Le jeu du colonel Blotto

Jonathan Partington
version anglaise traduite par Antoine Wojdyla


Le jeu du du colonel Blotto, dans une de ses version, a pour règles les suivantes :

Le colonel Blotto et son adversaire ont chacun 100 divisions, et vont devoir s'affronter sur 10 morceaux de territoire (régions). Ils doivent donc (Indépendamment) diviser leurs forces en 10 garnisons et envoyer chacune dans une région. Dix combats se déroulent, et celui pour qui la taille du régiment est la plus importante remporte le territoire (il peut y avoir égalité). Le vainqueur de la bataille est celle qui a remporté le plus de territoires.

Exemple :

Blotto divise ses forces de la manière suivante :
10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10

Son adversaire, rusé comme un renard, anticipe cela et partage ainsi ses forces :
11, 11, 11, 11, 11, 11, 11, 11, 11, 1.

En conséquence, Blotto perd la bataille 9-1.

Maintenant, il n'est pas difficile de démontrer que, étant donné n'importe quelle distribution des troupes , il en existe une autre qui peut la battre. Mais certaines distributions distributions sont clairement pire que les autres, par exemple 25 25 25 25 0 0 0 0 0 0 est tout à fait susceptibles de perdre 6-4 contre la plupart des formations opposées. La stratégie optimale est une sorte de stratégie mixte, mais trop difficile à analyser, autant que je sache (bien que l'on puisse des dans versions restreintes du jeu, par exemple 6 divisions et 3 régions, mener une analyse assez facilement.)

Les règles de la compétition du colonel Blotto ayant eu lieu en Janvier 1990 étaient celles-ci :

Les participants doivent me faire parvenir par e-mail une séquence de 10 nombres entiers positifs dont le total s'élève au plus à 100 Les séquences dont la somme vaut de plus de 100 au total seront disqualifiées. Après la date de clôture (à minuit le 31 janvier), je ferai se mesurer en un tournoi toutes les séquences les unes contre elles tournoi, comme ci-dessus, donnant 2 points pour une bataille gagnée, 1 point pour un un nul et 0 point pour une défaite, de sorte à ce que la marge réelle de la victoire (9-1, 6-4, ou quoi que ce soit d'autre) n'ait aucune incidence sur le score final. Le gagnant sera le participant ayant le score le plus élevé à la fin.

Pas plus d'une séquence par personne ne sera acceptée.

Pour le rendre le jeu plus intéressant, un petit prix de 5 livres sera décerné au gagnant (ou partagé entre les gagnants). La décision de l'arbitre est définitive.

Notez également que l'ordre des positions est important, par exemple,
100 0 0 0 0 0 0 0 0 0 est différent de 0 100 0 0 0 0 0 0 0 0.

Plusieurs personnes ont souligné la similitude entre ce jeu et d'autres tout aussi amusants. Jonathan Mestel a rappelé l'existence d'un Problems Drive (ndt:?) qui met en compétition plusieurs équipes, à qui l'on à donné 100 buts à marquer contre tous les autres des équipes dans un tournoi de football simulé. Peter Killworth celle d'un jeu de cartes à deux mis au point par Hubert Phillips: deux mains identiques , de 30 cartes chacune, sont obtenues en utilisant deux paquets. Les joueurs trient les cartes en six mains de Poker, et celles-ci sont jouées deux à deux, l'un après l'autre.

Colin Wright a mené un jeu appelé «Psychological Ju-jitsu», qui se déroule à peu près comme suit : on enlève les cœurs d'un paquet de cartes, on donne les pics au joueur A, les trèfles au joueur B; cela qui laisse les carreaux à disposition, qui sont retournées une après l'autre . Chacun des deux joueurs mise ensuite simultanément en offrant un de ses cartes (noires) Une égalité fait que la carte est conservée et offerte avec la suivante (ou perdu en même temps, s'il s'agit du dernier coup). Il y a diverses manières de déterminer le gagnant: soit en comptant le nombre de carreaux gagnés, soit en comptant les têtes (1,2,3, ..., 10, V = 11, D = 12, R = 13).

Revenons-en au sujet. Voici le tableau final de la compétition du Colonel Blotto. Les joueurs sont identifiés par leurs identifiants informatiques

Numéro
Joueur   Disposition des forces........        V    E    D  pts  qui
 26      17  3 17  3 17  3 17  3 17  3        64   33    9  161  PNT12
 80      19  1  1 19 19  1  1 19 19  1        56   44    6  156  AG120
 27      19  2 16 18  3 19  0  3 17  3        61   33   12  155  CDW10
 39       1 19  1  1 19 19 19  1 19  1        54   46    6  154  BCK1
 24       7 18 18  2  9  3 18  5  2 18        61   30   15  152  GRB10
 82       2 10  1 18 19  3 20  2  8 17        61   26   19  148  JML11
  3      17  0 17  0 17  0 16  0 17 16        64   19   23  147  JDG14
  7      17  0 17  0 16  0 16 17 16  1        64   17   25  145  JPMG1
 22      16 17  5  2  4 19  1 18 15  3        57   31   18  145  GKS1
 38      16  0 17 16  0  0 17 17  0 17        64   17   25  145  RMR12
 43       0  0  0  0 17 17 17 17 16 16        61   23   22  145  RDHW
  4      17 15  0  0 17 17 17  0  0 17        59   26   21  144  CET1
 66       1 17  1  1 21 19 17  1  1 21        50   41   15  141  MTB3
 53       2  4  8 16 16 20 15  0 15  4        54   32   20  140  HTL10
 35       6  6 16  6 16 16  6 16  6  6        55   29   22  139  JS138
 17       5 10 18 16  1  5 18 16 10  1        56   26   24  138  SEW10
 63       1  1 15  1 18 18 10  2 17 17        52   32   22  136  SV14
 11       4 16  0  0 16 16 16  0 16 16        58   19   29  135  CRB11
 42      18  0 18 18  0 10 18  0 18  0        46   43   17  135  MAW13
  2      17  2 12 17  2 17  2 12 17  2        49   36   21  134  REB5
 94       1  1 17 14  1  2 13 18 14 19        57   20   29  134  FM11
 14      16  1 15 16  1 16 17  1 16  1        54   25   27  133  JBOM1
 52       3 16  0 16 16 16  0 16 16  1        54   25   27  133  DRV10
 58       1 16  1 16 16 16  1 16 16  1        51   31   24  133  SJ106
 25       1  2  1  1 21 19 17 15 13 10        51   30   25  132  SKB13
 54       1  1  1  1 16 16 16 16 16 16        53   26   27  132  EJH12
 32       0 18  0 18  0 17  0 16 16 15        52   26   28  130  VAAP1
 64      16  1 16  2  8 18  4  1 18 16        46   38   22  130  PER10
 95       1 16  1 16  1  1 16 16 16 16        50   29   27  129  AGW14
100       5 12 20  3  8  6 13 21  4  8        45   39   22  129  AJG14
 92      16 16  1 16 16 16  1 16  1  1        50   28   28  128  IR11
 87       1 16 16 16  1  1 16 16  1 16        48   31   27  127  IF10
  1       4  2 21 11 18 11 17 11  3  2        49   28   29  126  RJW15
 75       1 16 16  1  1 16  1 16 16 16        47   32   27  126  KW102
 81       1 16 16  1 16 16  1 16 16  1        46   34   26  126  RJS22
 85       1  1 14 16 18 18 16 14  1  1        49   28   29  126  MJO11
 91       1 16 16 16  1  1 16 16 16  1        47   32   27  126  BEQ10
 44       1 16 16 16  1 16  1 16 16  1        45   34   27  124  MFSY1
 59      16  1 16  1 16 16  1 16  1 16        49   25   32  123  TJC1
 72      16  1 16  1 16 16  1 16  1 16        49   25   32  123  RDMG1
102       1 15 17 12  3  1 12 21 15  3        44   35   27  123  IG17
 83       1  1 16 16 16 16 16 16  1  1        48   26   32  122  DJS6
 71       3 14  2 16 14 15 16  2 15  3        49   23   34  121  DR105
 10      18  1  1 16 15  1 15 16  1 16        50   20   36  120  RR108
 73       2  2  3  8 14 13 15 17 14 12        39   41   26  119  APG12
 13       6 16  6  6 16  6  6 16  6 16        35   47   24  117  DT108
 90       1  1 15 18 15 15 18 15  1  1        48   21   37  117  RJB17
 86      16 19 16 16 16 17  0  0  0  0        46   24   36  116  HHL10
  5       0  2  4  6  8 12 14 16 18 20        41   33   32  115  CRJ10
 15      18  0 20  0 24  0 20  0 18  0        24   67   15  115  XXM10
 41       0  0  0 16 16 16 16 16 16  4        43   28   35  114  DTS12
 89      15  8 17 16  3  1  3 15 13  9        42   27   37  111  MO101
107       2 20  6  8 16  4 12 14 18  0        36   39   31  111  JPM19
 47      10 12  8 14  6 16  4 18  2 10        33   44   29  110  AJP15
 93      17 17 17 16 15 14  4  0  0  0        50   10   46  110  AHS10
 51       0 16 16  0 16 20  0 16 16  0        44   21   41  109  SMWI1
 98      14  3 12 16  5  9 13 17  6  5        33   42   31  108  APS14
 56       0  0 17  6 19 17 12  1 12 16        40   27   39  107  APAK
105       4  1 13 18  6 15 11 14  1 17        36   35   35  107  TJL13
 28       0  0 21  2 24 22  1 23  3  4        40   26   40  106  RJD4
 34       1  3  7 15 24 24 15  7  3  1        35   32   39  102  WYN10
  9       2 10  8 18 12 12 18  8 10  2        30   40   36  100  LR106
 16       1 19  3 17  5 15  7 13  9 11        30   39   37   99  ARP11
  8      13  1 22  7  7 13  1 22  7  7        32   34   40   98  AG109
 31       0 17 13 17  0 17 10 13  0 13        32   30   44   94  JDS11
 57       6  7  8 10 11 20 11 13  4 10        27   39   40   93  DJC17
 21      14  1 14 14  0 14 14  1 14 14        39   14   53   92  FJMT1
 97      14  6 14  6 14  6 14  6 14  6        26   40   40   92  AK110
 49      12  5 18 16  6 11 10 11  5  6        29   33   44   91  DRTR1
 99       5  8 14  9  9 12 12 11 17  3        25   41   40   91  RJFH1
 74       2 14 14 12  2  2 14 14 12 14        33   23   50   89  RJH21
 76      15  2 15  3 14 10 13  2 12 14        31   27   48   89  RFD10
 77       3 13 13  3 13 13 13  3 13 13        32   24   50   88  AJC21
 40      15  0 15 15  0 15  0 10 15 15        32   23   51   87  PJB10
 78       3 12 13 13  4 13 13  4 13 12        30   27   49   87  GJC11
 79       0 17 15 13 10  0 13 15 17  0        33   21   52   87  MAE14
 19       2 10  4 12  6 14  8 16 10 18        26   34   46   86  JMC17
106      17  1 12 14 18 12  6  9  5  6        27   32   47   86  RJS23
 20       6  7  5  0  6 15 29  5 16 11        23   38   45   84  CR24
 55      18 16 13  9 11 14  6  8  2  3        27   29   50   83  DAC11
 12       4 13 13 13 13  1 13 13 13  4        31   20   55   82  PAS14
 23      14 14  1 14 14  0 14 14  1 14        31   20   55   82  MRAO
 29       0 17 18  0 11 12 11 14  4 13        28   26   52   82  JRXR1
 88       1  1 14 14 14 14 13 14 14  1        33   15   58   81  SBR11
104       0 14 14 14 16 14 14 13  0  1        31   17   58   79  DSTM1
 36      14 16 14 16 14 16 10  0  0  0        29   20   57   78  PRT10
 18      15 15 15 15 15 15 10  0  0  0        32   13   61   77  TN101
 69       4 11 12 18 20 10  8 12  5  0        18   40   48   76  GJCT1
 30      17 16 15 14 13 12 11  1  1  0        28   19   59   75  SW118
 65      16 15 13  1 14 16 12  0 12  1        33    8   65   74  WB103
 45      15  3 32  1 16  2  8  4  4 15        19   33   54   71  BTCK1
 84      12 14  4  4 12 14 10 14 12  4        25   21   60   71  JPAC1
 60       0 15 12 11 12  0 14 12 11 13        25   14   67   64  SRW14
 61      11 11  0 11 11 12 11 10 12 11        24   16   66   64  DKP10
 67      12 10 13  2  4 13 12  9 12 13        21   22   63   64  IDR10
 33       6 11 11 11 11 12 11 10 11  6        22   19   65   63  PGN10
 70       8  8 12  8 12  8 12  8 12 12        18   26   62   62  DG106
  6       8  5 10 12  8 10 11 16  8 12        19   23   64   61  NMM1
 96       5 15 10  5 15 10  5 15 10 10        13   35   58   61  NKB11
 68      13 12 13 13  0 12 12 13 12  0        24   10   72   58  MJB12
103      16  4 10  6  8 10 13 13 11  9        14   29   63   57  JMLW1
 46      12 12 12  1 12 14 12 12  1 12        18   19   69   55  GS104
101      11 11 11 11 11 11  1 11 11 11        18   19   69   55  PD106
 62       0 11 11 12 11 11 11 11 11 11        16   22   68   54  MM106
 37      15  6  7 13  9  5  8 12 11 14        14   24   68   52  GDR11
 48      10 10 10 10 10 10 10 11 11  8        16   20   70   52  MW121
 50       7  3 14 11  2  5  9  6  1 42         2   27   77   31  DCC10

Le gagnant fut donc Paul Taylor (PNT12).

Diverses stratégies ont été employées, et voici une sélection de certains des justifications formulées.

Notons d'abord que le jeu est fortement non-transitif. Dans la version simplifiée à 3 régions et 6 divisions, 222 perd contre 330, qui lui perd contre 411, qui lui perd contre 222 à nouveau. Le but du jeu est donc de battre un maximum le plus possible d'autres participants, même si leurs propres stratégies peuvent varier considérablement. Cela rappelé à Ted Sohn une stratégie (illégale), appelée «titiller l'ordre des tables» dans des tournois d'échecs, où une équipe met un des ses joueur les plus faible sur le haut du tableau, dans l'espoir de faire un carnage dans la partie basse du tableau; au lieu de, comme on est censé faire, ordonner par niveau décroissant.

Certains (Comme Nick Maclaren, NMM1 dans la notation du dessus) est allé droit chercher une distribution multinomiale, en utilisant un générateur de nombres aléatoires. David Robinson, DRTR1, un physicien, a misé sur une stratégie plus sophistiquée, en utilisant une statistique poissonienne . Apparemment, on peut montrer que cette distribution (au moins, dans la limite d'un nombre élevé de divisions par région) ) est celle qui maximise l'entropie (c'est une sorte de mesure du caractère aléatoire de la distribution) sous contrainte du nombre total de division. Il m'a dirigé vers un article de SF Gull (un autre physicien de Cambridge), intitulé: "Les singes, les kangourous et N."

Ceux qui sont sont orientés vers une stratégie plus déterministe ont tendance avoir de meilleurs résultats. Ils ont constaté que (comme le note Ian Farquharson, IF10, ) qu'il y a en fait deux problèmes distincts : le choix des nombres, qui doit pouvoir se prêter à une analyse rationnelle, et le choix de l'ordre, ce qui semble être purement psychologique dans un concours de ce genre, et qui doit donc être déterminé au hasard. Il semblait y avoir diverses théories suggérant qu'une stratégie des "6 grands" (la plupart des divisions concentrée sur six régions) aurait tendance à avoir de bonnes chances de gagner, parce que l'on serait susceptible de gagner 6 régions contre de nombreux adversaires. Cependant, un une stratégie des "5 grands" s'avère être meilleure encore, et chacun des 4 meilleurs participants ont fait ainsi. ceci.

Alex Perry, ARP11, et quelques autres, ont sacrément fait chauffer leurs ordinateurs pour tenter de résoudre le jeu de manière "exacte" dans le cas d'un nombre moins important de guerre. Par exemple, il a conclu que, d'une certaine façon, la meilleure stratégie pour le jeu des 4 régions et 24 divisions (4/24) se trouve être 8 8 8 0, dans un certain ordre; pour le 4/28 il a trouvé 10 6 6 6; pour le 4/32 il a trouvé 11 7 7 7 et pour le 4/36 il semblerait que ce soit 12 12 12 0. Cela ne semble pas donner de piste valable pour le 10/100.

Alex Selby, APS14, a procédé en essayant de résoudre les versions continues du jeu, par exemple : trois nombres non-entier dont la somme vaut 1 de chaque côté. L'avantage des versions continues, c'est qu'il y a toujours l'espoir que l'analyse mathématique puisse être utilisé. Cependant, même cette version semble être difficile, et la version à 10 régions est au-delà de des capacités de l'analyse.

John Levine, JML11, a écrit un programme Lisp pour générer des séquences aléatoires les a fait jouer les unes contre les autres. Il a utilisé environ 5000 séquences et établi les scores; il a ensuite essayé de simuler le concours lui-même en jouant 30 séquences au hasard, 13 étant de bonnes séquences et 7 des perturbateurs (des séquences destinées à battre les bonnes des séquences ,comme par exemple 17 17 17 17 17 3 3 3 3 3 serait vaincu par 8 18 18 18 18 4 4 4 4 4). A sa grande stupéfaction, une des séquences aléatoires a gagné sa simulation de tournoi, avec une marge relativement importante; il a donc décidé de la jouer. Lors du vrai tournoi, elle s'en est plutôt bien sortie.

Graham Brightwell, GRB10, a constaté que sa stratégie s'était très bien comportée contre les autres stratégies du top 12 (il en a battu 9 et fait 2 nuls), même si elle était moins efficace à battre les stratégies les plus faibles.

Au final, tout le monde s'est bien amusé, si ce n'est le servie informatique, qui en a souffert. Ce jeu est fascinant, même si l'on ne le joue qu' deux. Avec plus d'un centaine de participants, on a eu suffisamment de variété pour tester toutes les stratégies proposées.

Cependant, on n'a pas dit le mot de la fin : John Levine a à nouveau fait tourner ses ordinateurs pour trouver une stratégie encore meilleure, en ce sens que si elle avait été en compétition avec toutes les séquences effectivement proposées, elle aurait gagné assez facilement. Cette séquence qu'il a obtenu était 2 3 0 3 17 17 18 17 17 6, et il aurait gagné avec un énorme 23 points d'avance. Il a obtenu ce résultat (selon ses propres mots) grâce à un processus itératif d'échange-et-incrément: prenez une séquence, regardez le score qu'elle obtient, ensuite soit échangez deux nombres plus (permutation), ou ajoutez 1 à l'un et retirez 1 à l'autre. Si le score augmente ou ne change pas, cette séquence devient la nouvelle meilleure. Bien sûr, tout cela s'appuie sur la connaissance préalable des autres séquences.

Parfois, le recul est une chose merveilleuse.