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 больше 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 повержен 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 «поиграли» 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?
