Чи є скорочення до ігор «дверцята та напорна плита», що не розриває довжину розчину?


12

Ця стаття дає доказ того, що в грі з дверима та напірними плитами важко визначити, чи може аватар (гравця) досягти певного місця. Це доводиться зменшенням від TQBF , а довжина отриманих розчинів експоненціально залежить від кількості універсальних кванторів у формулі.

Чи є скорочення від машини NPSPACE до такої гри, для якої довжина рішень гри поліноміально пов'язана з довжиною приймальних шляхів машини?


1
короткий ескіз більш формальної дефініції "гри з дверцятами та напірними плитами" [на жаль, насправді не подано в папері в одному місці]. узагальнена гра - це нескінченна 2d карта, яка може бути представлена ​​у вигляді графіка (довільної величини) сполучних просторів / регіонів. вузлами графіка є пробіли / регіони (еквівалент, комірки / тунелі тощо), краї - двері між ними. напірні пластини - це вимикачі, що містяться в проміжках. вимикач керує відкриттям дверей. двері починаються у довільному стані, можливо, деякі відкриті, деякі закриті. (тощо) ... однак, виявляється, що автор розглядає лише плоскі графіки.
— vzn

крім того, питання, здається, близьке або майже еквівалентне питанню, чи довжина мінімального шляху рішення (рахується в краях) через графік поліноміально чи експоненціально пов'язана з розміром графіка / перемикачів. .. це, в свою чергу, здається, тісно пов’язане з питанням, скільки циклів на шляху потрібні або якщо їх немає ...
— vzn

Відповіді:


2

Можливо, ви зможете легко імітувати LBA; ідея така:

  • Gi

  • CiCi

  • ZiOiZiOi

  • qiiqi

  • CiCi+1Ci−1

На малюнку нижче накреслений гаджет для комірок.

введіть тут опис зображення

Недетермінований вибір може бути реалізований, розділивши коридори в структурах управління на два або більше підкоридорів, як показано на малюнку нижче.

введіть тут опис зображення

Примітка: якщо плита може відкривати / закривати лише одну двері, ви можете додати допоміжну конструкцію з (довгими) односторонніми коридорами, що (де) активує окремі двері стану кожної комірки.


Якщо двері можна відкрити лише однією плитою, а її можна закрити лише однією табличкою, тоді ви можете використовувати гаджети-кросовери (які я міг би описати), щоб коридори вели лише до входу потрібної комірки (яка видаляє потреба у дверях C1), реалізуйте Z1 та O1 з безліччю різних дверей, кожна з яких має зачиняючу пластину відразу після неї, і реалізуючи двері q0, ..., q4 як безліч міні-коридорів з двома дверима, кожна з яких слідує платівкою, що закриває одну з цих двох дверей, і плитою, яка закриває одну з відкритих пар дверей на іншій [комірка-значення] ци.

Незалежно від пропозицій у попередньому коментарі, якщо LBA не є детермінованим, тоді односторонні коридори потребують підкоридорів, щоб вказати на недетермінований вибір.

?? чи не розпізнавання LBA = (N) PSPACE? Мабуть, було б корисніше, якби відповідь було сформульовано як клас складності.
— vzn

@RickyDemer: добре, я додав приклад недетермінованого вибору. Чи використовуєте ви метатеореми Вігліетти, щоб довести складність деяких ігор?
— Marzio De Biasi

Я читав його метатеореми і зрозумів, що це одне, до чого вони не звертаються.

2

Інший швидкий спосіб довести метатеорему 2c (твердість PSPACE, коли дверима керуються двома плитами) - використовувати рамку недетермінованої логіки обмежень ( RA Hearn та ED Demaine, Недетермінована логіка обчислення обмежень: Скорочення та застосування ).

У цьому випадку достатньо використовувати горизонтальний ряд вертикальних коридорів-пар. Стан кожної пари коридорів відображає напрямок (всередину / назовні) краю в початковому графіку обмеження. Досить змоделювати гаджет AND та OR, як замальовано на малюнку нижче.

введіть тут опис зображення


-5

Цей тип досліджень відношення відеоігор до обчислювальної складності є досить інтригуючим, але він також є досить новим, як правило, менше десятиліття. Я зауважу, тут є тонкість, яку іноді пропускають у нинішніх аналізах [досі не бачили / не помітили цього, що зазначено в цитованій роботі чи інших роботах], і це перешкоджає точно відповідати на поставлене питання.

щоб довести відношення до обчислювальної системи, треба вміти відображати обчислювальну систему на гру та навпаки. наприклад, у цитованому вище документі Viglietta існує концепція того, що пластини і двері, що працюють під тиском (тобто керуючі дверцятами з напірними плитами) можуть бути «подібними» QBF. ця аналогія, безумовно, життєздатна, оскільки вони її склали. можна використовувати QBF для вирішення гри з напірними плитами та дверима.

однак, тут тонкість. у даній грі схеми гри в основному фіксовані. У дизайні відеоігор концепція різних макетів називається "макет дизайну" і не є "даною" для всіх ігор. наприклад, у новаторській грі Doom інструменти дизайну рівня були відкриті, тобто доступні для гравців. Іншими словами, дизайн довільного рівня може розглядатися як частина гри. але в інших іграх, розглянутих у документах, відеоігри як спочатку побудовані мають фіксований рівень. документи іноді прямо не враховують це.

тому слід зробити сильний аргумент, що в більшості ігор без рівневого дизайну або випадкових макетів рівні фіксуються, і це має великий вплив на реальну складність вирішення "гри". тобто яка саме "гра"? чи включає вона випадкові макети та / або можливість проектування рівня? чи рівень дизайну є частиною обчислювальної карти? ці питання висвітлюються дещо в сучасних роботах.

Якщо взяти до протилежної крайності документів, можна стверджувати, що всі реальні реалізації відеоігор вирішуються FSM, оскільки вони мають обмежену пам'ять !

щоб існували справжні обчислювальні відображення, в основному треба узагальнити гру, щоб включити

  • рівні з довільним розміром! так що це можна відобразити на ТМ за допомогою довільних / необмежених розмірів "вхідних" стрічок.
  • дизайн рівня, що дозволяє створювати ці рівні.

дещо схожа проблема з картографуванням виникає в дослідженнях CA / Cellular Automata, де є ідеї щодо використання нескінченних періодичних шаблонів на ЦЗ як "вихідних шаблонів" для доведення еквівалентності / повноти ТМ.

тож загалом ваше запитання не є чітко визначеним, поки ви не уточнити краще (тобто більш формально / математично визначити ), що ви маєте на увазі під "грою з дверима та напірними табличками" і таким чином, що навіть папір, очевидно, не чітко визначає, наприклад wrt до ідей щодо дизайну рівнів, необмеженого рівня розмірів, тощо. але зверніть увагу , що «гра» , певна з цими функціями , то було абстрагується від фактичних / реальних відеоігор в досить значному образі.

тому коротко кажучи, я думаю, що це цікаве / вартісне дослідження, хоча воно і починається як неформальне, і заслуговує на подальше просування, але певною мірою його формалізація повинна бути більш чіткою в основних визначеннях, якщо воно хоче просуватися далі. він повинен робити більш чітке / формальне / прозоре розмежування між реалізаціями та абстракціями .


наприклад, ось документ про Бортовий корабель як NP завершений, але він краще / формально констатує / описує повне узагальнення NP з грою обмеженого розміру. Бойові кораблі як проблема рішення Севенстера, сек2.
— vzn

Інший приклад тонкощів узагальнення / абстрагування проблеми, узагальнення геометриї 15 головоломок може вплинути на її повноту NP . зауважте, що квадрат з прямокутною сіткою може вплинути на результати.
— vzn

7
Хоча це питання, я вважаю, що ваше твердження про те, що в літературі це зафіксовано, сильно завищене. А зважаючи на існування таких робіт, як Fraenkel et al. FOCS 1978 про складність шашок, Евен і Тарджан JACM 1976 про Hex, і Робертсон і Манро Утіл. Математика. 1978 р. Щодо Instant Insanity, ваше твердження, що це абсолютно нова область, також сильно завищене.
— Девід Еппштейн

очевидно, що ігри в цілому вивчені з точки зору TCS не є новими, її відеоігри є такими, як у тексті ретельно заявляти.
— vzn

1
Пасьянс Маджонга : 1994. Саперник : 2000. Тетріс : 2002. Чи не вважаються це відеоіграми, чи ви використовуєте довге десятиліття ?
— Пітер Шор
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.