ПРИЛОЖЕНИЕ СУДОКУ С ИНТЕГРАЦИЕЙ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА

SUDOKU APP WITH ARTIFICIAL INTELLIGENCE INTEGRATION

Polina Pyura

Master’s Student, Blagoveshchensk State Pedagogical University,

Russia, Blagoveshchensk

АННОТАЦИЯ

В данной работе рассматривается концепция кроссплатформенного приложения для игры в судоку, интегрирующего искусственный интеллект (ИИ) для персонализации игрового процесса. Приложение будет доступно в виде веб-версии и мобильного приложения (iOS/Android) с поддержкой офлайн-режима. Основные функции включают генерацию головоломок разной сложности, интеллектуальные подсказки на основе ИИ, анализ игровых паттернов и синхронизацию данных между устройствами. В разработке используются современные технологии: Vue.js, TypeScript, PWA (Progressive Web App) и алгоритмы машинного обучения (генетические алгоритмы, нейронные сети, кластеризация). Особое внимание уделяется UX/UI-дизайну, безопасности данных и адаптивности интерфейса. Проект направлен не только на развлечение пользователей, но и на развитие их логического мышления.

ABSTRACT

This paper examines the concept of a cross-platform Sudoku application that integrates artificial intelligence (AI) to personalize gameplay. The app will be available as a web version and a mobile app (iOS/Android) with offline mode support. The main functions include the generation of puzzles of varying difficulty, intelligent hints based on And, analysis of game patterns and data synchronization between devices. Modern technologies are used in the development: Vue.js, TypeScript, PWA (Progressive Web App) and machine learning algorithms (genetic algorithms, neural networks, clustering). Special attention is paid to UX/UI design, data security, and interface adaptability. The project is aimed not only at entertaining users, but also at developing their logical thinking.

Ключевые слова: судоку, искусственный интеллект, кроссплатформенное приложение, Vue.js, TypeScript, PWA, машинное обучение, персонализация, генерация головоломок, адаптивные подсказки, анализ игровых данных.

Keywords: sudoku, artificial intelligence, cross-platform application, Vue.js, TypeScript, PWA, machine learning, personalization, puzzle generation, adaptive hints, game data analysis.

Судоку – популярная логическая головоломка, завоевавшая миллионы поклонников по всему миру благодаря своей простоте и интеллектуальной глубине. Современные технологии, включая искусственный интеллект, открывают новые возможности для совершенствования игрового опыта, делая его более интерактивным и персонализированным. В этом контексте было принято решение рассмотреть более глубоко идею кроссплатформенного приложения, которое будет доступно как в веб-версии, так и в виде мобильного приложения для iOS и Android.

Проектирование приложения началось с определения функциональных требований и возможностей, которые легли в основу архитектуры системы. На начальном этапе были выделены ключевые компоненты, обеспечивающие генерацию головоломок, интеллектуальную поддержку пользователя, анализ игровых паттернов и кросс-платформенную синхронизацию данных. Основные функциональные возможности приложения включают:

- генерацию головоломок Судоку с различными уровнями сложности (легкий, средний, сложный, эксперт);

- интерактивную помощь на основе ИИ, которая адаптируется к уровню игрока;

- анализ игровых паттернов для предоставления персонализированных рекомендаций;

- минималистичный и интуитивно понятный интерфейс;

- возможность синхронизации данных между устройствами через облачное хранение;

- поддержку оффлайн-режима для игры без доступа к интернету.

Для разработки приложения может быть использован современный технологический стек, включающий Vue.js в сочетании с TypeScript. Vue.js обеспечит эффективную разработку реактивных пользовательских интерфейсов с компонентным подходом, что идеально подойдет для интерактивной игровой механики [4]. TypeScript добавит строгую типизацию, значительно повышая надежность кода и упрощая его поддержку по мере роста функциональности [2].

Особое внимание должно быть уделено архитектуре Progressive Web Application (PWA), что позволит приложению работать в офлайн-режиме, поддерживать push-уведомления и обеспечивать нативный пользовательский опыт на всех платформах [1]. PWA-реализация даст возможность установки приложения на домашний экран мобильных устройств и компьютеров без необходимости публикации в магазинах приложений.

Для сборки проекта может использоваться Vite – современный инструмент, который благодаря своей архитектуре на основе ES-модулей обеспечивает мгновенный горячий перезапуск во время разработки и генерирует оптимизированные production-сборки [3]. Такое сочетание технологий позволит создать высокопроизводительное кроссплатформенное решение с возможностью развертывания как веб-приложения, так и PWA с офлайн-функциональностью.

Интеграция ИИ значительно повысит интерактивность и функциональность приложения Судоку, играя ключевую роль в создании уникальных головоломок с заданным уровнем сложности. Алгоритмы машинного обучения, такие как генетические алгоритмы или нейронные сети, могут сгенерировать головоломки с единственным решением, используя подходы на основе ограничений (Constraint Satisfaction Problem, CSP) для обеспечения их корректности и уникальности, а также проанализировать сложность, оценивая количество логических шагов, необходимых для решения. Данные для обучения таких моделей могут собираться из открытых баз данных головоломок Судоку или генерироваться синтетически, что позволит создавать разнообразные и сбалансированные задачи для пользователей.

Искусственный интеллект может предоставлять интеллектуальные подсказки, адаптированные к уровню подготовки пользователя. Например, это могут быть кластеризация (например, алгоритм K-средних), что сгруппирует пользователей по уровню навыков на основе их прошлых игр, или рекомендательные системы, которые проанализируют ошибки игрока и предложат оптимальные шаги для решения головоломки. Также применение регрессионных модели поможет прогнозировать время, необходимое для завершения головоломки, и предложить подсказки.

Планируется, что искусственный интеллект приложения будет осуществлять комплексный анализ поведения пользователя, включая время решения головоломок, типичные ошибки и проблемные области, а также предпочтения по уровню сложности и продолжительности игровых сессий. На основе собранных данных система сформирует персонализированные рекомендации: автоматически подберет головоломки оптимальной сложности, предложит советы по совершенствованию стратегии решения и, при выявлении систематических ошибок (например, частых затруднений с техникой «скрытые одиночки»), активирует специализированный обучающий режим с акцентом на отработку проблемных аспектов.

Интерфейс приложения должен быть минималистичным, интуитивно понятным и адаптированным для разных устройств. Основные элементы дизайна:

1. Игровое поле: Чёткая сетка 9x9 с выделением блоков 3x3, адаптивная для сенсорных экранов и мыши.

2. Панель управления: Кнопки для выбора чисел, заметок, подсказок и отмены хода.

3. Статистика: Графики и диаграммы, отображающие прогресс пользователя, такие как среднее время решения или процент успешно завершённых головоломок.

4. Уведомления: Ненавязчивые push-уведомления, напоминающие о незавершённых головоломках или новых ежедневных задачах.

Дизайн может разрабатываться с использованием библиотек, таких как Vuetify или Tailwind CSS, для обеспечения согласованного внешнего вида на разных платформах.

Для эффективной работы искусственного интеллекта приложение будет собирать данные несколькими способами: через ручной ввод пользовательских предпочтений (уровень сложности, частота подсказок), интеграцию с внешними сервисами (например, Google Calendar*(По требованию Роскомнадзора информируем, что иностранное лицо, владеющее информационными ресурсами Google является нарушителем законодательства Российской Федерации – прим. ред.) для синхронизации игровых сессий с расписанием), а также сохранение локальных данных на устройстве для оффлайн-доступа. Собранная информация будет проходить этап очистки и нормализации, где устраняются дубликаты, а данные (например, время решения головоломок) приводятся к стандартизированному формату для последующего анализа.

Безопасность данных может обеспечивается с помощью современных методов шифрования, таких как AES-256, и многофакторной аутентификации.

Разработка приложения Судоку с использованием ИИ – это перспективный проект, который сочетает классическую логическую игру с современными технологиями. Интеграция Vue.js и TypeScript обеспечит гибкость и надёжность, а искусственный интеллект сделает игровой процесс персонализированным и увлекательным. Внедрение таких технологий позволит не только развлекать пользователей, но и помочь им развивать логическое мышление и навыки решения задач.

Список литературы:

1. MDN Web Docs. Progressive Web Apps (PWA) / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: URL: https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/Progressive_web_apps (дата обращения: 05.06.2025 г.).
2. TypeScript Documentation / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: URL: https://www.typescriptlang.org/docs/ (дата обращения: 05.06.2025 г.).
3. Vite. Next Generation Frontend Tooling / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: URL: https://vite.dev/ (дата обращения: 05.06.2025 г.).
4. Vue.js Official Documentation / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: URL: https://vuejs.org/ (дата обращения: 05.06.2025 г.).