Definição formal de táticas de xadrez por meio da autoria incremental de conceitos heurísticos

Abstract

Resumo: Neste trabalho são apresentados os resultados da pesquisa sobre a definição formal e incrementávelde conhecimentos heurísticos de jogos. Este estudo serve de base para o projeto e desenvolvimentode um sistema de aprendizagem referenciada por jogos educativos, que defende a alternância dacolaboração e da competição no processo de ensino, o sistema CACAREJE. Neste sistema oaprendiz irá formalizar conhecimento heurístico do jogo de Xadrez, inscrever as heurísticasdefinidas em competições automáticas entre heurísticas, acompanhar o desempenho delas nestestorneios, e trocar conhecimento formalizado com os demais aprendizes. Este sistema está inseridono projeto PROTEX, de apoio computacional ao ensino de Xadrez nas escolas brasileiras,apresentado em (Direne et al. 2004). A pesquisa deste trabalho foi conduzida em três etapas.Primeiramente, foi realizada uma análise crítica dos conceitos existentes e inerentes à formalizaçãode conhecimentos heurísticos de jogos, incluindo fundamentos como vantagem material, temporal,espacial, e simetria, os quais foram cuidadosamente observados. Na segunda etapa foi especificadauma linguagem para definição de heurísticas de jogos, chamada DHJOG. Esta linguagem permite aformalização completa destes conhecimentos heurísticos, e o uso da especificação criada por umjogador automático para a simulação de partidas. Esta linguagem tem como base o uso de conceitoscomo Regras de Produção, Máquina de Estados Finitos, e o Desenvolvimento Orientado a Funções.Na última etapa foi realizado o projeto e implementação de um protótipo da Ferramenta de Autoriade Heurísticas. Para isto, inicialmente foram especificados os módulos das aplicações cliente eservidora do ambiente CACAREJE, às quais a ferramenta DHJOG será integrada. Esta tarefa foiexecutada em conjunto com Daniel Martineschen (2006). Posteriormente, foi feito um estudo sobreo uso de técnicas de Representação Externa do Conhecimento em ambientes de ensino. Esta análiseserviu de base para o projeto da interface da aplicação, e visou diminuir o esforço cognitivonecessário ao uso da ferramenta. O desenvolvimento deste protótipo serviu como primeiravalidação do uso da linguagem DHJOG, e será a base para a implementação final desta aplicação.

Abstract: This paper presents the research results about formal and incremental definition of gamingheuristics knowledge. This study is the design and development foundation of a learning systemreferenced by educational games which stimulates the alternate use of collaboration andcompetition in the educational process: the CACAREJE system. This system allows the user toformally describe Chess gaming heuristic knowledge, test the user defined heuristics in heuristicsmatches, analyze their performance in these matches and exchange formalized knowledge withother users. It is part of the PROTEX Project, presented in (Direne et al. 2004) which supportscomputer aided Chess teaching in brazilian schools. The research involved is split in three stages.Firstly, a critical analysis of the existing concepts intrinsic to gaming heuristics knowledgeformalization, including material, temporal and spatial advantage, and also symmetry, took place.Secondly, a gaming heuristics definition language, called DHJOG, was proposed. This languageallows de complete formalization of heuristics knowledge and then the use of these knowledge in anautomated player that plays a simulated match. This language is based on Production Rules, FiniteState Machines and Function Oriented Design. Lastly, an Heuristics Authoring Tool prototype wasdesigned and developed. The design process started with the specification of the server and clientmodules for the CACAREJE environment in which the DHJOG tool will be integrated. This initialstage was done with Daniel Martineschen (2006). Later, an study about using techniques forExternal Representation of Knowledge in teaching environments was made and used in theapplication interface design to lower the cognitive effort required to use the tool. The applicationprototype development was the first validation of the DHJOG language and will be the foundationfor the final version of the tool.