ホームページへ戻る  書き込みリストへ戻る
「コンピュータ&パズル」訪問者の自由メッセージコーナー

お気づきの点や感想要望などなんでもOK!


納得しました(15パズルの最適解) 投稿者:高橋謙一郎  投稿日:01月18日(火)00時22分34秒

15パズルを普通のパソコンを使用して幅優先で解くことは不可能だと判っているので、
どうしても解くつもりなら反復深化で解くことになるでしょう。この時、常套手段として
どんな枝刈りを仕込むかというと、

  [現在までの手数]+[以後絶対必要な手数]>[既に得られた解の最小値]

という条件が成立すれば枝刈り出来ます。この式の中にある[以後絶対必要な手数]とは、
例えばある駒が現在の位置からgoal局面の位置に達するまでの単純な距離(縦座標の差+
横座標の差)を[1]から[15]までの駒について計算した値の合計値が使えます。
 (もしかしたらMD/Manhattan distanceとはこのことなのかな...???)

しかし、この枝刈りが有効に働く為には、[既に得られた解の最小値]がないと使い物に
なりません。つまり、何んでもいいからとにかく早く解がひとつ欲しいことになります。
その時期が早いほど枝刈り効果は有効に働くし、最小値が更新されればなおさらです。

「何んでもいいからとにかく早く解がひとつ欲しい」という要求を満たし、アワ良くば、
それが最適解かもしれない、悪くてもそれが最適解に限りなく近いはずだとなるととても
美味しい枝刈りになります。そう言うロジックなのだろう(推測)ということですね。
作者本人の真意のほどは不明ですが、とにかくそう言うことであれば納得できますね。

ところで、作者の作ったsubgoalのDBは「充分条件のDB」であり、本当に欲しいのは
MDの精度を高めた「必要条件のDB」を作るべきだと思います。MDの精度を高める
ロジックの発掘が15パズルの最適解を得るには一番重要なポイントだと思うのですが、
それはさて置き、今回もまたとても勉強になりました。ありがとうございます。


re:Re:(15パズルの最適解)  投稿者:deepgreen  投稿日:01月17日(月)21時00分55秒

密かに、この質問がでないようにと祈っていたのですが、やはりバレてしまい
ましたね。論文には、何ら説明がありませんので、以下の話は私(deepgreen)の
推測です(大うそかも??)

高橋さんがご指摘のとおり、最初に見つかった解が最適解とはかぎりません。
従って、深さ優先で最短手数を求めるのと同じ考えが必要と思います。

               −−−> C2 <==
            /                     \
 初期局面 □−−−−> C1 <==== □ Goal
            \                     /
              −−−−−> C3 <=

最初にC1(=A1+B1)という解が見つかったとすると、それ以降はC1
未満の手をサーチする。次にC2(=A2+B2)という解が得られたとき
C2<C1であれば、こんどはC2未満の手を探すという手順を繰り返して
いくのではないでしょうか? 最終的には

        (h+MD) < Cn
              h  :IDA*サーチの深さ
              MD:Manhattan distance(現在からgoalまでの距離)
                   (この説明は別の論文にあるようだがどこかは不明)

の範囲をすべてサーチしたところで終了となり、Cnが最短解となる。


Re:(15パズルの最適解) 投稿者:高橋謙一郎  投稿日:01月17日(月)13時58分03秒

deepgreenさん、面白い情報をありがとうございます。
しかし、ちょっと気になることがあるのでそれを書いてみます。

ある初期局面からあるsubgoalに達するのに最短でA手かかったとす
る。そのsubgoalからgoalまではB手であることが逆解き結果のDB
を参照して得られる。従ってその初期局面からの最適解は(A+B)手で
ある。と言うことなのでしょうか。

(0手目)初期局面
   ↓
 (4×4探索/反復深化)
   ↓
(A手目)subgoal(B手目)
   ↑
 (3×3探索/幅優先探索)
   ↑
goal局面(0手目)

しかしここで気になるのはsubgoalのDBはgoal局面から逆L字型
の部分を固定して左上3×3の世界だけで全探索を行って得られた
結果である。4×4の世界をフルに利用すればもっと少ない手数で
subgoalとgoalの間をつなぐことが出来る可能性はないのだろうか。
その可能性は無いことを理論的証明しておかないと実験結果の範囲
からだけでは最適解を得る正しいソルバーとは言えない気がします。
それとも、私のとんでもない勘違いなのでしょうか。


少し古い話(15パズルの最適解) 投稿者:deepgreen  投稿日:01月15日(土)23時34分11秒

すこし前(昨年の10月末頃)に15パズルの最適解の話題がありました。
その時は、関連する論文のタイトルまでしか解りませんでしたが、年明けから
倉庫番Solver関連の情報を探していて偶然にも15パズルの最適化に
関する以下の論文(96年に書かれた)を見つけました。

   論文名:Searching with Pattern Database
   著者名:Joseph C. Culberson and Jonathan Schaeffer
           Department of Computer Science, University of Alberta
   URL:www.cs.ualberta.ca/~joe/selected.html

(論文の概略)
  (1)subgoalを設定し、
  (2)subgoalからgoalまでの最短パスをDB化 (Pattern Database)しておき、
  (3)初期局面からsubgoalまでを反復深化(IDA*)で探索する
  というものです。

   (初期局面)      (subgoal)      (goal) 
    *48c         x xx3        *123    
    159d  ==> xxx7 <==  4567
    26ae   (3)   xxxb   (2)  89ab
    37bf         cdef        cdef

    subgoalのxは、1,2,4,5,6,8,9,a が入る
   (subgoalからgoalを求めるのは8パズルの問題になっている)
    Pattern Databaseの作成はgoalからの逆探索を行う
    
   Lawrence Livermore National LaboratoryのTC2000(128CPU,1GBmemory)
   を使用した実験結果では、subgoalなしの探索に比べて1/1000のノー
   ド数となった。
   Pattern Databaseの作成が1時間弱とありましたので相当な探索時間が
   必要とおもわれます。
       
面白い話ですので興味のある方は原文を読まれることお薦めします。
 

http://www.cs.ualberta.ca/~joe/selected.html


Re:WATTA 投稿者:高橋謙一郎  投稿日:12月17日(金)20時59分29秒

発売元のソフトバンクパブリッシングから連絡があり、見本誌をいただきました。

それにしても当ホームページが1年半も更新が止まっている中、「WATTA」はだいぶ前のもの。
久しぶりに自分で遊んでみたら、たら、たら、、、自分で解けなくなってる。これはヤバイと
必死で挑戦しました。やっとの思いでどうにか解けましたが、Special版とFerak版は悪魔の
ように難しかったです。(まるで他人事のようですが本当です)今思うに、解くよりも作るほう
が易しかったような気がします。


WATTA 投稿者:ゆたか  投稿日:12月15日(水)00時24分19秒

発売中のPC Computingをみると、高橋さんのパズル(WATTA)が紹介されてました。
2年以上たった今でも人気があるんですねー。驚きました。


ソリティア感謝! 投稿者:麹味噌  投稿日:11月28日(日)17時29分18秒

一人遊びを総称してそう呼ぶのですか。うーん。
トランプの数ある一人ゲームも皆ソリティア…。
どうもウインドウズのアレが目立ちすぎていて困りモンです(笑)。

回答、ありがとうございました!


Re:質問です。(ソリティア) 投稿者:高橋謙一郎  投稿日:11月28日(日)15時45分56秒

麹味噌さん、こんにちは。

「ソリティア」という言葉の意味は分からないのですが、一人遊びのパズルゲーム等を広く
ソリティアと呼んでいるようです。ご指摘のゲームは一般に「ペグ・ソリテア」と呼ばれて
いますが、やはり単に「ソリテア」と呼ぶ人もいるようです。盤面の形状は色々なタイプが
あり一番有名なものがご指摘の「33穴英国盤」というタイプのようです。

 参考文献:Cマガジン1996/2号「特集コンピュータパズルへの招待」


質問です 投稿者:麹味噌  投稿日:11月27日(土)14時02分20秒

パズルというよりも卓上ゲームと言った方がいいのかも知れませんが、
どなたかタイトルを御存知でしたら教えてください。

盤面:7X7マスの正方形の四隅から2X2ずつ切り取った十字形(33マス)
コマ:ビー玉等32個
最初に32個のコマを並べておいて(中心部1マス空き)、コマでコマを飛び越しながら
(隣接したもの同士)、飛び越された方のコマを除いていき、最後に1つだけコマが残る
ようにする、というもの。

…なんですが、私の不確かな記憶では「ソリティア」だったと思いますが、各所のHPで
ソリティアと言うとカードのソリティアばかりで、自信が無くなってます。
元々はヨーロッパあたりの遊び道具だったかと思います。

突然の質問で済みません。


re:ナンプレの最小記録はN=17  投稿者:deepgreen  投稿日:11月10日(水)23時27分25秒

いやーぁ、N=17が存在したのは驚きですね。
最小問題はあきらめて、N=18の問題を探そうかと考えていたところです。
こうなったら、N=17の探索に変更して、年末までがんばります。
(年明けから本業?のSokobanにもどる予定)
それにしても凄いことですね。本当にどこまでいけるのでしょうか?


 ホームページへ戻る  書き込みリストへ戻る