RoboBrisca 2022

Primera competición internacional de programación de bots para jugar a la Brisca

Presentación

El Instituto de nuevas tecnologías de la imagen (htttp://www.init.uji.es) junto con la Escuela superior de tecnología y ciencias experimentales (http://www.estce.uji.es) de la Universitat Jaume I organizan RoboBrisca2022.

RoboBrisca2022 es una competición de programación de bots para jugar a la Brisca, un juego de cartas muy popular en muchos países.

El objetivo de esta competición es fomentar entre estudiantes de grado, master o doctorado, pero también abierto a público en general, la programación de algoritmos de inteligencia artificial capaces de jugar de forma autónoma a juegos de cartas.

Los organizadores de la competición son Raúl Montoliu (montoliu@uji.es) y Diego Villabrille (diego.villabrille@uji.es).

Quien puede participar

La competición está abierta a todo el que quiera participar. Se puede participar tanto de forma individual, como en equipo.

Cómo participar

Para participar hay que rellenar el siguiente formulario donde se deberá especificar los siguiente datos:

El nombre del equipo.
El nombre de los integrantes del equipo y si tienen alguna relación con la Universitat Jaume I.
Una dirección email de contacto.

Premios

Todas las personas que participen recibirán un certificado acreditando su participación. Los equipos que queden clasificados en los tres primeros puestos recibirán, además, un diploma acreditativo.

Además, existirá un premio especial para el equipo ganador, patrocinado por Catness Game Studies,
que consistirá en el código de acceso a uno de sus juegos y en una visita a sus instalaciones para conocer como funciona un estudio de videojuegos.

IMPORTANTE: Para obtar a un premio, al menos un integrante del equipo tiene que tener algún tipo de relación con la Universitat Jaume I.

Reglas de la competición

Para apuntarse a la competición hay que rellenar el siguiente formulario.
Antes de la fecha límite, los equipos apuntados tendrán que enviar, a la dirección de correo montoliu@uji.es, un programa escrito en Python 3. El nombre de fichero tienen que tener el siguiente formato: "equipo.py", donde equipo es el nombre del equipo. Como la Brisca es un juego de cuatro jugadores en equipos de 2, el mismo bot se utilizará para los dos jugadores de cada equipo. La fecha límite es el día 3 de Abril de 2022 a las 23:59.
El día 7 de Abril de 2022 a las 20:00 se realizará la primera fase de la competición. En esta primera fase participarán todos los equipos que hayan enviado su bot antes de la fecha límite. En esta fase, los bots jugaran una serie de partidas contra tres bots realizados por los organizadores de la competición y que no serán públicos. Fruto de esta fase, se realizará una clasificación donde los equipos con más victorias contra los bots de la organización, ocuparán los puestos más altos. En caso de empate, se sortearán los puestos. Los 8 primeros se clasificarán para la segunda fase.
En la primera fase, cada bot jugará 100 partidas contra cada uno de los tres bots de la organización, 50 jugando como primero (y tercero) y 50 como segundo (y cuarto). Si se gana la partida, se obtendrá un punto. Por lo tanto, la puntuación máxima que se puede obtener en la primera fase es de 300 puntos.
Una vez finalizada la primera fase, se harán publicos los resultados y el código fuente de los bots de la organización. También se proporcionará a cada equipo, unos ficheros que servirán para estudiar las partidas que ha jugado su bot.
Los equipos clasificados para la segunda fase podrán modificar su bot y enviar una nueva versión antes del día 1 de Mayo de 2022 a las 23:59.
El día 5 de Mayo de 2022 a las 20:00 se realizarán los cuartos de final entre los equipos 1-8, 2-7, 3-6 y 4-5 según la clasificación obtenida en la primera frase. Posteriormente, se realizarán las semifinales (con los ganadores de los cuartos de final). Finalmente, se realizará el partido por el tercer puesto y la gran final.
En la segunda fase, se jugarán 100 partidas entre los dos bots, en las que cada uno jugará de primero (y tercero) la mitad de las veces. Cada victoria supondra un punto, por lo que, el número máximo de puntos que se puede obtener es 100.
Ambas fases serán retrasmitidas en directo mediante un canal que se anunciará próximamente.
Al participar en la competición se acepta que el código fuente de los 8 bots participantes en la segunda fase se haga público. Para ello, al finalizar la competición, el código se añadirá a este repositorio con la atribución correcta.

Reglas de la Brisca

Se juega con la baraja española de 40 cartas (sin ochos ni nueves) que consiste en 10 cartas (as, 2, 3, 4, 5, 6, 7, sota, caballo y rey) de cada uno de los cuatro palos: oros, bastos, copas y espadas.

Al comenzar la partida se barajan todas las cartas y se reparte una carta a cada jugador empezando con el jugador que va de primero. Siguiendo el mismo procedimiento, se reparten dos cartas más a los jugadores. Por lo tanto, cada jugador recibirá 3 cartas. El resto de cartas (28) se ponen boca abajo.

La última carta de la baraja es el triunfo que se enseña a todos los jugadores y se situa al final de la baraja.

En cada mano (o ronda), el jugador que va de primero juega una carta de las tres que tiene, el siguiente jugador realiza la misma acción y lo mismo ocurre con los otros dos.

Al finalizar la mano, cada jugador ha jugado una carta. Entonces, se mira quien es el ganador siguiendo las siguientes normas:

En caso de que todas las cartas sean del mismo palo, gana el que haya puesto la más alta.
En caso de que se jueguen cartas de diferente palo que no sean triunfo, gana el que haya puesto la carta más alta del palo del que haya echado la primera carta.
En caso de que alguien juegue un triunfo, gana el que haya echado el triunfo más alto, independientemente del valor de las cartas de otro palo que se hayan echado.

El valor de las cartas es, de mejor a peor: as, 3, rey, caballo, sota, 7, 6, 5, 4 y 2.

Tras esto, el jugador que haya ganado la mano recoge las cartas y las coloca boca abajo frente a sí. Después los jugadores roban una carta del mazo por turnos, comenzando el que haya ganado la mano.

El que haya ganado empezará entonces una nueva mano echando una carta.

Se jugará así sucesivamente hasta que se acabe el mazo (siete rondas) Después de acabarse el mazo, los jugadores jugarán las últimas tres manos con las tres cartas que tengan en la mano, sin robar carta tras cada mano.

Al acabar la partida, cada equipo contará los puntos que ha ganado, contando los puntos de las cartas ganadas por los dos miembros del equipo.

Los puntos de cada carta son: 11 puntos por cada as (número 1), 10 por cada tres (número 3), 4 por cada rey (número 12), 3 por cada caballo (número 11) y 2 por cada sota (número 10). Las demás cartas, aunque pueden haber servido para ganar manos, no cuentan puntos.

El equipo con más puntos es el que gana la partida. Si hay empate, ganará el equipo que tenga más cartas.

Existen muchas variantes de la Brisca. En el caso particular de esta competición:

No se puede intercambiar el 7 del palo de triunfo por la carta de triunfo, ni el 2 por el 7.
No es obligatorio arrastrar.
No se puede transmitir información entre los jugadores del mismo equipo.

Para una descripción completa del juego, consultar https://es.wikipedia.org/wiki/Brisca

Como realizar mi primer bot

En primer lugar tienes que clonar este repositorio en tu sistema. Posiblemente tengas que instalar el paquete de python func_timeout (por ejemplo usando el comando pip install func_timeout). También tendrás que crear una carpeta Out que es donde se guardarán los ficheros con la información de las partidas.

Una vez realizados los pasos anteriores, prueba ejecutar el programa play_match.py. Según el IDE que uses, es posible que tengas que cambiar las referencias a las clases del código. Nosotros recomendamos el IDE Pycharm (si eres estudiante de la Uji puedes obtener una licencia gratuita). Pero cualquier otro IDE es también válido. Si tienes algún problema,no dudes en contactar con nosotros y te ayudaremos en este proceso.

Para implementar un bot hay que crear un fichero con el nombre del bot y situarlo dentro de la carpeta Players. Por ejemplo, si el equipo se llama IALovers, el bot se puede llamar IALoversPlayer.py. Dentro del fichero se debe crear una clase con el mismo nombre que heredará de la clase Player y que debe seguir la siguiente plantilla:

from Players.Player import Player


class IALoversPlayer(Player):
    def think(self, observation, budget):
        list_actions = observation.get_list_actions()
        action = "Tu codigo para seleccionar una acción incluida en list_actions"
        return action

    def __str__(self):
        return "IALoversPlayer"

Hay dos cosas importantes que debes tener en cuenta:

La función think debe devolver una acción antes del número de segundos indicados en budget. Si tarda más, el sistema seleccionará una acción al azar de entre las posibles y no hará caso a tu código.
La variable observation es la visión desde el punto de vista del jugador del estado del juego. Esto quiere decir que será posible acceder a:

Las cartas del jugador.
Las cartas que ha ganado cada jugador.
La carta que es triunfo.
Las cartas jugadas en la mano actual.

El resto de partes del estado del juego, como las cartas de los otros jugadores y las cartas en la baraja, se pueden acceder desde observation, pero serán una posible configuración de todas las posibles existentes, no reflejando el estado real de la partida.
La función get_list_actions() de la variable *observation* devuelve una lista con todas las posibles acciones que se pueden realizar.

Una vez creada la clase, hay que ir al programa play_match.py y en la línea donde se asigna a l_players los dos bots que jugarán la partida, reemplazar uno de los dos, por el constructor de tu bot. Por ejemplo, si queremos probar el bot IALoversPlayer contra RandomPlayer(), la línea debería ser:

l_players = [IALoversPlayer(), AlwaysFirstPlayer()]

Finalmente, ejecutamos el programa play_match.py para probar el funcionamiento del bot implementado.

El programa play_league.py permite jugar n_matches partidas entre los dos bots incluidos en la lista l_players. Es el programa que se usará en la competición.

Breve explicación del código fuente

Programas principales:

play_match: Programa principal que permite partidas entre dos bots. Para especificar los bots que jugarán la partida, hay que rellenar la lista l_players con el contructor de los bots.
play_league: Programa principal que permite una competición entre varios bots. Este será el programa que se usará para ejecutar la competición. Para especificar los bots que jugarán la competición, hay que rellenar la lista l_players con el constructor de los bots.

Las variables más importantes que controlan las partidas son:

budget: Es el tiempo en segundos que tiene el bot para pensar (en la función think del Player). Este tiempo se establecerá en 1 segundo en ambas fases de la competición.
verbose: True/False. Si es True mostrará mensajes por la consola.
controlling_time: True/False. Si es True controla el tiempo que tiene el bot para pensar. En la competición estará a True.
save_game: True/False. Si es True guarda en un fichero la partida para su estudio posterior.
save_name: Nombre del fichero donde se guardará la partida.
n_matches: En play_league, número de partidas entre los bots que participan en la competicion.

Bots implementados (en la carpeta Players):

Player: Clase abstracta que contiene la estructura que hay que seguir para implementar un bot.
RandomPlayer: Selecciona al azar una de las tres cartas.
SlowPlayer: Jugador que siempre tarda más tiempo del requerido para contestar. Se ha creado para testear que pasa cuando el jugador tarda más tiempo del requerido.
HumanPlayer: Muestra una interfaz texto para un jugador humano seleccione la accion a realizar.
AlwaysFirstPlayer: Siempre juega la primera acción de la lista de posibles acciones del juego.
OSLAPLayer: Este bot usa una estrategia One Step Looking ahead. Para ello, internamente crea un ForwardModel y una Heuristic y para cada una de las posibles acciones posibles (i.e. para cada una de las carta que se pueden jugar), avanza el juego (usando el método play del ForwardModel y la acción correspondiente) y obtiene un valor de lo bueno o malo que es estar en el nuevo estado (tras la ejecución de la acción). Lo bueno o malo se sabe gracias a la heurística (Heuristic). La acción seleccionada es aquella que obtiene mejor valor.

Clases del juego (en la carpeta Game):

Action: Acción que puede elegir un jugador.
Card: Cartas del juego.
CardCollection: Colección de cartas. Se incluyen funciones para barajar, repartir, etc.
Common: Código común para varias clases del juego
Hueristic: Contiene la función get_score que dado un estado del juego, devuelve una estimación de lo bueno o malo que es estar en ese estado.
ForwardModel: Implementa las reglas del juego. La función más importante es play que actualiza el estado del juego según la acción realizada por el jugador.
GameState: Implementa el estado del juego.
Observation: Implementa la versión visible del estado del juego. Las partes no visibles se pueden acceder pero muestran una posible configuración de todas las existentes que no se corresponde con el estado real.
BriscaGame: Clase principal del juego.

Formato fichero partida

El formato del fichero que resume la partida es el siguiente:

Línea	Contenido
1	Nombre de los bots
2	Número indicando que jugador empieza (0 a 3)
3	Contenido de la baraja tras repartir las cartas. La primera carta es la primera en el mazo
4	Mano inicial del jugador 0
5	Mano inicial del jugador 1
6	Mano inicial del jugador 2
7	Mano inicial del jugador 3
8 a 47	Acción realizada: jugador, carta jugada, recompensa
48	Puntos obtenidos por los jugadores (empezando por el 0)

En las líneas 7 a 46, la recomensa es el valor que devuelve la función play del ForwardModel usado, que a su vez, usa la clase Heuristic proporcionada para estimar ese valor.

Contacto

Para obtener más información, enviar un email a montoliu@uji.es.

montoliu/RoboBrisca