Moteur d’échecs expérimental
Introduction au sujet
Les premiers programmes dit "moteurs d'échec" voient le jour dans les années 1950, avec le développement des premiers ordinateurs. Le premier programme fut Turochamp, écrit par Alan Turing qui a notamment joué un rôle important durant la Seconde Guerre Mondiale en créant Énigma (que je ne développerai pas ici), mais le principe de moteur d'échecs a commencé à apparaître à la fin du XVIIIeme siècle, même s'il s’agissait d'une personne de petite taille cachée dans une boite qui jouait les coups.
Quelques moteurs d'échecs connus
Depuis Turochamp, Une infinité de moteurs d'échecs ont vu le jour, tous plus ou moins puissant et développés par des informaticiens et des joueurs d'échecs. Nous vous en présentons 3 importants dans le monde des échecs ci-dessous :
Deep Blue
Premier moteur d'échecs à battre officiellement un joueur d'échecs professionnel (2 victoires, 3 parties nulles et 1 défaite contre Garry Kasparov, champion du monde à ce moment là en 1997)
Stockfish
Moteur d'échecs considéré comme le moteur d'échec conventionnel le plus puissant du monde (Classement Elo de 3793 points, ce qui est un record du monde à cette date)
AlphaZero
Moteur d'échecs à apprentissage, utilisant l'approche généralisée d'AlphaGo Zero et donc adapté pour jouer aux échecs et au shogi (échecs japonais), il a battu Stockfish en 2017. Cependant, Stockfish n'avait pas accès à toutes ses fonctionnalités, notamment ses tables de finales.
Création du moteur d'échecs expérimental en Python
Après quelques études sur les moteurs d'échecs, il a fallu commencer à développer le mien.
Ce qui a été réalisé au départ
Au départ du projet, et après quelques expérimentations avec le module Chess utilisable avec Python, j'ai, en premier lieu, récupéré l'échiquier sous forme de tableau Python et ai voulu développé des fonctions qui me permettaient de récupérer la liste des coups pour chaque pièce sur l'échiquier.
Les problèmes rencontrés
En commençant à vouloir créer ces fonctions là, il y avait toujours un problème qui faisait que soit la fonction ne fonctionnait tout simplement pas, soit elle ne me renvoyait pas tous les coups possibles, soit me renvoyait trop de coups (par exemple, le cas ou la pièce n'a pas le droit de passer au dessus d'une autre pièce, sauf le cavalier qui lui en a le droit, a posé énormément de problèmes car de la façon que j'avais codé mes fonctions, et ce, même en essayant de réparer le problème, elles passaient quasiment tout le temps au dessus alors qu'elles ne devaient pas passer au dessus). J'ai donc passé beaucoup de temps à rendre fonctionnelle cette partie du code et n'a pas pu en consacrer sur l'interprétation des coups et les réponses.
Ce qui a du être finalement fait
Ces problèmes m'ayant pris énormément de temps, je n'ai pas pu commencer la partie renvoi des coups et me suis arrêté à la partie détection des coups possibles, et comme Robin, avec qui je réalisais le projet, a décidé d'arrêter le CMI, il a accepté de me donner son code, beaucoup plus avancé que le mien, pour que je puisse finaliser le projet avec un prototype de moteur d'échec fonctionnel. C'est donc le moteur d'échecs de Robin que je vous présenterai ci-dessous.
Le moteur d'échecs expérimental utilisé pour les matchs
Fonctionnement du moteur d'échecs
Fonctionnalité principale
Chaque pièce vaut une certaine valeur, le pion est celle qui en a le moins, car c'est le moins important, tandis que le roi est celle qui en a le plus, car c'est la pièce qu'il faut protéger en priorité. L'algorithme créé par Robin permet de faire une liste de coups, du meilleur score au pire score. Ce qui est réalisé à chaque tour :
- On vérifie en fonction de la position d'une pièce qui peut l'attaquer et qui peut le défendre.
- On teste ensuite un mouvement sur la pièce précédemment testée et on voit si le nombre d'attaquants et de défenseurs diffère, ce qui permet de tester si la pièce est sur une case plus sécurisée que précédemment, ce qui lui fait avoir un gros bonus, et inversement si elle est envoyée vers une case plus dangereuse que celle d'avant.
- On regarde également si, sur sa nouvelle case, la pièce est capable d'attaquer d'autres pièces, ce qui lui attribue un bonus dans ce cas-là. On attribue également un bonus plus important s'il s'agit de pièces importantes comme la reine ou la tour.
Fonctionnalités secondaires
- Un bonus est attribué si la case n'est pas dangereuse.
- La pièce récupère le gain de la pièce attaquée si elle en attaque une.
- Les pièces au centre de l'échiquier reçoivent un bonus (cases D4,E4,D5,E5)
- On attribue un petit bonus si le déplacement de la pièce permet de mettre en échec le roi (pas échec et mat)
- On attribue un très gros bonus si le déplacement de la pièce permet de mettre échec et mat le roi.
- On attribue un bonus si la pièce peut obtenir une promotion lors de son mouvement.
- On attribue une pénalité au roi si on le bouge lors des 20 premiers tours (exception lorsqu'il y a échec)
Quelques matchs contres d'autres moteurs d'échecs
Pour ces matchs, j'ai dû composer avec ceux disponibles dans l'application Arena. J'utiliserais donc les moteurs d'échecs suivants :
- AnMon 5.75 : Ce moteur a 2504 points d'Elo.
- Dragon 4.6 (Pas celui de Komodo) : Ce moteur a 2358 d'Elo.
- Spike 1.4 : Ce moteur a 3054 points d'Elo.
Afin de faire des parties équitables, je réaliserais 6 parties, durant lesquelles le moteur sélectionné commencera 3 fois en premier et le moteur expérimental commencera 3 fois en premier, comme lors des matchs officiels entre joueurs professionnels et moteurs d'échecs. Je donnerai des détails concernant la rapidité des parties, le temps de calcul des moteurs ainsi que les résultats pour chaque moteur.
Ces matchs ne déterminent en aucun cas le classement Elo du moteur expérimental, car il faudrait réaliser des milliers de parties contre beaucoup de moteurs d'échecs pour le déterminer.
Quelques parties contre AnMon
Résultats finaux : (Moteur - AnMon) 0 - 6
Remarques de ces matchs : Il y a eu quelques sacrifices de la reine du côté moteur alors qu'il y avait d'autres pièces qui pouvaient prendre l'attaque.
Quelques parties contre Dragon
Résultats finaux : (Moteur - Dragon) 0 - 6
Remarques de ces matchs : Moins de sacrifices que contre AnMon, mais aucune victoire malgré tout.
Quelques parties contre Spike
Résultats finaux : (Moteur - Spike) 0 - 6
Remarques sur les matchs : Mêmes problèmes que contre AnMon.
Remarques sur les parties
Chaque partie mettait moins de 5 minutes à se réaliser, et seul les moteurs sélectionnés mettait du temps à réaliser leurs calculs, le moteur expérimental étant très rapide dans ses calculs. Certaines parties ont pu également être très rapides à cause du fait que le moteur se met facilement en danger.
Remarques finales
Ce moteur est capable de réaliser des coups intéressants qui prennent en compte un ou deux coups d'avance, mais il a du mal à faire les fins de parties (un test de match entre moi-même et le moteur, ou je faisais presque exprès d'exposer mon roi, et il l'a pris qu'après quelques coups.) et se met parfois trop en danger (le roi qui part vers de meilleurs horizons du côté de l'ennemi, ou la reine qui se sacrifie alors que d'autres pièces pouvaient prendre sa place)
En résumé : Intéressant à utiliser, mais le doubler d'un second moteur spécialisé dans les fins de parties serait la meilleure chose à faire pour ce moteur à mon avis. Améliorer certains points, notamment sur les sacrifices pour diminuer les risques d'éliminer la reine également.