39. Nationaler Wettbewerb Schweizer Jugend forscht:
jung + innovativ
Luzern, 23. - 24. April 2005
Fachgruppe Mathematik / Informatik

Samuel Burri
3065 Bolligen
geb. 08.07.1985

Jonas Wagner
3067 Boll
geb. 20.10.1985

Prädikat: sehr gut

Einführung in Expertensysteme
Der theoretische Teil dieser Arbeit führt in das Gebiet der Expertensysteme ein. Das sind Computerprogramme, die ein Problem lösen, indem sie Wissen anwenden. Das Wissen stammt von einem menschlichen Experten und muss in einer Form vorliegen, die von Rechnern interpretiert werden kann. Am häufigsten werden Regeln (wenn . . . dann . . . ) verwendet. Mit Expertensystemen lässt sich eine Vielzahl von Problemen lösen, besonders solche, für die es keine bekannte algorithmische Lösung gibt. So sind Expertensysteme in der Medizin, bei der Suche nach Erdöl oder beim Design von Computern zu finden.

Ein Expertensystem spielt den Schieber
Im praktischen Teil der Arbeit wurde das Expertensystem REaBJ realisiert. Es kann einen menschlichen Spieler beim Schieber, einer Jassvariante, simulieren. Jassen eignet sich für ein Expertensystem gut: Das Problem ist überschaubar, es gibt genügend menschliche Experten, und eine algorithmische Lösung ist schwierig, weil die Karten der Mitspieler nicht bekannt sind. Im Design des Programms finden sich alle wichtigen Komponenten eines Expertensystems: Ein und Ausgabeschnittstelle, Geschichte (speichert die Spielsituation), Wissensinterpreter, Erklärungskomponente und das Wissen in Form von Regeln in einer separaten Datei. Der Benutzer kann die Spielsituation entweder über ein textbasiertes Protokoll eingeben oder das grafische Frontend Open Jass verwenden.

Resultat
Mit aktuell knapp 250 Regeln erreicht REaBJ die Spielstärke eines fortgeschrittenen Spielers. Gut beherrscht es das Bestimmen der Trumpffarbe und die Verwendung von Bockkarten. Schlechter spielt es mit seinen Trumpfkarten und den Zehnern. Zur objektiven Beurteilung der Spielstärke musste das Programm gegen Stöck Wyys Stich antreten. Es zeigte sich, dass Stöck Wyys Stich zumindest auf der stärksten Stufe besser spielt. Die Arbeit zeigt durch ein praktisches Beispiel, dass das einfache Prinzip der Expertensysteme auf einem geeigneten Gebiet erstaunlich gut funktioniert.