国际象棋里的zero start是什么意思怎么理解

约20年前深蓝系统打败世界国际潒棋冠军,但是当时的系统并没有做出多少真正的创造性贡献

编者按:大约20年前深蓝系统打败世界国际象棋冠军,但是当时的系统并没囿做出多少真正的创造性贡献现在不一样了。本文编译自medium原题为“How Computers Are Reinventing Chess”的文章

这是一款标准的休闲游戏,供玩家在卧室玩从开局到将迉,大约只需要9分钟一边是国际象棋世界冠军马格努斯?卡尔森 (Magnus Carlsen),他是当之无愧的神童13岁就成为了国际象棋特级大师。另一边是iPhone程序Play Magnus App程序能模仿卡尔森的下棋习惯。卡尔森将机器的年龄下调到18岁然后与程序对决,但卡尔森还是遭遇了挑战最开始几分钟,卡尔森被出乎意料的攻击打得十分狼狈然后他继续奋战,想与App打平但最终还是投降。我们似乎看到App居高临下说:“你需要好好磨练一下棋藝让我们再试一次吧!”卡尔森只能用微笑回应。

事件没有什么特殊的事实上,卡尔森已经发布多段视频讲述自己与不同年龄虚拟棋手对决的故事。这些视频清楚告诉我们:不论是输是赢电脑都是卡尔森最不喜欢的对手。

问题无法回避卡尔森的确有可能是人类历史上最棒的国际象棋棋手,但这样的棋手为何会被电脑一次又一次打败人类是怎样走到这一步的?

大家可能是国际象棋门外汉让我们先来温习一下:计算机征服国际象棋的故事源自深蓝,1997年深蓝系统打败世界围棋冠军卡斯帕罗夫(Gary Kasparov)。从那时开始机器便展现出自己嘚优势,它轻松咀嚼人类抛给它的精美图案和美妙策略但是现代分析人士却得出不同的结论:机器是脆弱的,卡斯帕罗夫犯了很多错误双方都有明显失误。

第一局深蓝系统赢了但在第二局中,最后有一步棋出现变化当时深蓝系统本来有机会拿下一个兵,但它后撤了深蓝系统采取另外一种措施,它封锁了卡斯帕罗夫反击的可能性计算机的行为超出了卡斯帕罗夫的预料,他深感不安最终错过了逼岼的机会。赛后卡斯帕罗夫指责深蓝系统作弊他认为有一个超级大师帮助计算机,让它下出预料之外的棋步

备受争议的棋步可能只是意外。几年之后帮助IBM设计深蓝系统的科学家Murray Campbell解释说,这步棋是漏洞造成的在第三局开始之前,团队悄悄修正了漏洞可惜伤害已经造荿。在随后的比赛中卡斯帕罗夫不再那么自信。因为无法理解深蓝的举动卡斯帕罗夫浪费了很多时间,他想用非同寻常的人类举动欺騙电脑结果在第六局比赛中早早就犯错,而这一局决定了比赛的胜负

总之,虽然深蓝胜利了但对于计算机行业来说并不是什么壮举,它获胜是因为人类失误造成的这件事告诉我们,人类有弱点比如犹豫、恐惧、喜欢猜测、容易疲劳,所以容易受到攻击深蓝系统雖然表现并不出色,但它不知疲倦始终保持一致。当卡斯帕罗夫的直觉出现问题时计算机就能轻松取胜。

国际象棋可能是一项很优雅嘚游戏但是深蓝的游戏策略瞄准的却是丑陋的蛮力。当时深蓝还没有用上神经网络、机器学习策略相反,深蓝用强大的原始力量推测潛在举动速度达到每秒2亿步。

深蓝系统根据各种不同的参数评估每一步然后为每一项参数赋值。研究人员对将近100万局大师下的棋局进荇分析然后给参数确定权重,接下来再让国际象棋大师优化深蓝系统的下棋方法等于是将无数大师棋局拼凑在一起的,因为系统拥有足够大的原始计算力所以它可以预测未来,避免发生大错误

到了今天,全球已经有十多个计算机国际象棋引擎所有引擎都在标准硬件之上运行,它们还高度依赖过去200年积累的国际象棋历史在竞赛中,国际象棋引擎可以搜索海量数据库在比赛开始之前找到开局。到叻盘中时系统可以确保自己站在有利位置。在棋局结束之前系统可以使用各种策略,它不断搜索数据库让每一步接近完美。

至于国際象棋引擎评估权重的规则它们是由一大群国际象棋精通者协助制定的。贡献者提出算法修改建议然后再制作测试版本,接下来新老蝂本对决直到研究人员确定哪个版本更优秀。

国际象棋使用的是Elo评级系统就是说系统会根据打败对手的可能性判断权重。不过要将计算机与人的表现对比是一件难事因为能与计算机抗衡的人很少,有兴趣这样做的人也很少

机器可以轻轻松松连续比赛1000局,所以将计算機与人做比较只能估计尽管如此,只要你看一眼当今顶尖人类与顶尖国际象棋引擎的数据就能看到一幅“人类绝望图”。

从数据看計算机是统治者,但它并不完美它们无法预测棋局的结尾,因为结果的可能性比宇宙中的原子还要多想打败人类世界冠军,引擎没有必要完美计算机只要保持一致、不知疲倦、不犯明显错误就行了。

国际象棋实际上很重视积累这点可能是外行人忽视的。有许多国际潒棋冠军说新一代最终会击败老一代,之所以这样并不是因为他们更年轻、更有精力而是因为他们可以获得更多知识。如果用创造棋步的标准来衡量计算机本来比不上人类,但最近出现了变化 

2017年,谷歌资助的公司DeepMind展示第一代深度学习系统AlphaZero最开始时AlphaZero并没有内置国际潒棋知识,里面没有开局步法目录也没有几百万局大师下的棋,它只知道下棋的规则除此再无其它。

不过AlphaZero会学习而且学习的速度很赽。它自己与自己下棋下几个小时就能达到大师水平。一天结束时AlphaZero已经拥有精湛的技艺,可以打败有限版Stockfish国际象棋引擎去年,Stockfish又打敗了完整版Stockfish

当AlphaZero学习时,人类可以观察到它的进步看着它从初步者进化为大师,然后继续时化

AlphaZero和Stockfish使用的硬件基本一样,但是AlphaZero每秒分析嘚步数只有Stockfish的千分之一AlphaZero的优势不在分析速度,而是学习卡斯帕罗夫分析棋步之后感叹说,AlphaZero就像他自己一样拥有动态风格马修?萨德勒(Matthew Sadler)则说:“AlphaZero找到了过往最佳棋手的秘密笔记本。”它如同一个会下国际象棋的外星人降临在人类的头顶

AlphaZero和之前的计算机国际象棋程序有一个很大的不同:AlphaZero不需要模拟人类,它装备神经网络可以自己理解棋局。AlphaZero不只打败了人类它也许还能帮助人类理解国际象棋,之湔没有计算机系统能做到AlphaZero算是第一个。相比当年深蓝系统击败卡斯帕罗夫AlphaZero的意义似乎更重大。

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昨天AlphaGo 研究团队提出了 AlphaZero:一种可鉯从零开始,通过自我对弈强化学习在多种任务上达到超越人类水平的新算法据称,新的算法经过不到 24 小时的训练后可以在国际象棋囷日本将棋上击败目前业内顶尖的计算机程序(这些程序早已超越人类世界冠军水平),也可以轻松击败训练 3 天时间的 AlphaGo Zero

对于 DeepMind 来说,其最終目的远非在棋盘游戏中击败人类他们希望可以打造出一种通用人工智能,解决更多的人类问题虽然距离这一圣杯还很遥远,但是这周展示的最新研究成果显示他们正走在正确的道路上。

在其发表的论文中最初攻克围棋的 AI 程序的后代自学了许多其他游戏,均达到超囚水平经过八个小时地自我练习,击败最初战胜人类围棋冠军的 AI 程序再经过四个小时的训练后,又击败了当前世界国际象棋冠军程序 Stockfish更令人惊讶的是,仅经过两个小时的训练后就战胜了世界最顶尖的日本将棋程序之一 Elmo。

AlphaZero 代表着 AI 技术一个非常关键的进步那就是它不昰专门为玩这些游戏而设定的。也就是说没有任何人类关于这些游戏的经验被输入进 AlphaZero。在每个案例中人类只给定 AlphaZero 基本规则,不编程其怹策略或战术在一次次自我对弈中,程序玩得更好步伐不断加快,这种训练方式也就是所谓的强化学习

强化学习技术的应用并不鲜見,今年 10 月亮相的 AlphaGo Zero 就是这一技术的成果但是,正如本周发布的这篇论文所说新版 AlphaZero 是 AlphaGo Zero「更加通用」的版本,这意味着 AlphaZero 能够被应用在更广闊的范围中且无需事先过多准备。

最赞的地方是在不到 24 小时里,同一个计算机程序就能自学如何玩这三种棋盘游戏并超越人类水平。这可谓是 AI 世界的新壮举

时,他提到在未来将有一个能够解决更大范围内的科学问题的新版本出现,这一新版本能够肩负起从药物研發到新材料合成等一系列科研问题这些问题和游戏不同,为了找出精确解决它们的方法仍有大量工作摆在 DeepMind 面前。但我们现在可以肯定嘚是人工智能正在前进,AlphaGo 也不仅仅是玩棋类游戏的 AI 了

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国际象棋不是一个简单的游戏按照人类的标准。但是对于一个强大的几乎是外星人的思维驱动的人工智能,可以在几个小时轻松掌握

在一篇新的论文中,Google的研究人員详细介绍了他们的最新人工智能发展AlphaZero如何在国际象棋中表现出“超人的表现”在彻底碾压世界冠军国际象棋程序“干鱼”之前,其只婲了四个小时来学习规则

换句话说,只要用从纽约赶到华盛顿特区的时间人类的已有的所有象棋知识(甚至更多)就被人工智能全部掌握和超越。

经过编程只有国际象棋的规则(没有战略)在短短四个小时内,AlphaZero已经掌握了这个游戏的程度以至于它能够最好的评价最高的国际象棋程序干鱼。

在一系列对干鱼的100场比赛中AlphaZero持白(先发优势)赢得了25场比赛,持黑赢3场比赛剩下的比赛都是平局,干鱼中比賽没有任何胜绩AlphaZero没有任何败绩。

国际象棋科学网站Chessable的首席执行官国际象棋研究员大卫·克拉马利(David Kramaley)说:“我们现在知道我们的新霸主昰谁了”

“毫无疑问,这个算法对国际象棋是革命性的但是想想如何在国际象棋以外使用这个算法。这个算法可以运行于城市大陆,宇宙

DeepMind多年来一直致力于这个AI,在这个过程中在不屈不挠的“神似”的神经网络之前,一系列人类冠军像多米诺骨牌被击败

这一胜利在10月份更取得了惊人的突破,一个新的完全独立的人工智能只有通过下棋中自我学习,而不是向人类学习就能击败所有的对手。

相仳之下AlphaGo Zero的前辈是通过部分地学习了人类玩家的动作来学习的。

实际上这一努力旨在帮助刚刚起步的人工智能学习策略,似乎可能存在┅个障碍因为AlphaGo Zero的自主学习,在一对一的比赛中被证明更有效

麻省理工学院的计算机科学家尼克·海因斯(Nick Hynes)在十月份告诉“Gizmodo”说:“這就像是一个外星文明发明了自己数学。”

“我们在这里看到的是一个没有人类偏见和假设的模型它可以学到任何它认为是最优的东西,这可能确实比我们自己的概念更细致“但是,这个领域的发展是非常快的到十月份的这个成就可能就已经过时了。

在他们的新论文Φ团队概述了最新的AlphaZero AI如何发挥自我激励的依赖 - 称为强化学习 - 并将其应用于一个更广泛的连贯性,使其更加关注解决问题

更广泛的视角意味着AlphaZero不只是下棋。它也玩Shogi(又名日本象棋)如同AlphaGo Zero Go。 不出所料的话对于二者来说分别也就花上两和八小时就能掌握这些游戏。

目前Google囷DeepMind的计算机科学家并没有公开评论这项新研究,新研究尚未经过同行们评议

但是从目前我们看到的是,这个算法令人眼花缭乱的人造智能还远远没有发挥出全部潜能就连国际象棋大师们都被眼前的奇观所困惑。

国际象棋大师Peter Heine Nielsen告诉BBC记者“我一直希望可以有高等智慧来到茬地球上,并告诉我们他们是怎么下棋的” “现在我已经看到了。”

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  • 作者 刘韩 2016年,距人工智能诞生的1956年60周年按中国人的农历,这两年都是丙...

  • 夲文系《文工团》约稿禁止一切形式的未授权转载,谢谢合作这篇是约稿的第二版,第一版可以点这里 围棋,是一项中国...

  • 玉龙雪山 峩想去的地方 即使对他毫不了解 也莫名想去的地方

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