Человек против робота: игра не на жизнь, а на смерть

Человек против робота: игра не на жизнь, а на смерть

11 марта 2014 года весь инженерный мир только и говорил об историческом матче по настольному теннису. Немецкий теннисист Тимо Болль, 17-кратный чемпион Европы в разных разрядах, сыграл против промышленного робота KR Agilus компании KUKA Roboter, считающегося самым быстрым промышленным роботом в мире. Человек выиграл — что и требовалось доказать. Когда же робот станет совершеннее человека?

Когда организаторы анонсировали дуэль между роботом и человеком, большинство комментариев к этой новости звучали однообразно: «Конечно, выиграет робот!» Неспециалисты были уверены в том, что машина быстрее, умнее и способна качественнее анализировать игровую ситуацию. Тем не менее более подкованные в вопросах робототехники люди скептически отнеслись к возможностям робота. Те, кто своими глазами видел современные робототехнические соревнования, например DARPA Robotics Challenge или футбольный чемпионат RoboCup, знают, что современная робототехника совершенствуется достаточно быстро, но пока все же во многом уступает человеку. В первую очередь — из-за отсутствия абстрактного мышления и априорных рефлексов. Человек автоматически поднимается на лестницу, ему не надо анализировать ее высоту, расстояние между ступеньками, наличие перил и т.?д. Технически робот может взбежать по ней быстрее человека, но сначала ему надо 10 минут подумать, как это сделать.

Так же и в игре. Человек способен на нестандартные, алогичные ходы, нарушающие аналитический алгоритм, управляющий электронным мозгом. Робот-теннисист имеет значительно лучшую реакцию, чем человек, но он не может предсказать траекторию полета мяча, например, после случайного касания сетки или после «свечи». К следующей игре робота наделят и этими алгоритмами, — но человек в считаные минуты придумает новый способ обмануть машину.

За одним столом

KR Agilus (в технической документации — KR 6 R900 sixx) — это очень компактный и простой с виду робот массой 52 кг, механическая рука, предназначенная для перемещения грузов и иных операций манипулирования, а также для обработки поверхностей, сборки и установки деталей. В общем, универсальная конечность на все случаи жизни. Максимальная масса груза, который может поднять Agilus, — всего 6 кг, а радиус его действия — 901 мм.

Идея адаптировать роборуку к игре в настольный теннис изначально была сугубо рекламной. В компании KUKA задумали снять красивый ролик о сражении между человеком и роботом, причем в победе робота, похоже, не сомневались. Даже гениальный игрок-человек — каким и является приглашенная звезда Тимо Болль — не может соревноваться в скорости реакции с KR Agilus. Впрочем, матч обещал быть для Болля легким: хотя робот безошибочно определяет траекторию полета мячика, мгновенно реагирует и отбивает его с математической точностью, его программа была рассчитана лишь на стандартные удары. Поэтому ставка в игре против человека в данном случае может быть сделана лишь на выносливость и скорость. Игра снималась в несколько дублей, каждый «честный» раунд переигрывался для получения эффектных кадров, но все же называть матч постановкой было бы нечестно. Сперва робот выигрывал: 1:0, 2:0, 3:0, 4:0, 5:0, 6:0! Казалось, у Болля нет шансов. Робот методично и без устали отрабатывал типовые удары, которые профессионал «возьмет» 10, 20, 30 раз — а потом устанет.

К создателям ролика было много претензий. Журналисты утверждали, что, скорее всего, это не реальный матч, а красивая рекламная постановка. Но во-первых KUKA Agulis — далеко не первый робот, играющий с человеком; аналогичные системы разрабатывались в Дармштадтском техническом университете и побеждали — правда, не профессионалов уровня Болля. Ролик снимали в несколько дублей — Болль и робот отыграли не 20 партий, а больше, с перестановками камер, паузами, репетициями. Элемент постановки в ролике велик — но всё-таки это был настоящий матч.

Но, в отличие от робота, человек способен к нестандартному мышлению. Первые шесть раундов Болль анализировал поведение робота, ловил его движения, понимал, как с ним играть, — ведь это вовсе не то что игра с человеком! И седьмой розыгрыш выиграл — потому что увидел первое слабое место машины. Робот рассчитывает траекторию заранее, когда мяч еще находится на половине соперника. И внезапное, непредвиденное изменение этой траектории не позволит роботу сориентироваться. Поэтому Болль сыграл с касанием мячом сетки — это разрешено правилами настольного тенниса. Мяч перевалился через сетку и упал на сторону машины. У робота не было шансов — даже если бы он успел дотянуться, он был бы вынужден задеть сетку ракеткой, что уже считается фолом. Слабое место №?1 — на нем Болль отыграл несколько партий.

Из следующих двенадцати розыгрышей человек выиграл девять. И довел счет до 10:9 в свою пользу. По ходу обнаружился еще ряд слабостей: например, робот не чувствует миллиметровой разницы между ситуацией, когда мяч касается самого краешка игрового стола, прежде чем отправиться в аут, и когда не касается. Для робота эти «схемы» равны, но в первом случае очко присуждается человеку (так Болль взял несколько розыгрышей). И наконец, робот имеет технические ограничения — он не может дотянуться до половины соперника или взять очень высокую «свечу». Именно на «свече» Болль поймал машину в последнем, 20-м розыгрыше, выиграв игру со счетом 11:9.

Инженеры могут доработать KR Agilus — это факт. Его можно научить распознавать и удары с касанием сетки, и касания краев, и даже предугадывать «свечки». Проблема в том, что в следующей игре, если она состоится, человек придумает еще десяток трюков, которые робот не сможет проанализировать, — хитрые крученые удары, например. И человеку понадобится для этого всего несколько минут. Поэтому снятый по итогам игры рекламный ролик хитрые пиарщики KUKA завершили слоганом: «Не лучший в настольном теннисе. Но, видимо, лучший в робототехнике». Что ж, более или менее честно.

Но преимущество человека перед роботом чувствуется в первую очередь в играх, где количество возможных решений бесконечно, то есть робот вряд ли сумеет в ближайшие лет двадцать выиграть у человека в футбол, теннис, баскетбол или даже победить его на гоночном треке. А вот в интеллектуально-математических играх дела обстоят несколько иначе…

В фильме «Живая сталь» сюжет оригинального рассказа «Стальной человек» практически не использован: кинематографические роботы сражаются против роботов, а человек служит лишь тренером. В то же время в оригинале робот дерётся с человеком по прозвищу «Стальной Келли».

Крамер против Крамера

Самой знаменитой в истории дуэлью между человеком и роботом стало сражение между чемпионом мира по шахматам Гарри Каспаровым и шахматным компьютером Deep Blue, итогом которой стала победа последнего в 1997 году.

Вообще, сражения между людьми и шахматными программами начались значительно раньше. Например, в 1968 году шотландский гроссмейстер Дэвид Леви публично поспорил с четырьмя представителями компаний-разработчиков интеллектуальных компьютерных программ, что в течение десяти лет его не сможет обыграть ни одна шахматная система. Поспорил, кстати, на ?1250. Он предугадал верно: лишь к 1977 году компьютерные программы достигли уровня, на котором могли соперничать с Леви. Последний матч, нужный для победы в споре, Леви сыграл в августе 1978 года с программой Chess 4.7, выиграв со счетом 4,5:1,5. А до этого победил несколько программ всухую.

Победивший Каспарова компьютер Deep Blue состоит из двух стоек, каждая — на базе рабочей станции RS/6000. Ныне одна из стоек находится в Музее компьютерной истории в городе Маунтин-Вью (Калифорния), а вторая — в Национальном музее Американской истории (Вашингтон).

Время шло, компьютерные программы совершенствовались, и в 1985 году специалисты Университета Карнеги-Меллон представили миру специальный шахматный компьютер ChipTest, который позже стал основой для нового поколения Deep Thought и Deep Thought II. Все эти машины в разное время играли с людьми, но проигрывали (тот же Deep Thought в 1989 году всухую проиграл Каспарову и еще ряду международных гроссмейстеров). Впрочем, это были хорошие программы — некоторые из них успешно принимали участие в проводившемся с 1974 года чемпионате мира по шахматам среди компьютеров и выигрывали его.

А потом появился Deep Blue. В чемпионате 1995 года он выступил слабо, проиграв в финале немецкой программе Fritz, а в феврале 1996 года сыграл первый матч с Каспаровым, проиграв ему 2:4. Машину мощно доработали — и в мае 1997 года модификация, неофициально прозванная Deeper Blue, выиграла у чемпиона 3:2?. Интересно, что шахматные компьютеры подобного уровня работают, по сути, методом «брутфорса», то есть грубой силы. Deep Blue, будучи суперкомпьютером, совершал в процессе матча до 330 млн операций в секунду, анализируя ходы сперва первого уровня, затем второго, третьего и т.?д. и вычисляя наибольшую вероятность успеха. В памяти компьютера записано огромное количество партий и комбинаций, позволяющих ускорить процесс «предсказания».

После выигрыша Deep Blue никогда больше не играл в шахматы и сегодня хранится в музее, разобранный на два отдельных модуля. Каспаров требовал матча-реванша и обвинял IBM в нечестной игре, но факт остается фактом. Машина стала сильнее даже самого сильного игрока. Впоследствии подобные игры повторялись в других условиях — например, в 2006 году суперкомпьютер Dеер Fritz выиграл у действующего чемпиона мира Владимира Крамника со счетом 4:2, до этого сведя вничью матчи с тем же Каспаровым и Рустамом Касымджановым (чемпионом по версии ФИДЕ).

А вот в шашках — заведомо другая ситуация. Дело в том, что, в отличие от шахмат, количество возможных комбинаций и ходов в этой игре не только конечно, но и поддается стопроцентному внесению в компьютерную базу данных. Собственно говоря, именно этим с 1989 года и занималась команда из Альбертского университета (Канада) во главе с Джонатаном Шеффером. К 1994 году база данных Chinook стала настолько велика, что эта программа не просто приняла участие в чемпионате мира по шашкам, но и выиграла его. Правда, не без скандала — после ряда протестов в рамках чемпионата был проведен мини-чемпионат Man vs Machine World Championship, «человек против машины», таким образом, титула было два — для человека и для программы. В 1995 году машина без проблем защитила титул, обыграв претендента Дона Лафферти. Стало понятно, что у машины, в памяти которой находятся практически все возможные комбинации шашек, выиграть невозможно — максимум свести игру к ничьей. Джонатан Шеффер принял волевое решение снять машину со всех соревнований и больше никогда не играть против человека. Так или иначе, программа Chinook стала первой в мире машиной, которая победила человека на чемпионате мира в чем бы то ни было. В 2001 году Шеффер вернулся к проекту и еще за шесть лет довел машину до идеала — теперь она технически неспособна проиграть. Сегодня команда Шеффера работает над программой для игры в покер — профессионалы уже начинают побаиваться.

Как ни странно, в 2011 году человек сыграл против машины в игру Jeopardy (наш аналог — «Своя игра»). Первый — тренировочный — матч состоялся 13 января, и компьютер Watson одержал победу над профессиональными игроками Кеном Дженнингсом и Брэдом Раттером, набрав $4400 против $3400 и $1200 соответственно. В двух основных играх Watson обыграл обоих профи как детей, набрав более чем в три раза больше очков, чем каждый их них. «Фишка» Watson, созданного инженерами IBM под руководством Дэвида Ферруччи, заключается в том, что он способен отвечать на вопросы, заданные обычным, человеческим языком. Именно эту способность суперкомпьютера, предтечи искусственного интеллекта, тестировали создатели машины. Во время игры Watson не был подключен к Интернету, но содержал в себе огромную стационарную базу данных, в том числе всю «Википедию». Главным для компьютера было правильно понять вопрос и найти в базе верный ответ. Что ж, он справился.

В чем еще?

Существует множество различных дисциплин, в которых робот может успешно соревноваться с человеком. Но все они на данный момент ограничиваются одним фактором: в них можно обойтись без воображения и абстрактного мышления. До искусственного интеллекта нам еще очень далеко, зато математические задачи современные роботы умеют решать замечательно — именно поэтому в шашки с роботом сражаться бесполезно, а вот с настольным теннисом ситуация не столь однозначна. Интересно, что в чистой теории шахматы тоже можно подчинить роботу по «шашечному принципу», только количество раскладов там на порядки выше и пока вычислительных мощностей не хватает. Но это дело времени.

В 1956 году знаменитый американский фантаст Ричард Мэтсон написал рассказ «Стальной человек» о боксерском матче, где в одном углу ринга стоял робот, а в другом — человек. Страшный рассказ — впрочем, как многое у Мэтсона. Его герой жертвует собой ради пустой мечты, и к концу становится непонятно, кто на самом деле стальной человек — тот, что действительно сделан из железа, или другой, из плоти и крови, вышедший роботу навстречу. Конечно, такого в реальном мире не будет никогда. Другое дело, что игра между KR Agilus и Тимо Боллем стала первой ласточкой в физических, а не сугубо интеллектуальных сражениях робота и человека. Причем наравне. Deep Blue из числовых кодов вышел в трехмерное пространство. Посмотрим, что будет дальше.

Статья «Стальной человек» опубликована в журнале «Популярная механика» (№6, Июнь 2014).
Комментарии

Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь,
чтобы оставлять комментарии.