Wer kennt es nicht – 4 Gewinnt, ein Strategiespiel für 2 Personen. Ob für unterwegs oder zu Hause, ob in 2D oder 3D – das Spiel erfreut sich großer Beliebtheit bei Groß und Klein. Es heißt gut aufgepasst und die Züge des Gegenübers gut beobachtet, denn einmal nicht genau hingeschaut, ist das Spiel vielleicht schon verloren. Doch was hat 4 Gewinnt mit neuen Technologien und Lösungen für Ihr Unternehmen zu tun?

In Unternehmen geht es um die Arbeit miteinander und das nicht unmittelbar nur zwischen Menschen. In den letzten Jahren wird durch den vermehrten Einsatz neuer Technologien, z.B. durch die Einbindung von Robotern, versucht, die Arbeitsplätze menschengerechter und Prozesse effizienter zu gestalten. Mitarbeitenden sollen dadurch Erleichterungen am Arbeitsplatz geschaffen werden. Damit dies funktioniert, müssen neue Technologien mit den Menschen am Arbeitsplatz aufeinander abgestimmt werden (Mensch-Maschine-Interaktion/Kollaboration).

Wissenschaftler der Hochschule Mittweida haben ein 4 Gewinnt-Spiel entwickelt, bei dem ein Roboter (Universal Robot UR3e) als Gegenspieler fungiert. Da stellt sich die Frage: Wie schwer kann es denn schon sein, gegen eine künstliche Intelligenz zu spielen?

Ausgestattet mit einer am Arm befestigten USB-Kamera kann der Roboter den aktuellen Zustand des Spielstandes erkennen und auswerten. Dabei unterscheidet er zwischen leeren Feldern und Feldern mit Plättchen der Farben blau oder grün. Die Kommunikation zwischen den Einheiten des Systems wird durch ROS-Middleware und ROS-Treiber für die Kamera und den Roboter erreicht.

Erkennung des Spielstandes aus Sicht des Roboters

Mittels des Minimax-Algorithmus aus der Spieltheorie kann der Roboter den gegnerischen Zug analysieren und auswerten. Dadurch wird ein angemessener Entscheidungsprozess auf Seiten des Roboters gewährleistet. Um das Spiel autonom durchführen zu können, muss der Roboter über folgende Funktionen und Fähigkeiten verfügen:

  • Erkennung des Zustands des Spielbretts,
  • Abwarten und Erkennen des gegnerischen Zugs,
  • Erkennen und Unterscheiden der eigenen Spielsteine,
  • Erreichen und Greifen der Spielsteine,
  • Berechnung des nächsten Zugs,
  • Ablegen des Spielsteins an einem bestimmten Ort.
Einwurf eines Spielsteins durch den Roboter

Einwurf eines Spielsteins durch den Roboter

Schritt für Schritt erkennt und greift er seine eigenen Spielsteine mittels Hafteigenschaften am montierten Greifer, berechnet seinen nächsten Zug und legt ihn schließlich in einem geeigneten Feld ab.

Beim Spielen gegen die KI stellt sich schnell heraus, dass die Entscheidungsprozesse des Roboters denen eines Menschen gleichen oder sogar übersteigen. Mehrere Gewinnversuche gegen verschiedene Personen blieben bisher vergebens. Der spielerische Ansatz schafft jedoch erste Berührungspunkte für die Interaktion zwischen Mensch und Technologie.

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