Man, Machine!: Unterschied zwischen den Versionen

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"MENSCH, Maschine" ist ein Brettspiel, welches die grundlegenden Prinzipien vom Maschinellen Lernen am Beispiel von Bauernschach vermittelt. Es ist 2019 im Rahmen des Wissenschaftsjahres 2019 zum Thema "Künstliche Intelligenz" mit weiteren Unterrichtsmaterialien zu diesem Thema entstanden.
"Man, Machine" is a board game, which teaches the basic principles of machine learning using the example of peasant chess. It was created in 2019 as part of the "Wissenschaftsjahr 2019" on the topic of "artificial intelligence" with additional teaching materials on this topic.<br />


<br />
==Instructions==


==Anleitung==
===What´s the game?===
 
The human plays a simple version of peasant chess against a simulated machine that makes its moves according to predetermined rules. Both have three pieces (pawns from the chess game) with which they each try to win after a maximum of 3 moves from each. To see changes in the game strategy of the machine, several rounds are played.<br />
===Was wird gespielt?===
Der Mensch spielt eine einfache Version Bauernschach gegen eine simulierte Maschine, die ihre Züge nach vorgegebenen Regeln macht. Beide haben drei Spielsteine (Bauern aus dem Schachspiel) mit denen sie jeweils versuchen, nach maximal 3 Zügen von jedem zu gewinnen. Um Veränderungen in der Spielstrategie der Maschine zu sehen, werden mehrere Runden gespielt.  
<br />


===Wie ist das Spiel aufgebaut?===
===How is the game set up?===
Bauernschach kann nur von zwei Gegnern gespielt werden. Um jedoch alle Regeln der Maschine zu befolgen, sodass sie sich für einen Zug entscheiden kann, werden die Aufgaben der Maschine aufgeteilt, sodass "MENSCH, Maschine" mit 5 Personen gespielt werden kann. Die Personen setzen sich im Kreis um das Spielfeld herum.
Pawn chess can only be played by two opponents. However, in order to follow all the rules of the machine so that it can decide to make a move, the tasks of the machine are divided so that "HUMAN, machine" can be played by 5 people. The people sit in a circle around the playing field.


Jeder Spieler nimmt eine spezielle Rolle ein, die ihm über eine [[MENSCH, Maschine!/Rollenkarte|Rollenkarte]] erklärt wird.
Each player takes on a special role, which is explained to him by a role card.
{| class="wikitable"
{| class="wikitable"
|+Rollen im Spiel "MENSCH, Maschine"
|+Roles in the game "Man, Machine!"
!Rolle 1
!Role 1
!Rolle 2
!Role 2
!Rolle 3
!Role 3
!Rolle 4
!Role 4
!Rolle 5
!Role 5
|-
|-
|Mensch
|Human
| colspan="4" |Maschine
| colspan="4" |Machine
|-
|-
|
|
|[[MENSCH, Maschine!/Rollenkarte|Situationsbewerter (Maschine)]]
|Situation evaluator (Machine)
|[[MENSCH, Maschine!/Rollenkarte|Zuganbieter]]
|Move provider
|[[MENSCH, Maschine!/Rollenkarte|Zugauswähler]]
|Move selector
|[[MENSCH, Maschine!/Rollenkarte|Situationsbewerter (Mensch)]]
|Situation evaluator (Human)
|-
|-
|
|
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|}
|}


====Spielmaterialien====
====Game materials====
Das Spiel besteht aus:
The game consists of:
 
• einem Spielbrett,
 
• 6 Spielfiguren (3 für den Menschen und 3 für die Maschine),
 
• 24 abwischbare Situationskarten,
 
• 12 Farbkarten,
 
• 5 Rollenkarten,
 
• einer Situationsübersicht mit den Vorderseiten der 24 Situationskarten,
 
• einer abwischbaren Zugübersicht mit den Rückseiten der 24 Situationskarten,


• einem wasserlöslichen Stift,
* A game board,


5 Ergebniszetteln,
* 6 game pieces (3 for the human and 3 for the machine),
 
* 24 wipeable situation cards,
• einem Spielablauf.
* 12 colour cards,
<br />
* Five role cards,
* A situation overview with the front pages of the 24 situation cards,
* A wipeable move overview with the backs of the 24 situation cards,
* A water-soluble pen,
* 5 score cards,
* A game sequence diagram and
* This quick guide with the explanation of the rules of the game.<br />


====Spielregeln für Bauernschach====
====Rules for peasant chess====
Bei „Mensch, Maschine!“ spielt ihr das Spiel Bauernschach zwischen Mensch und Maschine auf einem kleinen Spielfeld mit 3 mal 3 Feldern. Ziel des Spiels ist, den Gegner zu besiegen, indem man entweder alle seine Figuren aus dem Spiel wirft, ihn blockiert oder mit den eigenen Figuren die Spielfeldseite des Gegners erreicht.
In "Man, Machine!" you play the game of peasant chess between a human and a machine on a small playing field with 3 by 3 squares. The aim of the game is to defeat the opponent by either throwing all his pieces out of the game, blocking him or by using your own pieces to reach the opponent's side of the board.


Jede Rolle hat drei Spielfiguren, die jeweils auf den gegenüberliegenden Spielfeldseiten des Spielbretts platziert wird. Mensch und Maschine ziehen abwechselnd.<ref name=":1">Bundesministerium für Bildung und Forschung, 2019 - Spielanleitung Schüler<br /></ref>
Each player has three game pieces, which are placed on opposite sides of the board. Human and machine take turns drawing.<ref name=":1">Übersetzung nach: Bundesministerium für Bildung und Forschung, 2019 - Spielanleitung Schüler<br /></ref>


Die Spielfiguren können wie Bauern beim Schach bewegt werden. Es gibt also zwei Zugmöglichkeiten:<ref name=":0" />
The playing pieces can be moved like pawns in chess. So there are two move options:<ref name=":0" />
{| class="wikitable"
{| class="wikitable"
|+
|+
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!2.
!2.
|-
|-
|Ein Feld geradeaus, sofern das Feld nicht schon durch eine Spielfigur belegt ist.
|One square straight ahead, if the square is not already occupied by another piece.
|Ein Feld diagonal, um eine sich dort befindende gegnerische Spielfigur zu schlagen.
|A square diagonally to capture an opponent's piece located there.
|-
|-
|[[Datei:Gegner Blockieren.png|zentriert|mini|157x157px|Geradeaus ziehen, Bild aus "Lehrerbegleitpräsenta-tion", BMBF]]
|[[Datei:Gegner Blockieren.png|zentriert|mini|157x157px|Image from "Lehrerbegleitpräsenta-tion", BMBF]]
|[[Datei:Gegner schlagen.png|zentriert|mini|150x150px|Gegner diagonal schlagen, Bild aus "Lehrerbegleitpräsenta-tion", BMBF]]
|[[Datei:Gegner schlagen.png|zentriert|mini|150x150px|Image from "Lehrerbegleitpräsenta-tion", BMBF]]
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Es gibt drei Möglichkeiten, um zu gewinnen:<ref name=":0">Bundesministerium für Bildung und Forschung, 2019, wissenschaftsjahr.de/2019/jugendaktion/<br /></ref>
There are three ways to win:<ref name=":0">Übersetzung nach: Bundesministerium für Bildung und Forschung, 2019, wissenschaftsjahr.de/2019/jugendaktion/<br /></ref>


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!1.!!2.!!3.
!1.!!2.!!3.
|-
|-
|Ein Spieler erreicht mit seiner Figur die Spielfeldseite des Gegners.||Alle Spielfiguren des Gegners sind blockiert, sodass dieser keinen Zug mehr machen kann.||Alle gegnerischen Spielfiguren wurden aus dem Spiel geworfen.
|A player reaches the opponent's side of the board with his piece.||All of the opponent's pieces are blocked, so the opponent cannot make any more moves.||All opposing pieces were thrown out of the game.
|-
|-
|[[Datei:Gewinnvariante1.png|mini|150x150px|alternativtext=|Bild aus "Lehrerbegleitpräsenta-tion", BMBF]]
|[[Datei:Gewinnvariante1.png|mini|150x150px|alternativtext=|Image from "Lehrerbegleitpräsenta-tion", BMBF]]
  ||[[Datei:Gewinnvariante 2.png|mini|150x150px|alternativtext=|Bild aus "Lehrerbegleitpräsenta-tion", BMBF]]||[[Datei:Gewinnvariante 3.png|mini|150x150px|alternativtext=|Bild aus "Lehrerbegleitpräsenta-tion", BMBF]]
  ||[[Datei:Gewinnvariante 2.png|mini|150x150px|alternativtext=|Image from "Lehrerbegleitpräsenta-tion", BMBF]]||[[Datei:Gewinnvariante 3.png|mini|150x150px|alternativtext=|Image from "Lehrerbegleitpräsenta-tion", BMBF]]
|}
|}


===Vor dem Spiel===
===Before the game===
Legt das Spielbrett aufgefaltet vor euch hin und das Spielmaterial bereit. Dazu stellt ihr die Spielfiguren des Menschen auf die Spielfeldseite des Menschen und die Spielfiguren der Maschine auf die Spielfeldseite der Maschine. Die 24 Situationskarten werden auf die drei Markierungen mit der Überschrift „Spielzüge“ entsprechend ihrer Bezeichnungen A, B oder C und ihrer fortlaufenden Nummerierung gestapelt. Anschließend werden die Farbkarten nach ihrer Farbe sortiert auf die entsprechenden Farbmarkierungen gelegt.
Place the game board unfolded in front of you and get the game material ready. To do this, you place the human game pieces on the human side of the board and the machine game pieces on the machine side of the board. The 24 situation cards are stacked on the three boxes labelled "Moves" according to their designations A, B or C and their consecutive numbering. Then the colour cards are sorted according to their colour and placed on the corresponding colour boxes on the board.


Zuletzt verteilt ihr die Rollenkarten. Eine Person übernimmt die Rolle des Menschen und spielt möglichst clever gegen die Maschine. Die restlichen Mitspieler übernehmen gemeinsam die Aufgabe der Maschine.<ref name=":1" />
Finally, you hand out the role cards. One person takes over the role of the human and plays as cleverly as possible against the machine. The remaining players together take over the task of the machine.<ref name=":1" />
<br />
<br />


===Wie „Mensch, Maschine!“ funktioniert===
===How "Man, machine!" works===
Der Mensch beginnt das Spiel und zieht in jeder neuen Runde als Erstes. Der Mensch zieht entweder mit seiner rechten oder mittleren Spielfigur. Das Ziehen mit der linken Spielfigur ist gleichbedeutend mit einem Zug der rechten Spielfigur. Dieser Spielzug ist dann lediglich gespiegelt.
The human starts the game and draws first in each new round. The human moves either with his right or middle figure. Moving with the left figure is equivalent to moving the right figure. This move is then merely mirrored.


Dann ist die Maschine an der Reihe:
Then it's the machine's turn:


#Zuerst hat der Situationsbewerter (Maschine) die Aufgabe, die aktuelle Spielsituation einzuordnen. Er prüft, ob die Maschine verloren hat. Wenn nicht, sucht er auf der Situationsübersicht die aktuelle Spielsituation und sagt diese an (z.B. A2).
# First the situation evaluator (machine) has the task to classify the current game situation. He's checking to see if the machine has lost. If not, he looks for the current game situation on the situation overview and announces it (e.g. A2).
#Der Zuganbieter nimmt die angesagt Situationskarte aus dem zugehörigen Stapel und schaut auf der Rückseite nach, mit welchen Farben (Blau, Gelb, Grün oder Rot) sie gespielt werden kann. Für die möglichen Farben wird je eine Farbkarte von den Farbkartenstapeln genommen. Sie werden gemischt und anschließend dem Zugauswähler verdeckt zum Ziehen angeboten.
# The move provider takes the announced situation card from the corresponding stack and looks on the back to see which colours (blue, yellow, green or red) it can be played with. For each of the possible colours one colour card is taken from the colour card stacks. They are mixed and then offered to the move selector for drawing in a concealed manner.
#Der Zugauswähler zieht zufällig eine Farbkarte und legt diese zusammen mit der Situationskarte (Rückseite nach oben) auf das entsprechend markierte Feld der aktuellen Spielrunde. Dann führt der Zugauswähler den durch die Farbe angegebenen Zug (Pfeil in gleicher Farbe) aus.
# The move selector randomly draws a colour card and places it, together with the situation card (back to top), on the corresponding marked square of the current turn on the board. Then the move selector moves the machine’s piece like it’s indicated by the colour (arrow in the same colour).
#Nachdem die Maschine gezogen hat, prüft der Situationsbewerter (Mensch), ob die Maschine bereits gewonnen hat. Ist dies nicht der Fall, beginnt die nächste Runde und der Mensch zieht erneut.
# After the machine has drawn, the situation evaluator (human) checks whether the machine has already won. If this is not the case, the next round begins and the person draws again.


Dieses Vorgehen wird so lange wiederholt, bis entweder der Mensch oder die Maschine gewonnen hat (maximal 3 Züge der Maschine). Das Ergebnis des Spiels wird durch die jeweiligen Situationsbewerter auf dem Ergebniszettel eingetragen. Hat die Maschine verloren, streicht der Zuganbieter die Farbe des letzten Zuges auf der Situationskarte und auf der Zugübersicht durch. Sind alle Farben auf einer Situationskarte durchgestrichen, wird sie aus dem Spiel genommen.<ref name=":1" />
This procedure is repeated until either the man or the machine has won (maximum 3 moves of the machine). The result of the match is entered on the result sheet by the respective situation evaluators. If the machine has lost, the move provider crosses out the colour of the last move on the situation card and on the move overview. If all the colours on a situation card are crossed out, it is removed from the game.<ref name=":1" />
[[Datei:AblaufdiagrammWeiß.png|alternativtext=|mini|500x500px|Ablauf einer Spielrunde]]
[[Datei:Ablauf englisch.png|alternativtext=|mini|500x500px|Game sequence diagram]]
<references />
<references />
[[Kategorie:Gymnasium]]
[[Kategorie:Gymnasium]]

Version vom 16. März 2020, 16:16 Uhr

"Man, Machine" is a board game, which teaches the basic principles of machine learning using the example of peasant chess. It was created in 2019 as part of the "Wissenschaftsjahr 2019" on the topic of "artificial intelligence" with additional teaching materials on this topic.

Instructions

What´s the game?

The human plays a simple version of peasant chess against a simulated machine that makes its moves according to predetermined rules. Both have three pieces (pawns from the chess game) with which they each try to win after a maximum of 3 moves from each. To see changes in the game strategy of the machine, several rounds are played.

How is the game set up?

Pawn chess can only be played by two opponents. However, in order to follow all the rules of the machine so that it can decide to make a move, the tasks of the machine are divided so that "HUMAN, machine" can be played by 5 people. The people sit in a circle around the playing field.

Each player takes on a special role, which is explained to him by a role card.

Roles in the game "Man, Machine!"
Role 1 Role 2 Role 3 Role 4 Role 5
Human Machine
Situation evaluator (Machine) Move provider Move selector Situation evaluator (Human)

Game materials

The game consists of:

  • A game board,
  • 6 game pieces (3 for the human and 3 for the machine),
  • 24 wipeable situation cards,
  • 12 colour cards,
  • Five role cards,
  • A situation overview with the front pages of the 24 situation cards,
  • A wipeable move overview with the backs of the 24 situation cards,
  • A water-soluble pen,
  • 5 score cards,
  • A game sequence diagram and
  • This quick guide with the explanation of the rules of the game.

Rules for peasant chess

In "Man, Machine!" you play the game of peasant chess between a human and a machine on a small playing field with 3 by 3 squares. The aim of the game is to defeat the opponent by either throwing all his pieces out of the game, blocking him or by using your own pieces to reach the opponent's side of the board.

Each player has three game pieces, which are placed on opposite sides of the board. Human and machine take turns drawing.<ref name=":1">Übersetzung nach: Bundesministerium für Bildung und Forschung, 2019 - Spielanleitung Schüler
</ref>

The playing pieces can be moved like pawns in chess. So there are two move options:<ref name=":0" />

1. 2.
One square straight ahead, if the square is not already occupied by another piece. A square diagonally to capture an opponent's piece located there.
Image from "Lehrerbegleitpräsenta-tion", BMBF
Image from "Lehrerbegleitpräsenta-tion", BMBF


There are three ways to win:<ref name=":0">Übersetzung nach: Bundesministerium für Bildung und Forschung, 2019, wissenschaftsjahr.de/2019/jugendaktion/
</ref>


1. 2. 3.
A player reaches the opponent's side of the board with his piece. All of the opponent's pieces are blocked, so the opponent cannot make any more moves. All opposing pieces were thrown out of the game.
Image from "Lehrerbegleitpräsenta-tion", BMBF
Image from "Lehrerbegleitpräsenta-tion", BMBF
Image from "Lehrerbegleitpräsenta-tion", BMBF

Before the game

Place the game board unfolded in front of you and get the game material ready. To do this, you place the human game pieces on the human side of the board and the machine game pieces on the machine side of the board. The 24 situation cards are stacked on the three boxes labelled "Moves" according to their designations A, B or C and their consecutive numbering. Then the colour cards are sorted according to their colour and placed on the corresponding colour boxes on the board.

Finally, you hand out the role cards. One person takes over the role of the human and plays as cleverly as possible against the machine. The remaining players together take over the task of the machine.<ref name=":1" />

How "Man, machine!" works

The human starts the game and draws first in each new round. The human moves either with his right or middle figure. Moving with the left figure is equivalent to moving the right figure. This move is then merely mirrored.

Then it's the machine's turn:

  1. First the situation evaluator (machine) has the task to classify the current game situation. He's checking to see if the machine has lost. If not, he looks for the current game situation on the situation overview and announces it (e.g. A2).
  2. The move provider takes the announced situation card from the corresponding stack and looks on the back to see which colours (blue, yellow, green or red) it can be played with. For each of the possible colours one colour card is taken from the colour card stacks. They are mixed and then offered to the move selector for drawing in a concealed manner.
  3. The move selector randomly draws a colour card and places it, together with the situation card (back to top), on the corresponding marked square of the current turn on the board. Then the move selector moves the machine’s piece like it’s indicated by the colour (arrow in the same colour).
  4. After the machine has drawn, the situation evaluator (human) checks whether the machine has already won. If this is not the case, the next round begins and the person draws again.

This procedure is repeated until either the man or the machine has won (maximum 3 moves of the machine). The result of the match is entered on the result sheet by the respective situation evaluators. If the machine has lost, the move provider crosses out the colour of the last move on the situation card and on the move overview. If all the colours on a situation card are crossed out, it is removed from the game.<ref name=":1" />

Game sequence diagram

<references />