taste nicht betätigt ist, .verteilt die Zentral - Prozessor-Einheit manchmal ihre Auswahl willkürlich, indem sie einen Zug · aus dem.oberen Teil einer Reihe guter zur Verfügung stehender Züge auswählt. ■

Eine Betätigung der Emotiqnen-Ein/Aus-Taste erlaubt der Zentral - Prozessor-Einheit durch Armbewegungen, Geräusche und eine Lichterfolge der Leuchtdioden Emotionen zu zeigen.. Wenn sich diese Taste nicht im Emotionen-EinStatus befindet, führt der Roboterarm 14 einfach nur gerade und schnelle Bewegungen aus. Eine Betätigung der Demonstrationsprogramm-Taste veranlaßt die Zentral-Prozessor-Einheit ein vorgegebenes Schachspiel zu be-

ginnen, in dem alle Fähigkeiten des Roboteraraes 14 in einer normalen Spielart gezeigt werden. Bei der Betätigung dieser Taste bewegt sich der Roboterarm 14 in seine Ruhestellung und v/artet dort, bis die Schachfiguren aufgestellt sind. Durch eine Betätigung der Zug-Taste wird dann das tatsächliche Spiel eingeleitet.

Bei einer Betätigung der Aufstellung/Überprüfen-Taste (Figur 14) werden gleichzeitig die Tasten mit Doppelfunktionen betätigt und ihr Status in den der in Klammern angegebenen Schachfigurennamen geändert. In diesem Zusammenhang wird die Namens-Taote einer bestimmten Schachfigur betätigt, z.B. die des Läufers,'um die Zentral-Prozessor-Einheit mit einer Eingabeinformation zu versorgen. Die Zentral -Prozessor-Einheit beleuchtet dann die richtige LED-Anzeige als Fee.dback auf den von dem Menschen zusammen mit dem Farb-LED-Anzeiger angewählten Schachfigurnamen. Die Farbwechseltaste wird auch betätigt, wenn es erforderlich.ist, die Farbidentifikation zu ändern, damit die Farbanzeige der tatsächlichen Farbe der Schachfigur entspricht. Wenn die Schachfigur auf dem Brett plaziert ist, wird sie von der Zentral- Prozessor-Einheit als Inhaber der zuletzt angezeigten, augenblicklichen Position formell akzeptiert, wobei der Name und die Farbe angezeigt werden; falls gewünscht, kann zusätzlich ein akustisches Feedback erfolgen. Wenn gewünscht wird, die Position einer Schachfigur auf dem Brett zu ändern, nimmt der menschliche Spieler die Schachfigur einfach von ihrer gegenwärtigen Position auf. Die Zentral .-Prozessor-Einheit erleuchtet dann die Farb- und die Namensanzeige dieser Figur. Der Mensch plaziert die Figur dann in ihrer neuen Position; die Färb- und die

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Namensleuchten gehen dann aus. Falls gewünscht wird, eine Figur von dein Schachbrett zu entfernen, wird diese Figur einfach aus ihrer Position auf dem Brett aufgenommen .und in ihrer richtigen Lagerposition an der Seite des Schachbrettes abgestellt. Die Färb- und Namens-Leuchten bleiben an, bis entweder die Aufstellaktion durchgeführt oder die Betriebsart Aufstellen beendet ist. Die Betriebsart Aufstellen wird einfach durch eine Betätigung der Befehl-Löschen-Taste beendet.

Eine Betätigung der Funktionsprüf-Taste leitet eine Überprüfung der Funktionen des Roboterarmes und der Zentral -. Prozessor-Einheit ein. Wenn diese Taste betätigt wird, führt der Schachroboter Z mindestens die folgenden Funktionen aus, der Roboterarm 14 nimmt eine Schachfigur an einer Ecke auf und plaziert sie an einer anderen Ecke, die Zentral -Prozessor-Einheit erleuchtet der Reihe nach die LED-Anzeigen, erzeugt ein erkennbares Geräusch auf dem Geräuschgenerator und überprüft alle Tastenbetütigungen, in dem sie nur eine diskrete LED-Anzeige erleuchtet', wenn eine einzelne Taste betätigt wird. Es ist möglich, die Funktionsprüfung während ihrer Durchführung durch Betätigung der Befehl-Löschen-Taste zu beenden. Die Betätigung der Neue-Aufstellung-Taste instruiert die Zentral-Prozessor-Einheit, die Figuren automatisch auf dem Schachbrett aufzustellen; dabei wird vorausgesetzt, daß die Zentral - Prozessor-Einheit die Position aller Schachfiguren in den Lagerbereichen an den Seiten des Schachbrettes kennt. Die Liste-Drucken-Taste ist in Verbindung mit einem Drucker-Baustein verwendbar; eine Betätigung dieser Taste veranlaßt die Zentral-Prozessor-Einheit alle Züge des laufenden Spieles in

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chronologischer Reihenfolge r,u drucken. Die Ausdruck-Form-Taste ist auch eine Hilfstaste, die in Verbindung mit dem Drucker-Baustein verwendbar ist; sie legt die Form fest, in der der Drucker die Züge ausdruckt, entweder in Kurzform oder in Langform.

Eine Reihe von Anzeigeleuchten, wie z.B. Leuchtdioden (LEDs), liefert dem menschlichen Spieler zusätzliche Informationen, wie z.B. Überprüfung der Funktionen der Zentral -. Prozessor-Einheit. Die Leuchtanzeigen sind in geeigneter Weise beschriftet. Die Anzeigenleuchte Illegaler-Zug zeigt an, daß eine illegale Handlung vorgenommen wurde, wie z.B. das Ziehen einer Schachfigur einer falschen Farbe, ein für eine Schachfigurenart falscher Zug oder ein Zug einer Schachfigur zu einer falschen Zeit, z.B. im Automatik-Spiel-Betrieb. Die Anzeige Roboter leuchtet auf, wenn der Roboterarm 14 am Zug ist. Die Anzeige Mensch leuchtet auf, wenn der menschliche Spieler am Zug ist. Die Leuchte Automatik-Spiel (Läufer) zeigt an, daß der Schachroboter 2 sich gegenwärtig im Automatik-Spiel-Betrieb befindet. Die Leuchte Demonstrations-Programm (Bauer) zeigt an, daß der Schactiroboter 2 gerade das vorprogrammierte Demonstrations-Programm durchführt.

Die Leuchte Ton (König) zeigt an, daß der Geräusch-Generator aktiviert ist, um Geräusche zu erzeugen, die Leuchte Emotionen (Dame) zeigt an, daß der Schachroboter 2 aktiviert ist, während des Spieles Emotionen zu zeigen, wie z.B. Lichterfolgen, Geräusche oder zögernde oder unentschlossene Bewegungen des Roboterarms. Die Leucht-

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anzeige Überprüfungsbetrieb zeigt an, wenn sie aktiviert ist, das sich der Schachroboter 2 in "einem Überprüfungsbetrieb einer im voran gegangenen beschriebenen Art befindet. Die Leuchte Figuren-Diskrepanz zeigt an, daß bei der Identifikation einer Schachfigur auf einem Feld ein Problem besteht. Die Leuchte Bester-Zug (Läufer) zeigt an, daß die Zentral -Prozessor-Einheit instruiert ist, immer den besten verfügbaren Zug auszuwählen. Die Leuchte Drucker (Turm) zeigt an, daß der Drucker aktiviert ist. Die Leuchte weiß/schwarz wird im oben beschriebenen Überprüfungs- und Aufstellungsbetrieb verwendet, um die jeweilige Farbe einer gewählten Schachfigur anzuzeigen; wenn sich der Schachroboter nicht in diesen besonderen Betriebsarten befindet, zeigt diese Leuchte die Farbe derjenigen Partei an, die gerade am Zug ist..Die bei den betreffenden LED-Anzeigen in Klammern genannten Identifikationen der verschiedenen Schachfiguren beschreiben eine Alternative Funktion dieser Leuchten zum Anzeigen einer bestimmten Schachfigur. . · .

Im Emotionsbetrieb kann der Schachroboter 2 abhängig vom Vorliegen besonderer Spielsituationen menschlich emotioneil reagieren; wenn z.B. der 'Schachroboter das Spiel verliert, dadurch daß er Schachmatt gesetzt wird, kann die Zentral -Prozessor-Einheit den Roboter 14 in schleudernde Bewegungen versetzen, die Leuchten 9 flackern lassen und über den Lautsprecher 7 kreischende Laute ausstoßen. Wenn jedoch der menschliche Spieler Schachmatt gesetzt wird, kann eine Siegesfeier zelebriert werden. Ein großes Repertoir an Geräuschen ist möglich; z.B. Bombenexplosionsgeräusche, Kreischen,

Schreie, Heulen, Knurren, Brummen, Gackern, Schnattern oder schweres Atmen können ein Teil des Repertoirs an akustischen Reaktionen sein. Der Roboterarm 14 kann auch über dem Schachbrett kreisen, um 3. B. einen Angriff mit einem Bauer-Opfer zu fingieren, um dann nur wie für den tatsächlichen Zug beabsichtigt, einen benachbarten Läufer zu ergreifen. Zusätzlich können die Leuchten 9 und 11 als Anzeichen für fieberhaftes "Nachdenken" während des Yorbereitens eines Zuges pulsieren.

Figur 2 zeigt einen partiellen Querschnitt des Schachbrettes 6 mit Schachfiguren 22, Schaltelement 26 und magnetische Einrichtungen 24 und 38 zum räumlichen Positionieren der Schachfiguren 22 in einer vorgegebenen Position auf dem Schachfeld. Die Schachfigur 22 enthält ein Magnetelement 24. Unterhalb der Schachbrettoberfläche 6 ist das Mehrfachschaltelement 26 angeordnet, das zwei flexible, leitende Polyesterschichten 28 und 30 besitzt, die durch auf die Schichten 28 und 30 aufgedruckte Isolationsstreifen 32 voneinander getrennt sind. Es ist offensichtlich, daß jede der Schichten 28 und 30 eine Matrix bildende Reihe.eines leitenden Materials enthält, die z.B. entsprechend den Feldern des Schachbrettes 6 eine Matrix mit 64 Schaltelementen. Zusätzlich können 32 Schalter vorgesehen sein für die entsprechenden Lagerpositionsflächen 8 und 10 an den Seiten des Schachbrettes 6. Unterhalb jedes Schaltelementes bzw. Schaltzelle, besitzt eine Tragplatte 34 Kammern 36. In jeder Kammer 36 ist beweglich ein komplementäres Magnetelement 38 gelagert, das mit dem Magnetelement 24 in der Schachfigur 22 in Wechselwirkung tritt.

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Kr> irjL of f on aid ι L] ich, daß beide Magneteleinente 24 und. 38 Permanent-Kagnete sein können, die so pola— ., risiert sind, daß sie einander anziehen oder daß ein Magnet element aus einem, magnetisierbarer Material z.B. aus Eisen bestehen kann. Die notwendige Forderung ist, daß die ζλ^ίεοηεη den'Magnet element en erzeugte anziehende magnetische'Kraft ausreicht, um das untere .Magnetelement 38 so stark aufwärts zu ziehen, daß es die leitenden Teile der flexiblen Polyesterschichten 28 und 30 zusammendrückt und so in Eontakt miteinander bringt, daß das Schaltelement elektrisch .geschlossen wird. Ferner ist das Magnet element 38 komplementär zur internen Oberfläche seiner Kammer 36 so konfiguriert,

daß es in der Lage ist, die Schachfigur 22 in einer zentralisierten vorgegebenen Position auf dem Schachfeld räumlich zu positionieren. Dies ist besonders wichtig, da dadurch eine exakte Ruheposition für die Schachfigur definiert ist, so daß sie von den Greiffingern 16 des Roboterarmes 14 ergriffen werden kann. Andererseits werden geringe Positionsabweichungen oder Bewegungen der Schachfigur aus der zentralen Position des zugeordneten Schachfeldes durch das resultierende Magnetfeld zwischen den zugeordneten Magnetelementen unmittelbar korrigiert, wenn die Greiffinger 16 die Schachfigur 22 freigeben.

Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt des Roboterarmes 14. Wie bereits erwähnt, ist der Roboterarm 14 gelenkig; er besitzt einen ersten Armteil· 18 und einen zweiten Armteil 20. Eine Tragsäule 40 ist drehbar neben dem Schachbrett 6 befestigt; sie wird von einem Gleichstrom-Permanentmagnet-Motor 42 angetrieben, z.B. einem'

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Motor, wie er von der Fa. I-Iabuchi Ltd., Japan unter der Typenbezeichnung SM. RS-365S-1885 vertrieben wird. Dieser Motor besitzt zwei Drehrichtunken; er bewirkt die radiale Hauptdrohbowegung des Koboterarines I'i. Ein optischer Detektor 44, der z.B. ein Infrarotzellenpaar verwendet, das gemäß Fig. 4 und 5 durch einen Positionsindikator46 unterbrochen wird, stellt eine angemessene Überwachung des Motors 42 sicher, um der Zentral - Prozessor-Einheit Positionssignale sowohl für die Richtung als auch den Winkel der Drehung zu liefern. Die Signale repräsentieren'ein Viertel einer vollen M'otorwellendrehung.

Eine an der Tragsäule 40 befestigte Rolle 48 wird von einem Riemen 50 angetrieben, der seinerseits über Zahnräder 47 und 49, ein Schneckenrad 51 und eine Schnecke 53 von dem Motor 42 angetrieben wird.

Ein anderes Motorpaar 52 und 54 des gleichen Typs wie der Motor 42 ist in der Tragsäule 40 angeordnet; die Motoren 52 und 54 dienen"zur Betätigung des zweiten Armteiles 20. Um es einfach zu sagen, einer dieser Motoren bewegt einen mechanischen Anschlag.

Der Motor 52 ist über eine Antriebsrolle 56 durch eine Kette oder Leine 58 mit dem Armteil 20 verbunden; die Kette oder Leine ist über Losrollen 60 und 62 geführt. Die Antriebsrolle 56 ist an einer drehbar gelagerten Welle 64 befestigt.. Die Welle 64 ist durch eine Torsions- oder Uhrfeder 66 so belastet, daß der zweite Armteil 20 in eine geschlossene Position neben den ersten Armteil 18 gedrückt wird. Wenn der Motor

J NACB

NACBe₁HREICHT

aktiviert wird, zieht der den zweiten Armteil 20 so gegen die Federkraft, daß der zweite Armteil in die gewünschte Position innerhalb eines Schwenkwinkels von ungefähr 170 °.geschwenkt wird. Ein optischer Detektor 55 überwacht die Position der Welle des Motors 52.

Der Motor 54 ist durch eine Kette oder Leine 70 mit einem Nockenhebel oder Winkelhebel 68 verbunden. Der Winkelhebel 68 ist schwenkbar im ersten Armteil 18 befestigt. Die Kette oder Leine 70 ist über Rollen 72 und Ik geführt. Der zweite Armteil 20 besitzt eine parallelogrammartige Konfiguration, die zwei drehbar gelagerte Tragstangen 76 und 78 enthält. Die Tragstangen 76 und 78 sind schwenkbar mit einem Nockengehäuse der Greiffinger 16 verbunden. Die parallelogrammartige Konfiguration des zweiten Armteiles 20 ergibt für das Nockengehäuse 80 eine Bewegungskinematik, die sicherstellt, daß das Nockengehäuse 80 immer senkrecht zur horizontalen Oberfläche des Schachbrettes 6 bleibt. Die untere Tragstange 78 besitzt einen Kitnehmer 82 in Form einer Verlängerung, der mit dem Winkelhebel 68 zusammenwirkt. Es ist offensichtlich, daß der Winkelhebel 68 eine gegen die■Schwerkraftwirkung des zweiten Armteiles 20 gerichtete Kraft ausübt. Ein -Mikroschalter (nicht dargestellt) kann die Überwachung der vertikalen Bewegung übernehmen. " ' . ■

Ein vierter Motor 84, der als Gleichstrommotor mit nur einer Drehrichtung ausgeführt sein kann, ist durch eine Schnecke 86 mit einem Schneckenrad 88 verbunden. Alternativ kann ein Permanentmagnet-Gleichstrommotor ver-

" 3200G 33,

v/endet v/erden, der z.B. von der Fa. Mabuchi Ltd. unter der Typennummer RF-26O125O vertrieben wird. Auf der gleichen Welle wie das Schneckenrad 88 ist eine Nocke rolle ⁽j0 be-ier.tißt, die durch eine Leine 92 mit einem Nockenkolben 94 verbunden.ist. Der Nockenkolben 94 steuert die oberen, winkelhebelförmigen Enden der Greiffinger 16, indem er sie gegen die Kraft einer Feder $6 drückt, die die Finger in eine Offenposition vorspannt. Ein Positions-Detektor 98 in Form eines Mikroschalters wirkt mit einer Ein/Aus-Nockenfläche 100 zusammen, um anzuzeigen, ob sich die Finger 16 in ihrer Offen- oder ihrer Geschlossenstellung befinden. Der Motor 84 treibt die Nockenrolle 90 in einer Richtung so an, daß die federbelast.eten Finger 16 in einem Zyklus einer 360 °-Umdrehung der Nockenrolle 90 geöffnet und geschlossen werden. Gemäß Figur 6 besitzt jeder Greiffinger 16 eine Halteklaue 102, die so angeordnet ist, daß sie in einen Einschnitt jeder Schachfigur eingreifen kann; dieser Einschnitt besitzt eine Tragschulter 104, die bei jeder Schachfigur unabhängig von der Schachfigurenart an der gleichen Stelle angeordnet ist.

Positions-Mikroschalter 106 (am ersten Armteil 18, Figur 1) und 108 (an der Antriebsrolle 48 der Tragsäule 14, Figur 4) zeigen an, wenn der Roboterarm 14 in seine Ruhestellung zurückgekehrt ist. Gemäß Figur 1 hat der Roboterarm 14 seine Ruhestellung erreicht, wenn der zweite Armteil 20 den Hikroschalter 106 geschlossen hat, und wenn die Tragsäule 40 soweit gedreht v/orden ist, daß sie den Mikroschalter 108 schließt.

ι'·^:, .-'■ · 3 2 0 0Γ'36

Im Betrieb benutzt der R.oboterarm 14 seine Ruhestellung als Nullpunkt für das Koordinatensystem seines Arbeitsbereiches. Die Leistungsversorgung der einzelnen Gleichstrommotoren wird "vom Computer durch Ausgabe entsprechender Leistungsbytes an die Leistungssteuerung geregelt. Die Geschwindigkeitsregelung jeder Bewegungsachse erfolgt schrittweise entsprechend der Überwachung der gegenwärtigen Position durch die zugeordneten Optischen Detektoren und den vom Computer gelieferten Parametern der nächsten gewünschten Position.

Ein'Motor-Positionierungs-Generator erstellt für jeden aktiven Servokanal (Motorwelle) eine Liste der Zwischenpositionen, die anzufahren sind. Diese Zwischenpositionen

sind Schrittpunkte, die der Roboterarm 14 theoretisch in einer geraden Linie zwischen einer Start- und Stop-* Position anfährt. Um die zur Verfügung stehende Suchzeit des Computers nach dem besten Zug zu maximieren, versucht der Roboterarm 14 auf dem kürzesten Wege von einer Start- zu einer Stop-Position zu gelangen und dadurch die für die Überwachung seiner Aktivitäten erforderliche Cömputerzeit zu minimieren. Durch die Betätigung der Emotionstaste wird eine Ausnahme gegenüber dieses Standardsverfahrens eingeführt. Die laufende Position·.wird in gleichen Ze it ab ständen, z.B. alle 1.6 Millisekunden periodisch aktualisiert.

Um eine kritische Dämpfung zu erreichen, damit der Roboterarm 14 bei seiner Annäherung an seine Endposition verzögert wird und diese Endposition' nicht überfährt, v/erden für jede Motorwellenbewegung konventionelle Rückkopplungsschleifen eingesetzt. Grundsätzlich wird die

32QilLLi£.

NACHGEREICHT

gegenwärtige Achsenposition des Roboterarmes 14 als elektrisches Signal ermittelt; wenn dieses Signal von der gespeicherten, zuletzt ermittelten Position atweicht, wird es als Funktion der Position und Zeit moduliert, z.B. als Geschwindigkeit, die dann durch geeignete Geschwindigkeits-Kompensations-Konstanten weiter moduliert wird. Dieses modifizierte Signal wird dann als Negativwert zu dem Positivwert des Signales der gev/ünschten Endposition des nächsten Schrittes addiert, um für die Steuerung des Roboterarm-Motors ein wirksames Signal der Positionsabweichung zu erhalten. Zur Modifikation des Positionsabweichungs-Signales können geeignete Normierungskonstanten verwendet werden. Das resultierende normierte Signal der Positionsabweichung wird dann mit dem zuletzt gespeicherten alten Wert der dem Motor zugeführten Leistung kombiniert und aus der Summe der Mittelwert gebildet. Ferner können Grenzparameter verwendet v/erden, um obere und untere Geschwindigkeitsgrenzwerte zu bilden, die nicht überschritten bzw. unterschritten werden dürfen. Das gemittelte Leistungsausgangssignal wird dann als Digitalimpuls mit Impulslängen von ungefähr 1 Microsekunde zur modulierten Geschwindigkeitssteuerung des Motors verwendet .//Es ist offensichtlich, daß die längste Zeitperiode einer einzelnen Achse als maximale Zeit verwendet wird, um eine Durchschnittsgeschwindigkeit für jede Achse zu ermitteln und damit sicherzustellen, daß jeder Teil des radialen Roboterarmes zur gleichen Zeit startet und stoppt. Wenn der Roboterarm 14 die gewünschte Position erreicht hat, kann der Computer zahlreiche vorher gespeicherte Befehle aktivieren, um die geeignete Folge von Roboterarm-Bewegungen zu steuern. Wenn z.B. eine

NACHQEREiCHT

Aufnahmeposition und eine Absetzposition für eine Schachfigur gegeben ist, kann ein gespeicherter Befehl diese Bewegungen mit den zugehörigen Koordinaten zur Ausführung bringen. Andere gespeicherte Befehle können in gleicher Weise' abgerufen werden;. z*B. ein Befehl, der die Rückkehr des Roboterarmes in seine Ruhestellung steuert und die Nullpunkt-Mikroschalter jeder Achse aktiviert. Üblicherweise soll die Aktivierung des Schalters aus der gleichen Richtung (der· sog. Anti-Totßangrichtung) erfolgen, um die Hysteresis des mechanischen Schalters zu berücksichtigen. Andere Befehle können auch gespeichert werden, z.B. ein "Aufstellungs-Unterprogramm", um alle Schachfiguren in effizienter Weise in einer gewünschten Figurenanordnung aufzustellen; und z.B. das "Schwierigkeitsgrad-Unterprogramm", um den Roboterarm zu veranlassen, auf einen gewünschten Schwierigkeitsgrad zu zeigen und die Schwierigkeitsgrad-Taste auf Änderungen des Schv/ierigkeitsgrades hin abzufragen.'

Figur 7 zeigt das Blockdiagramm der Schaltung des Schachroboters 2·, die eine Zentral-Prozessor-Einheit 200 in.integrierter Schalttechnik enthält, wie z.B. einen ZiIog Z-80B, oder einen anderen gleichwertigen Microprozessor. Ein Kristall-Taktoszillator 202 erzeugt das für die Zentral- Prozessor-Einheit erforderliche Zeitgebersignal. Die Zentral-Processor-Einheit 200 besitzt mehrere Ein- und Ausgänge, die generell als Datenbus 204 gekennzeichnet sind, über den die Daten zu und von der Zentral-Prozessor-Einheit 200 übertragen werden. Extern zur Zentral-Prozessor-Einheit 200 ist ein Lesespeicher (Read Only Memory, ROM) 206 angeordnet, der verwendet wird, um Programme, Konstanten und andere Infor-

200036

mationen zu speichern, die von der Zentral-Prozessor-Einheit 200 benutzt v/erden. Der Lesespeicher 206 besteht vorzugsweise aus mehreren ROM in integrierter Schalttechnik, wie z.B. dem Toshiba PMH 2J64P o.dgl.

Die Zentral-Proz.essor-Einh.eit 200 benutzt ferner einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (Random Access Memory, RATi) 208 und einen. Aufbewahrungsspeicher (Retention RAM) 210. Diese Speicher v/erden als Arbeitsspeicher und zum speichern von zu den Merkmalen des erfindungsgemäßen Schachroboters gehörenden Informationen, wie z.B. der Geschichte jedes Zuges in einen bestimmten Spiel, verwendet. Ein separater Aufbewahrungsspeicher· 210 wird als Sicherheitsspeicher für den erfindungsgemäßen Schachroboter verwendet, der die Speicherung der jeweiligen Figurenanordnung eines unvollendeten Spieles speichert, auch dann, wenn die Energieversorgung des Systems ausfällt. Für diesen Zweck wird eine Batterie 212 in geeigneter Weise eingesetzt, um die Informationnen im Aufbewahrungsspeicher 210 zu erhalten. -

Der Speicher 208 besteht vorzugsweise aus mehreren RAM-Bausteinen in integrierter Schalttechnik, wie z.B. dem Toshiba TMK 314 AP. Der Aufbewahrungsspeicher 210 ist vorzugsweise in komplementärer MOS-Technologie ausgeführt mit einer durch eine Bereitschaftsbatterie gesicherten Informationsaufbewahrung. Ein Beispiel ist der statische Speicher mit v/ahlfreiem Zugriff RCA IWS 5101 Type LSI. Die Batterie 212 muß den Anforderungen des Aufbewahrungsspeichers des tatsächlich verwendeten speziellen Retention RAIf 210 entsr>rechen.

3200-36

Die Zentral-Prozessor-Einheit 200 adressiert die Speicherpositionen in den externen Speicherpositionen in den externen Speichern -206, 208 und.210 über mehrere Verbindungen, die zusammenfassend als Adress-Bus 214 -bezeichnet sind. Einige der Adress-Bus-Verbindungen ■ sind direkt mit dem Lesespeicher 206 und den Speichern mit wahlfreiem Zugriff 208 und 210 verbunden, während andere Verbindungen zu einem ROM-Drucker-Adressen-Dekoder 216 und einem ROM-Adressen-Dekoder 218 führen. Der ROM/Drucker-Adressen-Dekoder 216 wird auch verwendet, um einen optionalen Drucker zu aktivieren, der später beschrieben wird. Diese Dekoder erhalten üblicherweise als Eingang drei Adressen-Verbindungen von der Zenträl-Prozessor-Einheit 200; auf einer von acht Ausgangsverbindungen liefern sie als Funktion des "Wertes der dem Dekoder eingegebenen Drei Bit-Kombination eine Auncanßsinformation. Solche Dekoder werden so verwendet, daß mehrere ROM- und.RAM-Bausteine einsetzbar sind. Ein solcher .Dekoder ist z.B. der'Texas Instruments Dekoder, Type SN 74 LS 138.

Die Zentral-Prozessor-Einheit 200 besitzt ferner mehrere Steuerverbindungen, zusammenfassend durch die Bezugszahl 220 gekennzeichnet, die für Steuerungszwecke verwendet v/erden, wie z.B. zum Aktivieren der Speicher-Dekoder und der Eingabe/Ausgabe-Dekoder. Die mit einem Mikro-Prozessor z.B. einem Zilog Z80B, verbundenen Steuerungsfunktionen sind dem mit dem Stand der Technik Vertrauten bekannt; ferner sind sie in Dokumenten veröffentlicht, die von den. Herstellern von Micro-Prozessoren erhältlich sind.

.Die Schaltung gemäß Figur 7 enthält ferner einen Eingabe/ Ausgabe-Dekoder 222 (E/A-Dekoder), der selektiv Eingabe-

-ψ-

oder Ausgabe-Geräte aktiviert, die für den Operateur des Schächroboters erforderlich sind. Der Eingabe/ Ausgabe-Dekoder 222 wird von der Zentral-Prozessor-Einheit 200 über ausgewählte Steuerungsverbindungen 220 und den Adress-Bus 214 gesteuert. Der Eingabe/ Ausgabe-Dekoder 222 steuert die Eingabe/Ausgabe-Geräte (die später beschrieben werden) so, daß während einer gegebenen kurzen Zeitspanne nur ein Eingabe/Ausgabe-'. Gerät Daten zu oder von der Zentral-Proz.essor-Einheit 200 überträgt. Dies gestattet den vorteilhaften Einsatz einer Interface-Schaltung, die bei verschiedenen Ein-/Ausgabe Geräten üblich . ist. Der Eingabe/Ausgabe-Dekoder 222 kann z.B. aus einem handelüblichen Dekoder, z.B. dein Texas Instruments Type SN 74 LS 139» und. 4-Eingangs NAND-Gattern zum Yor-Dekodieren einiger der Adress- und Steuer bzw. Befehlsverbindungen bestehen.

Für gewisse von der Zentral-Proaessor-Einheit 200 gesteuerte Eingabe/Ausgabe-Funktionen sind mehrere Speicherverriegelungen 224 zur Speicherung von Daten von der Zentral-Prozessor-Einheit 200 vorhanden. Gemäß Figur 7 werden die Speicher-Verriegelungen 224 verwendet, um Daten für die LED-Anzeigen 9 und 11 (Figur 1), die Schachbrett-Schalter 26 (Figur 2), die Tastatur 12 (Figur 1) und einen Geräusch-Generator 226 zu liefern. Der Geräusch-Generator 226 ist mit dem Lautsprecher 7 (Figur 1) verbunden.

Eine IiED/Schachbrett-Spaltenwähler-Anordnung 228 ist mit dem Ausgang der Speicherverriegelungen 224 verbunden; sie liefert einen Ausgang, für die LED-Anzeigen 9 und und die Schachbrett-Schalter 26. Der Spaltenwähler-Ausgang definiert die für die Anzeige (LEDs) oder die

te.' "

NACHGEREICHT

Abfrage (Schalter 26) ausgewählte Spalte. Der Spaltenwähler 228 kann aus mehreren Darlington-Transistor-Schaltkreisen bestehen, wie sie z.B. in einer Schaltungsanordnung in integrierter Schalttechnik "von der

'Firma Sprague Electronics in dem ULN-2804A vertrieben v/erden. Die Informationen der Speicherverriegelungen 224 werden von den zugeordneten Eingabe/Ausgabe-Geräten

■ nicht gleichzeitig sondern nacheinander entsprechend den Vorgaben des Eingabe/Ausgabe-Dekoders 222 verarbeitet. Daher sind zur Steuerung der Eingabe/Ausgabe-Geräte weitere Geräte vorhanden.

Den Schachbrettschaltern 26 ist ein Spiel-Schalter-Puffer. 250 zugeordnet, der von dem Eingabe /Ausgabe -.-Dekoder 222 selektiv aktiviert wird. Wenn der Spiel-Schalter-Puffer '230 aktiviert ist, liefert er ein ^TAusgangssignal an den Datenbus 204, das anzeigt, welcher Schalter in einer angewählten Spalte der Schachspiel-Schalter-Anordnung aktiviert worden ist. Der Spiel-Schalter-Puffer 230 kann z.B. mehrere Spannungskomperatoreh enthalten, wie z.B. im National Semiconductor LIi 339· Der Eingabe/Ausgabe-Dekoder 222 wird verwendet, um aktivierende und deaktivierende Referenzspannungen für die Spannungskomperatoren zu liefern.

Eine Reihen-Wahlerschaltung 232 wird verwendet, um in Abhängigkeit vom Eingabe/Ausgabe-Dekoder 222 und der .Zentral-Prozessor-Einheit 200 die entsprechenden Elemente der angewählten Spalte der LED-Anzeigen 9 und 11 anzuwählen. Die Reihenwählerschaltung 232 kann dem Stand der Technik gemäß mehrere D-Flip-Flops enthalten zur von dem Eingabe/Ausgabe-Dekoder 222 gesteuerten Aufnahme

NACHGEREICHT

von Daten aus den Daten-Bus 204. Die Ausgangssignale der Flip-Flops'wirken dann auf Transistoren, die dem entsprechend die angewühlten Leuchtdioden der LED-Anzeigen 9 und 11 einschalten. Ein Beispiel für einen D-Flip-Flop in integrierter Schalttechnik ist der Typ SN174LS175 der Fa. Texas Instruments. Eine Geräuschfreigabeschaltung 234 aktiviert den Geräusch-Generator 226 entsprechend der Steuerung des Eingabe/ Ausgabe-Dekoders 222 und der Zentral-Prozessor-Einheit 200. Die Geräuschfreigabeschaltung 234 ist vorzugsweise ein D-Flip-Flop, dessen positiver Ausgang mit dem Geräusch-Generator 226 verbunden ist.

Der Geräusch-Generator 226 ist vorzugsweise ein Ton-Syntheziser in integrierter Schalttechnik wie z.B. der Texas Instruments Typ SIi 76489 mit entsprechender Ausgangsverstärkung. Die Eingabedaten für den Geräusch-Generator 226 werden von den Speicherverriegelungen geliefert. D.h.,. der Geräusch-Generator 226 wird nur aktiviert, wenn entsprechende Geräuschdaten zur Verfügung stehen.

Ebenfalls von dem Eingabe/Ausgabe-Dekoder 222 und dem Daten-Bus 204 wird der Betrieb einer Zeitsteuerschaltung 236 gesteuert, die aus mehreren D-Flip-Flops bestehen kann. Die positiven Ausgänge der D-Flip-Flops können benutzt werden, um eine Zeit-Interface-Schaltung 238 zu steuern, die ihrerseits eine optionale Schachuhr 240 steuert.

Die optionale Schachuhr 240 sollte zwei Countdown-Zeitschaltungen enthalten, wobei eine Zeitschaltung dem Schachroboter zugeordnet und die andere Zeitschaltung

32Ü0U36

den τη en schlichen Spieler zugeordnet ist. Da der gemessene Betrag der abgelaufenen Zeit eine Funktion der für einen Zug benötigten· Zeitspanne ist, werden die Zeitschaltungen in der optionalen Schaltuhr 240 automatisch gestoppt, wenn der entsprechende Zug ausgeführt worden ist. D.h.,. die Ausgangssignale-der D-Flip-Flops der Zeitsteuerschaltung 236 können dann für die Steuerung zweiseitiger Schalter in integrierter Schalttechnik verwendet werden;. Schalter dieser Art sind z.B. im Yierfach-Bilateral-Schalter CD4O66 der Fa. National Semiconductor's eingesetzt. Das Öffnen oder Schließen dieser Schalter gestattet oder verhindert das Weiterzählen jeweils einer der beiden Zeitschaltungen der optionalen Schachuhr 240.

Die Speicherverriegelungen 224 liefern ferner Informationen zum Abfragen der Tastaturmatrix 12 durch einen Tastaturreihenselektor 242. Der .Tastaturreihenselektor 224 kann mehrere Umkehrverstärker enthalten. Der Tasta- ■ turmatrix 12 ist eine Tastatur-Interface-Schaltung 244 zugeordnet,· die von dem Eingabe/Ausgabe-Dekoder 222 gesteuert wird. Wie der Spiel-Schalter-Puffer 230 kann die Tastatur-Interface-Schaltung 244 aus mehreren Spannungskomperatoren bestehen, die in Schaltungspaketen in integrierter Schalttechnik zur Verfügung stehen.

Die Motoren 42, 52, 54 und 84 (Figur 3 und 4) werden von Daten gesteuert, die der Daten-Bus 204 Motorsteuerschaltungen 246 liefert, die ihrerseits von dem Eingabe/ Ausgabe-Dekoder 222 gesteuert werden. Die Motorsteuerschalter 246 können mehrere D-Flip-Flops enthalten, wie sie z.B. in der integrierten Schaltung SN74LS175 der Fa. Texas Instruments enthalten sind. Die Ausgänge der

320003

Kotorsteuerschalter 246 sind mit .Motor-Verstärker-Steuerungen 24s verbunden, die vorzugsweise Darlington-Transistor-Schaltungen sein können. Wie bereits erwähnt, sind solche Darlington-Transistor-Schaltungen in Form von Schaltungspaketen ULM-2804 in integrierter Schalttechnik von der Fa. Sprague Electronics erhältlich. Die Ausgänge der Motor-Verstärker-Steuerungen 248 wirken auf konventionelle Motor-Transistor-Verstärker 250.

Wie bereits erwähnt, sind zwei der Motoren, d.h. die Motore 42 und 52, mit Positionsgebern ausgerüstet. Jeder Positionsgeber enthält einen optischen Sensor 44 und einen-Positionsindikator 46. Ebenfalls den Motoren und 52 zugeordnet ist der Roboterarm mit Ruhepositionsschaltern 106 und 108 ausgerüstet. Eine Ruhepositionsschalter/Motor-Positionsgeber-Interface-Schaltung versorgt die Zentral-Prozessor-Einheit 200 selektiv mit der Motorpositionsgeber-Information und der Ruhepositions-Schalterinforination des Roboterarmes. Die Interfaceschaltung 252 wird von dem Eingabe/Ausgabe-Dekoder 222 gesteuert.

Ein weiteres Ausgabegerät ist ein optionaler Drucker 254, z.B. ein. handelsüblicher Punkt-Matrix-Drucker. Der Drucker 254 wird von einer Drucker-Freigabe-Schaltung 256 aktiviert, die von dem ROM/Drucker-Adressen-Dekoder 216 und entsprechenden Ausgangssteuersignalen der Zentral-ProzBssor-Einheit 200 über die Steuerverbindung 220 gesteuert. Die Drucker-Freigabe-Schaltung 256 kann aus einem NOR-Gatter-Paar bestehen, wobei das Signal eines Ausganges den Druckermotor einschaltet und der andere Ausgang ein Drucksignal liefert. Die Daten für. den optionalen Drucker 254 v/erden über den Daten-Bus übertragen.

.',5^- -■ 3200Π36 r

Damit die Zentral-Prozessor-Einheii 200 die Position des Druckernockens kennt, ist' ein Drucker-Nocken-Pufferspeicher 258 vorgesehen. Gesteuert vom Eingabe/Ausgabe-Dekoder -222 liefert der Pufferspeicher 258 Informationen an den Daten-Bus 204. Spannurigskomparatoren, wie z.B. der National Semiconductor Type LM339, können als Druckernocken-Pufferspeicher 258 verwendet werden; die Referenzspannungen können in geeigneter Weise von dem Eingabe/Ausgabe-Dekoder 222 zur Verfügung gestellt werden.

Die Zentral-Prozessor-Einheit 200 arbeitet mit Hoch-. frequenz, z.B. 6JIHz, um. ihre Rechenkapazität zu maxi-, mieren. Die Speicher 206, 208 und 230 sind üblicherweise jedoch langsamer. Daher ist ein Wartezustands-Gerierator 260 vorgesehen, der der Zentral-Prozessor-Einheit 200 antwortet, Wenn von einem externen Speicher Daten zu oder von. der Zentral-Prozessor-Einheit 20Ö-. übertragen werden, liefert der Wartezustandsgeneratpr 260 der Zentral-Prozessor-Einheit 200 während einer vorgegebenen Zeitspanne ein "Warte"-Eingangssignal. Das anstehende Warte-Signal stoppt die Datenverarbei- ' tung der Zentral-Prozessor-Einheit, .so daß externe.Speicher Daten liefern oder empfangen können. Bei dem beispielhaften Zilog Z80B Mikroprozessor ist die Klemme 24 der Eingang für das "Warte"-Signal. Der Warte-Zustands-Generator 260 kann aus einem Paar miteinander verknüpfter Flip-Flops bestehen, deren Ausgänge mit einem ODER-Gatter verbunden sind. Die Flip-Flops können in integrierter Schalttechnik ausgeführt sein, wie z.B. der National Semiconductor DM74IS74 Dual D-Flip-Flop; sie können durch das Ausgangssignal des Taktoszillators 202 getaktet v/erden.

200036

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Für Echtzeit-Steuerungszwecke ist ein Echtseit-Generator 262 mit der Zentral-Prozessor-Einheit 200 verbunden. Der Echtzeit-Generator 262 erzeugt vorzugsv/eise Impulssignale mit einer Frequenz von HCHz. D.h.', der Echtzeit-Generator 262 kann ein Impuls-Generator sein, der Impulse eines entsprechenden Logikniveaus mit einer Frequenz von 1 KHz erzeugt. Bei dem Zilog Z80B, ein bereits erwähntes Beispiel für die Zentral-Prozessor-Einheit 200 ist die Klemme 16 der TCchtaeit-(TNT - interrupt) Eingang. Der Echtzeit-Generator 262 versorgt auf diese Weise die Zentral-Prozessor-Einheit 200 mit einer Referenz-Echtzeit, die für die Steuerung der Armmotoren 42 und 52 erforderlich ist; die ferner für die Ableitung von Geschwindigkeitsinformationen aus den Daten der Positionsgeber 44 und 46 erforderlich ist. Die Echtzeit-Referenz kann ferner zur Steuerung des Geräusch-Generators 226 und der LED-Anzeigen 9 und 11 verwendet werden.

Für den Betrieb kann der menschliche Spieler den elektronisch gesteuerten Schachroboter 2 mit einem Leistungsschalter (nicht dargestellt) einschalten. Üblicherweise stellt der menschliche Spieler die Schachfiguren aus den Lagerbereichen 8 und 10 manuell auf dem Schachbrett 6 auf. Der Computer setzt voraus, daß nach der Betätigung der Schalter 26 unter dem Schachbrett 6 die richtigen Figuren auf den entsprechenden Schachfeldern stehen. Falls gewünscht, kann die Überprüf ung-Ein/Aus-Taste benutzt werden, um zu überprüfen, ob der Computer die Position aller Schachfiguren auf dem Schachbrett kennt. Der Computer nimmt automatisch an, daß der menschliche Spieler die weißen Schachfiguren gewählt hat; d.h. er wartet den ersten Zug des menschlichen Spielers ab. Nach

[nachgerejcht

den-ersten Zug macht der Computer seinen Gegenzug; von da an ist es dem menschlichen Spieler mögliph, in normalter Weise ein komplettes Schachspiel zu spielen, als wenn er gegen einen menschlichen Gegner spielen würde. Der Roboterarm 14 führt alle Bewegungen aus, die ein geübter menschlicher Gegner ausführen würde, einschließlich des Schiagens und des Entfernens von Schachfiguren von dem Schachbrett. Es ist zu beachten, daß der Computer annimmt, daß der Mensch, wenn er Schachfiguren schlägt und vom Brett stellt, diese Schachfiguren entsprechend zugeordnet von hinten nach •vorn im Lagerbereich auf stellt ./'Falls der menschliche . Spieler die Emotionstaste der Tastatur 12 (Fig.13 u.15) gedrückt hat, werden beim Eintreten eines bedeutsamen Ereignisses, z.B..dem Schlagen einer Dame, Unwandeln

eines Bauerns, dem drohenden Schachmatt usw., der Roboterarm 14, die Leuchtdioden 9 und 11 und der lautsprecher 7 komplementäre physikalische, visuelle und akustische Effekte liefern, und angemessene Emotio- ■ nen von der Computer-Gegenseite her zu zeigen. Entsprechende Befehle, die diese Effekte bewirken, können gespeichert werden; sie können durch das Auftreten des Ereignisses, das durch die in der Schachheuristik berechneten Werte definiert ist, aus dem-Speicher abgerufen werden. Wenn z.B. der menschliche Spieler die Dame des Computers schlägt, kann der Lautsprecher 7 einen Seufzer ausstrahlen. Die Leuchten 9 können dunkler v/erden und der Roboterarm kann seinen äußeren Teil 20 in einer langsam oszillierenden Kurvenbewegung schwenken. Wenn andererseits der menschliche Spieler seine Dame verliert, kann der Lautsprecher 7 einen Musiktakt mit aufsteigender Tonhöhe ausstrahlen, die Leuchten 9 und 11 können periodisch hell blinken und

der Armteil 20 kann schnell hin und her schwenken, während er die Greiffinger 16 öffnet und schließt. Es ist offensichtlich, daß zahlreiche Modifikationen möglich sind, um Emotionen zu zeigen, da die menschlichen Eigenschaften von Armbewegungen, Geräuschen und visuellen Erscheinungen ausgenutzt v/erden können.

Die in den Zeichnungen dargestellte bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist im vorangegangenen in einer Art beschrieben, die die mit dem Stand der Technik Vertrauten in die Lage versetzt, die Erfindung zu verstehen und herzustellen. Es ist jedoch offensichtlich, daß zahlreiche modifizierte Ausführungsformen der Erfindung möglich sind.

Leerseite

Claims (13)

1. California R & D Center, 12039 Jefferson Boulevard, Culver City, California 90230 (V. St. A.)

   A_n_s_£_r_ü_c_h_e

   Elektronisch gesteuertes Brettspiel mit einem Gehäuse, Spielfiguren, einem Spielbrett mit zugeordneten Positionen für die Spielfiguren, einer Computer-Prozessor-Schaltung einer Speicher-Einheit, einen neben dem Spielbrett schwenkbar befestigten Roboterarm und Einrichtungen an dem Roboterarm zum Greifen und Freigeben einer Spielfigur dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb jeder Brettposition ein Schaltelement (26) zum Erfassen der Anwesenheit oder der Abwesenheit einer Spielfigur (22); daß magnetische Einrichtungen (24, 38) das Schaltelement betätigen; und daß die magnetischen Einrichtungen (24, 38)

   Martinistraße 24 ■ D-28OO Bremen I Telefon (0421) 32 80 37 - Tclccopicrcr Telex 02 44 020 fepat d

   3 20Ό·'13 8

   Tomer oirie 8}π.οΊ.ί"1ΐ;;υ.ΐ^ι räumlich no auf der bebreffenden Brettpos.ition positionieren, daß eine zum Zusammenwirken der Spielfigur mit den Greif-.und Freigabe-Einrichtungen (14, 16) ausreichende Ausrichtung sichergestellt ist.
2. 2. Brettspiel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß benachbart zum Spielbrett (6) und innerhalb des Arbeitsbereiches des Roboterarms (14) eine Lagereinrichtung (8,-10) mit zugeordneten Lagerpositionen für jede Spielfigurenart angeordnet ist; daß unter jeder Lagerposition ein.Schalterelement zum Erfassen der Anwesenheit o:der der Abwesenheit einer Spielfigur angeordnet ist; daß die magnetischen Einrichtungen (24, 38) die Schaltelemente der Lagerpositionen betätigen; und daß die magnetischen. Einrichtungen (24, 38) die gelagerten Spielfiguren räumlich in vorgegebenen Stellungen positionieren.
3. 3. Brettspiel nach einem der Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Einrichtungen {2^l\, 3fi) unterhalb jeder Position dec Brettspieles eine Kammer (36), in jeder Kammer (36) ein magnetisches EIe-' ment (38) und- in jeder Spielfigur (22) ein komplementäres magnetisches Element. (24) besitzen.
4. 4. . Brettspiel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (26) eine elastische flache Anordnung aus mindestens 2 leitenden flexiblen Schichten (28, 30) ist; und daß die leitenden flexiblen Schichten (28, 30) durch ein isolierendes Distanzeleraent (32) auf Abstand zueinander gehalten werden.

   32OGjCo
5. 5. Brettspiel nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß der Roboterarn (14) in mindestens 2 Teilen (18, 20) gelenkig ist; und daß Einrichtungen (44, 46, 55; 252, 246, 248, 250) die Relativbewegungen der beiden gelenkigen Teile (18, 20) des Roboterarmes (14) zueinander koordinieren, um sicherzustellen, daß die Relativbewegungen weitgehend zur gleichen Zeit starten und stoppen.
6. 6. Brettspiel nach einem der Ansprüche 1 bis 5

   dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (12, )

   einem menschlichen Spieler einen Hinweis geben können, welchen Gegenzug die Computer-Prozessor-Schaltung (200,·...) vorschlägt; daß Einrichtungen (42, 52,...) den Roboterarm (14) aus seiner augenblicklichen Position in eine Startposition über der Spielfigur, die vorschlagsgemäß bewegt werden soll, bewegen; daß Einrichtungen (54, 84,...) den Roboterärm (i4)'in Richtung der vorgeschlagenen Spielfigur senken und heben, ohne diese Spielfigur zu bewegen; daß Einrichtungen (42, 52,...) den Roboterarm (14) in eine Endposition über der vorgeschlagenen neuen Position der vorgeschlagenen Spielfigur bewegen; und daß Einrichtungen (54, 84,...) den Roboterarm (14) in Richtung der vorgeschlagenen neuen Position senken und heben, ohne eine eventuell in dieser vorgeschlagenen neuen Position bereits stehende Spielfigur zu stören.
7. 7. Brettspiel nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (44, 46, 45) die jeweils gegenwärtige Position des Roboterarmes (14)

   ? Π Π ^{η Ί} R

   bestimmen; υ aß über eine Tastatur (12) der Cornputer-Fror;or;sor-Schaltnn/3 .(2"0,...) eingegeben v/erden können, einschließlich dec gewünschten Schwierigkeitsgrades des Spieles, mit dem die Computer-Prozessor-Schaltung (200,... die Suche in der Speichereinheit (208) .nach dem besten nächsten Zug durchführen soll; daß ein Indexteil auf der Oberfläche des Gehäuses (4) in die Stufen der Schwierigkeitsgrade repräsentierende diskrete Segmente unterteilt ist, daß Einrichtungen (42, 52,...) den Roboterarm aus seiner gegenwärtigen Position in eine Startposition über dem die Stufen des Schwierigkeitsgrades repräsentierenden Indexteil 'bewegen; daß Einrichtungen (42, 52,...) den Roboterarm .(14) abfragend der Reihe'.nach über jedes der diskreten Segmente bewegen; daß Einrichtungen .(54, 84,...) den Roboterarm (14) in Richtung auf ein diskretes Segment senken und heben; und daß mittels Eingabeeinrichtungen der von dem Roboterarm (14) angezeigte, gewünschte Schwierigkeitsgrad aktiviert v/erden kann.
8. 8. Brettspiel nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet ■, daß der gesamte gelenkige Roboterarm (14)' durch einen ersten Motor (42) drehbar ist; daß erste Überwachungseinrichtungen (44, 46) die Bewegung des gesamten Roboterarmes (14) überwachen; daß der' · gelenkige Teil (.20) an dem die Einrichtungen zum Greifen und Freigeben (16) befestigt sind durch einen zweiten Motor(52) schwenkbar·ist; daß zweite Überwachungseinrichtungen (55) die Bewegung des gelenkigen Armteiles (20)'überwachen; daß mit dem ersten und dem zweiten Motor (42, 52) und den ersten und den zweiten Überwachungseinrichtungen (44, 46; 55) verbundene Steuerungs-'

   einrichtungen (252, 246, 2^8, 250) die Bewegung des l^r,or.nntcn Robotern· "mos (Vi) und des reinLi.ν schwenkbaren gelenkigen Armteiles (20) mit zugeordneten Geschwindigkeiten steuern, urn sicherzustellen, daß beide Bewegungen zur gleichen Zeit über vorgegebenen Spielbrettpositionen beendet v/erden; daß der gelenkige Armteil (20) eine parallelogrammartige Konfiguration besitzt; und daß ein dritter Motor (54) mit dem gelenkigen Armteil (20) verbunden ist, um ihn in einer Abwärtsrichtung zu bewegen.
9. 9. Brettspiel nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß der Roboterarm (14) mittels Antriebseinrichtungen (42, 52, ....) .operativ das Spielbrett (6) überstreichend bewegbar ist; daß Überwachungseinrichtungen (44, 46, 55; 106, 108) die jeweils gegenwärtige Position des Roboterarmes (14) ermitteln; daß Einrichtungen (200, 206, 208) in Übereinstimmung mit der gewünschten Durchführung des Spieles die gewünschte Endposition des Roboterarmes (14) ermitteln; daß Einrichtungen (200,...) für die Ausführung durch die Antriebseinrichtungen (42, 52,...) den jeweils kürzesten Weg des Roboterarmes (14) aus seiner jeweils gegenwärtigen Position in die gewünschte Endposition festlegen; daß Einrichtungen (200, 206, 208) das Auftreten eines vorgegebenen Ereignisses besonderer Bedeutung im Spielablauf ermitteln und ein entsprechendes Ereignissignal erzeugen; und daß die Ausführung des festgelegten Weges des Roboterarmes (14) von der jeweils gegenwärtigen Position zur Endposition durch Einrichtungen (12,...) änderbar ist, um als emotionale Reaktion auf das vorgegebene Ereignis in Abhängigkeit von dem Ereignissignal eine relativ abweichende Bewegung als physikalische Äußerung des Roboterarmes (14). zu überlagern.
10. 10. Brettspiel nach Anspruch 9 gekennzeichnet durch Einrichtungen (7, 224, 226). zur Erzeugung einer Geräuschäußerung als Reaktion auf das vorgegebene Ereignis in Abhängigkeit von dem Ereignissignal.
11. 11.· Elektronisch gesteuerter Schachroboter mit einem Gehäuse, einem Schachbrett, Schachfiguren, einer Computer-Prozessor-Schaltung und einer Speicher-Einheit "· dadurch gekennzeichnet, daß ein gelenkiger Roboterarm (14) in einer horizontalen Ebene mindestens einen ersten •und einen-zweiten radial relativ zueinander bewegbaren Teil (18, 20) und eine in der Nähe des Schachbrettes (6) .angeordnete, die horizontalen Armteile (18, 20) über dem Schachbrett (6) tragende Tragsäule (40) besitzt; daß an dem zweiten relativ bewegbaren Armteil (20) Einrichtungen '('16) zum Greifen und Freigeben einer Schachfigur befestigt sind; daß unterhalb jedes Schachfeldes ein Schaltelement (26) angeordnet ist, um die Anwesenheit einer Schachfigur (22) anzuzeigen; daß neben dem Schachbrett (6) ein indizierter Lagerbereich (8, 10) zum .Lagern aller Schachfiguren (22) angeordnet ist; daß die Schaltelemente (26) durch magnetische Einrichtungen (24, 38) betätigbar sind; und daß die magnetischen Einrichtungen (24, 38) eine Schachfigur (22) auf jedem Schachfeld und jeder indizierten Lagerposition räumlich exakt in einer vorgegebenen Stellung positionieren, um sie für das Zusammenwirken mit den Greif- und Freigabe-Einrichtungen (16) auszurichten.
12. 12. Schachroboter nach Anspruch 11 dadurch gekenn- . zeichnet, daß der Roboterarm (14) mittels Antriebseinrichtungen (42, 52,...) operativ das Schachbrett (6)

    3200Ü36

    überstreichend be\-.^regbar ist; daß Überwachungseinrichtungen (44, 46, 55; 106, 108) die jev/eils gegenwärtige Position des Roboterarmes (14) ermitteln; daß Einrichtungen (200, 206, 206) in Übereinstimmung mit der gewünschten Durchführung des Schachspieles die gewünschte Endposition des Roboterarmes (14) ermitteln; daß Einrichtungen (200,...) für die Ausführung durch die Antriebseinrichtungen (42, 52,...) den jeweils kürzesten Weg des Roboterarmes (14) aus seiner jeweils gegenwärtigen Position in die gewünschte Endposition festlegen; daß Einrichtungen (200, 206, 208) das Auftreten eines vorgegebenen Ereignisses besonderer Bedeutung im Ablauf des Schachspieles ermitteln und ein entsprechendes Ereignis-Signal erzeugen; und daß die Ausführung des festgelegten kürzesten Weges des Roboterarmes (14) von der jeweils gegenwärtigen Position zur Endposition durch Einrichtungen (12,...) änderbar ist, um als emotionale Reaktion auf das Eintreten des vorgegebenen Ereignisses in Abhängigkeit von dem Ereignis-Signal eine relativ abweichende. Bewegung als physikalische Äußerung des Roboterarmes (14) zu überlagern.
13. 13. Schachroboter nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, daß der Schachroboter 2 einen Geräusch-Generator (226) zur Erzeugung vorgegebener Geräusche und Leuchteinrichtungen (224) zur Erzeugung vorgegebener Lichteffekte besitzt; und daß die Einrichtungen (200,... zum Erzeugen des Ereignissignales komplementär zur emotionalen Reaktion die Geräusch- und Licht-Effekte aktivieren.

    10. Brettspiel nach Anspruch 9 gekennzeichnet durch Einrichtungen (7, 224., 226) zur Erzeugung einer Geräuschäußerung als Reaktion auf das vorgegebene Ereignis in Abhängigkeit von dem Ereignissignal.

    11. Elektronisch gesteuerter Schachroboter mit einem Gehäuse, einem Schachbrett, Schachfiguren, einer Computer-Prozessor-Schaltung und einer Speicher-Einheit "dadurch,gekennzeichnet, daß ein gelenkiger Roboterarm (14) in einer horizontalen Ebene mindestens einen ersten und einen zweiten radial relativ zueinander bewegbaren Teil (18, 20) und eine in der Nähe des Schachbrettes (6) angeordnete, die horizontalen Armteile (18, 20) über dem Schachbrett (6) tragende Tragsäule (40) besitzt; daß an dem zweiten relativ bewegbaren Armteil (20) Einrichtungen (16) zum Greifen und Freigeben einer Schachfigur befestigt sind; daß unterhalb jedes Schachfeldes ein Schaltelement (26) angeordnet ist, um die Anwesenheit einer Schachfigur (22) anzuzeigen; daß neben dem Schachbrett (6) ein indizierter Lagerbereich (8, 10) zum Lagern aller Schachfiguren (22) angeordnet ist; daß die Schaltelemente (26) durch magnetische Einrichtungen (24, 38) betätigbar sind; und daß die magnetischen Einrichtungen (24, 38) eine Schachfigur (22) auf jedem Schachfeld und jeder indizierten Lagerposition räumlich exakt in einer vorgegebenen Stellung positionieren, um sie für das Zusammenwirken mit den Greif- und Freigabe-Einrichtungen (16) auszurichten.

    12. Schachroboter nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, daß der Roboterarm (14) mittels Antriebseinrichtungen (42, 52,...) operativ das Schachbrett (6)