Такие игры, как шашки, шахматы, го, представляют собой сложные задачи, требующие высокого интеллектуального уровня. Разработка ИИ, способного с ними справиться, помогает исследователям понять принципы принятия решений, поиска оптимальных стратегий. Они могут обучать на играх нейросети, чтобы затем использовать их для решения других задач с неполной информацией – как, например, помощь врачу с постановкой диагноза.
В этой статье мы не будем говорить об ИИ-системах, которые отвечают за поведение NPC в играх. Тем более что любую игру человек может пройти, и никакой ИИ этому не мешает, он лишь делает игру более интересной.
Мы вспомним и рассмотрим противостояние искусственного человека и логических игр, а также соревновательных дисциплин в киберспорте.
«Механический турок» и настоящие шахматные автоматы
Шахматный автомат, он же «Механический турок», представлял собой стол с восковой фигурой человека, одетого в турецкий наряд. Его создал немецкий изобретатель Вольфганг фон Кемпелен.
Автомат побеждал в шахматы Наполеона Бонапарта в 1809 году.
Изобретатели и инженеры пытались понять, как Кемпелену удалось изобрести такое чудо. Но, к сожалению, никакого подобия искусственного интеллекта в данной машине не было. Это была уловка: внутри стола сидел человек. Против Наполеона, в частности, играл сильнейший шахматист Австрии конца XVIII — начала XIX века Иоганн Баптист Альгайер.
Тем не менее это изобретение можно отнести к важным вехам противостояния человека и машины: был дан старт к созданию новых систем, способных играть против человека в шахматы – по сути, первую стратегическую игру в истории человечества.
В начале XX века, в 1914 году, испанский инженер Леонардо Торрес-и-Кеведо изобрел автомат El Ajedrecista («Шахматист»), о нем есть статья на Хабре. Автомат разыгрывал заключительную часть шахматной партии в простейшем варианте: на доске были король черных и король и ладья белых, и автомат ставил мат, играя за белых.
Если попытаться смухлевать и совершить обманный ход, автомат говорил: «Я тебя презираю и не желаю боль��е с тобой играть». Фигуры двигал человек, машина же сообщала с помощью лампочек, куда их нужно переставить. Позже сын изобретателя представил машину, в которой шахматы уже двигались сами благодаря системе с магнитами под доской.
Торрес пытался создать систему, способную если не «думать», то хотя бы «делать выбор» из нескольких вариантов. В статье Scientific American 1915 года писали:
«Никто не говорит, что механизм будет думать или совершать действия, требующие мышления, но изобретатель утверждает, что автомат может делать многие вещи, которые обычно классифицируются как мыслительные».
Советские шахматные программы
В 1960-х годах в Институте теоретической и экспериментальной физики (ИТЭФ) разработали шахматную программу. Процессом руководил А.С. Кронрод, человек, которого называют основоположником направления искусственного интеллекта.
В первом международном матче шахматных программ против программы Стэнфордского университета программа ИТЭФ одержала победу со счетом 3:1. А гроссмейстеры (люди, не программы) считали, что программа играет на уровне третьего шахматного разряда.
В 1970-х на основе разработок ИТЭФ начали создавать новую программу. Она получила название «Каисса» в честь вымышленной богини шахмат. В этом интервью один из разработчиков «Каиссы» Владимир Арлазаров рассказал, почему «создание искусственного интеллекта нужно было начинать с несерьезных вещей»:
«Причин несколько. Когда мы решаем прикладную задачу, то для стороннего человека довольно трудно определить, решаем мы ее хорошо или плохо. Критерия достижения цели, как правило, нет! А в играх есть простой и ясный критерий: допустим, программа обыграла гроссмейстера — очень хорошо. Обыграла чемпиона мира? Вообще великолепно! В случае с искусственным интеллектом круг демонстрационных задач довольно узок. Шахматы — идеальный случай. Правила простые, они умещаются на одной страничке (конь ходит так, а ладья эдак), а играть — сложно. А вторая причина в том, что в играх в явном виде выражены многие приемы, которые возникают во многих прикладных задачах. Если говорить о шахматах, то здесь прежде всего проблема перебора вариантов. Я вообще думаю, что перебор — это один из основных методов работы человеческого мозга».
Это интервью Арлазаров дал «Комсомольской правде» спустя 50 лет после того, как читатели одержали победу против компьютерной программы со счетом 1,5:0,5. Матч продлился год, так как машины думали тогда медленно: на каждый ход уходило несколько часов.
А в 1974 году состоялся 1-й чемпионат мира по шахматам среди компьютерных программ. «Каисса» в нем заняла первое место. К сожалению, в 1977 году она разделила 2-е и 3-е места с программой Duchess, а на следующем чемпионате — 6-11-е места. Как отмечал Владимир Арлазаров, отставание в плане вычислительной техники возникло из-за решения копировать IBM вместо того, чтобы создавать новые советские машины.
Версия «Каиссы» для IBM PC в 1990 году при этом заняла 4-е место на шахматной олимпиаде в Лондоне.
Deep Blue против человека
Аспирант университета Карнеги Мелоун Фенг Хсу во время работы над диссертацией построил компьютер для решения шахматных задач. Затем он вместе с его коллегой по проекту Мюрреем Кемпбеллом был принят в IBM Research, где они начали работать над Deep Blue.
В 1989 году Гарри Каспаров (иноагент) выиграл две блиц-партии против машины. В 1996 году человек снова одержал победу со счетом 4:2. А уже спустя год, в 1997 году, машина все-таки победила со счетом 3,5:2,5. Хотя гроссмейстер посчитал, что IBM его обманули.
В любом случае человек был по��ержен компьютером на шахматной доске.
IBM Watson против Jeopardy
С 1994 года в России идет телепередача «Своя игра». Ее показывали по лицензии, это была локализованная версия американской Jeopardy! («Рискуй!»). И в США в 2011 году компьютер превзошел людей в этой игре.
Матч между двумя рекордсменами Jeopardy! и IBM Watson длился 3 дня. Машина получила более 77 тысяч долларов, а игроки — 24 и 21 тысячу соответственно.
IBM Watson — это суперкомпьютер мощностью 80 терафлопс, построенный на 2880 процессорах и имеющий оперативную память в 16 терабайт. Задача машины — понимать вопросы на естественном языке и находить на них ответы. Так что неудивительно, что он обыграл людей в игру, где надо отвечать на вопросы. Он точно мог «прочесть» и «изучить» объем информации гораздо больший, чем любой живой человек. Watson, например, всю Википедию прочел.
Незавершённая победа в шашки
В 1990 году компьютерная программа Chinook заняла второе место на чемпионате США по шашками, благодаря чему получила право участвовать в чемпионате мира. Поскольку организаторы были против, шашист Марион Тинсли (многократный чемпион мира) ушел в отставку. Пришлось искать компромисс. Им стало создание новой категории — «Мировой чемпионат человека против машины».
Марион Тинсли защитил честь человеческой расы на том чемпионате и одержал 4 победы. Еще 33 матча закончились вничью.
Позже, в 1994 году, провели матч-реванш. Тинсли плохо себя почувствовал, и после шести ничьих победу засчитали компьютеру. Это было всего лишь техническое поражение человека.
У шашиста на следующий день обнаружили опухоль в поджелудочной железе. Несколько месяцев спустя он умер непобежденным.
В 1995 году против ИИ играл другой шашист — чемпион мира 1982-1991 годов Дон Лафферти. По итогам 32 игр компьютерная программа победила со счетом 1:0.
Разработчик Chinook Джонатан Шеффер в 2007 году объявил, что… решил шашки.
Победа в го
По разным оценкам от 2 до 5 тысяч лет назад в Древнем Китае придумали игру го. Два игрока по очереди выставляют на деревянную доску камни черного и белого цветов. Сегодня эта игра является одной из самых распространенных настольных игр в мире, она входит в список Всемирных интеллектуальных игр наравне с шахматами, шашками, бриджем и сянци (китайские шахматы). Го подробно описывали на Хабре здесь.
До 2016 года многие считали, что на создание искусственного интеллекта, который одержит победу над человеком в этой игре, уйдут в лучшем случае десятилетия. Хотя на тот момент ИИ уже превзошел интеллект человека в шашки и шахматы.
Сильное влияние на процесс оказывает «фактор ветвления» — среднее количество ходов, доступных в каждом раунде. Если в шахматах этот показатель составляет 35, то в го — 250. А сами игроки говорят, что «просто смотрят на доску и знают», какой ход нужно совершить.
Все изменилось в 2016 году после судьбоносного матча AlphaGo против Ли Седоля, обладателя девятого профессионального дана. Машина обыграла человека со счетом 4:1.
«Я не смог победить, но не считаю свой проигрыш поражением человечества», — комментировал Ли Седоль.
В 2019 году один из сильнейших мастеров игры заявил, что больше не будет участвовать в профессиональных соревнованиях. В качестве главной причины он назвал появление систем компьютерного го.
Техасский холдем
Техасский холдем является одной из самых популярных в мире игр с неполной информацией. Каждый игрок получает две карты, а на стол выкладываются пять общих, используемых игроками при составлении комбинаций.
В 2017 году ИИ под названием Libratus обыграл четырех покерных профессионалов в соревновании Brans vs. AI.
На графике ниже видно, как искусственный интеллект дошел до планки в 1,8 млн условных долларов, в то время как игроки скатились ниже нуля. Это результат 20-дневной борьбы и 120 000 сыгранных рук.
В научной статье ученые объяснили, как им удалось победить интеллект человека в этой игре, а краткий пересказ использованных принципов вы найдете здесь.
StarCraft и Dota 2
Нейросеть AlphaStar, разработанная «дочкой» Alphabet, в 2018 году сумела обыграть профессиональных игроков TLO и MaNa в StarCraft II со счетом 10:1. Только польский игрок MaNa смог единожды обыграть ИИ-соперника. И люди, и ИИ при этом играли за протосов.
В 2019 году команда OG, занявшая годом ранее первое место в The International по Dota 2, встретилась на игровом поле с ботами, обученными по методике «обучение с подкреплением» и протестированными независимо друг от друга.
В первом матче ИИ обыграл людей за полчаса. Второй матч был еще короче. Боты использовали агрессивную тактику и все время атаковали, причем во втором матче практически не уходили в защиту.
Это не так уж удивительно, если учесть, что боты «поигр��ли» примерно 45 тысяч игровых лет за 10 месяцев.
Как вы считаете, когда появятся массово производимые антропоморфные роботы, будут ли они обгонять чемпионов по сноуборду, лыжам и лучше людей играть в футбол?
