Проєкт інформаційної системи оцифровування та аналізу шахових партій

Abstract

У сучасних умовах стрімкого розвитку інформаційних технологій та зростання інтересу до інтелектуальних занять, таких як шахи, потреба в цифрових інструментах для фіксації та аналізу шахових партій стає дедалі актуальнішою. Шахи, як стратегічна гра, вимагають ретельного аналізу, що є важливим для вдосконалення навичок гравців та навчання новачків. Цей аналітичний аспект є ключовим не тільки для професійних гравців, але й для аматорів, які прагнуть покращити свою гру через структурований перегляд партій. На сьогодні існуючі рішення для оцифровування та автоматизованого аналізу шахових партій обмежені та часто вимагають ручного введення, що може бути трудомістким і спричиняти помилки. Традиційні методи, такі як паперові записи чи базові цифрові засоби, не відповідають сучасним вимогам до ефективності та точності. Технології, як-от комп’ютерний зір, штучний інтелект та мобільні платформи, дозволяють подолати ці обмеження, забезпечуючи автоматичний запис ходів і глибокий аналіз партій. Вони надають гравцям зручний та доступний інструмент для вдосконалення на всіх рівнях. Об’єктом дослідження є інформаційна система для автоматизації оцифровування та аналізу шахових партій. Предметом дослідження є методи та засоби розробки інформаційної системи для автоматизованого оцифровування та аналізу шахових партій із використанням мобільних технологій та комп’ютерного зору [1][3-4]. Дослідження фокусується на розробці системи, здатної автоматично розпізнавати ходи на шаховій дошці за допомогою камери мобільних пристроїв, а також інтеграції з шаховими двигунами для аналізу партій і зберігання результатів. Особливу увагу приділено створенню зручного інтерфейсу [29], що забезпечує користувачам доступ до можливостей аналізу і навчання. Мета даної магістерської роботи полягає в розробці проєкту інформаційної системи, яка забезпечить оцифровування шахових партій за допомогою мобільного додатка з функціональністю комп’ютерного зору, їх автоматизований аналіз з використанням шахових двигунів, а також надасть користувачам інструменти для інтерактивного навчання та вдосконалення своїх навичок. Реалізація такого рішення дозволить шахістам різного рівня швидко і точно записувати партії в цифровому форматі, отримувати рекомендації щодо покращення гри на основі шахових двигунів, таких як Stockfish [2], а також мати можливість зберігати ігри для подальшого аналізу. У процесі роботи проведено аналіз існуючих рішень для оцифровування шахових партій, визначено їхні недоліки та можливі шляхи вдосконалення. Особливу увагу приділено використанню комп’ютерного зору для автоматичного розпізнавання фігур і ходів на шаховій дошці, що дозволяє зберігати партії без необхідності ручного введення даних. Окрім цього, було розроблено архітектуру системи, яка охоплює мобільний додаток для фіксації партій, а також аналітичний модуль, який використовує шахові двигуни для надання рекомендацій і вдосконалення навичок гравців. Практичне значення одержаних результатів полягає у створенні зручної інформаційної системи [5], яка може бути інтегрована в шахові клуби, навчальні заклади та використовуватися шахістами-аматорами для самостійного навчання. Система забезпечує користувачам можливість автоматизованого оцифровування шахових партій з мобільного пристрою, аналізу партій у режимі реального часу та отримання індивідуальних рекомендацій для покращення гри.As information technology rapidly advances and interest in intellectual activities like chess grows, the need for digital tools to record and analyze chess games becomes increasingly significant. Chess, as a strategic game, requires thorough analysis, which is essential for enhancing players’ skills and training beginners. This analytical aspect is crucial not only for professional players but also for enthusiasts aiming to improve their gameplay through structured review. Currently, available solutions for chess game digitization and automated analysis are limited and often rely on manual entry, which can be time-consuming and error-prone. Traditional methods, like physical notation sheets or basic digital recording tools, fall short in meeting modern players’ needs for efficiency and precision. Technologies such as computer vision, artificial intelligence, and mobile platforms offer a path to overcome these limitations, enabling automated recording and in-depth analysis. These technologies can help record moves directly from a chessboard, reduce errors, and offer mobile access, thus providing a convenient and accessible tool for players at all levels. Object of study: The information system for automating the digitization and analysis of chess games. Scope of research: Methods and tools for developing an information system for the automated digitization and analysis of chess games using mobile technologies and computer vision [1][3-4]. The study focuses on developing a system capable of automatically recognizing moves on a chessboard using a mobile device camera, integrating with chess engines for game analysis, and storing results. Special attention is given to creating a user-friendly interface that provides users with access to analytical and training functionalities. Goal of research: The purpose of this master’s thesis is to develop an information system project that enables the digitization of chess games using a mobile application with computer vision functionality, automated analysis using chess engines, and provides users with tools for interactive learning and skill improvement. Such a solution will allow chess players of all levels to quickly and accurately record games in digital format, receive game improvement recommendations from chess engines like Stockfish [2], and have the ability to store games for further analysis. The study analyzed existing solutions for chess game digitization, identified their shortcomings, and proposed possible improvements. Particular attention was paid to using computer vision for automatically recognizing pieces and moves on the chessboard, allowing games to be saved without manual input. Additionally, the system’s architecture was developed, encompassing a mobile application for game recording, as well as an analytical module that utilizes chess engines to provide recommendations and improve players’ skills. Practical Significance: The practical significance of the obtained results lies in creating a convenient information system [5] that can be integrated into chess clubs, educational institutions, and used by amateur chess players for self-training. The system provides users with the capability of automated chess game digitization from a mobile device, real-time game analysis, and personalized recommendations for game improvement.