Szachy wydają się być działalnością głęboko ludzką. Wymagają intuicji. Wymagają strategicznego przewidywania. Zatem pomysł, że zimna maszyna może pokonać arcymistrza, wydaje się niemal magiczny. Ale szachowa sztuczna inteligencja nie gra tak jak my. Redukuje tablicę do czystej matematyki.
Przypomnij sobie, jak nauczyłeś się grać w szachy. Zacząłeś od podstaw. Jak chodzi koń? Jak chodzi słoń. Kiedy zasady stały się jasne, można było przesuwać elementy. Pierwsze porażki nie były porażkami. To były punkty danych. „Nie widziałem, żeby to było przeklinanie” – powiedziałeś. Twój mózg chłonął te chwile. Zapamiętałeś pozycje szachowe. Nauczyłeś się sztuczek. Chłonęłaś niuanse.
Komputery tego nie robią. Nie „myślą” w sensie biologicznym. Oni kalkulują. Stosują formuły, aby znaleźć najlepszy ruch. W miarę rozwoju tych silników ich celność gwałtownie wzrosła. Nowoczesne kalkulatory AI to najpotężniejsi gracze na Ziemi. Grają na ślepo. Nieubłaganie. Opiera się wyłącznie na obliczeniach.
Matematyka kryje się za ruchami
Ludzie polegają na rozpoznawaniu wzorców. Rozpoznajemy znajomą pułapkę, ponieważ widzieliśmy ją już wcześniej. Czujemy zmianę dynamiki. Komputery nic nie czują. Obliczają miliony pozycji na sekundę. Oceniają każdy możliwy wynik. Następnie wybierz ten, który ma najwyższy wskaźnik numeryczny.
To nie magia. To brutalna siła logiczna. I jest przerażająco skuteczny.
Szachowa sztuczna inteligencja wygląda jak magia, ale w swej istocie opiera się na ślepych, brutalnych obliczeniach. On nie myśli. Oblicza.
Zacznij od standardowej deski. Biały idzie pierwszy. Masz 20 opcji. Z jednego konia mogą wyskoczyć dwa konie. Osiem pionków może przesunąć się o jedno lub dwa pola do przodu. Wybierasz jeden ruch.
Czarny widzi tę samą planszę. Również 20 ruchów.
Teraz białe znów się poruszają. Zarząd się zmienił, więc opcje się przesuwają, ale nadal jest ich około 20. Czarny następnie odpowiada. I tak dalej.
Liczba ścieżek eksploduje.
Białe wykonują ruch. Czarny ma 20 odpowiedzi. To 400 stanowisk. Biały odpowiada na każde z nich. 8000 stanowisk. Czarne atakują z powrotem. 160 000 stanowisk.
Tak komputer widzi płytkę. Nie tak jak sztuka. Jak drzewo.
Matematyka szachowa
Gdyby to drzewo rozszerzyć na wszystkie możliwe partie szachowe, liczba pozycji na szachownicy byłaby astronomiczna.
Około 10^120.
Jest to jedynka, po której następuje 120 zer.
Aby zrozumieć skalę, rozważmy wiek Wszechświata. Od Wielkiego Wybuchu minęło około 10^26 nanosekund. Cały obserwowalny Wszechświat składa się z około 10^75 atomów. Nawet jeśli policzysz każdą gwiazdę w każdej galaktyce Drogi Mlecznej i poza nią, nadal nie będziesz w stanie określić liczby możliwych partii szachów.
Szachy są trudne. Zbyt skomplikowane, aby jakikolwiek komputer mógł je całkowicie rozwiązać.
Żadna maszyna nigdy nie obliczy całego drzewa. Ona tego nie potrzebuje.
Jak głęboko sięga komputer?
Zamiast tego silnik patrzy w przyszłość. Buduje drzewo głębokie na pięć, dziesięć lub dwadzieścia ruchów.
Załóżmy średnio 20 ruchów na pozycję:
- Drzewo ma głębokość 5 ruchów i obejmuje 3,2 miliona pozycji.
- Drzewo o głębokości 10 ruchów obejmuje 10 bilionów pozycji.
Głębokość zależy od sprzętu. Najszybsze komputery szachowe oceniają miliony pozycji na sekundę. Przecięli drzewo, znajdując najlepszą ścieżkę w tym ograniczonym oknie.
Ale samo zobaczenie pozycji nie wystarczy. Komputer musi wiedzieć, który jest dobry.
Ocena zarządu
Tutaj właśnie pojawia się funkcja punktacji.
Gdy silnik wygeneruje drzewo, przypisuje ocenę każdemu węzłowi. Tu nie chodzi tylko o liczenie liczb. Oczywiście prosta wersja może odjąć piony czarne od pionów białych. 11 białych pionów minus 9 czarnych daje wynik 2.
To naiwne. Ignoruje to wartość materialną. Królowa jest warta więcej niż pionek. Biskup jest lepszy od rycerza na otwartych pozycjach.
W ten sposób formuła staje się bardziej złożona. Programiści dodają wagi dla typów budowy ciała. Dodają bonusy za kontrolę środkową. Karzą bezbronnego króla. Uwzględniają strukturę pionkową.
Bez względu na to, jak złożone stają się te parametry, wynikiem jest zawsze jedna liczba.
Jeden wynik reprezentujący „dobroć” danego stanu planszy.
Jak arcymistrzowie korzystają ze sztucznej inteligencji
Nie dotyczy to tylko samochodów. Elitarni ludzie używają tej samej logiki jako broni.
Arcymistrzowie nie grają przeciwko komputerom, aby je pokonać. Bawią się z nimi, aby stać się lepszymi.
Silniki AI zapewniają głęboką analizę, której ludzkie oko nie jest w stanie zauważyć. Znajdują ruchy, które są logicznie rozsądne, ale psychologicznie sprzeczne z intuicją. Zasoby znajdują w tracących pozycjach, z których ludzie rezygnują zbyt wcześnie.
Oto jak korzystają z nich elitarni gracze:
- Analiza gry: Wprowadź dane z poprzednich meczów, aby zidentyfikować utracone szanse.
- Badania nad strategiami: Testowanie alternatywnych otworów, które są sprzeczne z tradycyjną teorią.
- Zrozumienie gry pozycyjnej: Dostrzeżenie „prawdy” o złożonej grze środkowej, obliczenie dziesięciu ruchów do przodu.
To nie jest oszustwo. To jest trening.
Silnik nie ma intuicji. On ma matematykę. Jednak studiując sugestie silnika, gracze budują własną głębszą i dokładniejszą intuicję. Uczą się, co matematyka oznacza na temat ciśnienia, przestrzeni i czasu.
Płyta jest statyczna. Możliwości są nieograniczone. Ale na razie komputer zawsze znajduje najlepszy ruch w kolejnych dziesięciu krokach.
Musimy go tylko dogonić.
Jak faktycznie działa logika minimax AlphaGo
Diagram przedstawia drzewo decyzyjne składające się z trzech poziomów. Projektuje trzy ruchy do przodu. Ostateczne stanowiska w zarządzie zostały już ustalone.
Komputer odtwarza kolor biały. Czarny właśnie wykonał ruch. Deska znajduje się na szczycie drzewa. Biały ma trzy możliwe odpowiedzi. Na każdy z tych trzech ruchów czarne mogą odpowiedzieć na trzy sposoby. Tworzy to dziewięć stanowisk w zarządzie. Z każdej z tych dziewięciu pozycji białe mają dwa możliwe ruchy.
W rzeczywistości współczynnik rozgałęzienia jest znacznie wyższy. Z dowolnej pozycji możesz wykonać około 20 ruchów. Rysowanie takiego drzewa byłoby chaotyczne. Dlatego schemat jest uproszczony.
Aby zdecydować, który ruch wykonać dalej, komputer analizuje to drzewo. Pracuje od dołu do góry. Obliczenia mają na celu znalezienie najlepszych pozycji na szachownicy dla każdej z możliwych pozycji, jakie zajmą czarne. Wybiera maksimum.
To jest istota algorytmu minimax. Komputer zakłada optymalną grę po obu stronach. Minimalizuje maksymalną możliwą stratę. W tej konkretnej branży maksymalizuje własną korzyść.
Komputer działa od dołu do góry, wybierając maksymalną wartość dla białych ruchów i minimalną wartość dla czarnych.
To nie magia. To jest matematyka. Drzewo jest po prostu reprezentacją możliwości. Funkcja punktacji przypisuje ocenę każdemu węzłowi liścia. Następnie algorytm propaguje te szacunki w górę.
Biali chcą maksymalizować wycenę. Czarni chcą to zminimalizować. Komputer wybiera ścieżkę prowadzącą do najwyższego wyniku białych, zakładając, że czarne zagrają optymalnie, aby go zmniejszyć.
Ta logika jest skalowalna. W górę. A nawet wyżej. Dopóki drzewo nie stanie się zbyt duże, aby je obliczyć. Następnie stosuje się heurystyki. Ale tutaj? To czysta kalkulacja.
Zakłada się, że Czarny wybierze najgorszą pozycję dla Białego. Przyjmowana jest wartość minimalna.
Następnie wybierana jest maksymalna liczba z trzech górnych liczb: 7. To jest ruch, który wykonuje komputer.
Gdy czarne wykonają kontratak, cały cykl rozpoczyna się od nowa. Generowane jest nowe drzewo. Wszystkie stanowiska w zarządzie podlegają ponownej ocenie. Maszyna oblicza swój następny ruch.
To jest algorytm Minimax. W miarę poruszania się w górę drzewa decyzyjnego na przemian wybiera szczyty i upadki.
Przycinanie alfa-beta przyspiesza ten proces. Działa około dwa razy szybciej. Zużywa znacznie mniej pamięci.
Proces jest całkowicie mechaniczny. Tu nie ma myślenia. Tylko przybliżone szacunki. Funkcja punktacji stosowana jest do każdej możliwej pozycji w drzewie o danej głębokości.
To działa dobrze. Na wystarczająco szybkim komputerze algorytm patrzy daleko w przyszłość. Gra bardzo dobrze.
Dodaj metody nauczania. Zmień funkcję oceniania na podstawie poprzednich partii. Maszyna z biegiem czasu doskonali swoje umiejętności.
Ale pamiętaj o tym. To zupełnie co innego niż ludzkie myślenie.
Kiedy w końcu zrozumiemy, jak działa ludzkie myślenie i zbudujemy komputer wykorzystujący te zasady do gry w szachy, naprawdę osiągniemy coś znaczącego.
Moc nowoczesnych silników szachowych
Każdy system szachowy AI jest wspierany przez potężny silnik.
Silnik ten łączy w sobie algorytmy wyszukiwania. Używa funkcji oceny. W zaawansowanych przypadkach wykorzystuje się uczenie maszynowe.
Silniki szachowe są obecnie absolutnymi liderami. Konsekwentnie przewyższają nawet najlepszych ludzkich arcymistrzów.
Niezależnie od tego, czy chodzi o obliczenia brutalne, czy uczenie się adaptacyjne, sztuczna inteligencja zmieniła krajobraz. Jest to niezbędne narzędzie dla graczy chcących analizować gry i ulepszać strategie.
Zaktualizowaliśmy ten artykuł o technologię sztucznej inteligencji, a następnie upewniliśmy się, że został sprawdzony i zredagowany przez redaktora HowStuffWorks.
