Як комп'ютери перемогли людей і чому українські шахісти увійшли в цю історію

7 серпня 1970 року комп’ютери вперше зіграли між собою в шахи. Турнір було проведено з метою з’ясувати, чи здатні машини мислити логічно та ухвалювати рішення, а також для налагодження алгоритмів пошуку. Пізніше комп’ютер не раз грав із людьми. Про те, як розвивалися програми та до чого призвело протистояння людини та ШІ, розповість Фокус.

Людина була розумнішою, але недовго…

Через 27 років після того пам’ятного турніру 70-го року суперкомп’ютер IBM Deep Blue переміг гросмейстера Гаррі Каспарова з рахунком 3½:2½, хоча роком раніше Каспаров впевнено переміг його — 4:2. Слабким місцем машини була так звана позиційна гра, коли гравець поступово покращує своє становище за допомогою маневрування, а не шукає швидких матових комбінацій і не застосовує прямий напад. У підсумку комп’ютер обіграв чинного чемпіона світу в класичному матчі.

Певний час люди ще утримували паритет. Так, Володимир Крамник у 2002 році зіграв внічию з програмою Deep Fritz, а Каспаров у 2003 році — внічию проти Deep Junior та X3D Fritz. Останню перемогу людини здобув український гросмейстер Руслан Пономарьов у поєдинку проти програми Fritz, але потім пішла низка поразок. Програма Hydra обіграла гросмейстера Майкла Адамса з рахунком 5,5:0,5 у 2005 році, а вже через рік Deep Fritz обіграла Крамника. Відтоді люди жодного разу не вигравали в партіях "на рівних" у програмного забезпечення.

Шахові програми: що про них відомо

Давайте коротко розберемо, за якими принципами працюють програми-гросмейстери та чим вони вирізняються.

• Deep Blue (1997). Тут, по суті, слід говорити не стільки про програмне забезпечення, скільки про апаратну частину (Brute Force). Комп’ютер під такою назвою прораховував до 200 млн позицій за секунду за допомогою спеціальних чипів.
• Fritz, Junior, Shredder (2000-ті). Для цих програм програмісти вручну складали оцінку позицій, ґрунтуючись на шаховій теорії. ПЗ було встановлено на звичайні комерційні ПК.
• Rybka, Houdini, Komodo (2006–2015). Ці движки вирізняються своїм методом агресивного відсікання "поганих" багатоходових комбінацій.
• Stockfish (наші дні) — поєднує класичний розрахунок і роботу нейромереж. Це найпотужніше програмне забезпечення.

Як ПЗ вдалося перевершити гросмейстерів

Слабкими сторонами людей є втомлюваність, втрата концентрації та емоційність. Все це заважає гравцеві, якщо він проводить за дошкою 5 годин і більше.

ПЗ миттєво розпізнає будь-які логічні пастки.

Гросмейстер прораховує форсований варіант на 15–20 напівходів уперед. Сучасний движок на стандартному процесорі — на 40–50 напівходів.

Комп’ютери використовують так звані бази Налімова-Луазі (еквівалент досконалого знання). Якщо на дошці залишається 7 або менше фігур, то програма вже не прораховує варіанти, оскільки вона "фізично знає" шлях до перемоги або нічиєї.

Штучний інтелект у сучасних шахах

Технології штучного інтелекту (ШІ) буквально увірвалися у світ шахів наприкінці 2010-х років. Команда Google DeepMind у 2017 році презентувала свій продукт — AlphaZero. Ця нейромережа, яка знала лише правила гри, всього за кілька годин навчилася грати в шахи та перемогла движок Stockfish. Відмінність полягала в тому, що AlphaZero не діяла як калькулятор, а застосовувала інтуїтивний, "людський" підхід.

Сучасна версія Stockfish також використовує ШІ, а саме — архітектуру NNUE (NNUE — нейронні мережі, що ефективно оновлюються, — прим. ред.). У цьому випадку нейронна мережа оцінює ходи: наскільки вони правильні зі стратегічного погляду, що прискорює процес ухвалення рішення.

Гросмейстери використовують програми штучного інтелекту для тренувань, аналізу помилок та пошуку нових стратегій. А програми тим часом змагаються між собою в межах престижного турніру Top Chess Engine Championship.

Українські гросмейстери у партіях проти ПЗ

Українська шахова школа — одна з найсильніших у світі, і її представники брали активну участь у "битвах із машинами".

У лютому 2003 року в Києві відбувся перший офіційний поєдинок між людиною та машиною. Гроссмейстер, чемпіон світу у складі збірної України Володимир Баклан зіграв дві партії в швидкі шахи проти програми Fritz 8. Комп’ютер переміг із загальним рахунком 1,5 : 0,5 (одна перемога машини та одна нічия).

У жовтні 2004 року відбувся матч "Людство проти комп’ютерів". Збірну людей представляли троє провідних гросмейстерів: ексчемпіон світу Руслан Пономарьов (Україна), майбутній віцечемпіон світу Сергій Карякін (який на той момент виступав за Україну) та Веселін Топалов (Болгарія). Їм протистояли шахові двигуни Hydra, Junior та Fritz. Машини розгромили людей з рахунком 8,5 : 3,5. Пономарьов і Карякін змогли набрати по 1 очку з 4 можливих.

Чотирнадцята чемпіонка світу серед жінок, харків’янка Анна Ушеніна, у 2013 році брала участь у турнірах з так званих "прогресивних шахів" (Advanced Chess), де гравцеві офіційно дозволено використовувати допомогу комп’ютера під час партії, перетворюючи гру на симбіоз людської стратегії та машинного розрахунку.