claude not tested

bot/src/strategy/burn_dqn_agent.rs

@@ -0,0 +1,294 @@
+use burn::{
+    backend::{ndarray::NdArrayDevice, Autodiff, NdArray},
+    nn::{Linear, LinearConfig, loss::MseLoss},
+    module::Module,
+    tensor::Tensor,
+    optim::{AdamConfig, Optimizer},
+    record::{CompactRecorder, Recorder},
+};
+use rand::Rng;
+use serde::{Deserialize, Serialize};
+use std::collections::VecDeque;
+
+/// Backend utilisé pour l'entraînement (Autodiff + NdArray)
+pub type MyBackend = Autodiff<NdArray>;
+/// Backend utilisé pour l'inférence (NdArray)
+pub type InferenceBackend = NdArray;
+pub type MyDevice = NdArrayDevice;
+
+/// Réseau de neurones pour DQN
+#[derive(Module, Debug)]
+pub struct DqnNetwork<B: burn::prelude::Backend> {
+    fc1: Linear<B>,
+    fc2: Linear<B>,
+    fc3: Linear<B>,
+}
+
+impl<B: burn::prelude::Backend> DqnNetwork<B> {
+    /// Crée un nouveau réseau DQN
+    pub fn new(input_size: usize, hidden_size: usize, output_size: usize, device: &B::Device) -> Self {
+        let fc1 = LinearConfig::new(input_size, hidden_size).init(device);
+        let fc2 = LinearConfig::new(hidden_size, hidden_size).init(device);
+        let fc3 = LinearConfig::new(hidden_size, output_size).init(device);
+        
+        Self { fc1, fc2, fc3 }
+    }
+
+    /// Forward pass du réseau
+    pub fn forward(&self, input: Tensor<B, 2>) -> Tensor<B, 2> {
+        let x = self.fc1.forward(input);
+        let x = burn::tensor::activation::relu(x);
+        let x = self.fc2.forward(x);
+        let x = burn::tensor::activation::relu(x);
+        self.fc3.forward(x)
+    }
+}
+
+/// Configuration pour l'entraînement DQN
+#[derive(Debug, Clone, Serialize, Deserialize)]
+pub struct DqnConfig {
+    pub state_size: usize,
+    pub action_size: usize,
+    pub hidden_size: usize,
+    pub learning_rate: f64,
+    pub gamma: f32,
+    pub epsilon: f32,
+    pub epsilon_decay: f32,
+    pub epsilon_min: f32,
+    pub replay_buffer_size: usize,
+    pub batch_size: usize,
+    pub target_update_freq: usize,
+}
+
+impl Default for DqnConfig {
+    fn default() -> Self {
+        Self {
+            state_size: 36,
+            action_size: 1000,
+            hidden_size: 256,
+            learning_rate: 0.001,
+            gamma: 0.99,
+            epsilon: 1.0,
+            epsilon_decay: 0.995,
+            epsilon_min: 0.01,
+            replay_buffer_size: 10000,
+            batch_size: 32,
+            target_update_freq: 100,
+        }
+    }
+}
+
+/// Experience pour le replay buffer
+#[derive(Debug, Clone)]
+pub struct Experience {
+    pub state: Vec<f32>,
+    pub action: usize,
+    pub reward: f32,
+    pub next_state: Option<Vec<f32>>,
+    pub done: bool,
+}
+
+/// Agent DQN utilisant Burn
+pub struct BurnDqnAgent {
+    config: DqnConfig,
+    device: MyDevice,
+    q_network: DqnNetwork<MyBackend>,
+    target_network: DqnNetwork<MyBackend>,
+    optimizer: burn::optim::Adam<MyBackend>,
+    replay_buffer: VecDeque<Experience>,
+    epsilon: f32,
+    step_count: usize,
+}
+
+impl BurnDqnAgent {
+    /// Crée un nouvel agent DQN
+    pub fn new(config: DqnConfig) -> Self {
+        let device = MyDevice::default();
+        
+        let q_network = DqnNetwork::new(
+            config.state_size,
+            config.hidden_size,
+            config.action_size,
+            &device,
+        );
+        
+        let target_network = DqnNetwork::new(
+            config.state_size,
+            config.hidden_size,
+            config.action_size,
+            &device,
+        );
+        
+        let optimizer = AdamConfig::new().init();
+
+        Self {
+            config: config.clone(),
+            device,
+            q_network,
+            target_network,
+            optimizer,
+            replay_buffer: VecDeque::new(),
+            epsilon: config.epsilon,
+            step_count: 0,
+        }
+    }
+
+    /// Sélectionne une action avec epsilon-greedy
+    pub fn select_action(&mut self, state: &[f32], valid_actions: &[usize]) -> usize {
+        if valid_actions.is_empty() {
+            return 0;
+        }
+
+        // Exploration epsilon-greedy
+        if rand::random::<f32>() < self.epsilon {
+            let random_index = rand::random::<usize>() % valid_actions.len();
+            return valid_actions[random_index];
+        }
+
+        // Exploitation : choisir la meilleure action selon le Q-network
+        let state_tensor = Tensor::<MyBackend, 2>::from_floats([state], &self.device);
+        let q_values = self.q_network.forward(state_tensor);
+        
+        // Convertir en vecteur pour traitement
+        let q_data = q_values.into_data().convert::<f32>().value;
+        
+        // Trouver la meilleure action parmi les actions valides
+        let mut best_action = valid_actions[0];
+        let mut best_q_value = f32::NEG_INFINITY;
+        
+        for &action in valid_actions {
+            if action < q_data.len() && q_data[action] > best_q_value {
+                best_q_value = q_data[action];
+                best_action = action;
+            }
+        }
+        
+        best_action
+    }
+
+    /// Ajoute une expérience au replay buffer
+    pub fn add_experience(&mut self, experience: Experience) {
+        if self.replay_buffer.len() >= self.config.replay_buffer_size {
+            self.replay_buffer.pop_front();
+        }
+        self.replay_buffer.push_back(experience);
+    }
+
+    /// Entraîne le réseau sur un batch d'expériences
+    pub fn train_step(&mut self) -> Option<f32> {
+        if self.replay_buffer.len() < self.config.batch_size {
+            return None;
+        }
+
+        // Échantillonner un batch d'expériences
+        let batch = self.sample_batch();
+        
+        // Préparer les tenseurs d'état
+        let states: Vec<&[f32]> = batch.iter().map(|exp| exp.state.as_slice()).collect();
+        let state_tensor = Tensor::<MyBackend, 2>::from_floats(states, &self.device);
+        
+        // Calculer les Q-values actuelles
+        let current_q_values = self.q_network.forward(state_tensor);
+        
+        // Pour l'instant, version simplifiée sans calcul de target
+        let target_q_values = current_q_values.clone();
+        
+        // Calculer la loss MSE
+        let loss = MseLoss::new().forward(
+            current_q_values, 
+            target_q_values, 
+            burn::nn::loss::Reduction::Mean
+        );
+        
+        // Backpropagation (version simplifiée)
+        let grads = loss.backward();
+        self.q_network = self.optimizer.step(self.config.learning_rate, self.q_network, grads);
+        
+        // Mise à jour du réseau cible
+        self.step_count += 1;
+        if self.step_count % self.config.target_update_freq == 0 {
+            self.update_target_network();
+        }
+        
+        // Décroissance d'epsilon
+        if self.epsilon > self.config.epsilon_min {
+            self.epsilon *= self.config.epsilon_decay;
+        }
+        
+        Some(loss.into_scalar())
+    }
+
+    /// Échantillonne un batch d'expériences du replay buffer
+    fn sample_batch(&self) -> Vec<Experience> {
+        let mut batch = Vec::new();
+        let buffer_size = self.replay_buffer.len();
+        
+        for _ in 0..self.config.batch_size.min(buffer_size) {
+            let index = rand::random::<usize>() % buffer_size;
+            if let Some(exp) = self.replay_buffer.get(index) {
+                batch.push(exp.clone());
+            }
+        }
+        
+        batch
+    }
+
+    /// Met à jour le réseau cible avec les poids du réseau principal
+    fn update_target_network(&mut self) {
+        // Copie simple des poids
+        self.target_network = self.q_network.clone();
+    }
+
+    /// Sauvegarde le modèle
+    pub fn save_model(&self, path: &str) -> Result<(), Box<dyn std::error::Error>> {
+        // Sauvegarder la configuration
+        let config_path = format!("{}_config.json", path);
+        let config_json = serde_json::to_string_pretty(&self.config)?;
+        std::fs::write(config_path, config_json)?;
+        
+        // Sauvegarder le réseau pour l'inférence (conversion vers NdArray backend)
+        let inference_network = self.q_network.clone().into_record();
+        let recorder = CompactRecorder::new();
+        
+        let model_path = format!("{}_model.burn", path);
+        recorder.record(inference_network, model_path.into())?;
+        
+        println!("Modèle sauvegardé : {}", path);
+        Ok(())
+    }
+
+    /// Charge un modèle pour l'inférence
+    pub fn load_model_for_inference(path: &str) -> Result<(DqnNetwork<InferenceBackend>, DqnConfig), Box<dyn std::error::Error>> {
+        // Charger la configuration
+        let config_path = format!("{}_config.json", path);
+        let config_json = std::fs::read_to_string(config_path)?;
+        let config: DqnConfig = serde_json::from_str(&config_json)?;
+        
+        // Créer le réseau pour l'inférence
+        let device = NdArrayDevice::default();
+        let network = DqnNetwork::<InferenceBackend>::new(
+            config.state_size,
+            config.hidden_size,
+            config.action_size,
+            &device,
+        );
+        
+        // Charger les poids
+        let model_path = format!("{}_model.burn", path);
+        let recorder = CompactRecorder::new();
+        let record = recorder.load(model_path.into(), &device)?;
+        let network = network.load_record(record);
+        
+        Ok((network, config))
+    }
+
+    /// Retourne l'epsilon actuel
+    pub fn get_epsilon(&self) -> f32 {
+        self.epsilon
+    }
+
+    /// Retourne la taille du replay buffer
+    pub fn get_buffer_size(&self) -> usize {
+        self.replay_buffer.len()
+    }
+}

bot/src/strategy/burn_dqn_strategy.rs

@@ -0,0 +1,192 @@
+use crate::{BotStrategy, CheckerMove, Color, GameState, PlayerId};
+use super::burn_dqn_agent::{DqnNetwork, DqnConfig, InferenceBackend};
+use super::dqn_common::get_valid_actions;
+use burn::{backend::ndarray::NdArrayDevice, tensor::Tensor};
+use std::path::Path;
+
+/// Stratégie utilisant un modèle DQN Burn entraîné
+#[derive(Debug)]
+pub struct BurnDqnStrategy {
+    pub game: GameState,
+    pub player_id: PlayerId,
+    pub color: Color,
+    network: Option<DqnNetwork<InferenceBackend>>,
+    config: Option<DqnConfig>,
+    device: NdArrayDevice,
+}
+
+impl Default for BurnDqnStrategy {
+    fn default() -> Self {
+        Self {
+            game: GameState::default(),
+            player_id: 0,
+            color: Color::White,
+            network: None,
+            config: None,
+            device: NdArrayDevice::default(),
+        }
+    }
+}
+
+impl BurnDqnStrategy {
+    /// Crée une nouvelle stratégie avec un modèle chargé
+    pub fn new(model_path: &str) -> Result<Self, Box<dyn std::error::Error>> {
+        let mut strategy = Self::default();
+        strategy.load_model(model_path)?;
+        Ok(strategy)
+    }
+
+    /// Charge un modèle DQN depuis un fichier
+    pub fn load_model(&mut self, model_path: &str) -> Result<(), Box<dyn std::error::Error>> {
+        if !Path::new(&format!("{}_config.json", model_path)).exists() {
+            return Err(format!("Modèle non trouvé : {}", model_path).into());
+        }
+
+        let (network, config) = super::burn_dqn_agent::BurnDqnAgent::load_model_for_inference(model_path)?;
+        
+        self.network = Some(network);
+        self.config = Some(config);
+        
+        println!("Modèle DQN Burn chargé depuis : {}", model_path);
+        Ok(())
+    }
+
+    /// Sélectionne la meilleure action selon le modèle DQN
+    fn select_best_action(&self, valid_actions: &[super::dqn_common::TrictracAction]) -> Option<super::dqn_common::TrictracAction> {
+        if valid_actions.is_empty() {
+            return None;
+        }
+
+        // Si pas de réseau chargé, utiliser la première action valide
+        let Some(network) = &self.network else {
+            return Some(valid_actions[0].clone());
+        };
+
+        // Convertir l'état du jeu en tensor
+        let state_vec = self.game.to_vec_float();
+        let state_tensor = Tensor::<InferenceBackend, 2>::from_floats([state_vec], &self.device);
+
+        // Faire une prédiction
+        let q_values = network.forward(state_tensor);
+        let q_data = q_values.into_data().convert::<f32>().value;
+
+        // Trouver la meilleure action parmi les actions valides
+        let mut best_action = &valid_actions[0];
+        let mut best_q_value = f32::NEG_INFINITY;
+
+        for (i, action) in valid_actions.iter().enumerate() {
+            if i < q_data.len() && q_data[i] > best_q_value {
+                best_q_value = q_data[i];
+                best_action = action;
+            }
+        }
+
+        Some(best_action.clone())
+    }
+
+    /// Convertit une TrictracAction en CheckerMove pour les mouvements
+    fn trictrac_action_to_moves(&self, action: &super::dqn_common::TrictracAction) -> Option<(CheckerMove, CheckerMove)> {
+        match action {
+            super::dqn_common::TrictracAction::Move { dice_order, from1, from2 } => {
+                let dice = self.game.dice;
+                let (die1, die2) = if *dice_order { 
+                    (dice.values.0, dice.values.1) 
+                } else { 
+                    (dice.values.1, dice.values.0) 
+                };
+
+                // Calculer les destinations selon la couleur
+                let to1 = if self.color == Color::White {
+                    from1 + die1 as usize
+                } else {
+                    from1.saturating_sub(die1 as usize)
+                };
+                let to2 = if self.color == Color::White {
+                    from2 + die2 as usize
+                } else {
+                    from2.saturating_sub(die2 as usize)
+                };
+
+                // Créer les mouvements
+                let move1 = CheckerMove::new(*from1, to1).ok()?;
+                let move2 = CheckerMove::new(*from2, to2).ok()?;
+                
+                Some((move1, move2))
+            }
+            _ => None,
+        }
+    }
+}
+
+impl BotStrategy for BurnDqnStrategy {
+    fn get_game(&self) -> &GameState {
+        &self.game
+    }
+
+    fn get_mut_game(&mut self) -> &mut GameState {
+        &mut self.game
+    }
+
+    fn calculate_points(&self) -> u8 {
+        // Utiliser le modèle DQN pour décider des points à marquer
+        let valid_actions = get_valid_actions(&self.game);
+        
+        // Chercher une action Mark dans les actions valides
+        for action in &valid_actions {
+            if let super::dqn_common::TrictracAction::Mark { points } = action {
+                return *points;
+            }
+        }
+        
+        // Par défaut, marquer 0 points
+        0
+    }
+
+    fn calculate_adv_points(&self) -> u8 {
+        // Même logique que calculate_points pour les points d'avance
+        self.calculate_points()
+    }
+
+    fn choose_move(&self) -> (CheckerMove, CheckerMove) {
+        let valid_actions = get_valid_actions(&self.game);
+        
+        if let Some(best_action) = self.select_best_action(&valid_actions) {
+            if let Some((move1, move2)) = self.trictrac_action_to_moves(&best_action) {
+                return (move1, move2);
+            }
+        }
+
+        // Fallback: utiliser la stratégie par défaut
+        let default_strategy = super::default::DefaultStrategy::default();
+        default_strategy.choose_move()
+    }
+
+    fn choose_go(&self) -> bool {
+        let valid_actions = get_valid_actions(&self.game);
+        
+        if let Some(best_action) = self.select_best_action(&valid_actions) {
+            match best_action {
+                super::dqn_common::TrictracAction::Go => return true,
+                super::dqn_common::TrictracAction::Move { .. } => return false,
+                _ => {}
+            }
+        }
+
+        // Par défaut, toujours choisir de continuer
+        true
+    }
+
+    fn set_player_id(&mut self, player_id: PlayerId) {
+        self.player_id = player_id;
+    }
+
+    fn set_color(&mut self, color: Color) {
+        self.color = color;
+    }
+}
+
+/// Factory function pour créer une stratégie DQN Burn depuis un chemin de modèle
+pub fn create_burn_dqn_strategy(model_path: &str) -> Result<Box<dyn BotStrategy>, Box<dyn std::error::Error>> {
+    let strategy = BurnDqnStrategy::new(model_path)?;
+    Ok(Box::new(strategy))
+}