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Optimizing the stages of difficulty of the tic-tac-toe game using artificial intelligence heuristics

Optimización del juego tres en raya con niveles de dificultad utilizando heurísticas de inteligencia artificial

César Javier Villacís
Walter Marcelo Fuertes-Diaz
Christian Andrés Bustamante
Margarita Elizabeth Zambrano Rivera
Edgar Porfirio Torres
Hernán Mauricio Aules
Ana Gladys Tacuri
Mario Oswaldo Basurto

Introduction: Educational games, in addition to providing distraction and fun, stimulate the development of children´s thinking in logic and spatial areas. This research presents the optimization of an educational video game related games logic, known as Noughts and Crosses or Tic-Tac-Toe (in English), focused on children between 7 and 11 years. Method: To carry this out, we used the Object Oriented Hypermedia Design method for conceptual design and navigational application, which allows creating interactive and user friendly interfaces. In addition, Artificial Intelligence techniques used for the player simulated as well as controlled by computer, can emulate decisions for itself and be able to face the user. These Artificial Intelligence techniques are of heuristic type, implemented through an unprecedented numerical method based on finite numerical series, which differs from others of the same type, where it is common to use the algorithm of MIN-MAX. A virtual agent, that provides support to the users at different levels of difficulty of the game, was incorporated. Results: The results obtained show that there are cognitive differences by age, gender and level of difficulty in the game from a representative sample of children of an educational unit. Conclusion: This kind of program stimulates cognitive development in children who are in their primary stage of educational training.@en

Introdução: os jogos educativos, além de proporcionarem distração e diversão, estimulam o desenvolvimento do pensamento infantil nos processos lógicos e espaciais. Esta pesquisa apresenta a otimização de videojogo educativo conhecido como jogo da velha (Tic-Tac-Toe) voltado para crianças entre 7 e 11 anos. Método: Utilizou-se a metodologia de Projeto Hipermídia Orientado a Objetos (OOHDM) para o design conceitual e de navegação do aplicativo, o que permitiu a criação de interfaces interativas e amigáveis para o usuário. Além disso, foram utilizadas técnicas de inteligência artificial para que o jogador (simulado e controlado pelo computador) possa emular as decisões por si mesmo, e ser capaz de enfrentar o usuário humano. As técnicas de Inteligência Artificial usadas são do tipo heurística, implementadas via método numérico inédito - que se baseia em série numérica finita - diferindo de outros métodos com o mesmo objetivo; nos quais é comum para usar o algoritmo de MIN-MAX. Para executar o jogo recorreu-se à incorporação de um agente virtual que oferece apoio aos usuários nos diferentes níveis de dificuldade do jogo. Resultados: Os resultados mostram que existem diferenças cognitivas conforme a idade e gênero, e também quanto ao nível de dificuldade do jogo, considerando-se uma amostra representativa de crianças de uma mesma unidade educacional. Conclusão: Este tipo de programa estimula o desenvolvimento cognitivo das crianças que estão em seu primeiro estágio de treinamento educacional.@pt
Introducción: Los videojuegos educativos, además de proporcionar distracción y diversión,  estimulan el desarrollo del pensamiento de los niños en las áreas lógica y espacial. Esta investigación presenta la optimización de un videojuego educativo relacionado con los juegos de lógica, conocido como el Tres en Raya o Tic-Tac-Toe (en inglés), enfocado a niños entre 7 y 11 años. Método: Para llevarlo a cabo, se ha empleado el Método de Diseño Hipermedia Orientada a Objetos para el diseño conceptual y navegacional de la aplicación, lo cual permite crear interfaces de usuario interactivas y amigables con el usuario. Además, se utilizó técnicas de Inteligencia Artificial para que el jugador, simulado y controlado por la computadora,  pueda emular la toma de decisiones por sí mismo, y esté en capacidad de enfrentar al usuario. Las técnicas de Inteligencia Artificial utilizadas son del tipo heurísticas, implementadas mediante un método numérico inédito, basado en series numéricas finitas, lo cual difiere de otros del mismo tipo, donde lo común es utilizar el Algoritmo del MIN-MAX. Para la ejecución del juego se ha recurrido a la incorporación de un agente virtual que brindará soporte al usuario en los diferentes niveles de dificultad del juego. Resultados: Los resultados muestran que existen diferencias cognitivas por edad, género y nivel de dificultad en el juego de una muestra representativa de niños de una unidad educativa. Conclusión: Estes tipos de programas estimulan el desarrollo cognitivo de los niños que se encuentran en su etapa primaria  de  formación.@es

. Optimización del juego tres en raya con niveles de dificultad utilizando heurísticas de inteligencia artificial optimizing the stages of difficulty of the tic-tac-toe game using artificial intelligence heuristics. Atoz: novas práticas em informação e conhecimento, [????].
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