Дигитален гамбит: как невронните мрежи и AI отново превърнаха шаха в основна интелектуална игра

Първият шахматен робот: „автоматичен“ шахматист 

Историята на шаха датира от около хиляда и половина години.

Появявайки се в Индия през 5 век пр.н.е., играта и нейните атрибути непрекъснато се развиват.

Първата шахматна иновация може да се наречешах "автомат", който се появява във Виена през XVIII век. Това беше восъчна фигура на шахматист с дървена кутия, върху която беше поставена дъска. В кутията седеше мъж: той следеше играта с помощта на магнити, прикрепени към фигурите отдолу, и правеше движения с помощта на специален лост. По-късно такива "машини" се появяват във Франция и Германия.

„Първата шахматна иновация може да се нарече шах „автомат“

Контрол на времето: шахматен часовник

Първият часовник за ограничаване на партитоПроектирани от английския аматьорски шахматист Томас Брайт Уилсън, те са използвани за първи път на турнир в Лондон през 1883 г. Година по-късно Амандус Шируотър получава патент за индустриално производство на шахматни часовници. През 1899 г. за първи път на шахматен часовник се появява „флаг“, който сигнализира за предстоящия край на времето. Прототипът на механичен шахматен часовник с два превключвателя с бутони е създаден от Wienhoff през 1900 г. 

През 1989 г. Боби Фишер, световен шампион вшах, получи патент за създаването на часовника на Фишер. Идеята на часовника на Фишър беше поне частично да изравни шансовете на опонентите в края на играта, когато един играч (или и двамата) има „висящ флаг“ при проблем с времето. Часовникът на Фишер добавя няколко секунди за всеки ход. Ако спазвате тази граница, "знамето" на часовника никога няма да падне.

"Часовникът на Фишер добавя няколко секунди за всеки ход"

През 90-те години на миналия век електронночасовник за шах. Те показват точното време в секунди и предоставят различни контроли за времето. Сега електронните часовници са стандарт във всички турнири под егидата на ФИДЕ.

Digital Dash: Шах програми

През 1951 г. пише англичанинът Алън Тюрингпървият алгоритъм на шахматната програма. През 1952 г. се появява първата компютърна машина за шах - MANIAC I, която с помощта на алгоритъма MiniMax оптимизира дървото за търсене на ходове. Осем години по-късно американският учен Алън Нюел разработва компютърна програма за решаване на математически и шахматни задачи – General Problem Solver.

В края на 80-те години на миналия век компютърът Deep Thoughtпобеди гросмайстор Йорген Бент Ларсен. През 1997 г. действащият световен шампион Гари Каспаров загуби от компютъра Deep Blue, който можеше да обработва до 200 милиона позиции в секунда и имаше достъп до огромна база данни за отваряне на позиции от истински игри на гросмайстори. От 2000-те години шахматистите престанаха да имат надежди за превъзходство над шахматните двигатели.

„През 1997 г. действащият световен шампион Гари Каспаров загуби от компютъра Deep Blue“

От 2008 г. първите места на мнозинствоторейтингови списъци и състезания между компютърни шах програми бяха заети от шахматния двигател Stockfish. Благодарение на усъвършенстван алгоритъм за намиране на оптимални ходове и голяма база данни за шах за анализ, той се превърна в най-силната шахматна програма, която не използва графичен процесор (GPU). Концепцията за Stockfish като безплатен двигател с отворен код го направи популярен за модификации и вграждане в различни системи, като услугата Lichess.

През 2017 г. DeepMind разработи самообучаващата се невронна мрежа AlphaZero. След само 24 часа тренировки тя победи най-силните програми по шах, шоги и го.

Това не е традиционен двигател за шах:за AlphaZero не са предписани сложни алгоритми за изчисляване на резултата, както например за Stockfish. При обучението му са използвани технологии за машинно обучение. Чрез опити и грешки, за да научи всяка нова игра, необучената невронна мрежа играе милиони игри срещу себе си на случаен принцип.

Този подход се нарича учене с подкрепление.Първоначално невронната мрежа играе напълно произволно, но с течение на времето се учи от победи, загуби и равенства, за да коригира параметрите и да увеличи вероятността за избор на печеливши ходове в бъдеще. За да избере най-обещаващите ходове, невронната мрежа използва търсене на дърво в Монте Карло (MCTS).

При подготовката е използвана невронната мрежа AlphaZeroМагнус Карлсен за мачове и шампионати. Липсата на препратка към алгоритмична и аналитична оценка при избора на ход го направи по-изобретателен и непредсказуем за опонентите. AlphaZero побеждава най-силните шах двигатели с разлика, включително Stockfish. В същото време той оценява само около 60 хиляди позиции в секунда, докато Stockfish - 60 милиона.

Онлайн шах: уебсайтове, мобилни приложения, смарт дъски

С възможностите, които се появиха в края на 20 век,можете да играете с опонент от всяка точка на света по всяко време. През 1995 г. се появява услугата chess.com, която днес има повече от 83 милиона потребители по целия свят.

По време на пандемията услугата се разрасна:само през март 2020 г. броят на новите участници надхвърли 700 хиляди, а броят на партиите се увеличи до 10 милиона на ден. В момента на платформата се играят средно около 11 милиона игри на ден. Приложението chess.com за iOS е в топ 3 на App Store в категорията настолни игри. А общият брой на потребителите на мобилни приложения надхвърля 25 милиона души.

През 2010 г. френският програмист Тибо Дюплесистартира безплатната услуга за шах lichess.org, сайт, където можете да играете с противници по целия свят с различни контроли на времето. Има една от най-големите отворени бази данни с изиграни игри.

Друга иновация, която дойде в шахазаедно с развитието на технологиите, интелигентни шахматни дъски. Например, Square Off ви позволява да играете на истинска дъска както с компютър, така и с противници от различни части на света. Когато шахматист направи ход на дъската, "невидимата ръка" мести фигурите от страната на противника.

Шах и иновации: как най-старата игра стана технологично напреднала

Ако в атлетичните спортове нечестната игра е свързана с допинг, то в интелектуалните състезания нечестните играчи използват компютър вместо биологично активни вещества.

През 1998 г. на голям открит турнир вАматьорът от Бьоблинген с рейтинг от 1925 г. Клеменс Алверман победи гросмайстор Сергей Калиничев. Анализът на играта показа голямо съгласие между ходовете на шахматиста и препоръките на компютърната програма Fritz 5.32. Алверман беше дисквалифициран, но не беше възможно да му се отнеме впечатляващата парична награда.

През 2006 г. мачът за титлата световен шампион вшахът беше придружен от т. нар. тоалетен скандал: екипът на Топалов обвини Крамник, че е използвал електронни подкани при посещение на тоалетната. Заради скандала продължаването на мача беше застрашено. Конфликтът беше разрешен чрез дълги и интензивни преговори.

През 21-ви век, с развитието на технологиите, се появиха нови начини за измама: например Bluetooth предаватели и смартфони, на които можете да изтегляте програми за шах.

За борба с измамата, на майорВ състезания играчите се проверяват с металотърсачи, монтират се смущения и излъчванията се излъчват със закъснение. По-трудно е да се контролира целостта на играта онлайн, но онлайн шахът също работи върху борбата срещу измамите. Например, chess.com и lichess.org имат свои собствени системи против измама. Услугите не разкриват алгоритми, но е известно, че от многото събрани и анализирани параметри, съвпаденията между ходовете на играчите и препоръките за най-добър ход от шахматните машини заемат специално място. Ако процентът на такива съвпадения е изключително висок, сайтът може да блокира акаунта. Само през август 2020 г. почти 17 000 потребители бяха забранени от chess.com.

През същата година по време на онлайн Европейското първенство на chess.com
от шестимата победители в турнира с най-нисък рейтингпет категории бяха дисквалифицирани, а общият резултат на измамниците, използвали специални програми, стана десетки. Играчи, засегнати от грубата игра, написаха оплаквания и изобличителни публикации в социалните мрежи.

Шах за фенове: излъчване на шахматни партии

  • Демо дъски

Преди появата на технологията за цифровизиране на шахпартиите за своето излъчване използваха демонстрационни табла. Специалистите наблюдаваха какво се случва на игралната дъска и след това направиха съответните ходове на демо дъската.

„Специалистите наблюдаваха какво се случва на дъската за игра“

  • DGT

През 1998 г. ФИДЕ изрази желанието си за първи пътда използва електронни шахматни дъски на олимпиадата в Елиста. DGT започва разработването на технология за система от 300 електронни табла, които по-късно се използват успешно за дигитализиране на игри и излъчването им на екрани. Оттогава електронните табла DGT се използват в големи състезания, които могат да си позволят да купуват шахматни комплекти на цена от 40 000 рубли за брой.

  • idChess

Доскоро нямаше наличниразработка, която би позволила дигитализиране и излъчване на игри по време на турнири. Всичко се промени, когато през февруари 2019 г. Freeflex представи idChess, AI платформа за разпознаване, анализиране и излъчване на шах, играни на истинска дъска.

idChess дигитализира играта вв реално време и може да излъчва играта на всяка цифрова медия. Това ви позволява да създавате удобни вентилаторни зони навсякъде. Например на детски състезания в шахматните школи родителите могат да гледат играта на децата си в реално време.

"idChess дигитализира играта в реално време и може да излъчва играта на всяка цифрова медия"

Платформата idChess отваря нови възможности, а несамо за организиране на турнири, но и за лична употреба. Той записва изиграните партии в шах, записва игрите в библиотеката и прави възможно анализирането на напредъка, както и споделянето на игрите с приятели и треньора.

idChess е базиран на компютърна технологиявизия и машинно обучение. Разпознаването на играта става от видео потока през мобилното приложение. За определяне на фигури и ходове в платформата са внедрени няколко невронни мрежи. Алгоритъмът е обучен да взема предвид много фактори, които са трудни за изкуствения интелект, които могат да възникнат по време на играта. 

За да запишете игра, всичко, което трябва да направите, е да изтеглите idChess от магазина за приложения и да монтирате смартфона си на статив, така че шахматната дъска да е изцяло пред камерата.

Шах и забавления

Шахът също се развива като един от форматитезабавление. В същото време публиката предпочита състезанията по бърз и блиц като най-зрелищни. Например FinChess се провежда ежегодно в Москва, отборен блиц турнир, който събира представители на финансовите и ИТ общностите около шахматната дъска. Участниците не само играят, но и се опознават, установяват бизнес връзки. Много компании провеждат и корпоративни турнири по шах.

Културата развива интерес и към играта - театър,кино, фотография. Наскоро пуснат в The Queen's Move (2020) на Netflix, The Royal Game на Philipp Stölzl (2021) и Световният шампион на Алексей Сидоров (2021). През октомври 2020 г. на сцената на Московския дворец на младежта в Москва беше представен бродуейският мюзикъл Шах.

Да се ​​научиш да побеждаваш гросмайстори и шампионисвета технологиите влязоха в двубой помежду си. Никой вече не се изненадва от мачове между AI шахматни машини, в които невронни мрежи играят комбинации от най-добрите гросмайстори. 

Развитието на технологиите даде огромен тласък наразвитие на шаха. Те могат да се нарекат истински ИТ феномен: шахматните програми вече са на повече от един милиард смартфона. А след това го очаква още по-голямо и активно развитие.

Прочетете още

Вояджър 1 изпраща странни данни. НАСА не разбира какво се случва

„Петата сила” създава невидими „стени” във Вселената. Основното нещо за новата теория на физиците

Как тъмната материя "комуникира" с тази, от която сме направени. Ключови моменти за новото изследване