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Blogbeitrag

Gewinner des informatiCup2021 – Eine KI auf Spe_ed

Im Fokus dieser Ausgabe stehen die Gewinner des informatiCup2021. Wir sind drei Studenten aus Aachen, die dieses Jahr beim informatiCup den 1. Platz erreicht haben (GI). Die Aufgabenstellung hat uns direkt angesprochen, da wir uns viel mit dem Thema KI im Studium beschäftigt haben. Daher entschlossen wir uns, diese Herausforderung anzunehmen und meldeten uns direkt für den informatiCup an.

Die Aufgabe im diesjährigen Wettbewerb war es, eine KI für das Spiel Spe_ed zu entwickeln (GIGithub). Bei dieser Aufgabe handelt es sich um ein eigens von der Jury konzipiertes Spiel, bei dem mehrere Spieler gleichzeitig gegeneinander auf einem 2D-Spielfeld antreten. Hierbei hinterlässt jeder Spieler eine Spur, wobei eine Kollision mit der Spur oder dem Spielfeldrand zum Ausscheiden führt. Das Ziel des Spiels ist es also, als letzter aktiver Spieler zu überleben.

Um unseren Spieler zu steuern und die zukünftigen Züge der Gegner einschätzen zu können, haben wir uns entschlossen, eine Reihe von einfachen Heuristiken zu verwenden, die wir zu einer starken Strategie kombinieren können. So kann unser Spieler einige Schritte in die Zukunft simulieren und dort diese Heuristik auswerten, um abzuschätzen, wie stark umkämpft eine Region sein wird, in der er sich befindet, oder wie viele zukünftige Schritte er noch machen kann. Durch die Vielzahl von Heuristiken mit unterschiedlichen Parametern konnten wir unterschiedliches Verhalten erzeugen: sei es aggressiv, um Gegner aktiv auszuschalten, oder passiv, um möglichst lange zu überleben. Anschauliche Animationen unserer Heuristiken sind auf unserer Projekt-Seite zu finden (Github).

Es wurde bereits am Anfang ein Online-Server bereitgestellt, auf dem die verschiedenen Teams gegeneinander antreten konnten. Um unsere Gegner genau analysieren zu können, haben wir schon sehr früh mit der Entwicklung einer Data-Mining-Pipeline angefangen, um möglichst viele Spiele aufzuzeichnen. Wir mussten leider feststellen, dass die Online-Daten unzureichend waren, also setzten wir auf eine Simulator-Umgebung, die zum Offline-Training genutzt werden konnte. So konnten wir unsere Lösung iterativ verbessern. Zur Abgabe gehörte allerdings nicht nur der fertige Code (Github) als Docker-Image, sondern auch das Schreiben einer theoretischen Ausarbeitung (Github). Daher musste die Lösung wissenschaftlich fundiert und statistisch evaluiert werden. Unsere solide KI sowie unsere ausführliche Ausarbeitung sicherten uns einen Platz in der Endrunde.

Da das Finale in diesem Jahr erneut online stattfinden musste, entschieden sich die Organisatoren für ein Video-Format. Dies eröffnet neue Möglichkeiten für die Kreativität, erfordert jedoch auch ein erhebliches Maß an Aufwand. Angefangen mit dem Schreiben eines Skripts, über das Besorgen von hochwertigem Equipment, dem Aufbau einer gut belichteten Szene und dem langwierigen Drehprozess, bis hin zum Hinzufügen von aufschlussreichen Animationen und dem minutiösen Editieren steckten wir sehr viel Arbeit in die Präsentation. Ein Aufwand, der sich jedoch ausgezahlt hat, konnte doch unser Video die Jury überzeugen (YouTube). Das Gesamtbild unserer qualitativen Lösung, der wissenschaftlichen Ausarbeitung und der herausstechenden Präsentation sicherten uns schließlich den 1. Platz.

Folglich ist so ein Wettbewerb eine gute Möglichkeit neue Fertigkeiten neben dem Studium zu erwerben, sei es um Programmierkenntnisse zu vertiefen, neue Tools zu erlernen, Teamwork zu üben oder sogar Skills außerhalb der Informatik zu erwerben, wie etwa die Video-Produktion. Darüber hinaus ist ein ordentliches Repository immer ein gutes Projekt im eigenen Portfolio. Wir können allen Interessierten die Teilnahme an einem Informatik-Wettbewerb ans Herz legen. Unser Studium endet in wenigen Monaten. Weil wir dem Wettbewerb weiterhin erhalten bleiben möchten, sind wir jetzt Teil der informatiCup-Jury und werden den nächsten Wettbewerb aktiv mitgestalten. Wir freuen uns auf die neue Aufgabe und einen spannenden Wettbewerb im nächsten Jahr.

Wir danken Gregor Kobsik, Robin Kupper und Manuel Pozor von der RWTH Aachen für die Bereitstellung ihres Erfahrungsberichts.