paperio

Правила участия в AiCups 4

Соревнование среди создателей искусственного интеллекта стартует в четвертый раз. На этот раз предлагаем вам написать своего бота, который сойдется в сложной битве против других ботов в игре по мотивам Paper.io.

Мероприятие проводится на специально разработанной онлайн-платформе AiCups, где участники регистрируются, могут отправлять решения, стартовать игры и узнавать актуальные новости.

Каждая игра принадлежит к классу рейтинговых, либо нерейтинговых. Нерейтинговые игры участники стартуют сами, они предназначены лишь для оценки собственных сил и отладки написанных ботов в боевом окружении. Рейтиновые игры система время от времени стартует самостоятельно, подбирая участников по алгоритму TrueSkill. По результатам рейтинговых игр формируется итоговый рейтинг и определяются победители. Каждая игра запускается на серверах организатора в изолированном окружении.

Действия, которые будут представлять риск нанесения ущерба проверяющей системе, будут рассматриваться как нарушение данных правил и приведут к дисквалификации участника.

Решения можно присылать на любом языке программирования из списка поддерживаемых:

• C# .zip,.cs
• C++11 .zip,.h,.cpp
• C++14 .zip,.h,.hpp,.cpp
• C++17 .zip,.h,.hpp,.cpp
• Elixir .zip,.ex
• Go .zip,.go
• Haskell .zip,.hs
• Java1.8 .zip,.java
• Java1.9 .zip, .java
• Kotlin .zip,.kt
• Node JS .zip,.js
• PHP7 .zip,.php
• Python 2.7 .zip,.py
• Python 3.6 .zip,.py
• Rust .zip,.rs
• Scala .zip,.scala
• Swift .zip, .swift

Детальные инструкции по созданию своего решения, формату входных и выходных данных, сопутствующих пакетах и библиотеках можно прочитать в разделе 2. После того как решение было загружено и обработано, его результат можно посмотреть в визуализаторе на сайте. Попутно будут выводиться отладочный вывод и случившиеся ошибки.

Для удобства участников, а также для снижения пиковых нагрузок на систему запуска, мы подготовили программу для локального запуска и отладки — Local Runner (далее обозначается как LR или ЛР). Она написана на Python 3.6 с использованием визуализатора Pyglet и поставляется в виде исходных кодов. Детальные инструкции по настройке и использованию Вы найдете в разделе 3.

Гайд по быстрому старту находится в файле QUICKSTART.md.

С организаторами соревнования можно связаться:

• в группе Telegram @aicups
• с помощью формы обратной связи на сайте соревнования

Все числовые параметры, которые вы встретите ниже, даны как примеры. В каждой конкретной игре параметры могут быть немного изменены, что повлияет на игровой баланс и физику мира. Таким образом мы получаем более справедливый и предсказуемый рейтинг раундов. Конкретные параметры игры будут присылаться боту перед первым тиком (см. раздел 2).

Удачи!

1. Описание механики

Игровой мир представляет собой квадрат со сторонами 930 на 930 условных единиц. Начало отсчета расположено в левом нижнем углу. Весь игровой мир разбит на 31*31 элементарных ячеек, размером 30 на 30. Все координаты в мире целого типа. Суть игры крайне проста - вы играете за умный квадрат, постоянно находящийся в движении, направление движения которого вы можете менять. Также у вас есть небольшая территория, которую можно расширить, путем захвата новых клеток. За захват новых клеток и за некоторые другие игровые действия будут начисляться очки. Остальные игровые объекты, концепции и взаимодействия будут описаны ниже.

Как можно увидеть из рисунка, все боты равноудалены от ближайшей к ним границе и находятся на одинаковом расстоянии от двух ближайших к ним противников.

Одновременно на одной карте соревнуются шесть ботов, созданных участниками соревнования. Каждому боту соответствует игровой объект типа "Игрок". Игра продолжается либо до смерти всех игроков, либо до максимального числа тиков (параметр конфигурации MAX_TICK_COUNT). Каждый тик выполняется по чёткой схеме:

• ботам передаётся состояние мира и в ответ ожидается одна из команд - "left", "right", "up", "down" ("right" - направление в сторону увеличения x, "left" - направление в сторону уменьшения x);
• каждая полученная команда тут же будет применена;
• при получении всех команд просчитывается новое состояние мира;
• за определенные игровые действия начисляются игровые очки и тот, кто наберет наибольшее количество очков к концу игры - станет победителем.

1.1. Игровые объекты и концепции

1. Игрок - двигающийся квадрат, который управляется ботом участника. Положение квадрата на карте определяется координатами его центра (x, y). Скорость квадрата задается параметром SPEED и может быть на время изменена, путем взятия бонуса.

2. Территория - захваченная ботом область карты, на которой бот находится в относительной безопасности. Территория может состоять из нескольких несвязанных частей. Так может получиться, например, из-за действий противников.

3. Шлейф - пройденный игроком путь, вне своей территории. При возвращении игрока на свою территорию, все клетки между шлейфом и территорией, добавляются к территории игрока. При пересечении шлейфа другими игроками или при самопересечении своего шлейфа, игрок выбывает из игры, а захваченная им территория становится нейтральной.

4. Бонус - в игре имеется 3 вида бонусов - Ускорение, Замедление и Пила:

   • Ускорение - увеличивает скорость игрока на несколько клеток. Количество клеток может быть любым, в диапазоне от 10 до 50;
   • Замедление - уменьшает скорость игрока на несколько клеток. Количество клеток может быть любым, в диапазоне от 10 до 50;
   • Пила - выстреливает лучом в направлении движения игрока. Применяется мгновенно. При пересечении лучом территории соперника, вся территория, противоположная положению соперника относительно данного луча, станет нейтральной. При пересечении лучом положения соперника, соперник выбывает, а вся его территория становится нейтральной.

1.2. Игровые взаимодействия

1. Управляемое движение осуществляется в 4 возможных направления. Движение в обратном направлении невозможно, и при получении системой данной команды, она будет проигнорирована. Движение осуществляется при помощи прибавления к текущей координате игрока значения SPEED каждый тик. При нахождении в состоянии перемещения между двумя клетками, поворот невозможен;

2. Захват территории - осуществляется в момент возвращения на свою территорию с нейтральной либо вражеской. В этот момент все клетки внутри шлейфа присоединяются к территории игрока. В случае территории из нескольких частей шлейф игрока и границы его территории могут не образовывать замкнутую фигуру. Тогда к территории игрока будут добавлены только клетки пройденного пути;

3. Разрезание шлейфа - при разрезании шлейфа противника, вам начисляются дополнительные очки, а противник выбывает из игры. При разрезании собственного шлейфа игрок выбывает из игры;

4. Столкновение с другим игроком - при столкновении с другим игроком, проигрывает тот игрок, чей шлейф длиннее, при совпадении длин шлейфов, проигрывают оба игрока;

5. Взятие бонуса - возможно двумя способами: 1) при прохождении по клетке бонуса 2) при захвате клетки, на которой есть бонус. Если бонус появился на территории игрока, то он не будет применен, и для его взятия необходимо пройти по клетке с ним;

6. Пересечение границы - приводит к выбыванию из игры.

1.3. Условия победы

Игра продолжается либо до смерти всех игроков, либо до максимального числа тиков (параметр конфигурации MAX_TICK_COUNT).

Очки присваиваются за определенные игровые действия:

• Захват одной нейтральной клетки - 1 балл;
• Захват одной клетки противника - 5 баллов;
• Отрезание пилой территории противника - 30 баллов;
• Пересечение шлейфа противника - 50 баллов;
• Убийство противника пилой - 150 баллов;

Причины выбывания игрока из игры:

• При пересечении шлейфа другими игроками или при самопересечении своего шлейфа;
• При столкновении с другим игроком, проигрывает тот игрок, чей шлейф длиннее, при совпадении длины шлейфа, проигрывают оба игрока;
• При пересечении границ карты (с учётом размеров игрока);
• При захвате противниками всей вашей территории;
• При попадании лучом в игрока

Побеждает игрок, набравший наибольшее количество очков.

2. Создание решения

Решение пользователя - это программа-бот, которая взаимодействует с сервером через потоки стандартного ввода-вывода. Она может быть написана на любом языке из списка поддерживаемых. Для некоторых языков будут доступны стандартная библиотека, библиотека для разбора JSON, и дополнения, предложенные участниками.

Решение предоставляется участником на сайте соревнования как ZIP-архив, внутри которого обязательно есть файл с названием main, корректный для выбранного участником языка программирования. Последнее включает в себя:

• корректное расширение (.py для Python, .cpp для С++ и т. д.);
• корректный синтаксис (к примеру, внутри С++ должна быть функция main());
• корректные подключения других модулей/пакетов выбранного языка.

После загрузки решение будет сначала скомпилировано (для компилируемых языков: C++, Go, Java, C#), а затем запущено в специальном docker-контейнере. Взаимодействие решения с внешним миром происходит происходит через потоки стандартного ввода/вывода.

Внимание! Использование stderr является ошибкой. Кроме того, в файле стратегии должны отсутствовать логгеры, записывающие информацию в файл, иначе поведение вашей стратегии будет существенно отличаться от поведения на сервере.

2.1. Архитектура решения

Самое простое решение на языке программирования Python 3 будет состоять из одного файла main.py. Программа-клиент инициирует сессию и запускает этот скрипт в начале работы. Клиент скрывает внутри себя работу с сетью и обработку ошибок, и является посредником между игровой механикой и решением участника. Он передает JSON от мира в стандартный поток ввода (stdin) и забирает ответ из стандартного потока вывода (stdout) (для Python это sys.stdin и sys.stdout). Напомним, что для корректной работы решение должно запускаться с параметрами для ввода/вывода без буфера (для Python это флаг -u при запуске интерпретатора).

Максимальный размер файла стратегии — 20 Мб.

Решение стартует один раз и далее работает в бесконечном цикле. Обрабатывать остановку не обязательно, в конце игры dockerd завершит работу всех контейнеров. Внутри цикла заключается обработка ввода/вывода, происходит обработка JSON и вызов главного обработчика (пример простой стратегии на Python):

import json
import random

config = input() # получение конфигурации игры
    
while True:    
    state = input()  # получение тика
    commands = ['left', 'right', 'up', 'down']  # доступные команды
    cmd = random.choice(commands)  # случайный выбор действия
    print(json.dumps({"command": cmd, 'debug': cmd}))  # отправка результата

После старта игры, сервер-механика рассылает всем подключившимся решениям конфигурацию игры. В неё входят следующие параметры:

• type — start_game
• params — параметры игрового мира
  • x_cells_count — количество элементарных ячеек по оси x
  • y_cells_count — количество элементарных ячеек по оси y
  • speed — скорость игрока
  • width — ширина и высота элементарной ячейки

Формат тика:

• type — tick
• params — параметры игрового мира
  • players — словарь, где ключ - идентификатор игрока, а значение - его состояние. Ключ - это либо id противника (случайное и постоянное для данной игры число), либо строка 'i' - идентификатор данного игрока. Формат состояния:
    • score — количество очков игрока
    • territory — массив координат клеток, принадлежащих территории игрока
    • position — текущее положение игрока
    • lines — массив координат клеток шлейфа
    • direction — направление движения игрока ("left", "right", "up", "down")
    • bonuses — массив активных бонусов игрока
      • type — тип бонуса ('n' - Ускорение (Нитро), 's' - Замедление, 'saw' - Пила)
      • ticks — сколько еще клеток будет активен бонус
  • bonuses — массив бонусов, расположенных на карте
    • type — тип бонуса ('n' - Ускорение (Нитро), 's' - Замедление, 'saw' - пила)
    • position — координаты бонуса, массив из двух элементов - (x, y)
  • tick_num — номер тика

Ответ на один тик не должен превышать REQUEST_MAX_TIME = 5 секунд. Суммарное время ответов на всю игру не должно превышать MAX_EXECUTION_TIME = 120 секунд.

Сообщение об окончании игры:

• type — end_game
• params — {}

3. Особенности запуска Local Runner

Local Runner написан на языке программирования Python версии 3.6. Для запуска потребуется интерпретатор Python версии 3.6 или новее. Local Runner нужен для демонстрации и тестирования механики игры, при помощи него игроки могут пробовать свои решения на собственном компьютере. Аналогичный код работает у нас на серверах для запуска игровых сессий.

Интерфейс программы можно увидеть на рисунке ниже:

В папке examples можно найти примеры простых стратегий на различных языках программирования. Их поведение определяется случайным выбором одной из доступных команд. Запустить Local Runner можно командой python localrunner.py при условии, что установлены все зависимости из requirements.txt.

Аргументы, которые можно передать в Local Runner:

• -h или --help — показать справку
• -p1 или --player1 — команда для запуска исполняемого файла стратегии игрока 1 (аналогично для остальных игроков, к примеру -p3 и --player3), максимальное количество игроков - 6. Для игры с клавиатуры, можно в качестве значения передать строку 'keyboard'. Для запуска простой стратегии-заглушки можно передать строку 'simple_bot'.
• --p1l — путь к логам игрока 1 (аналогично для остальных игроков, к примеру -p3l)
• -t или --timeout — по умолчанию игра прекращается после количества тиков, равного MAX_TICK_COUNT. Чтобы отключить данное поведение, передайте ранеру аргумент -t off.

Примеры запуска при установленном python3 вместе с зависимостями:

• $ python3 localrunner.py — запуск игры одним игроком с управлением с клавиатуры;
• $ python3 localrunner.py -p1 "python strategy.py" — запуск с явным указанием первого решения на python, лежащего в той же папке;
• $ python3 localrunner.py -p1 "java -jar /maic3/strategy.jar" — запуск решения на Java, лежащего по абсолютному пути в условной папке /maic3/;
• $ python3 localrunner.py -p1 "java -jar ../strategy_1/solution.jar" -p2 "../strategy_2/solution.exe" — запуск двух стратегий по относительному пути в папке на один уровень вверх;
• $ python3 localrunner.py -p1 "python strategy.py" -p2 simple_bot — запуск решения игрока вместе с простой стратегией;
• $ python3 localrunner.py -p1 "python strategy.py" -p2 keyboard — игра с клавиатуры вместе со своим решением;
• $ python3 localrunner.py -p1 "node strategy.js" -p2 simple_bot -p3 simple_bot -p4 simple_bot -p5 simple_bot -p6 simple_bot — запуск решения игрока вместе с 5ю простыми стратегиями-заглушками;

Внимание! Под командой запуска подразумевается полная команда, используемая для исполнения решения-стратегии. Частой ошибкой участников является попытка использовать, например, main.py вместо python main.py или main.cs вместо пути к скомпилированному бинарному файлу.

Внимание! При использовании аргументов -p{num} или --player{num} каждому num будет соответствовать неизменное первоначальное положение игрока. На сервере начальные положения игроков распределяются случайным образом.

Важно! Не стоит забывать про буферизацию ввода/вывода в используемом инструментарии (например, интерпретатору python нужно передать флаг -u или выставить соответствующую переменную окружения). Без этого корректная работа не гарантируется.

Пользователи Windows могут столкнуться с проблемой, когда интерпретатор языка программирования установлен не совсем верно, и его нет в системной переменной PATH. В таком случае необходимо указывать полный путь к интерпретатору вашего языка или добавлять его в PATH.

Спасибо, что участвуете в наших чемпионатах!