Šachy vypadají jako hluboce lidská činnost. Vyžadují intuici. Vyžadují strategickou předvídavost. Takže představa, že studený stroj může porazit velmistra, působí téměř magicky. Ale šachová AI nehraje hru tak, jak ji hrajeme my. Redukuje tabuli na čistou matematiku.
Vzpomeňte si, jak jste se naučili hrát šachy. Začal jsi se základy. Jak kůň chodí? Jak chodí slon. Jakmile se pravidla vyjasní, můžete figurky skutečně přesouvat. První porážky nebyly neúspěchy. Byly to datové body. “Neviděl jsem, že to byla nadávka,” řekl jsi. Váš mozek absorboval tyto okamžiky. Zapamatoval jste si šachové pozice. Naučil ses triky. Vstřebal jsi nuance.
Počítače nic z toho nedělají. „Nemyslí“ v biologickém smyslu. Jsou vypočítaví. Používají vzorce, aby našli nejlepší tah. Jak se tyto motory vyvíjely, jejich přesnost rychle rostla. Moderní AI kalkulačky jsou nejvýkonnějšími hráči na Zemi. Hrají na slepo. Neúprosně. Pouze na základě výpočtů.
Za pohyby stojí matematika
Lidé se spoléhají na rozpoznávání vzorů. Známou past poznáváme, protože jsme ji již viděli. Cítíme, jak se dynamika mění. Počítače nic necítí. Počítají miliony pozic za sekundu. Vyhodnocují každý možný výsledek. Poté vyberte ten s nejvyšším číselným ukazatelem.
Není to magie. To je hrubá logická síla. A je to děsivě účinné.
Šachová umělá inteligence vypadá jako magie, ale v jádru jde o slepé výpočty s hrubou silou. Nemyslí. On počítá.
Začněte se standardní deskou. Bílá jde první. Máte 20 možností. Dva koně mohou vyskočit. Osm pěšců se může posunout o jedno nebo dvě pole dopředu. Vyberete si jeden pohyb.
Černý vidí stejnou desku. Také 20 tahů.
Nyní se bílý opět hýbe. Deska se změnila, takže možnosti se posouvají, ale stále je jich asi 20. Černý pak odpoví. A tak dále.
Počet cest exploduje.
Bílý udělá tah. Černý má 20 odpovědí. To je 400 pozic. Bílá odpovídá na každou z nich. 8000 pozic. Černý útočí zpět. 160 000 pozic.
Takto desku vidí počítač. Ne jako umění. Jako strom.
Matematika šachů
Pokud by se tento strom rozšířil tak, aby pokryl všechny možné šachové hry, počet pozic na šachovnici by byl astronomický.
Asi 10^120.
Toto je jednička následovaná 120 nulami.
Abyste pochopili měřítko, zvažte stáří vesmíru. Od velkého třesku uplynulo asi 10^26 nanosekund. Celý pozorovatelný vesmír obsahuje přibližně 10^75 atomů. I kdybyste spočítali každou hvězdu v každé galaxii v Mléčné dráze i mimo ni, stále se nemůžete rovnat počtu možných partií šachů.
Šachy jsou těžké. Příliš složité na to, aby je jakýkoli počítač úplně vyřešil.
Žádný stroj nikdy nevypočítá celý strom. Ona to nepotřebuje.
Jak hluboko vypadá počítač?
Místo toho se motor dívá dopředu. Staví strom pět, deset nebo dvacet tahů hluboko.
Předpokládejme průměrně 20 tahů na pozici:
- Strom je 5 tahů hluboký a pokrývá 3,2 milionu pozic.
- Strom 10 se pohybuje hluboko pokrývá 10 bilionů pozic.
Hloubka závisí na hardwaru. Nejrychlejší šachové počítače vyhodnocují miliony pozic za sekundu. Prosekali strom a našli nejlepší cestu v tomto omezeném okně.
Ale vidět pozice nestačí. Počítač potřebuje vědět, který z nich je dobrý.
Hodnocení rady
Zde vstupuje do hry funkce bodování.
Jakmile engine vygeneruje strom, přiřadí skóre každému uzlu. Nejde jen o počítání čísel. Jednoduchá verze může samozřejmě odečíst kousky černého od kusů bílého. 11 bílých figurek mínus 9 černých figur dává skóre 2.
Je to naivní. To ignoruje materiální hodnotu. Dáma má větší cenu než pěšec. Biskup je lepší než rytíř v otevřených pozicích.
Tím se vzorec stává složitějším. Programátoři přidávají závaží pro typy těla. Přidávají bonusy za středové ovládání. Trestají zranitelného krále. Berou v úvahu strukturu pěšce.
Bez ohledu na to, jak složité jsou tyto parametry, výsledkem je vždy jedno číslo.
Jedno skóre představující „dobrotu“ daného stavu desky.
Jak velmistři používají AI
To se netýká jen aut. Elitní lidé používají stejnou logiku jako zbraň.
Velmistři nehrají proti počítačům, aby je porazili. Hrají si s nimi, aby se zlepšili.
AI motory poskytují hlubokou analýzu, kterou lidské oko nemůže zaznamenat. Nacházejí pohyby, které jsou logicky správné, ale psychologicky kontraintuitivní. Zdroje nacházejí ve ztrátě pozic, kterých se lidé vzdávají příliš brzy.
Zde je návod, jak je používají elitní hráči:
- Analýza her: Zadáním minulých zápasů identifikujte promarněné příležitosti.
- Výzkum strategií: Testování alternativních otvorů, které jsou v rozporu s tradiční teorií.
- Porozumění poziční hře: Když vidíte „pravdu“ složité střední hry, vypočítat deset tahů dopředu.
To není podvádění. Toto je cvičení.
Motor nemá intuici. Má matematiku. Ale studiem návrhů enginu si lidští hráči vybudují hlubší a přesnější vlastní intuici. Učí se, co matematika implikuje o tlaku, prostoru a čase.
Deska je statická. Možnosti jsou nekonečné. Ale zatím počítač vždy najde nejlepší tah pro dalších deset kroků.
Musíme ho jen dohnat.
Jak vlastně funguje minimax logika AlphaGo
Diagram ukazuje rozhodovací strom se třemi úrovněmi. Projektuje tři kroky vpřed. Konečné pozice v představenstvu již byly posouzeny.
Počítač hraje bílou. Black právě udělal tah. Deska je na vrcholu stromu. Bílý má tři možné odpovědi. Na každý z těchto tří tahů může černý reagovat třemi způsoby. Vznikne tak devět pozic na desce. Z každé z těchto devíti pozic má bílý dva možné tahy.
Ve skutečnosti je faktor větvení mnohem vyšší. Z libovolné pozice můžete provést asi 20 tahů. Kreslení takového stromu by bylo chaotické. Schéma je proto zjednodušené.
Počítač analyzuje tento strom, aby se rozhodl, který tah provést jako další. Pracuje zdola nahoru. Výpočty jsou zaměřeny na nalezení nejlepších pozic na desce pro každou z možných pozic, které černý obsadí. Vybírá maximum.
Toto je podstata algoritmu minimax. Počítač předpokládá optimální hru na obě strany. Minimalizuje maximální možnou ztrátu. V tomto konkrétním odvětví maximalizuje svůj vlastní prospěch.
Počítač pracuje zdola nahoru a volí maximální hodnotu pro tahy bílého a minimální hodnotu pro tahy černého.
Není to magie. To je matematika. Strom je prostě reprezentace možností. Bodovací funkce přiřadí skóre každému listovému uzlu. Algoritmus pak šíří tyto odhady směrem nahoru.
Bílí chtějí maximalizovat zhodnocení. Černoši to chtějí minimalizovat. Počítač zvolí cestu, která vede k nejvyššímu skóre pro bílého, za předpokladu, že černý bude hrát optimálně, aby ho snížil.
Tato logika je škálovatelná. Nahoru. A ještě vyšší. Dokud nebude strom příliš velký na to, aby se dal vypočítat. Poté se použije heuristika. Ale tady? Toto je čistý výpočet.
Předpokládá se, že černý vybere pro bílého nejhorší pozici. Použije se minimální hodnota.
Potom se vybere maximum z těchto tří prvních čísel: 7. Toto je pohyb, který počítač provede.
Poté, co černý provede protitah, celý cyklus se restartuje. Vygeneruje se nový strom. Všechny pozice na desce jsou přehodnoceny. Stroj vypočítá svůj další pohyb.
Toto je algoritmus Minimax. Při pohybu nahoru v rozhodovacím stromě střídá výběr nejvyšších a nejnižších hodnot.
Alfa-Beta prořezávání urychluje proces. Funguje přibližně dvakrát rychleji. Spotřebovává podstatně méně paměti.
Proces je zcela mechanický. Tady se nemyslí. Jen hrubý odhad. Bodovací funkce se aplikuje na každou možnou pozici ve stromu dané hloubky.
To funguje dobře. Na dostatečně rychlém počítači se algoritmus dívá daleko dopředu. Hraje velmi dobře.
Přidejte výukové metody. Změňte funkci bodování na základě minulých šarží. Stroj v průběhu času zlepšuje své dovednosti.
Ale tohle si pamatuj. To je zcela odlišné od lidského myšlení.
Když konečně pochopíme, jak lidské myšlení funguje, a postavíme počítač, který tyto principy používá ke hraní šachů, skutečně dosáhneme něčeho významného.
Síla moderních šachových motorů
Každý šachový systém umělé inteligence je podporován výkonným motorem.
Tento engine kombinuje vyhledávací algoritmy. Používá vyhodnocovací funkce. V pokročilých případech se používá strojové učení.
Šachové motory jsou nyní absolutní špičkou. Důsledně překonávají i ty nejlepší lidské velmistry.
Umělá inteligence změnila prostředí, ať už prostřednictvím výpočtů hrubou silou nebo adaptivního učení. Je to nezbytný nástroj pro hráče, kteří chtějí analyzovat hry a zlepšovat strategie.
Tento článek jsme aktualizovali pomocí technologie AI a poté jsme se ujistili, že byl zkontrolován a upraven editorem HowStuffWorks.
