Clifford a Pickover & lt四子棋& gt新南威尔士大学人工智能教授托比沃尔什(Toby Walsh)
新南威尔士大学的人工智能教授托比沃尔什(Toby Walsh,1964-),送给父亲一套破解四连棋的程序作为圣诞礼物。他的父亲过去很喜欢这个游戏,他说这个节目让它变得很无聊。沃尔什不得不承认确实如此。从音乐创作到小说创作,当智能手机在几乎所有的游戏和创作活动中超越人类,会对人类的集体心理产生什么影响?
在“四子棋”中,两个棋手将小圆片(两个棋手分别用黄色和红色表示)放在七行和六行的垂直格子上,圆片会沿着某一行滑下到底部空间。玩家首先要将自己相邻的四个晶圆连成一条直线(水平、垂直或对角线)。这个游戏让人联想到井字游戏,但是有重力的影响。
当然,四连棋要比井字游戏复杂得多:如果考虑到游戏格子中填满零到四十二个小圆盘的所有可能情况,共有4,531,985,219,092种。实际上,在标准的76网格(n=0,1,2,3)上放置n片晶片时,位置分配的可能情况数增加如下:1,7,56,252,1260,4620,18480,59815,206780,605934,1880。35459424, 91871208, 214864650, 516936420,1134183050, 2546423880, 5252058812,11031780760, 21406686756, 42121344720,76871042612
1988年10月1日,计算机科学家詹姆斯d艾伦(James D. Allen)终于“解决”了四字在线象棋游戏。他设计了一种算法,允许两名玩家从任何可能的游戏配置中预测最终结果(赢、输或平),而不会出现任何错误。两周后,计算机科学家维克多艾里斯独立破解了这个游戏。他采用了一种有九种策略的人工智能方法。所以现在我们都知道,先打一手,不出差错的玩家一定会赢。
四子棋的变化还有很大的研究空间。举个例子,假设你在一个平板上绕着一个圆柱体玩,或者改变棋盘上的行和列的方块数,加入其他颜色的棋子,将其扩展到二维以上。改变之后,可能的棋局和结果会飙升到难以置信的程度。
大象不会下棋机器人学家罗德尼布鲁克斯(1954-)在1990年发表的文章《大象不会下棋》中写道:“人工智能可以以另一种方式发展,这种方式不同于过去30年所遵循的方向。他在这篇被广泛引用的宣言中继续说道:“传统方法强调抽象的符号运算,但这种符号运算在物理现实世界中并不容易实现和呈现。我们探索的研究方法将强调与环境的持续实践互动,这被视为设计智能系统时的主要限制因素。」
布鲁克斯在讨论中提出了几个观点,其中一个观点是,我们身边有很多完全不同于下棋策略的智力表现,只是以动物智力(比如大象)甚至昆虫的形式展现出来。他认为,人工智能研究不应该只关注传统的人工智能规则、符号操纵和搜索树,而应该更加关注(至少不是完全没有)感官运动与环境之间的耦合(比如感官与运动产生机制之间的相互反馈现象),视觉与运动之间的协调,以及其他与现实世界直接物理交互的形式。
在论文的最后,布鲁克斯提出了一个有趣的人工智能机器人样本,让人联想到一些可以对环境做出反应的传感系统。对他来说,智能是否有实体是他兴趣的绝对焦点,比如对运动、抓取、导航等实际环境问题有解决方案的人工智能生物。基于这些行为的人工智能系统不一定要一直“知道”一切,但也可以拥有智能。比如,布鲁克斯可以通过一些简单的规则让机器人做有趣的行为,比如避开静态和移动的障碍物,并伴随着“想要”等指令自由游荡,追寻远方。
高级行为来自于一系列与环境的简单互动。针对这一主题,《自然计算》(自然计算)的作者丹尼斯沙莎(Dennis Shasha)和凯茜拉泽尔(Cathy Lazere)指出:“人类太空旅行的历史并不长,与编写导航程序驾驶飞船飞往火星相比,建造一个能够像山羊一样在崎岖地形上导航的机器人总是困难得多。」
「绝对可靠的人工智能隔离箱」& gt正如我们在《智能大爆发》中提到的,一些科学家担心,一旦人工智能变得足够聪明,这些智能体可能会不断完善自己,从而对人类构成威胁。人工智能不受控制地增长的现象有时被称为技术奇点。当然,如果真的有这样的人工智能,可能对人类来说是极其有价值的,但其潜在的风险也让研究人员开始思考如何构建人工智能隔离箱(AI box),在必要的时候可以限制或隔离这样的智能体。
例如,这种智能将拥有负责执行软件程序的硬件设备,如果这些硬件无法连接到任何设备,包括互联网。
通讯管道,也许就可充当虚拟监狱。或是将该软体放在虚拟机器内的另一虚拟机器软体上执行,以增加重重隔离。当然,完全的隔离一点意义也没有,将妨碍我们从超级智能中学习新知,也会妨碍我们的观测。但是,如果超级人工智慧够先进, 它会不会还是能透过不寻常的方式与外界或与负责守卫的各种人员联繫(例如利用处理器冷却风扇的速度变化产生摩斯密码传达讯息,或者使自己身价非凡,以至于可能有人想盗出隔离箱)? 也许这样的智慧体极擅长动摇人心,懂得贿赂把守人员,诱使他们允许它与其他设备进行更多通讯或回覆。「贿赂」今日看来荒谬,但我们难以预料人工智慧将拿出什么好东西,治疗疾病、奇妙的发明、令人着迷的旋律,以及为人带来旖旎浪漫、冒险刺激或温馨幸福的多媒体视觉影像,统统都有可能。
作家弗诺.文奇(Vernor Vinge, 1944-)在一九九三年表示,想对超智能「进行限制,在本质上是不切实际的。针对身体受限的情况:想像自己被锁在家中,只能靠有限的资讯管道接触外界和管控你的主人。如果这些主人的思考速度比您慢一百万倍,那么毫无疑问,在几年内(以你的时间速度为準),你就会想出『有用的点子』,可能刚好就能帮助你逃脱」。
〈西洋跳棋与人工智慧〉西洋跳棋使用的是8×8的棋盘, 两名玩家轮流下棋,试图跃过对方的棋子来吃掉它。一九五○年代, IBM科学家亚瑟.萨缪尔因为创造了自主适应跳棋程式(adaptive checkers program)而名气大开,该程式会和升级进化后的自己下棋对战,藉此精进棋艺。「奇努克」(Chinook)则是人工智慧跳棋史上的里程碑,它在一九九四年成为第一个击败人类、赢得世界冠军头衔的电脑程式。
奇努克由加拿大电脑科学家乔纳森.薛佛(Jonathan Schaeffer,1957-) 带领的团队所开发,这款程式利用了大师级棋手的开局棋步资料库,并採用一种在一九九二年就能针对跳棋移动步数至少平均推算到第十九层(一层等于一名玩家所下的一步)的演算法。还使用了残局数据库,不但涵盖棋盘剩下至多八颗棋子时的各种分布位置,并提供有用的棋步评估功能。
一九九四年那场着名的人机跳棋比赛之前,马里昂.汀斯利(Marion Tinsley,1927-1995)是大家公认有史以来最出色的跳棋高手,他宣称:「我的设计者更优于奇努克的。製造它的是乔纳森,创造我的是上帝。」不过,六场比赛下来,全部平局,汀斯利表示腹痛不适,不得不停赛。几个月后他因胰腺癌病逝。在对手退赛放弃的情况下, 奇努克被宣布为赢家。
二○○七年,薛佛与他的同事最终利用电脑证明,若两名对战玩家的表现都完美零失误,跳棋会是一场不分输赢的游戏。这意味着跳棋就像井字棋一样,如果双方都没有失手,赛局也不会产生赢家。薛佛的证明是由数百台电脑花了十八年持续执行完成的,最终证明了要製造一部永远不会输给人类的机器,从理论上来说是可能的。
为了「解决跳棋游戏」,研究团队考虑了棋子只剩十颗以下时、棋盘上的三十九兆种落子分布情况,然后判定两名玩家中的哪一位能获胜。团队还使用了专门的搜寻演算法来研究开局,并特别留意情况繁杂的初始棋步如何「漏斗般地收束」演变到剩十颗旗子的局面。
书籍介绍本文摘录自《AI之书:图解人工智慧发展史》,时报出版
作者:柯利弗德・皮寇弗 (Clifford A. Pickover) 译者:林柏宏
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人工智慧一词在一九五五年被创造出来时,人类持续寻求增强大脑的方法已有数千年了。
从中世纪机器人到人造神经网路,本书重点介绍了从西元前一千三百年到二○一八年间,人工智慧发展史上新奇和重要的实际观念。
按时间顺序排列,获奖作家柯利弗德・皮寇弗的书写範围远从一千多年前远古时代的游戏发明开始,巧妙地集合了科技与文化上的划时代成就,从神话故事、虚构作品(兰斯洛特的铜骑士、《魔鬼终结者》)到现实世界的创造(达文西的机械武士、扫地机器人),从游戏(井字棋、西洋双陆棋、魔术方块、《危险边缘》益智问答节目)到更认真的研究(脸部和语音辨识、自主式机器人手术),还有许多大家耳熟能详的名字,如亚里斯多德、特斯拉、ENIAC、Hal 9000……
不论是早期的自动机械,还是人工智慧程式失控对人类造成的威胁,针对人工智慧这个现今最热门、最引人注目的科学议题,本书不仅讨论科学和技术,也关注道德议题,图文并茂地阐述了我们如何打造这种壮大自己、甚而超越人类的智慧形式。
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