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2018 年度 実施状況報告書

グラフ上のゲームおよびオンライン性を持つゲームの必勝性

研究課題

研究課題/領域番号 18K11601
研究機関電気通信大学

研究代表者

武永 康彦  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (20236491)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワードゲーム / パズル / 必勝性 / 計算量 / アルゴリズム
研究実績の概要

オンライン性を持つゲームの必勝性については、ピースの色数と盤面の幅を制限した1人ぷよぷよに関する研究を行った。ぷよぷよは落ち物パズルゲームと呼ばれるコンピュータゲームの一種である。本研究では1人ゲームとして扱い、入力によらず永久にプレイを続けることができるとき、プレーヤの必勝とする。ピースの色数が3の場合、幅が4の盤面であればプレーヤ必勝となり、また、今後与えられる入力4組の先読みが可能であれば幅3の盤面でも必勝となることも示していた。本年度は、幅3の盤面で先読みがない場合もプレーヤの必勝となることを、具体的な戦略を与えることにより証明した。
グラフ上のゲームについては、特殊なルールを持つグラフ上のcops and robbersゲームの必勝性に関する研究を行った。Cops and robbersでは、グラフ上の頂点に警官と泥棒が存在し、交互に辺上を移動する。警官が泥棒と同じ頂点に移動して逮捕できれば警官の勝利となる。本研究においては、警官は泥棒の位置を知ることができず、泥棒のいる頂点への最短経路の方向のみを知ることができる、というルールを提案した。最短経路方向を全て知ることができる場合、三角格子、正方格子上では、それぞれ1人、2人の警官で必勝となることを示した。また、最短経路方向のうち1個のみを知ることができる場合には、三角格子上で1人の警官では確実に勝つことができないことを示した。
また、正方格子状の盤面におけるアンチスライドパズルの列挙について研究を行った。アンチスライドパズルとは、どのピースも移動できないよう盤面にピースを配置するパズルであり、盤面を全てピースで埋める必要はない。本研究では、ペントミノをピースとした場合について、ピースが移動できない条件を示し、二分決定グラフを用いて全てのピースを任意の個数使用可能な場合の解を6×6の盤面まで列挙し、解の総数を求めた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

グラフ上のペグソリティアおよびそれをもとにした2人ゲームについて研究を行っているが、これらのゲームの必勝性について研究上の困難な点があり、この方面については想定通りに研究が進んでいない。

今後の研究の推進方策

オンライン性を持つゲームの必勝性については、ぷよぷよを中心に研究を進める。特に先読みが必勝性に及ぼす影響について研究を進めて行く予定である。また、マッチ3ゲームと呼ばれる、正方格子状の盤面を埋めるピースを移動することにより同色のピースを並べて消していくゲームについても研究を行いたい。オンライン性を考慮しない場合の計算複雑さについては、多くのマッチ3ゲームがNP完全であることが既に証明されているが、それに含まれないマッチ3ゲームについて計算複雑さを明らかにする研究に着手しており、まずはその解明を目指す。
グラフ上のゲームについては、本研究で考案した特殊なルールを持つグラフ上のcops and robbersに非常に類似したルールのゲームが別の名称で考案され、いくつか研究が行われていることを最近知ったことから、その関係を解明する必要がある。そのゲームとは異なり、本研究のルールでは警官が任意の辺を移動できることが、必勝性にどのような場合にどのような影響を及ぼすのか、まずその差異を明らかにすることから研究を進めて行くこととする。
また、グラフ上のペグソリティアについては、古典的なペグソリティアの研究で用いられた手法が、本研究に適用できるかどうか検討を行い、必勝性の研究の進展につなげたい。また、その2人ゲーム版については、必勝性判定問題の計算複雑さの解明から着手し、その後具体的なグラフを対象に研究を進める予定である。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2019

すべて 学会発表 (3件)

  • [学会発表] 格子上での Cops and Robbers の方向のみ認知可能なルール2019

    • 著者名/発表者名
      大久保辰哉,武永康
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
  • [学会発表] 幅3色数3の一人ぷよぷよの必勝性2019

    • 著者名/発表者名
      菊地翔,武永康彦
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
  • [学会発表] ペントミノを用いたアンチスライドパズルの解の列挙2019

    • 著者名/発表者名
      楊璽,武永康彦,稲田明透河
    • 学会等名
      第81回情報処理学会全国大会

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公開日: 2019-12-27  

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