The purpose of this bachelor’s thesis was to create a robot that could play chess through voice recognition and robotics. The two areas to be investigated were the robot’s precision and speed. The reason for building a robot arm of the SCARA type was that it can easily pick up and place pieces with reach over the entire chessboard. The robot arm is controlled from a Raspberry Pi 4 and is moved by two Dynamixel AX-12a servomotors. To pick up chess pieces, a continuous 360-degree servomotor was used to lift an electromagnet which was mounted on a gear rack. AUSB microphone was used to collect what move the player indicated. The Stockfish chess engine was used to generate moves for the robot. The parts of the robot that had the greatest impacton precision were the stability of the aluminum profiles, the gear ratio between the gears that transmit torque to the arm, the gear mesh contact ratio and the size of the electromagnet. The time it took to complete a move could be reduced by increasing the speed of the motors whena chess piece was not attached to the electromagnet, andusing a larger gear in the RC servo that raises and lowers the electromagnet. / Syftet med det här kandidatexamensarbetet var att skapa en robot som genom röstigenkänning och robotik kunde spela schack. De två områden som skulle undersöka svar robotens precision och hastighet. Anledningen till att bygga en robotarm av SCARA typ var att den enkelt kanplocka upp och ställa ner pjäser med räckvidd över hela schackbrädet. Robotarmen styrs från en Raspberry Pi 4och drivs av två stycken Dynamixel AX-12a servomotorer. För att plocka upp schackpjäser användes en kontinuerlig 360-graders servomotor som lyfte en elektromagnet monterad på iniumprofilerna, utväxlingenmellan kugghjulen som överför moment till armen, anliggningsytan vid kuggingreppen och storlek av elektromagnet. Tiden det tog att genomföra ett drag gick att minska genomatt öka hastigheten på motorerna då en schackpjäs inte sattfast på elektromagneten, samt använda ett större kugghjulhos RC servot som höjer och sänker elektromagneten.

The purpose of this thesis was to create a robot that through the use of visual recognition and robotics could play chess.The idea for this project came from the fact that there is an increasing demand for smart robots that can make their own decisions in a changing environment, and the fact that chess has recently seen a surge of new players. The optimal design of the arm making the moves was decided to be of SCARA type, which is a common robotic arm that excels in pick-and-place operations. The movement of the arm was driven by two stepper motors connected to a Raspberry Pi and an external power supply. Movement in the Z-direction was achieved through the use of a servo motor driving a gear rack vertically. A camera was placed above the chessboard, and through the use of numerous programs and functions, images were converted to chess notation which was then sent to a chess engine running on the Raspberry Pi. The visual recognition worked optimally when the chessboard was well and evenly lit. When lighting was poor, values that defined colors could be changed, allowing for proper evaluation of the colors, however when the illuminance dropped below 15 lux the blue pieces became indistinguishable from the black squares and therefore the visual recognition stopped working. / Syftet med det här examensarbetet var att skapa en robot som genom användning av bildigenkänning och robotik kunde spela schack. Idén till detta projekt kom från det faktum att det finns ett ökande behov av smarta robotar som kan fatta sina egna beslut i en förändring miljö och det faktum att schack nyligen har sett en ökning av nya spelare. Den optimala utformningen av armen som flyttar pjäserna beslutades vara av SCARA-typ, som är en vanlig robotarm som utmärker sig i ’pick-and-place’ operationer. Armens rörelse drivs av två stegmotorer anslutna till en Raspberry Pi och en extern strömkälla. Rörelse i Z-riktningen uppnåddes genom användning av en servomotor som drev en kuggstång vertikalt. En kamera placerades ovanför schackbrädet, och genom användning av flera program och funktioner konverterades bilder till schacknotation som sedan skickades till en schackmotor som körs på Raspberry Pi. Bildigenkänningen fungerade optimalt när schackbrädet var väl och jämnt upplyst. När belysningen var dålig kunde värden som definierade färger ändras för att möjliggöra korrekta utvärderingar av färgen, men när belysningsnivån sjönk under 15 lux blev de blå pjäserna oskiljbara från de svarta rutorna och programmet slutade därför att fungera

Ambitionen med utvecklingsarbetet är att planera och genomföra schackundervisning i en förskola samt analysera aktiviteterna utifrån ett didaktiskt perspektiv, i syfte att utveckla och vidga mitt, som blivande förskollärare, arbetssätt att uppnå läroplanens mål i matematik. Huvudsakliga teorier innehåller didaktik och matematikdidaktik. Arbetet utgår ifrån en hermeneutisk ansats och experimentell observation har varit arbetets främsta metod.Resultaten visar att barnen under schackaktiviteter har utövat följande matematiska mål i läroplanen (2016): rumsuppfattning; grundläggande egenskaper hos mängder och antal; mätning; reflektion omkring olika strategier och problemlösningar; urskiljande; förklaring. Under aktiviteterna har barnen visat följande svårigheter för undervisningens innehåll: förstår inte hur man flyttar pjäsen springare; har svårt att kombinera varierade sätt att flytta damen för att undersöka det optimala sättet att uppnå målen; visar inte tillräcklig förståelse att behandla flera problem synkroniserat. Monologen är det dominerande kommunikationsmönstret under aktiviteterna, vilket innehåller en liknade modell. Jag styr monologen och erbjuder barnen ungefär lika många chanser att utrycka sig och delta i aktiviteterna. Dialogen sker mellan mig och barnen, samt mellan barnen. Initiativ till dialog tas i regel av barnen och påverkas endast minimalt av mig. Antalet dialoger skiljer sig dramatiskt åt bland barnen. Metakognitiv dialog uppstår endast under den sista aktiviteten. Jag utgör en viktig roll i metakognitiv dialog för att handleda barnen kring att vara medvetna om sin egen lärandeprocess.Schackaktiviteterna erbjuder en rik möjlighet för barnen att upptäcka och undersöka matematik med ett kritiskt tänkande samt erfara sina brister i schack. Det finns många meningsfulla moment där barnen tar initiativ till att bidra till att utveckla och fördjupa undervisningsinnehåll. En del av barnens funderingar och undersökningar är inspirerande för mitt framtida arbete.

Schack är ett spel som ofta används för att undersöka olika tekniker inom artificiell intelligens (AI). I det här arbetet ställs frågan om det går att utveckla en AI-agent vars beslutsfattande är baserat på tekniken Case-based Reasoning (CBR) med grundlig likhet som spelar bättre med fallbaser baserade på bättre experter. En AI-agent har utvecklats som spelat ett antal partier mot sig själv med olika fallbaser baserade på olika experter. Efter att ha undersökt resultatet visade de sig att AI-agenten spelar så dåligt att den nästan aldrig lyckades vinna oavsett fallbas, vilket gjorde att det inte gick att rangordna dem efter skicklighet. I framtida arbete är det intressant att undersöka andra likheter än grundlig likhet. Det är även av intresse att undersöka om en CBR-baserad schackspelande AI-agent kan spela schack med hög skicklighet.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Board games are on the rise and chess is no exception. However, in an increasingly digitalized world these board games lack something in comparison to digitalized games, being able to play with anyone anywhere. This project aimed to combine these two worlds by being a physical game of chess where one could play against an opponent from far away. CheckMate is a robot consisting of an acrylic frame and various electronic components, such as an electromagnet, two stepper motors, a Hall eect sensor and a WiFi module. The electromagnet and Hall eect sensor were able to move using a belt and pulley system. This allowed magnetic pieces to be identified and dragged across the board. The board then communicated the location of all the pieces on the board, using Wifi, to an website that also kept track on whose turn it was. The result of this project was a robot that was able to perform all the moves necessary on the chessboard as well as communicating to the website. When moving a piece from one location to another the piece repelled other pieces on its way. However, this was deemed to be acceptable since the pieces were not moved too large of a distance for the electromagnet to attract them when moved into its square. One move that the robot was not able to perform was castling. The results can therefore bee seen as a starting point toward further developments. / Brädspels popularitet stiger och schack är inget undantag. Dock saknar brädspel de digitala spelens möjlighet att spela med vem som helst varsomhelst. Detta projekt ville bygga över klyftorna mellan dessa två världar genom att vara ett fysiskt schackspel med de digitala spelens möjligheter. CheckMate är en robot byggd av akrylplast och diverse elektroniska komponenter sådan som en elektromagnet, två stegmotorer, en halleektsensor och en WiFi-modul. Elektromagneten och halleektsensorn förflyttades via ett system av kuggremmar drivet av stegmotorerna. Elektromagneten användes för att flytta pjäserna på brädet medan halleektsensorn användes vid kartläggning av pjäsernas position på brädet. Brädet kommunicerade, via trådlöst nätverk, till en hemsida som användes för att spara och överföra pjäsernas positioner. Projektet resulterade i en robot som kunde göra alla motsvarande drag hämtat från hemsidan. Dock så repellerade en flyttande pjäs på de stationära pjäserna när den passerade. Detta ansågs dock vara acceptabelt då elektromagneten kunde föra tillbaka pjäserna när den befann sig i dess ruta. Något som projektet ej lyckades utföra var draget rockad. Resultatet av detta projekt kan ses som en startpunkt i en vidareutveckling eller en färdig produkt vid obesvärad spelning.

Procedurell generering är ett kraftigt verktyg för att kunna skapa en stor mängd spelvärldar utan att själv behöva manuellt designa spelplaner en och en. Med bra programmerade algoritmer kan man få tillgång till en nästan obegränsad mängd av unika spelvärldar med mycket mindre arbete. Vårt uppdrag är att skapa spellogiken och spelplansgenerering till ett spel som ska skickas in som bidrag till Swedish Game Awards[1], som är nordens största tävling för spelutveckling. Vi samarbetar med en annan grupp som ska göra Nätverk och Server-funktionalitet. Deras uppgift är att skapa en huvudserver-applikation, och ett klient/server-system där två spelare kan spela mot varandra med en av spelarna som agerar server. Slutgiltiga målet är att integrera de två olika projekteten till en slutgiltig produkt. Spelet vi tänker skapa är ett schack-baserat spel som utspelar sig i en 3D-miljö. De två spelarna kommer att ha en mängd olika enheter som de kan välja att köpa för sina pengar, kallade för credits i spelet. Spelarna använder sina enheter för att förstöra motspelarens enheter, och målet är att besegra motståndarens kung. Spelet pågår tills någon av spelarnas kungar är besegrad eller tills en av spelarna ger upp. / Procedural generation is a powerful tool for creating a large set of game worlds without having to design each one individually. With the proper implementation, this can allow an almost unlimited amount of unique game worlds using far less resource and time. Our task is to create the game logic and game map generation for a game that will be entered as a contestant in Swedish Game Awards, the biggest competition for game development in the Nordic Countries. We will be working in parallel with a separate group who will be implementing the networking side of the application, where the goal is to have a server where two players can play against each other from separate end systems. As the deadline for the competition approaches, we will then combine the two projects to a finished product. The game we are creating is a chess-influenced game that takes place in a 3D world. Two players will have access to different types of units that can be purchased by the in game resource known as credits, and the main objective is to defeat the enemy king. One game session continues until either of the two kings is defeated, or one of the players surrender.