La série Machines That Play a été divisée en 7 parties.
Cette série couvre l'histoire de l'intelligence artificielle et des jeux (jusqu'à Deep Blue) et se concentre sur les machines qui jouaient aux échecs, aux dames et au backgammon. Les sujets suivants sont abordés : comment construire des machines d'échecs, le travail de Shannon sur les échecs, le travail de Turing sur les échecs, Le Turc, El Ajedrecista, MANIAC, le programme d'échecs de Bernstein, les dames de Samuel, Mac Hack VI, Cray Blitz, BKG, HiTech, Chinook, Pensée profonde, TD-Gammon et Deep Blue.
Ceci est la partie 1 de la série et donne un aperçu des efforts de l'IA liés aux jeux : échecs, dames, backgammon. Il pose également (et tente de répondre) les questions suivantes : Qu'est-ce qu'un jeu idéal ? Pourquoi s'intéresse-t-on à l'intelligence artificielle (IA) et aux jeux ?
Avant de parler de jeux et de machines, parlons d'abord des jeux et des humains.
Un jeu est quelque chose avec des règles et un objectif. Nous « jouons » à un jeu lorsque nous effectuons des actions, contraintes par ces règles, afin d'atteindre l'objectif fixé.
Nous (les humains) semblons avoir besoin de jouer presque autant que nous avons besoin de nourriture, d'eau, d'air, d'un abri et d'outils pour survivre. Qu'est-ce qui, pour nous les humains, ferait alors un jeu idéal ? C'est une question difficile à répondre, mais j'imagine qu'un jeu idéal peut avoir au moins certaines des caractéristiques suivantes :
Je ne sais pas s'il existe un jeu idéal, mais, à mon avis, l'exemple suivant s'en rapproche assez ; non seulement il satisfait à bon nombre des caractéristiques énumérées précédemment, mais il remet en question et brouille ces mêmes caractéristiques.
[Clip vidéo] La condition est que tu me laisses vivre aussi longtemps que je peux te résister.
La mort : Eh bien, je suis un joueur d'échecs plutôt doué.
Knight : Mais je parie que tu n'es pas aussi bon que moi.
Mort : Pourquoi veux-tu que je joue aux échecs avec moi ?
Knight : C'est mon affaire.
Mort : En effet.
Knight : La condition est que vous me laissiez vivre aussi longtemps que je peux me dresser contre vous.
Knight : Si je gagne, tu me laisses partir.
Le joueur choisit de jouer aussi longtemps qu'il vit (ou peut). Les enjeux sont trop élevés et il ne peut s'empêcher d'essayer.
Nous ne jouons jamais contre la mort (et gagnons presque). Nos actions, dans la plupart des jeux, ne sont pas aussi "significatives" que de sauver la vie d'autres humains. Nos jeux ne nous donnent ni l'occasion d'accepter notre désespoir inéluctable ni de transformer radicalement (ou de transcender) nous-mêmes ou la vie des autres.
En réalité, il n'y a probablement pas de jeu idéal. Pourquoi jouons-nous encore alors ? Une réponse vague et simpliste est « parce que les jeux sont amusants et/ou utiles », mais cela ne semble pas suffisant. Nous continuons à la fois à créer et à jouer à des jeux et nous continuons parce que les jeux présentent toujours différentes combinaisons de caractéristiques énoncées ci-dessus.
Nous avons toujours joué à des jeux. Les jeux sont l'une de nos plus anciennes sources de jeu. Il est possible que les premiers humains aient joué à des jeux pour pratiquer des compétences qui les ont préparés à la chasse et au combat. Par exemple, l'arc et la flèche ont été inventés à la fin du Paléolithique supérieur .
Le tir à l'arc est l'habileté d'utiliser des arcs pour tirer des flèches. Dans la plupart des cultures préhistoriques, le tir à l'arc était une compétence militaire et de chasse importante. Pratiquer le tir à l'arc (ou jouer pour s'entraîner ou s'améliorer) aurait amélioré la probabilité de réussite de l'archer. En ce sens, de tels jeux physiques peuvent avoir été joués pour augmenter nos chances de survie et de succès.
Plus tard, les humains ont commencé à s'installer au même endroit, ce qui signifiait qu'ils ne se déplaçaient pas autant. Cela leur a donné une routine et des jeux physiques ont commencé à se traduire en jeux de société. Ces jeux ont puisé dans une variété de nos désirs. Certains des jeux les plus anciens sont :
Tout au long de l'histoire, nous avons créé et joué à des jeux pour défier notre intelligence, notre force, notre stratégie, nos émotions, etc. Dans les jeux, nous nous réunissons et convenons d'un ensemble de règles arbitraires. Nous rivalisons et collaborons, nous élaborons des stratégies pour vaincre le hasard et l'incertitude, nous fixons et atteignons des objectifs, nous exerçons notre imagination et éprouvons le plaisir du succès.
Les jeux sont durs. Les jeux sont intéressants. Les jeux sont des bancs d'essai pour l'IA.
Au fur et à mesure que la technologie évoluait, nos jeux aussi. La technologie récente nous a fourni de nouveaux coéquipiers ainsi que de nouveaux adversaires, sous forme de machines. Même si l' histoire des jeux est fascinante, nous nous concentrerons sur l'automatisation, l'intelligence artificielle (IA) et les jeux de cette série. Plus précisément, nous nous concentrerons sur les jeux où l'IA a appris à jouer aussi bien que nous, voire mieux. Ce voyage se révélera servir d'humble rappel :
Quel que soit le taux d'amélioration des humains, une fois que les machines commenceront à apprendre, il deviendra difficile pour nous de les suivre - leur apprentissage et leurs progrès finiront par être mesurés de manière exponentielle. Et le nôtre ne le sera pas.
Depuis les premiers jours de l'informatique, les gens se sont demandé si les machines pouvaient égaler ou surpasser l'intelligence humaine. L'intelligence artificielle consiste à construire des machines capables d'effectuer les tâches qui (selon nous) nécessitent de l'"intelligence". Mais les approches et algorithmes d'IA antérieurs n'étaient pas suffisants pour résoudre les problèmes du monde réel en raison de leur nature complexe et ambiguë. La programmation de machines pour jouer à des jeux avec succès a permis aux ordinateurs d'apprendre des tactiques et des stratégies qui pourraient ensuite être appliquées à d'autres domaines de la vie réelle.
Émulez le processus de pensée humaine dans les jeux
Les premiers chercheurs en intelligence artificielle ont mis l'accent sur l'émulation du processus de pensée humaine dans les jeux, car ils pensaient que les meilleures machines de jeu pouvaient être créées en leur apprenant à imiter la pensée humaine. Ils ont estimé que si les machines pouvaient s'attaquer aux jeux avec succès, elles présenteraient très probablement un certain type d'intelligence.
Comprendre le fonctionnement de l'esprit humain
Les premiers chercheurs en intelligence artificielle espéraient que la programmation de machines pour jouer à des jeux avec succès aiderait à comprendre comment l'esprit humain fonctionnait, comment il pensait, comment il résolvait les problèmes et, finalement, ce qu'était l'intelligence. Ils ont supposé que la construction de machines pour effectuer des tâches nécessitant de l'intelligence donnerait un aperçu du fonctionnement de notre propre intelligence.
Nous verrons que même lorsque les machines surpassaient les humains dans les jeux, elles ne donnaient pas nécessairement un aperçu du fonctionnement de nos esprits. Ils ont cependant contribué à faire avancer les progrès de l'informatique (et donc d'autres domaines connexes). Et plus tard, la recherche nous a aidés à nous attaquer de front à certains problèmes complexes du monde réel.
« Les jeux sont amusants et ils sont faciles à mesurer. Il est clair qui a gagné et qui a perdu, et vous avez toujours la référence humaine… Pouvez-vous faire mieux qu'un humain ? Murray Campbell
Les jeux, les jeux de société en particulier, sont l'une des branches les plus anciennes de l'IA, à commencer par Shannon et Turing 1950. Ils ont fourni un bon moyen de mesurer la capacité des idées d'IA en raison de 1) leur simplicité d'objectif, 2) des règles bien définies et 3) la vaste gamme de stratégies possibles pour atteindre l'objectif final. Chaque fois que l'IA a conquis un jeu, cela nous a aidés à nous attaquer de front à au moins certains problèmes complexes du monde réel.
Avant de commencer, examinons quelques façons de mesurer la complexité d'un jeu .
La complexité de l'espace d'état d'un jeu est le nombre de positions de jeu légales accessibles à partir de la position initiale du jeu.
La taille de l'arbre de jeu est le nombre total de jeux possibles qui peuvent être joués : le nombre de nœuds feuilles dans l' arbre de jeu enracinés à la position initiale du jeu.
Le facteur de branchement est le nombre d'enfants à chaque nœud. Par exemple, aux échecs, supposons qu'un "nœud" soit considéré comme une position légale, alors le facteur de branchement moyen est estimé à environ 35. Cela signifie qu'en moyenne, un joueur a environ 35 coups légaux disponibles à chaque tour. A titre de comparaison, le facteur de branchement moyen pour le jeu de Go est de 250 !
Statut optimal : il n'est pas possible de faire mieux (certaines de ces entrées ont été résolues par des humains)
Super-humain : plus performant que tous les humains
Parlons maintenant des machines.
La série de blogs couvrira les sujets suivants. Les liens vers les images se trouvent dans les blogs originaux.
La série se concentre sur certaines des "premières" dans l'IA et les jeux (et parfois certains des prédécesseurs de ces programmes), et non sur l'inclusion de * tous * ou * autant que possible * programmes de jeux.
Comment jouons-nous habituellement à ce jeu ? Nous faisons ce qui suit :
De ce point de vue, presque tous les ordinateurs d'échecs doivent gérer ces étapes fondamentales. Et ce faisant, un ordinateur d'échecs devrait résoudre les problèmes clés suivants :
Il y avait deux approches philosophiques principales pour développer des ordinateurs d'échecs : l'émulation contre l'ingénierie - les ordinateurs devraient-ils imiter les connaissances et la prise de décision humaines ou les ordinateurs devraient-ils améliorer la recherche par la force brute ? Ceux qui se concentraient sur la première approche construiraient des programmes qui avaient beaucoup de connaissances sur les échecs et un accent relativement moindre sur la recherche. Ceux qui se concentrent sur l'approche d'ingénierie se concentreraient sur la puissance de calcul, en utilisant du matériel à usage spécial, et les innovations de recherche. Nous verrons que les meilleurs ordinateurs d'échecs ont utilisé la deuxième approche, mais même eux ont fini par utiliser beaucoup de connaissances sur les échecs et des heuristiques d'évaluation sophistiquées.
Des années 1940 au début des années 1950, les premiers pionniers se sont concentrés sur la construction de machines qui joueraient aux échecs un peu comme les humains, de sorte que les premiers progrès des échecs reposaient fortement sur l'heuristique des échecs (règles empiriques) pour choisir les meilleurs coups. Ils ont mis l'accent sur l'émulation du processus de pensée des échecs humains parce qu'ils pensaient qu'enseigner à une machine comment imiter la pensée humaine produirait les meilleures machines d'échecs.
La puissance de calcul était limitée dans les années 1950, de sorte que les machines ne pouvaient jouer qu'à un niveau très basique. C'est la période où les chercheurs ont développé les techniques fondamentales d'évaluation des positions d'échecs et de recherche des coups possibles (et des contre-coups de l'adversaire). Ces idées sont encore utilisées aujourd'hui.
Jeu : échecs. Années : 1948–1953
En 1953, Alan Turing publie un article sur son programme d'échecs (Digital Computers Applied to Games) dans le livre Faster than Thought de B. Bowden. Shannon n'avait pas parlé d'un programme particulier dans son article. C'est Turing qui a écrit le premier programme d'échecs. Et il l'a écrit avant même que les ordinateurs n'existent ! Il savait que les ordinateurs arrivaient et qu'une fois suffisamment puissants, ils pourraient jouer aux échecs. En 2012, Garry Kasparov a joué contre Turochamp et l'a vaincu en seulement 16 coups. Kasparov a déclaré (vidéo) : "Je suppose que vous pourriez l'appeler primitif, mais je le comparerais à une voiture ancienne - vous pourriez vous moquer d'eux, mais c'est toujours une réalisation incroyable…
[Turing] a écrit des algorithmes sans avoir d'ordinateur - de nombreux jeunes scientifiques ne croiraient jamais que c'était possible. C'était une réalisation exceptionnelle.
Le programme d'échecs Bernstein a utilisé la stratégie Shannon de type B (recherche sélective).
À la fin des années 1960, les programmes d'échecs informatiques étaient assez bons pour battre occasionnellement des joueurs de club ou amateurs.
Dans les années 1970 et 1980, l' accent était mis sur la vitesse du matériel. Dans les années 1950 et 1960, les premiers pionniers s'étaient concentrés sur l'heuristique des échecs (règles empiriques) pour choisir les meilleurs coups suivants. Les programmes des années 1970 et 1980 utilisaient également certaines heuristiques d'échecs, mais l'accent était beaucoup plus mis sur les améliorations logicielles ainsi que sur l'utilisation de matériel plus rapide et plus spécialisé. Le matériel et les logiciels personnalisés ont permis aux programmes de mener des recherches beaucoup plus approfondies dans les arbres de jeu (exemple : impliquant des millions de positions d'échecs), ce que les humains ne faisaient pas (parce qu'ils ne pouvaient pas) le faire.
Jeu : Dames. Années : (1989–1996)
Après le travail de Samuel sur les dames, il y avait une fausse impression que les dames étaient un jeu « résolu ». En conséquence, les chercheurs sont passés aux échecs et ont pour la plupart ignoré les dames jusqu'à ce que Jonathan Schaeffer commence à travailler sur Chinook en 1989. L'objectif de Schaeffer était de développer un programme capable de vaincre le meilleur joueur de dames. La meilleure joueuse était Marion Tinsley. Lors d'un match, Chinook a remporté un match contre Tinsley, auquel Schaeffer a répondu,
"Nous sommes toujours des membres de la race humaine et Chinook battant Tinsley en une seule partie signifie que ce ne sera qu'une question de temps avant que les ordinateurs ne soient suprêmes aux dames, et éventuellement dans d'autres jeux comme les échecs."
Lisez la suite pour voir comment Chinook contre Tinsley s'est déroulé.
Dans les années 1990, les programmes d'échecs ont commencé à défier les maîtres internationaux d'échecs et plus tard les grands maîtres. Une machine à échecs spécialisée, nommée Deep Blue, finirait par battre Garry Kasparov, le meilleur joueur d'échecs humain. Nous avons également vu des applications réussies de l'apprentissage par renforcement (quelque chose qu'AlphaGo ferait des années plus tard).
Jeu : Échecs. Années : 1996–1997
Celui-ci est long (et super intéressant). A lire absolument.
Deep Blue n'était qu'un bébé de deux semaines lorsqu'il a affronté Garry Kasparov en 1996. Hsu, l'un de ses créateurs a déclaré : « Serait-ce le bébé Hercule qui a étranglé les deux serpents envoyés par la déesse Héra ? Ou envoyions-nous un bébé sans défense en hommage pour apaiser le monstre marin Cetus, mais sans l'aide de Persée ? Nous avions peur que ce soit le dernier. Le premier match qu'il ait jamais joué contre Kasparov, il a gagné - ce qui a incité Kasparov à se remettre en question et à demander: " ... et si cette chose est invincible?" Ce ne serait pas invincible et Kasparov le battrait 4–2. Ce match était beaucoup plus serré que la plupart des gens ne le pensent ( Lire la suite ).
Après le match, Kasparov a dit (à propos de Deep Blue),
"Je pouvais sentir - je pouvais sentir - un nouveau type d'intelligence à travers la table."
« Je n'étais pas du tout d'humeur à jouer… Je suis un être humain. Quand je vois quelque chose qui dépasse de loin ma compréhension, j'ai peur.''
Lire la suite (Deep Blue)…
Les gens pensaient que Kasparov était toujours un meilleur joueur, mais ses émotions l'ont gêné. Quoi qu'il en soit, l'un des plus grands enseignements de ce match était que nous avions collectivement sous-estimé les aspects physiologiques et psychologiques du match.
Nos émotions, nos peurs, nos désirs et nos doutes avaient le moyen de prendre le dessus sur nous… Et c'est un problème uniquement humain, dont nos adversaires de la machine ne s'inquiètent pas.
Lire la suite (Poster Deep Blue) …
Il semble juste de terminer avec la conférence TED de Garry Kasparov et son point de vue sur l'expérience.
« Ce que j'ai appris de ma propre expérience, c'est que nous devons faire face à nos peurs si nous voulons tirer le meilleur parti de notre technologie, et nous devons vaincre ces peurs si nous voulons tirer le meilleur parti de notre humanité.
En pansant mes plaies, je me suis beaucoup inspiré de mes combats contre Deep Blue. Comme le dit le vieil adage russe, si vous ne pouvez pas les battre, rejoignez-les. Puis j'ai pensé, et si je pouvais jouer avec un ordinateur - avec un ordinateur à mes côtés, combinant nos forces, l'intuition humaine plus le calcul de la machine, la stratégie humaine, la tactique de la machine, l'expérience humaine, la mémoire de la machine. Serait-ce le jeu parfait jamais joué? Mais contrairement au passé, lorsque les machines remplaçaient les animaux de ferme, le travail manuel, elles s'en prennent maintenant aux personnes ayant des diplômes universitaires et une influence politique. Et en tant que quelqu'un qui a combattu les machines et perdu, je suis ici pour vous dire que c'est une excellente, excellente nouvelle. Finalement, chaque profession devra ressentir ces pressions, sinon cela signifiera que l'humanité a cessé de progresser. Nous ne pouvons pas choisir quand et où le progrès technologique s'arrête.
Nous ne pouvons pas ralentir. En fait, il faut accélérer. Notre technologie excelle à éliminer les difficultés et les incertitudes de nos vies, et nous devons donc rechercher des défis toujours plus difficiles, toujours plus incertains. Les machines ont des calculs. Nous avons de la compréhension. Les machines ont des instructions. Nous avons un but. Les machines ont de l'objectivité. Nous avons la passion. Nous ne devrions pas nous soucier de ce que nos machines peuvent faire aujourd'hui. Au lieu de cela, nous devrions nous inquiéter de ce qu'ils ne peuvent toujours pas faire aujourd'hui, car nous aurons besoin de l'aide des nouvelles machines intelligentes pour transformer nos rêves les plus grandioses en réalité. Et si nous échouons, si nous échouons, ce n'est pas parce que nos machines sont trop intelligentes, ou pas assez intelligentes. Si nous échouons, c'est parce que nous sommes devenus complaisants et avons limité nos ambitions. Notre humanité n'est définie par aucune compétence, comme manier un marteau ou même jouer aux échecs. Il y a une chose que seul un humain peut faire. C'est le rêve. Alors rêvons grand.
https://www.youtube.com/watch?v=NP8xt8o4_5Q&feature=emb_imp_woyt
Alors rêvons grand.