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CNN 기반 기보학습 및 강화학습을 이용한 인공지능 게임 에이전트
An Artificial Intelligence Game Agent Using CNN Based Records Learning and Reinforcement Learning 원문보기

전기전자학회논문지 = Journal of IKEEE, v.23 no.4, 2019년, pp.1187 - 1194  

전영진 (Dept. of Computer Engineering, Seokyeong University) ,  조영완 (Dept. of Computer Engineering, Seokyeong University)

초록
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본 논문에서는 인공지능 오델로 게임 에이전트를 구현하기 위해 실제 프로기사들의 기보를 CNN으로 학습시키고 이를 상태의 형세 판단을 위한 근거로 삼아 최소최대탐색을 이용해 현 상태에서 최적의 수를 찾는 의사결정구조를 사용하고 이를 발전시키고자 강화학습 이론을 이용한 자가대국 학습방법을 제안하여 적용하였다. 본 논문에서 제안하는 구현 방법은 기보학습의 성능 평가 차원에서 가치평가를 위한 네트워크로서 기존의 ANN을 사용한 방법과 대국을 통한 방법으로 비교하였으며, 대국 결과 흑일 때 69.7%, 백일 때 72.1%의 승률을 나타내었다. 또한 본 논문에서 제안하는 강화학습 적용 결과 네크워크의 성능을 강화학습을 적용하지 않은 ANN 및 CNN 가치평가 네트워크 기반 에이전트와 비교한 결과 각각 100%, 78% 승률을 나타내어 성능이 개선됨을 확인할 수 있었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper proposes a CNN architecture as value function network of an artificial intelligence Othello game agent and its learning scheme using reinforcement learning algorithm. We propose an approach to construct the value function network by using CNN to learn the records of professional players' ...

주제어

표/그림 (9)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 게임의 어떤 진행 상태 s에 대한 가치평가 네크워크를 기반으로 탐색을 통해 다음의 수를 결정하므로 가치평가 네크워크는 강화학습의 정책을 결정하는 근거가 된다. 따라서 본 논문에서는 정책을 결정의 주요 근거가 되는 가치평가 네크워크를 자가대국을 통해 갱신하는 방법을 제안한다.
  • 본 논문에서는 오델로 게임의 각 예측된 진행 상황에서 승패의 유ㆍ불리 평가를 통한 최선의 수 선택을 위한 의사결정을 위해 프로 기사들의 기보를 학습한 가치평가 네트워크를 기반으로 최대최소탐색을 통해 주어진 상황에서 최적의 수를 결정하는 구조를 이용한다[1].
  • 본 논문에서는 인공지능 오델로 게임 에이전트를 구현하기 위해 실제 프로기사들의 기보를 CNN으로 학습시키기 위한 구조를 제안하였고 학습된 CNN을 상태의 형세 판단을 위한 가치 평가 함수로 사용하여 최소최대탐색을 이용해 현 상태에서 최적의 수를 찾는 의사결정구조를 정책으로 사용하고 이를 강화학습을 적용하여 자가 학습하는 방법을 제안하였다.
  • 본 논문에서는 최소최대탐색과 가치평가함수를 기반으로 한 의사결정 과정을 강화학습의 정책으로 사용하여 이를 학습하는 방법을 제안한다. 게임의 어떤 진행 상태 s에 대한 가치평가 네크워크를 기반으로 탐색을 통해 다음의 수를 결정하므로 가치평가 네크워크는 강화학습의 정책을 결정하는 근거가 된다.
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참고문헌 (15)

  1. Y. J. Jeon, Y. W. Cho, "An Implementation of Othello Game Player Using ANN based Records Learning and Minimax Search Algorithm," The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, Vol.67, No.12, pp.1657-1664, 2018. DOI: 10.5370/KIEE.2018.67.12.1657 

  2. D. Silver et al., "Mastering the game of Go with deep neural networks and tree search," Nature 529, pp.484-489, 2016. DOI: 

  3. D. Silver et al., "Mastering the game of Go with-out human knowledge," Nature 550, pp.354- 359, 2017. 

  4. M. Campbell, A. J. Hoane, F. Hsu, "Deep Blue," Artificial Intelligence, Vol.134, Issues 1-2, pp.57-83, 2002. DOI: 10.1016/S0004-3702(01)00129-1 

  5. M. Buro, "LOGISTELLO-A Strong Learning Othello Program," NEC Research Institute, Princeton, NJ, 1997. 

  6. P. S. Rosenbloom, "A World-Championship- Level Othello Program," Artificial Intelligence, Vol.19, Issue.3 pp.279-320, 1982. DOI: 10.1016/0004-3702(82)90003-0 

  7. K.-F. Lee, S. Mahajan, "The Development of a World Class Othello Program," Artificial Intelligence, Vol.43, Issue1, pp.21-36, 1990. DOI: 10.1016/0004-3702(90)90068-B 

  8. J. Schaeffer, H. J. Herik, "Chips Challenging Champions: Games, Computers and Artificial Intelligence," North Holland; 1 edition, pp.135, 2002. 

  9. Gunawan et al., "Evolutionary Neural Network for Othello Game," Procedia-Social and Behavioral Sciences, Vol.57, pp.419-425, 2012. DOI: 10.1016/j.sbspro.2012.09.1206 

  10. P. Liskowski, W. M. Jaskowski and K. Krawiec, "Learning to Play Othello with Deep Neural Networks," in IEEE Transactions on Games, 2018. DOI: 10.1109/TG.2018.2799997 

  11. N. J. van Eck and M. van Wezel, "Reinforcement learning and its application to othello," Technical Report EI 2005-47, Econometric Institute Report, 2005. 

  12. M. van der Ree and M. Wiering, "Reinforcement learning in the game of Othello: Learning against a fixed opponent and learning from self-play," 2013 IEEE Symposium on Adaptive Dynamic Programming and Reinforcement Learning (ADPRL), pp.108-115, 2013. DOI: 10.1109/ADPRL.2013.6614996 

  13. R. S. Sutton, A. G. Barto, "Reinforcement Learning: An Introduction," MIT Press, Cambridge, MA, 1998. 

  14. R Hahnloser, R. Sarpeshkar, M A Mahowald, R. J. Douglas, H.S. Seung, "Digital selection and analogue amplification coesist in a cortex-inspired silicon circuit," Nature. 405. pp.947-951, 2000. 

  15. Y. J. Jeon, "Implementation of an artificial intelligence game agent using deep neural network and reinforcement learning," Thesis of master's degree, Seokyeong University, 2019. 

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