增强和开发新游戏的系统和方法与流程

本公开涉及逻辑谜题的特定领域，以及涉及可以通过逻辑谜题建模的涉及技巧和逻辑的游戏和活动，这是本技术的特别焦点。

背景技术：

0、背景

1、数千年来，逻辑游戏、技巧和策略游戏、谜题和类似活动已被许多文化用于社交和教育目的以及娱乐。除了特别感兴趣的谜题之外，许多游戏和活动都属于本发明所公开的方法和系统的应用所设想的类别，并且本文中对“活动”的引用包含游戏和谜题，除非另外排除。体育活动和团队运动的某些变形也可能属于预期类别。

2、预定类别中的游戏和活动可以是协作性的或竞争性的，其特点是从属性的活动，或“步骤”，其中参与者或玩家可以进入“下一步”或几个可能的“下一步”之一，根据对活动的了解、到采取步骤的时刻为止的活动状态、对其他玩家和环境的一般了解、玩家的技巧和下一步或多个步骤的逻辑“合理性”，以及其他类似的因素来作出决定。技巧和逻辑合理性因素将这类问题与纯粹偶然性的游戏和活动区分开来，尽管偶然性因素可作为预期活动类别的附加决定因素。

3、涉及技巧和逻辑的游戏和谜题是预期的子类。各种类型的填字游戏、拼字游戏和数字谜题是特别令人感兴趣的类别。许多此类活动非常受欢迎，并且经常在包括印刷品和互联网的各种媒体上发布。数字/逻辑谜题“数独”是本发明的方法所应用的逻辑谜题类别中最著名的例子。然而，具有适当改编的该方法适用于更广泛的逻辑谜题和其他活动。

4、自2004年英国报纸《泰晤士报》发表了一个名为“数独”的数字/逻辑谜题以来，这类谜题变得非常流行。它现在在世界各地的报纸和杂志上都有刊登，同时刊登的还有诸如填字游戏和拼字游戏等主要内容，并且有大量的书致力于数独谜题。数独的变形和其他受其启发的谜题也越来越受欢迎。数独的流行导致了基于让参赛者现场解谜的想法的电视节目的发展。在家的观众也被鼓励去竞争。虽然数独锦标赛已经举办了几年，以确定世界上最好的数独选手，但他们的受欢迎程度和收视率相对有限。本文所披露的方法和系统可以导致电视和互联网受众参与的新方式，从而有可能提高这些赛事的商业和教育价值。

5、数独是本发明的方法应用的逻辑谜题类别中最著名的例子。然而，该方法适用于更广泛的逻辑谜题。

6、一般来说，在此类谜题或问题中，给一个或多个玩家一个包含多个单元格或格子的结构；给玩家一个通常是字母数字的字符的集合，并要求玩家用其填充单元格。通常，一个字符根据一组规则填充一个格子或单元格。在谜题开始时，一些单元格可能已经被出题者填充了字符。在字符是数字的情况下，规则可以但不一定是基于数学的。类似地，在其他情况下，用字符填充单元格可能具有语义含义，但这不一定是规则所要求的。除非另有说明，“单元格”、“方格”和“格子”在下文中可以互换使用。

7、最常见的数独字谜是由9行9列的81个单元格的网格组成的，覆盖着9个宫，每个宫由9个邻近的单元格(方格)组成，这9个邻近的单元格排列成一个3×3的网格，有些单元格里有数字，但大多数单元格都是空白的。这个典型案例的目标是用1到9的数字填充空的/或空白的方格/格子或单元格，这样就不会在任何一行或列中，或在含有单元格的3×3宫内重复这些数字。

8、数独的流行催生了各种各样的新谜题，例如使用不同的字符集，如使用字母而不是数字，或者不同尺寸的网格，或者不同的格子布局，或者不规则的网格。称为肯肯(kenken)的谜题与数独共享一些规则，但是数独不需要任何数学运算知识，而肯肯的规则依赖于算术计算来填充空白单元格。

9、这些和其他变形都属于本发明的一些实施例的方法所适用和所考虑的谜题类别。使用本文提供的数独细节，该方法可以适用于这些和这样的其他变形。

10、本文的讨论和描述特别集中于以唯一的解答或结局结束的逻辑谜题、游戏和活动，并且提出了区分不同玩家针对此类活动的解答的新颖方法。

11、概要

12、本发明通过呈现示例性实施例来提出并回答与现实世界中经常发生的此类活动相关的以下双重问题：

13、(1)我们如何区分活动、游戏或谜题的两个或更多个完成或尝试完成，其中目标或最终解答是唯一的？以及

14、(2)当目标或最终解没有区别时，我们如何选择竞争性或协作性的活动、游戏或谜题的参与者进行排名或奖励？

15、目前，围绕第二个问题的问题的解决是通过解数独和其他逻辑谜题的竞赛来奖励在最短的时间内解决谜题的参与者，这是一种在许多方面受到限制的方法，并且不一定会奖励逻辑谜题的最合乎逻辑或最有洞察力的解答。

16、当逻辑谜题具有唯一的正确解答时，如数独或肯肯的情况，例如，在传统技术中，择优选择一个解答而不是另一个解答(例如在竞赛中)的方式通常是通过计时两个或更多参与者的解答，然后选择最快的解答路径作为“获胜者”。但是，这种在竞赛中选择获胜者的类似竞赛的方法忽略了参赛者所采取的解答路径之间其他可能的区别。

17、我们证明，解谜题的步骤的执行顺序，例如数独或肯肯，可以作为一个非常有用的参数，用以区分多重解题路径，并且本文所公开的方法，可以代替或补充传统的用于选择“获胜的”解题路径的基于时间的标准。

18、本发明的一些实施例所提供的答案是，通过导致完成一项活动的步骤的执行顺序，逻辑地区分感兴趣类别中的谜题、游戏和活动的解答。为了方便解释，本说明书使用了具有唯一解的谜题的具体例子；类似的方法可能会适用于可以用这些谜题建模的活动。

19、根据本发明的一些实施例的一种方法不仅考虑到活动或问题的每一步的执行，而且还考虑到活动的解答或完成的精确步骤顺序。一个活动的两个相同的完成可以通过两个不同的步骤顺序实现，但一个步骤可能比另一个“更可取”，部分是基于一个步骤相对于另一步骤的的相对效率。因此，这种披露依赖于这样的观察，即如果能够量化一个谜题、游戏或活动的精确方法或执行的顺序次序的“效率”，那么我们就可以逻辑和客观地比较谜题、游戏或活动的两个或更多解答或完成的效率。本专利申请及其前身展示了如何利用关联来自已知序列的标签的装置来追踪解决谜题的步骤的执行顺序，以及“量化”步骤执行逻辑顺序的区别的方法。因此，两个或更多个解答步骤顺序之间可衡量的逻辑差异可以以一种实际、有意义和不受时间限制的方式来记录，并以以下假定的编纂版本为基础：用于解决谜题的步骤的“总体较短序列”比需要较长步骤序列的解答更有效，在下文的说明中，其中“总体较短序列”一语得到澄清。

20、在本技术和相关申请中，我们通过将标签与解答步骤相关联来跟踪和使用解答步骤的执行顺序。先前的申请间接地基于用于两个或更多个解法路径的解法步骤的执行顺序(例如“竞赛获胜者”顺序)来提供提示，但是本技术公开了生成提示的具体方式，包括基于用于所有可用合理解答路径的标签关联的综合的提示。

21、本发明的方法具有许多实际应用。例如，其各种实施例尤其可以使得以下成为可能：向新手玩家提供解决谜题的提示而不泄露整个解答；创建带有提示的谜题的可能性，这些提示在教育中具有特定的实用性；为艺术家提供创造性的新方法来捕获和表达谜题的结构；从已知的谜题中生成进一步的谜题和活动；以及，为基于技巧的在线竞猜游戏和活动提供机会，其中可以赚取奖励，用于娱乐并引起对数字和数学关系的兴趣。

22、对于一些实施例，例如对于为新玩家生成提示以解决的谜题的问题的具体答案，该方法基于谜题的其他已完成解答(通常由其他玩家)的数据，通过跟踪其解答步骤执行顺序来实现。这种方法通过综合使用先前的解答来改进(提供提示)的方法，以便不丢弃所提供的任何合理的解答。

23、对于实际兴趣的谜题，这种方法有几个优点：(一)将所有竞赛参与者的标签和见解纳入提示中；(二)提示可以更快地稳定；(三)步骤的综合“客观”标签确保了来自不同路径的标签的内置的“平滑”；(四)与基于来自“最聪明”路径的标签相比，基于用于解答步骤的综合“客观”标签对新手解题更有用；和(五)这个方法更明显地适用于为本发明设想的实践场景，即在联网计算装置上提供不同的解答，以及标记步骤(例如填充空白格子)执行次序的标签必须由计算机系统生成。

24、在设想的实践情景的一些实施例中，可以在网站上提供一段时间(数天或数周)的谜题，请求完整的解答，同时记录填充给定空白格子的顺序和其他相关数据。预计多个参与者将为每个谜题提供许多解提路径。在该时期结束时，本发明的系统将处理由许多参与者提供的所有解答；它将删除任何含有一个错误或多个错误的解答，包括填充空白格子的指定顺序的错误。因此，它将保留一个不存在逻辑错误的解答子集。

25、然后，系统将从所有逻辑上正确的解答中“综合”填充格子的顺序，然后使用填充格子的综合顺序来生成提示。

26、预期，对于感兴趣的谜题，待填充的空白格子的数量通常将远远超过提示的数量：因为必须有区别地显示提示以帮助新玩家(人类)解决谜题，并且为了避免人类感官(例如视觉和听觉)过载，应采用少数的颜色或声音等的区别作为提示。另一方面，感兴趣的谜题中要填充的格子数量通常会远远超过少数格子。提供人类玩家可以实际使用的提示也很重要。

27、因此，计算系统必须被编程以做出适当的决定以适应人类心理界限与谜题的复杂性。

28、本公开引入了新的逻辑构造和结构，包括可用于对基于谜题结构(例如，字符或片段的数量和类型以及它们在谜题矩阵中的分布)的活动的两个或多个完成进行与时间无关的逻辑比较的定量测量。因此，例如，能够将用于填写数独谜题的空单元格的逻辑推理解答视为比尝试每个空单元格中的每个数字以便确定可以正确填充到该单元格中的一个数字的“蛮力”试错方法更有效(即，更可取)。

29、本发明的方法适用的许多场景涉及比较完成活动或解决谜题的不同尝试；或者它们可能涉及比较尝试的部分或片段，或其他类似的描述符。为了促进这种比较，在先相关申请中公开的定量构造是通过算法计算的解答或执行情况的“效率测量”，其考虑了给定游戏、谜题或活动从开始到结束的过程的执行，以及结合对于(特定)解答或执行情况的开始和结束之间执行的实际步骤序列的信息。

30、“效率测量”是指用于可计算地计算链中步骤前进的活动、游戏或感兴趣的谜题的步骤序列或链的量化描述符。因此，它的计算包括下列行为的一些变形：(1)提供一种算法或机制来跟踪(通常)以实现完成活动为目标的活动执行的步骤的序列；(2)将活动的每一个步骤与指示符联系起来，以说明所执行的步骤在该序列中的点位；(3)利用该指示符将活动的每一个步骤与一个数量(例如一个实数)联系起来；和(4)用一个合适的公式将与序列的多个步骤相关的多个数量合并成一个数字计量。

31、两个或更多个步骤序列的比较包括两个附加步骤：(5)为两个或更多个步骤序列中的每一个提供效率测量；和(6)通过计算出的各自的效率数值度量来比较不同的步骤序列。

32、然后可以根据如此计算的数值测量的比较所得出的顺序来从两个或更多个序列中进行任何优先选择。

33、本发明体现解决以下孪生问题的新颖尝试：(1)我们如何区分活动、游戏或谜题的两个或更多个完成或尝试完成，其中目标或最终解答是唯一的？并且，(2)我们如何设置有回报的竞争性或协作性的活动、游戏或谜题，其中目标或最终的解答是唯一的？

34、为了解决这些问题，本公开引入了新的逻辑构造和结构，包括可用于对活动的两个或更多个完成进行逻辑比较的定量测量。此类活动可以在电视上进行或展示，并且越来越多地在互联网上进行或展示，以利用其受欢迎程度。另外，如下文所述，这些活动为从教育到密码学的不同领域的公众提供了许多其它优点的潜力。

35、例如，虽然数独非常受欢迎，但尽管有诸如bbc和纽约时报等支持者的支持，但举办电视转播数独比赛的尝试的普及率相对较低。可以想象，这可能部分归因于缺乏观众积极参与或通过互联网参与的有趣模型。

36、本发明提供的结构和基础可用于生成新颖的游戏、谜题和活动以及用于观众参与的有趣模型，尤其是通过专门的数字设备和/或互联网来进行各种活动。这项努力有可能催生全新的工业分支。

37、目前，数独解题竞赛是实时进行的，通常有现场观众在场。观众可以看到每个参赛者解答的进度，但参赛者无法看到彼此的工作进度。与体育比赛一样，获胜者是根据得出正确的唯一解答的时间选出的。出于多种原因，以此方式将这项活动视为争分托秒的比赛并不令人满意。

38、这种方法并不奖励一个参赛者的方法在解决“逻辑”谜题方面的逻辑推理相对另一参赛者的优越性，也不向观众提供对参赛者所采用的逻辑推理的任何暗示。它错过了让观众欣赏可用于解决数独或类似逻辑谜题的“逻辑艺术”交响乐的机会。

39、时间很容易用作选择获胜者的决定因素，因为它是可测量的量；目前，在缺乏能够体现一个解答相对于另一个解答的逻辑优越性的定量/数字衡量的情况下，时间是唯一的决定因素。本发明提出了这样一个可测量的量。本文公开的方法和系统可用于基于并通过逻辑“优势”的与时间无关的定量测量来挑选解决逻辑活动或谜题(例如数独)的竞赛的获胜者。然而，如果竞赛组织者愿意，时间可以用作选择获胜者的附加参数。

40、我们首先观察到，一个谜题的难度水平的可靠测量应该基于谜题的结构，即字符或片段的数量和类型及其在谜题矩阵中的分布。

41、另外，我们可以观察到，定义谜题的一个解答相对于另一解答的逻辑优越性的合理方式可以基于在解答中格子从“起点”开始被填充的容易程度的计算。这意味着，一个合理的、更直接的解答比采取更多步骤来实现同一目标的“曲折”解答更可取，也更值得获胜。因此，例如，用于填写数独谜题的空单元格的逻辑推理解答可能被认为比“蛮力”试错方法更可取，该“蛮力”试错方法尝试每个空单元格中的每个数字直到其失败为止，以便以便确定可以填充到单元格中的一个数字。除了通过比较参与者“竞赛到终点线”以外，现有的在游戏中挑选赢家的方法并没有提供任何定量的衡量，这种衡量将允许比较参与者在逻辑活动(包括数独和其他逻辑游戏和谜题)中的熟练程度。但是，对于目标可能是基于参与者的逻辑推理能力来挑选赢家的一类活动，基于“完成时间”的竞赛是一个不适当的衡量，也是一个不称职的决定因素。

42、在这个意义上，解答的“效率”与谜题的“复杂性”相关。不太复杂的谜题的解答通常会在较少的总体步骤中出现，而更复杂的谜题的解答则需要更多的步骤才能形成，这一事实对于任何技巧水平的玩家来说都是如此。因此，从某种意义上说，人类或计算机解决谜题所花费的时间与谜题的复杂性或难度级别相关。然而，仅“解决时间”无法捕捉逻辑谜题的复杂性或难度级别，因为无论是人类还是计算机试图解决该问题，都无法完全控制与逻辑论证无关的外在因素所造成的可变性。

43、另一方面，本发明引入了新颖的算法过程和构造，用于生成目标类中的谜题的解答或活动的完成的定量度量，从而允许以时间无关的方式对执行情况进行有意义的比较。

44、本发明的方法还可以允许对谜题或活动进行关于逻辑问题的解答的“效率”的分析。本发明的方法基于解答的效率提供了谜题复杂性的至少一种定量估计。通过从几个“参与者”提供的解答中获取最佳估计并得出可以被认为接近最佳估计的平均数值，可以进一步细化这样的估计。

45、对于类似数独的谜题，计算效率测量的算法(例如本文公开的算法)考虑了谜题中的单元格或格子的总数、要填充的“空”单元格的数量，以及谜题的结构，包括用于填充格子的字符集以及在开始时不为空白或空的格子中预先填充的字符的分布。此外，这种用于效率测量的计算算法可以适用于可以通过逻辑谜题建模的活动。

46、所公开的解答的计算效率的方法具有额外的实用性，因为它可以反过来用于揭示谜题或活动的结构。本发明提供了解决或完成一类逻辑的、技巧的或基于推理的活动(例如谜题、游戏或活动)的方法和系统。它还提供了比较两个或更多个完成活动的实例并按优先顺序对它们进行排名的方法，然后可以协作或竞争地依次使用这些实例来找到问题的解答或完成活动，以及创建其他谜题或活动。

47、利用本文所述的核心方法考虑了许多进一步的应用。例如，该方法可用于：确定两个或两个以上参与者在解决谜题时的效率和相对熟练程度；提供各种形式的先验或动态提示，以帮助参与者试图完成谜题或活动；运行基于互联网的协作或竞争，以解决谜题或开展类似的基于逻辑的活动。考虑中的其他应用包括：提供谜题解答的创造性表达；展示一个解答或多个解答，用于观看者或观众(包括计算机网络上的观看者或观众，或电视或现场节目的观众)的教学或娱乐；以适合大众传播的各种媒体形式出版游戏、活动和谜题，如电影、录像、cd、dvd和其他现有或未来可提供的类似媒体。

48、此外，本文的公开设想并提供了一种用于新颖、创造性地表达活动的解答或完成的方法。活动或问题的某种形式的创造性表达，反过来又可以成为构建其他谜题、游戏或活动的跳板，以供协作或竞争参与。

49、可以计算活动完成或结束时的解答或执行情况的效率度量。但计算解答或性能的一部分的效率度量也很有意义，即活动中从一个点到另一个点的一系列步骤。因此，计算例如数独谜题的行、列或宫的效率是有意义的。

50、还可以想象解答的“最佳”效率，其可以被定义为谜题的属性，其不能被通向谜题/活动的解答的任何路径(步骤序列)超越。但是，即使当最佳效率未确定或可确定时，比较一个实际解答(解答路径)的效率相对于另一个实际解答(解答路径)的效率可能是合理的：如果一个解答有更好的效率测量，这个解答可以被认为比另一个解决方案相对更有效。

51、与考虑数独类似的考虑因素可以适用于其他游戏和活动，包括一些机会游戏，当从前一步骤枚举后续步骤的所有可能性是可行的时，从而排除序列中可能存在无限个步骤的那些游戏或活动，或者一个步骤可能有无限种后续可能性的情况。

52、特别地，对于逻辑谜题，后续步骤的可能性通常是有限的并且得出结论的步骤序列是有限的。因此，本文公开的方法可以在很多方面有利地利用：解决谜题并区分不同的解答，以及依次有条理地生成新的谜题等等。

53、下面在具体实施方式中给出了用于找到以特定顺序执行活动的步骤的定量测量并实现这些目标中的几个目标的进一步合适的、新颖的构造和算法。

技术实现思路