論文の概要: Full State-Space Visualisation of the 8-Puzzle: Feasibility, Design, and Educational Use

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.06186v1
• Date: Sun, 15 Feb 2026 22:06:56 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-19 19:09:11.38459
• Title: Full State-Space Visualisation of the 8-Puzzle: Feasibility, Design, and Educational Use
• Title（参考訳）: 8-Puzzleの完全な状態空間可視化 - 実現可能性, 設計, 教育的利用
• Authors: Ian Frank, Kanata Kawanishi,
• Abstract要約: 本稿では,8個のノズル(181,440状態)の全到達可能な状態空間を可視化する可能性を示す対話型学習システムを提案する。 このシステムは、グローバルな構造をリアルタイムに探索し、探索アルゴリズムの実行をステップバイステップで行い、異なる戦略がどのように同じ空間を横切るかを直接比較することを可能にする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Search algorithms are a foundational topic in artificial intelligence education, yet even simple domains can generate large state spaces that challenge learners' ability to form accurate mental models. This paper presents an interactive learning system that demonstrates the feasibility of visualising the entire reachable state space of the 8-puzzle (181,440 states), while tightly coupling abstract graph structure with concrete puzzle manipulation. Built using Unity and modern GPU-based rendering techniques, the system enables real-time exploration of global structure, step-by-step execution of search algorithms, and direct comparison of how different strategies traverse the same space. We describe the system's design, visualisation layouts, and educational use, reporting findings from an initial classroom deployment and pilot study with students at different levels of university education. Overall, the results indicate that full state-space visualisation is both technically feasible and educationally valuable for supporting conceptual understanding of search behaviour within this canonical problem domain.
• Abstract（参考訳）: 検索アルゴリズムは、人工知能教育における基礎的なトピックであるが、単純なドメインでさえ、学習者が正確な精神モデルを作る能力に挑戦する大きな状態空間を生成することができる。 本稿では, 抽象グラフ構造と具体的なパズル操作を密結合しながら, 8-puzzle (181,440) の到達可能な状態空間全体を可視化する可能性を示す対話型学習システムを提案する。 Unityと最新のGPUベースのレンダリング技術を使って構築されたこのシステムは、グローバル構造をリアルタイムに探索し、検索アルゴリズムをステップバイステップで実行し、異なる戦略がどのように同じ空間を横切るかを直接比較することができる。 本システムの設計,可視化レイアウト,教育利用について概説し,初等教育の展開から得られた知見と,異なるレベルの大学教育の学生を対象としたパイロット・スタディを報告する。 その結果,この標準問題領域における探索行動の概念的理解を支援するために,全状態空間の可視化が技術的に実現可能であり,教育的にも有用であることが示唆された。

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