Tabuleiro de xadrez inteligente: automação de movimentos e oponente virtual com IA

Abstract

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um tabuleiro de xadrez inteligente com capacidade de movimentação automática das peças, sensoriamento das casas e interação com um oponente virtual baseado em inteligência artificial. O objetivo principal foi resgatar a experiência física do jogo de xadrez aliada à tecnologia moderna, com o objetivo de criar uma plataforma híbrida de interação homem-máquina. O sistema utiliza uma arquitetura Core XY para deslocamento preciso de um eletroímã, responsável por manipular as peças sobre o tabuleiro. O controle é realizado por um microcontrolador Arduino Nano, integrando motores de passo, sensores, botões e um display LCD. O projeto contempla múltiplos modos de operação, incluindo o modo Homem vs. Homem, com controle de tempo dos jogadores, e o modo IA, que permite partidas contra um algoritmo de xadrez embutido. O método de desenvolvimento envolveu a seleção de materiais, modelagem de peças em impressão 3D, integração de hardware e software, além da aplicação de testes de precisão, estabilidade e usabilidade. Os resultados demonstraram a eficácia do sistema em movimentar as peças conforme o comando recebido, responder adequadamente aos comandos do usuário e simular uma partida de xadrez completa com movimentações realistas. A inclusão de sensores permitiu identificar a presença das peças nas casas, tornando possível a validação dos movimentos e evitando erros de posicionamento. Conclui-se que o sistema desenvolvido oferece uma experiência educativa, com potencial para aplicação em ambientes de ensino, treinamento e entretenimento, além de abrir portas para futuras melhorias, como o uso de algoritmos de aprendizado de máquina e jogabilidade online integrada.

This work presents the development of an intelligent chessboard capable of automatic piece movement, square sensing, and interaction with a virtual opponent based on artificial intelligence. The main goal was to revive the physical experience of chess through modern technology, promoting a hybrid platform for human-machine interaction. The system employs a Core XY architecture to ensure precise movement of an electromagnet responsible for manipulating the chess pieces on the board. Control is handled by an Arduino Nano microcontroller, integrating stepper motors, sensors, buttons, and an LCD display. The project includes multiple modes of operation, such as the Human vs. Human mode, which tracks each player’s time, and the AI mode, which enables matches against a built-in chess algorithm. The development method involved the selection of materials, 3D modeling of components, integration of hardware and software, and the execution of tests focused on accuracy, stability, and user experience. Results demonstrated the system’s effectiveness in moving pieces according to received commands, responding appropriately to user commands, and simulating complete chess matches with realistic movements. The addition of sensors enabled the detection of pieces on the squares, allowing for move validation and prevention of positioning errors. It is concluded that the developed system offers an educational experience, with potential applications in learning environments, training, and entertainment, as well as future enhancements such as machine learning algorithms and online gameplay integration.