Вставьте сетку 3x3 в сетку 5x5. На границе есть какое-то значение, которое никогда не появится в сетке 3x3, скажем -1.

-1 -1 -1 -1 -1 
-1          -1
-1 Your Grid-1
-1          -1
-1 -1 -1 -1 -1

Теперь у каждой внутренней ячейки сетки есть 4 соседа. Для этих ячеек выполните выборку отбраковки. То есть продолжайте зацикливать выборку из окрестности, пока не нарисуете выборку, которая не равна -1.

Вот два возможных решения.

В обоих случаях предполагается, что позиция ячейки представляет собой набор нулевых координат (строка, столбец) в сетке.

Решение 1: Отсечение

Цикл не требуется, и существует вероятность 1/n получить любого соседа из n возможных.

import random
import itertools
import numpy as np
# All the possible moves are combination of 2 numbers among 3 (-1, 0 and 1)... 
all_moves = list(itertools.product([-1,0,1], repeat=2))
#... except (0,0) which is keeping the current position.
all_moves.remove((0,0))    

def random_neighbour(current_pos): 
    # Adding them to your current position gives you all virtual neighbours
    choices =  np.array(current_pos) + np.array(all_moves)
    # ... but we must remove the impossible positions
    choices = choices[((choices>=0)&(choices<=2)).all(axis=1)]
    # Now we can choose randomly among the remaining possibilities:
    return random.choice(choices)

Решение 2: Словарь

Это также гарантирует, что мы получим равную вероятность получить любого соседа в ячейку. При запуске вашего скрипта мы можем инициализировать словарь, который предоставляет всех соседей (значения) для каждой ячейки (ключей).

import random
neighbours_dict = {
(p // 3, p % 3): [(p // 3 + x_inc-1, p % 3 + y_inc - 1) 
             for x_inc in range(3) if 1 <= p // 3 + x_inc <= 3
             for y_inc in range(3) if 1 <= p % 3 + y_inc <= 3 and not y_inc == x_inc == 1] 
for p in range(9)}

Тогда мы можем просто дать ему индекс текущей позиции. Обратите внимание, что позиции должны быть кортежами, так как списки нельзя хешировать и они не могут представлять собой индексы. Итак, мы произведем кастинг, чтобы убедиться, что мы не получим TypeError.

random.choice(neighbours_dict[tuple(current_pos)])

Лучшие способы инициализации словаря

Конечно, мы также можем вручную инициализировать словарь в соответствии с нашими конкретными потребностями, например:

neighbours_dict = {(0, 0): [(0, 1), (1, 0), (1, 1)],
 (1, 0): [(0, 0), (0, 1), (1, 1), (2, 0), (2, 1)],
 (2, 0): [(1, 0), (1, 1), (2, 1)],
 (0, 1): [(0, 0), (0, 2), (1, 0), (1, 1), (1, 2)],
 (1, 1): [(0, 0), (0, 1), (0, 2), (1, 0), (1, 2), (2, 0), (2, 1), (2, 2)],
 (2, 1): [(1, 0), (1, 1), (1, 2), (2, 0), (2, 2)],
 (0, 2): [(0, 1), (1, 1), (1, 2)],
 (1, 2): [(0, 1), (0, 2), (1, 1), (2, 1), (2, 2)],
 (2, 2): [(1, 1), (1, 2), (2, 1)]}

Или мы можем обобщить понимание словаря, чтобы сделать его совместимым с любой формой и размером сетки:

grid_width, grid_height = 3, 3
neighbours_dict = {
    (p // grid_width, p % grid_width):
        [(p // grid_width + y_inc - 1, p % grid_width + x_inc - 1) 
            for y_inc in range(3) if 1 <= p // grid_width + y_inc <= grid_height
            for x_inc in range(3) if 1 <= p % grid_width + x_inc <= grid_width 
                    and not y_inc == x_inc == 1] 
    for p in range(grid_width * grid_height) }

Это последнее, для меня, самое элегантное решение из них.