人工智能为何连赢围棋冠军5局?

-更强的落子选择器

AlphaGo系统事实上需要两个额外落子选择器的大脑。一个是“强化学习的策略网络(Policy Network)”,通过百万级额外的模拟局来完成。你可以称之为更强的。比起基本的训练,只是教网络去模仿单一人类的落子,高级的训练会与每一个模拟棋局下到底,教网络最可能赢的下一手。Sliver团队通过更强的落子选择器总结了百万级训练棋局,比他们之前版本又迭代了不少。

单单用这种落子选择器就已经是强大的对手了,可以到业余棋手的水平,或者说跟之前最强的围棋AI媲美。这里重点是这种落子选择器不会去“读”。它就是简单审视从单一棋盘位置,再提出从那个位置分析出来的落子。它不会去模拟任何未来的走法。这展示了简单的深度神经网络学习的力量。

-更快的落子选择器

AlphaGo当然团队没有在这里止步。下面我会阐述是如何将阅读能力赋予AI的。为了做到这一点,他们需要更快版本的落子选择器大脑。越强的版本在耗时上越久-为了产生一个不错的落子也足够快了,但“阅读结构”需要去检查几千种落子可能性才能做决定。

Silver团队建立简单的落子选择器去做出“快速阅读”的版本,他们称之为“滚动网络”。简单版本是不会看整个19*19的棋盘,但会在对手之前下的和新下的棋子中考虑,观察一个更小的窗口。去掉部分落子选择器大脑会损失一些实力,但轻量级版本能够比之前快1000倍,这让“阅读结构”成了可能。

第二大脑:棋局评估器 (Position Evaluator)

AlphaGo的第二个大脑相对于落子选择器是回答另一个问题。不是去猜测具体下一步,它预测每一个棋手赢棋的可能,在给定棋子位置情况下。这“局面评估器”就是论文中提到的“价值网络(Value Network)”,通过整体局面判断来辅助落子选择器。这个判断仅仅是大概的,但对于阅读速度提高很有帮助。通过分类潜在的未来局面的“好”与“坏”,AlphaGo能够决定是否通过特殊变种去深入阅读。如果局面评估器说这个特殊变种不行,那么AI就跳过阅读在这一条线上的任何更多落子。

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局面评估器是怎么看这个棋盘的。深蓝色表示下一步有利于赢棋的位置。

局面评估器也通过百万级别的棋局做训练。Silver团队通过 复制两个AlphaGo的最强落子选择器,精心挑选随机样本创造了这些局面。这里AI 落子选择器在高效创建大规模数据集去训练局面评估器是非常有价值的。这种落子选择器让大家去模拟继续往下走的很多可能,从任意给定棋盘局面去猜测大致的双方赢棋概率。而人类的棋局还不够多恐怕难以完成这种训练。

增加阅读

这里做了三个版本的落子选择大脑,加上局面评估大脑,AlphaGo可以有效去阅读未来走法和步骤了。阅读跟大多数围棋AI一样,通过蒙特卡洛树搜索(MCTS)算法来完成。但AlphaGo 比其他AI都要聪明,能够更加智能的猜测哪个变种去探测,需要多深去探测。

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蒙特卡洛树搜索算法

如果拥有无限的计算能力,MCTS可以理论上去计算最佳落子通过探索每一局的可能步骤。但未来走法的搜索空间对于围棋来说太大了(大到比我们认知宇宙里的粒子还多),实际上AI没有办法探索每一个可能的变种。MCTS做法比其他AI有多好的原因是在识别有利的变种,这样可以跳过一些不利的。

Silver团队让AlphaGo装上MCTS系统的模块,这种框架让设计者去嵌入不同的功能去评估变种。最后马力全开的AlphaGo系统按如下方式使用了所有这些大脑。

1、从当前的棋盘布局,选择哪些下一步的可能性。他们用基础的落子选择器大脑(他们尝试使用更强的版本,但事实上让AlphaGo更弱,因为这没有让MCTS提供更广阔的选择空间)。它集中在“明显最好”的落子而不是阅读很多,而不是再去选择也许对后来有利的下法。