Programado paira matear

2010/02/01 Roa Zubia, Guillermo - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Adimen artifiziala
• Softwarea

(Foto: Guillermo Roia)

Hai una forma perfecta de xogar ao xadrez. A secuencia de movemento das pezas é óptima, xa que con esta secuencia non hai perigo de perder a partida. Con todo, hai un problema: ninguén sabe cal é a secuencia perfecta.

A teoría de xogos, una rama das matemáticas, demostrou hai tempo que existe, pero a complexidade do xadrez impediu que os matemáticos vaian máis aló. Non saben si esa secuencia leva a gañar ou ao empate. O partido é perfecto, pero ninguén sabe quen é. Isto é una boa noticia paira os xogadores de xadrez.

Con todo, os informáticos avanzaron moito. Na actualidade, o software de xadrez non se basea no mero cálculo, senón que se integrou no marco da estratexia. "Avalía as localizacións das pezas segundo un criterio estratéxico, analizando diferentes características: os endrokes, a localización dos peóns, si existen diagonais abertas paira alfiles, etc.", explica Antonio Salmerón, informático da Universidade de Almería. "Por suposto, logo ten que utilizar o cálculo paira saber si a xogada levou ou non a unha situación incorrecta. Pero, basicamente, a estratexia orienta o xogo do computador".

Estratexia humana

A estratexia tamén orienta o xogo dos xogadores humanos. Na base, do mesmo xeito que nunha batalla dunha guerra, trata de tomar o control da zona; no xadrez, dominar o centro do taboleiro é tomar o control da zona, tanto da localización das pezas, como da zona central desde outras localizacións. Una vez conseguido, o xogo está ben orientado. E paira conseguilo hai que utilizar a estratexia.

A propia estratexia é difícil de definir. Funciona a moitos niveis e abarca moitos factores. Por exemplo, o uso da estratexia implica tomar decisións, facer movementos paira enganar ao outro, medir os beneficios do intercambio de pezas (sacrificar una peza paira comer outra ao inimigo), entrar en ataque con máis dunha peza, etc. E iso é máis que calcular as xogadas e a resposta do rival.

Algúns grandes mestres din que se pode xogar ao xadrez sen facer ningún cálculo e cunha estratexia pura. "Eu creo que iso é dicir demasiado, pero polo menos indica a importancia da estratexia respecto dos cálculos", di Salmerón.

Antonio Salmerón (Almería, 1971). Informático. É Catedrático de Estatística e Investigación Operativa da Universidade de Almería. Experto en intelixencia artificial e xadrez. Premio José Cuena no Congreso da Asociación Española de Intelixencia Artificial 2001, CAEPIA'2001. E Bayes é o director do proxecto de desenvolvemento de software de xadrez Chess. Ademais é xogador de xadrez: En 2005 foi Campión de Almería por equipos co equipo Alboran, membro da Reverté-Universidade de Almería, e en 2008 foi Campión de Andalucía en Honra. Ed. : José Miguel Porta.

Estratexia informática

De feito, nos últimos anos o software de xadrez avanzou niso, engadindo á programación una perspectiva estratéxica.

"Desde o punto de vista informático, o xadrez é un problema de procura. Hai que buscar as secuencias de movemento máis adecuadas que levan ao máximo beneficio", di Salmerón. Existen algoritmos coñecidos que o fan, como o Minimax. O computador constrúe unha árbore de posibles xogadas pero non na súa totalidade, detecta e non desenvolve ramas que dirixen os algoritmos de Minimax a resultados desfavorables. Isto evita moitos cálculos innecesarios. É una estratexia básica. Con todo, o software actuais utilizan estratexias moito máis refinadas que Minimax.

"Paira iso é necesaria a intelixencia artificial", afirma Salmerón. O computador aprende a xogar mediante algoritmos moi complexos, analizando as bases de datos de partidas de xadrez.

Hai moitas técnicas paira iso. Antonio Salmerón e os seus compañeiros, por exemplo, aplicaron ao problema do xadrez a idea das redes bayegas. É una representación matemática dunha distribución de probabilidade a partir dun conxunto de variables. No caso do xadrez, esta representación indica ao computador que xogadas dirixen cara a un bo resultado e cales non.

"Por unha banda, é un medio paira aprender das bases de datos dos partidos xogados por xogadores humanos e, por outro, axúdalle a descubrir como é o xogador que ten diante". Na base hai tres tipos de xogadores: os agresores, os de posición e os intermedios. "Queremos que o computador actúe como un ser humano, é dicir, que cando se opón a un inimigo agresivo, adopte una posición de posición e viceversa. Un xogador non sente cómodo cando lle obriga a xogar un tipo de xogo contrario".

Deep Blue

Utilizando técnicas de intelixencia artificial, os informáticos conseguiron que as máquinas funcionen perfectamente. "Actualmente os programas de xadrez teñen máis forza que case calquera xogador", afirma Salmerón. Non é moito tempo que o computador Deep Blue de IBM e o xogador Gari Kasparov enfrontáronse, en 1996 por primeira vez e en 1997 disputáronse cinco partidos máis. O segundo partido gañouno Deep Blue, a primeira vez que un computador gañaba contra un gran mestre. O computador tiña una gran capacidade de cálculo, pero tamén utilizaba a estratexia.

(Foto: © George Mayer/123 RF)

Desde entón non hai dúbida da capacidade do xadrez informático. Con todo, durante aqueles partidos falouse moito do test de Turing. Era una vella idea de intelixencia artificial. Na década de 1950, o inglés Alan Turing afirmou que as máquinas pronto serían capaces de imitar aos seres humanos en termos de intelixencia. Por tanto, propuxo un test paira poder diferenciar una máquina dunha persoa mediante unha entrevista. E estando tan cerca o mundo do xadrez do ámbito da intelixencia artificial, moitos propuxeron completar un test de Turing a través do xadrez, un test que permitía diferenciar una máquina ou una persoa en función de como un xogador xogaba un partido de xadrez.

Cando Deep Blue gañou a Kasparov xorde a dúbida de si este test de Turing con xadrez sería posible ou non. Finalizado o segundo partido, Kasparov indicou que Deep Blue non xogara como un computador. Comparárono cun xogador humano.

Con todo, a partir de entón melloraron moito os programas de xadrez. Mellora da programación e mellora dos computadores. Como consecuencia, a situación cambiou radicalmente. "Hoxe en día hai programas moi avanzados paira o computador de casa, que se poden comprar a 50 ou 60 euros", di Salmerón. "Son programas que gañan a case calquera. Normalmente son utilizados polos xogadores de xadrez paira adestrar".

O programa máis coñecido é Fritz, un software comercial moi común na actualidade. Fritz, a pesar de que gaña a maioría dos partidos --con estratexias complicadas-, non se comporta como o home. No test de Turing veríase claramente que é un programa. "Por iso estes programas non son atractivos, teñen demasiada capacidade, sempre gañan e ademais son moi monótonos. Gañan sempre igual", di Salmerón. "Ese é, na miña opinión, o reto dos programadores: humanizar este xogo. A min non me gusta xogar contra un programa de xadrez actual".

Este é o obxectivo das empresas que realizan programas de xadrez. O tema da estratexia quizais non alcanzou o teito, pero alcanzou un nivel moi alto. Sobre. Pero agora queren desenvolver un xogo parecido ao xogo humano, non paira superar un test, pero si paira darlle vitalidade. Aínda falta moito para que os computadores pensen como os humanos, mesmo no xadrez.

Valor pezas

Non é o mesmo una torre que un alfil. O primeiro é máis poderoso que o segundo, pero canto? Os informáticos traballan de forma numérica e deben cuantificar estes valores. Así pois, hai una escala de valores paira as pezas: asígnase ao peón o valor 1, ao cabalo o valor 3, ao alfinete o valor 3, á torre o valor 5 e á raíña o valor 9. Estes valores dependen da mobilidade da peza e das posibilidades que ofrece. Pero estes valores non son suficientes paira programar o xadrez.

Se un cabalo está nunha esquina do taboleiro, só se pode mover a dous sitios nun só movemento. Se está no centro da táboa pode saltar a oito lugares. E dependendo da localización das outras pezas, a súa localización nun determinado lugar pode ter maior ou menor valor.

(Foto: Guillermo Roia)

Por iso, xunto co valor intrínseco da peza, os programadores utilizan una matriz de 8 x 8 dimensións por peza. Cada elemento da matriz corresponde a unha casa da táboa. Tamén se pode dar un valor negativo aos cadros. Por exemplo, paira tentar sacar os cabalos ao principio do partido, o valor negativo dáse á propia casa na que se atopa o cabalo. Desta maneira pódese dirixir numericamente o xogo.

Con todo, as matrices e os valores das pezas non definen a estratexia dun xogador. Paira iso é necesario realizar unha análise máis aló dos números.