L'arène des IA

Dans « les jeux des pandas », les IA apprennent toutes de la même façon : par neuroévolution. Ici, on change de question. On prend cinq jeux, et pour chacun on fait concourir plusieurs familles de méthodes dans des conditions identiques, pour voir laquelle apprend le mieux, le plus vite, et à quel prix.

Le but n'est pas de désigner un vainqueur, mais de montrer que la réponse dépend du jeu, et qu'une méthode célèbre n'est pas toujours la meilleure.

Les jeux

Jeu 1

Puissance 4

Le seul jeu de l'arène entièrement résolu : on connaît le coup parfait dans chaque position. Chaque méthode est donc notée contre la vérité, et pas seulement sur ses victoires.

Alpha-bêtaMCTSTD(lambda)AlphaZero-liteNEAT
Jeu 2

La course en circuit

Des pandas pilotes apprennent à tenir la trajectoire sur des circuits générés au hasard, puis sont jugés sur des circuits qu'ils n'ont jamais vus.

NEATPPOCMA-ESARS
Jeu 3

Snake

Le serpent qui grandit : facile au début, étouffant à la fin. On y compare l'apprentissage à une solution parfaite écrite à la main.

DQNPPONEATCycle hamiltonienGlouton
Jeu 4

2048

Un jeu où le hasard s'en mêle à chaque coup. L'approche gagnante y est inhabituelle : une table de motifs apprise, plutôt qu'un réseau.

ExpectimaxRéseau n-tupleDQNNEAT
Jeu 5

L'atterrissage lunaire

Commande continue : il faut doser la poussée. On y compare l'apprentissage à un correcteur classique, du genre qui pilote vraiment les fusées.

PPOSACCMA-ESNEATPID

Les familles de méthodes

FamilleComment elle apprendDans l'arène
NeuroévolutionUne population de réseaux ; les meilleurs se reproduisent avec des mutations. Aucun gradient.NEAT
Stratégies d'évolutionOn tâtonne autour des poids actuels et on garde la direction qui améliore le résultat. Sans gradient non plus, mais la forme du réseau est fixée.CMA-ES, ARS
Méthodes à gradientOn calcule dans quel sens corriger chaque poids pour mieux jouer, et on applique la correction.DQN, PPO, SAC
Différence temporelleOn apprend à noter une position en la comparant à la suivante, de proche en proche.TD(lambda), réseau n-tuple
Recherche arborescenteAucun apprentissage : on explore les coups possibles au moment de jouer.Alpha-bêta, expectimax, MCTS
Les deux à la foisUn réseau appris guide la recherche, et la recherche produit les exemples qui entraînent le réseau.AlphaZero-lite
Sans apprentissageUn algorithme écrit à la main. C'est la référence qu'il faut battre pour que l'apprentissage se justifie.Pilote de trajectoire, cycle hamiltonien, glouton, PID

Le même budget pour tous

Chaque méthode qui apprend reçoit le même nombre de coups joués pour s'entraîner. Sinon, comparer n'a aucun sens. Ses réglages sont choisis avec le même effort que ceux des autres, et la page de chaque jeu dit comment : une méthode réglée plus longuement pourrait faire mieux.

Jamais sur ce qui a servi à apprendre

L'évaluation finale se fait sur des positions, des circuits ou des adversaires nouveaux. Une IA qui a appris par cœur se trahit à ce moment-là.

Les échecs aussi sont publiés

Quand une méthode ne bat pas un joueur au hasard, c'est écrit. Plusieurs graines sont lancées pour chaque méthode, et l'écart entre elles est affiché.