[論文レビュー] An Empirical Evaluation of Two General Game Systems: Ludii and RBG

Éric Piette, Matthew Stephenson+2 more|arXiv (Cornell University)|Jun 29, 2019

Artificial Intelligence in Games参考文献 18被引用数 6

ひとこと要約

この論文は、人間が読みやすい名前の付いた原子的ゲーム要素（ludemes）に基づく、新しい汎用ゲームプレーイングシステムLudiiを、RBGおよびGDLと比較して評価している。Ludiiは、平均で66%少ないトークンを必要とし、RBGのインタプリターより最大43倍速いプレイアウトを達成するなど、効率性と明快性に優れている。特にアリマやアマゾンズのような複雑なゲームにおいて顕著な性能を発揮する。

ABSTRACT

Although General Game Playing (GGP) systems can facilitate useful research in Artificial Intelligence (AI) for game-playing, they are often computationally inefficient and somewhat specialised to a specific class of games. However, since the start of this year, two General Game Systems have emerged that provide efficient alternatives to the academic state of the art -- the Game Description Language (GDL). In order of publication, these are the Regular Boardgames language (RBG), and the Ludii system. This paper offers an experimental evaluation of Ludii. Here, we focus mainly on a comparison between the two new systems in terms of two key properties for any GGP system: simplicity/clarity (e.g. human-readability), and efficiency.

研究の動機と目的

• この論文の目的は、GDLの代替としてLudiiを汎用ゲームプレーイングシステムとして評価することである。
• ゲーム記述言語における単純さ／明快さと計算効率のトレードオフを調査することである。
• Ludiiのludemicアプローチが、RBGやGDLのような既存のシステムを上回るかどうかを同定することである。
• 複数のゲームにおいてトークン数とプレイアウト性能を比較し、実用的利点を評価することである。

提案手法

• Ludiiは、'Slide'、'Step'、'Board'、'Deck'などの意味的で再利用可能なコンポーネント（ludemes）を用いてゲームをモデル化し、オブジェクト指向コードに直接対応する。
• ゲーム記述言語は、Ludiiソフトウェアライブラリのクラス階層から自動生成され、文法と実装の1対1対応を保証する。
• システムはゲーム記述を実行可能コードにコンパイルし、効率的な推論とゲームプレイを可能にする。
• 実験では、13のゲームについて、単一コアCPU上でLudii、RBG（インタプリターおよびコンパイラ）、GDLの間でトークン数と1秒あたりのプレイアウト数を比較した。
• トークン数は記述の単純さを測る指標であり、1秒あたりのプレイアウト数は計算効率を測る指標である。
• すべてのテストは同一のハードウェア上で10分間実行され、公平な比較を保証した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 Ludiiは、RBGおよびGDLと比較して、ゲームを記述するのに必要なトークン数を減らすか？
• RQ2 Ludiiは、RBGのインタプリターおよびコンパイラと比較して、1秒あたりのプレイアウト数においてより効率的か？
• RQ3 Ludiiのゲーム記述の明快性は、RBGと比較して、特に専門外のユーザーにとってどうか？
• RQ4 Ludiiは、アリマやアマゾンズのような複雑なゲームを、パフォーマンス劣化を伴わずに効率的に処理できるか？
• RQ5 ludemicアプローチは、ゲームルールの保守性および再利用性を向上させるか？

主な発見

• Ludiiは、同じゲームを記述するにあたり、RBGが要するトークンの平均で33%しか使用せず、最小0.06（ゴモク）から最大0.61（イングリッシュ・チェッカー）の範囲で変動した。
• Ludiiは、RBGのインタプリターに対して1秒あたり10〜43倍の高いプレイアウト数を達成し、アリマでは1秒1000回のプレイアウト（RBGは0.01）を記録した。
• アマゾンズ、チェス、インターナショナル・チェッカーのような複雑なゲームでは、LudiiはRBGのインタプリターと比較して最低でも10倍速かった。
• RBGのコンパイラはブレイクスラストおよびイングリッシュ・チェッカーでのみLudiiを上回ったが、他のすべてのゲームではLudiiがRBGのコンパイラを上回った。
• Ludiiは、初期位置を固定するようなゲーム固有の最適化がなくても、パフォーマンスが安定しており、アリマにおけるRBGの性能向上に必要な条件を満たさなくても優れた性能を示した。
• 研究の結論として、Ludiiは、RBGおよびGDLと比較して、単純さ、明快さ、効率性のバランスに優れている。