Schackdatorer -Dess utveckling och framtid

Schackdatorer -

utveckling och framtid

Dagens datorer går mot en allt starkare framtid. De styr i stort sett det mesta i dagens samhälle, men hur långt har
det kommit när det gäller att efterlikna det mänskliga tänkandet ?
Svaret på frågan kanske man kan få genom att studera schakdatorerna och deras framfart.

AV DANIEL HEDBERG

Varken tanken eller önskan att konstruera en schackspelande apparat är ny. En ungersk uppfinnare vid namn Wolfgang von Kempelen, turnerade runt Europa vid sjuttonhundratalets slut med en apparat som han kallade den Maelzelska Schackautomaten. Många skribenter däribland Edgar Allan Poe, gav sig på att försöka förklara hur den fungerade. Flera av dem drog den helt riktiga slutsatsen att en schackkunnig människa helt enkelt gömde sig inne i maskinen.
Inte förrän in på nitton-hundratalet lyckades någon bygga något som verkligen liknade en schackautomat.
Den spanske uppfinnaren L Torres y Quevedo konstruerade 1914 en maskin som spelade slutspel i schack med kung och torn mot ensam kung. Maskinen besegrade alltid sin mänskliga motståndare hur tappert den ensamma kungen än försökte undkomma eller uppnå remi. Men i detta fall kan man nog tycka, att förutsättningarna här var allt för begränsade för att den skall räknas som en schackspelande maskin.

Turingtestet

Den engelske logikern Alan Turing försökte i en känd uppsats besvara frågan om datamaskiner kan tänka, genom att konstruera ett test som han kallade härmspelet.
Efter att ha haft god erfarenhet av de första datorerna under andra världskriget, skrev Turing, att vi en gång skulle nå en punkt i den teknologiska utvecklingen, då datorerna skulle kunna uppvisa något som liknade intelligens. Han menade att vi behövde ett slags test, som skulle kunna säga oss, om den punkten var uppnådd.
I testet tänkte sig Turing, att en försöksperson med en bildskärm och ett tangentbord slumpvis fick arbeta med en människa och en dator. I det läge då försöks-personen inte längre kunde särskilja vilken som enbart kunde vara dator och vilken som var kopplad till en människa, då skulle datorn anses vara intelligent.

Inuti hos en vanlig schackdator
Hur fungerar då ett schackprogram.
Föreställ dig inledningen av ett schackparti:

Från den här positionen finns det 20 möjliga drag.
Till vilket som helst av vits drag har svart också 20 drag,
och redan här är vi uppe i 400 olika kombinationer.
Från och med nu kommer antalet möjliga drag för vit/svart
att vara upp till 36. Urvalet av möjligheterna att flytta pjäser
kan se ut som en trädstruktur, där startpositionerna är roten
och möjliga förflyttningarna är själva grenarna.
De sista draget representeras av löven.
Att göra ett sökträd är som att bygga ett hus. Först behöver
man en bra, stabil grund. När grunden är lagd, kan man
börja att bygga på den.

Minimax metoden

Många schackdatorer försöker att värdera varje schacksituation
som datorn befinner sig i genom att sätta poäng för olika typer av
situationer beroende på vilka pjäser som inverkar.
För att göra ett sökträd använder sig de flesta schackprogrammen
av den så kallade Minimaxmetoden.
Datorn försöker att välja det bästa draget för egen del, och därigenom
maximera sin poäng.
När det är motståndarens tur, antar man att han vill spela sitt bästa drag
för sin egen del, och därmed minimera poängen för datorn.

Låt oss titta på det trädet:

= Datorns tur att göra ett schackdrag.
= Motståndarens tur att göra ett schackdrag.

Vi ser att motståndarens bästa val är vid nod A
–3 poäng, vid nod B 2 poäng och vid nod C
–9 poäng. För datorns bästa blir det drag m2 som ger den högsta poängen
och vi förväntar oss då att motståndaren gör drag m8.
För att poängsätta alla drag behövs en värderingstabell. Den skiljer sig i alla
schackprogram, men många bygger på inprogrammerade spelöppningar och
vissa välkända fällor, varianter osv.

Deep Blue och dess föregångare

Figuren föreställer andra matchen mellan Kasparov - Deep Blue

Feng-hsiung Hsu, Murray Campbell, Joe Hoane, Jerry Brody och Chung-Jen Tan. Alla dessa har en sak gemensamt. Det var de som konstruerade Deep Blue, superdatorn, som kom att bli den första schackdator att slå en schackvärldsmästare. Deep Blues föregångare, kallad chip-test, konstruerades 1985 vid Carnegi-Mellon universitetet, av bland andra Hsu och Campbell.
Efter ett par år startade IBM ett utvecklingsprojekt för parallell-datorer. Under namnet Deep Thought mötte datorn Garri Kasparov, den nuvarande världs-mästaren i schack sen tolv år tillbaka. Datorn hade då sex processorer och kunde analysera omkring 2 miljoner drag per sekund. Men den gången kunde Kasparov ganska enkelt ta hem segern utan några besvär. Deep Thought byggdes på ytterligare med fler processorer och minnen. Den nya versionen döptes om till Deep Blue.

Första mötet

I mitten av februari –96 spelades för första gången en match med full betänketid
mellan världens bäste schackspelare och en schackspelande maskin.
Efter en sensationell vinst för Deep Blue i den inledande matchen kunde sen Kasparov komma igen och vinna hela matchen med siffrorna 4 mot 2. Då bestämdes att det skulle bli en returmatch under våren 1997. Deep Blue fortsatte att byggas på och ytterliggare minne lades på. Nu var den ett tekniskt underverk.

Revanschen

Så kom då matchen som alla hade väntat på i över ett års tid mellan Kasparov och Deep Blue II (Den senare även känd under smeknamnet "Deeper"). Första matchen startade så som alla hade räknat med. Deep Blue spelade drag, som ett tränat öga skulle beteckna som "förvirrade", och gjorde därefter amatörmässiga drag. Det förbättrade programmet begick alla kända schack-datorfel. Kasparov kunde vinna enkelt genom att utnyttja datorns misstag.
Det andra partiet förbluffade alla. Kasparov försökte återigen ge kampen en ordnad och kontrollerad karaktär. Men den här gången spelade Deep Blue med elegans och vad som liknade förståelse. Datorn för-ödmjukade Kasparov, förpassade honom till passivitet, och drev honom till en förlust av partiet. Det var märkbart att han blev chockad över denna prestation av en dator. Duellen gick mot sitt slut. Segrande ur striden gick Deep Blue, den förste datorn att slå en världsmästare i schack. Efter den prestationen lades projektet Deep Blue ner till mångas besvikelse. Många hade trott att det skulle bli början till något nytt.

Människan blir besegrad

Vad är det då som gör att en dator kan besegra människan. Vi låter datorn representeras av Deep Blue. Den förlitar sig på sin överlägsna förmåga att räkna framåt, att kunna testa alla dessa miljontals möjliga drag. För att komma fram till om ett drag är bra, värderar Deep Blue sina egna och motståndarens pjäser.
    Den sätter t.ex. värdet 1 på bonden, 3 på löparen och 9 på drottningen. Kungens värde är i princip oändligt, eftersom vid förlust av kungen tar spelet slut. Den egna kungens säkerhet värderas då utanför det normala poängsystemet.
Ett bra drag för datorn är då att räkna ut vilket drag, som ger mest poäng. Men att bara värdera pjäser kommer ingen schack dator långt på. En bonde kan med sin framskjutna position göra den oerhört värdefull, eftersom den vid senare tillfälle kan ge stor utdelning. I praktiken måste en position då göras om till poäng. Men eftersom en position kan bli betydelsefull efter väldigt många drag framåt, så kan varken en människa eller maskin beräkna alla dessa positioner. Det finns alltså ingen entydig matematisk modell att beräkna pjäsers positioner.
    Ännu en dimension som datorn måste räkna är spelets tempo. Hur många drag tar det att erövra vissa positioner ? Och hur många drag kan man göra utan att behöva erövra eller förlora några positioner ?
    För att till viss klara dessa moment har man lagt in en hel del spelöppningar, som datorn kan följa. Men varför satsade då IBM på så mycket pengar på detta projekt. Deras motivering är bl.a. följande. Samtidigt som man försökt att få en maskin att spela schack, så har det även inneburit framsteg för andra forsknings-projekt, att med en kombination av hård- och mjukvara kunna lösa komplexa problem. Lärdomarna ska sedan användas på andra områden som tex. läkemedels-tillverkning, trafikkontroll, automatisk översättning av texter skrivna på olika språk, m.m.

Framtiden

Eftersom projektet med Deep Blue lades ned på begäran av IBM kommer vi aldrig få svar på hur bra Deep Blue egentligen var. Matchen mellan Kasparov och Deep Blue satte ändå en stor prägel inom datavärlden. Enligt schackdatorexperten Thoralf Karlsson, som har hand om SSDF (Svenska Schack Dator Föreningen) tror han att, utvecklingen av datorer och program för PC kommer att, inom en tioårsperiod att, vara så starka att de ska kunna slå världsmästaren i schack.
Människans förmåga att tänka rationellt, hennes på en gång intuitiva och logiska slutledningsförmåga, är egenskaper som vi gärna velat se som unikt mänskliga, kärnan i det som gör oss unika i skapelsen. Där har nu de senaste århundranden, schackspelet kommit att tjäna som en slitstark symbol för detta. Men när nu datorutvecklingen har kommit så långt i in i vår kreativa utveckling så att den kränker på vårt område för mänskligt tänkande känner vi oss hotade. Men man ska komma ihåg, att det är människan som har skapat datorn och människan styr fortfarande över datorn.