Sin embargo, la posibilidad del ajedrez automático sólo empieza a vislumbrarse en términos reales, con los más recientes adelantos de la química, la física, la electrotecnia, las matemáticas y de otras ciencias que no tienen más de tres decenios de antigüedad, como la cibernética y la informática.
Actualmente, el cerebro artificial de la campeona «11Cyber 176», que es una CPU (unidad central procesadora) microprogramada de la tercera generación, después de cada movimiento del contrario llega a evaluar hasta 700.000 posiciones.
Cita del texto al dorso de la foto, tal como aparece en ICCA Journal, Vol. 12, No. 4: [3] :
El Dr. Claude E. Shannon demostrando al maestro de ajedrez Edward
Lasker su automatización eléctrica de ajedrez (de fabricación casera),
construida en 1949. La máquina podía manejar hasta seis piezas, y fue
diseñada para probar varios métodos de programación. Con ciento
cincuenta operaciones de relevo necesarias para completar una jugada,
llegaba a la respuesta a la jugada de un adversario en diez o quince
segundos. Llevaba incorporado un elemento aleatorio, por lo que no
siempre realizaba la misma jugada cuando se enfrentaba a la misma
posición. https://www.chessprogramming.org/Claude_Shannon
Claude Shannon - Wikipedia |
El valor numérico de las piezas negras era el mismo, pero con signo cambiado; así por ejemplo un peón de las negras tenía el valor -1. Las casillas del tablero pueden estar ocupadas por figuras de cualquiera de los dos bandos; análogamente ocurre con las células de memoria, diferenciándose entonces su contenido por el signo positivo para las blancas o negativo para las negras. A las casillas vacías les corresponde un cero en la célula de memoria.
Este sistema para el cálculo de los movimientos y de la secuencia de juego asociada a ellos, ideado por Shannon, sigue utilizándose en muchos programas de ajedrez actuales.
Como es lógico, posteriormente se desarrollaron técnicas. Mucho más refinadas para la generación de movimientos. No obstante, creemos que su descripción detallada excedería los límites de este libro.
Las funciones descritas hasta aquí pueden organizarse en forma de «programa».
Tareas principales de un programa de ajedrez
Un programa de ajedrez debe solucionar tres tareas principales:
a) Generación (cálculo) de movimientos
b) Evaluación de posiciones
e) Decisión entre las varias respuestas posibles
La fuerza de un programa depende fundamentalmente de su evaluación de posiciones, que se basa en los criterios siguientes, más o menos modificados:
- Equilibrio de material
- Movilidad de las piezas
- Estructura de peones
- Defensa del rey propio
- Presión sobre el centro del tablero
Ahora bien, la evaluación debe variar a lo largo de la partida: para los finales deben regir criterios diferentes de los aplicados en las aperturas o en el medio juego.
Las estrategias de Shannon como base de los programas actuales
En el juego del ajedrez no basta con saber y aplicar las reglas de la partida. Es importantísima la distinción entre los movimientos buenos y los malos. Este problema aún no se ha resuelto enteramente.
Hacia 1949-1950, C. E. Shannon expuso en un célebre artículo dos tipos de posibles programas de ajedrez; las ideas expuestas en ese trabajo inspiran todavía la totalidad de los programas existentes.
La estrategia A (llamada también método de la «fuerza bruta»
Para una posición dada, el programa calcula «todos» los movimientos posibles y «todas» las posibles respuestas, y así sucesivamente hasta un límite determinado. Normalmente se abarcan de 2 a 4 «jugadas», es decir, de cuatro a ocho "movimientos'' (entiéndase que una jugada completa está formada por el movimiento del blanco y el movimiento en respuesta del negro; esta distinción es esencial porque será muy utilizada en adelante).
Como si jugase a la "gallina ciega", la computadora debe simular por completo todas las secuencias posibles.
Este método tiene un gran inconveniente, que consiste en el rapidísimo aumento de las ramificaciones. Se estima que normalmente, en una posición dada, el jugador en posesión del turno dispone de unos 38 movimientos posibles (ejecutables). Si quiere prever una jugada completa, o sea todos sus movimientos y todas las posibles respuestas del oponente, le resultan 38' = 1 .444 posiciones; para cuatro movimientos se obtienen 38' = 2 .085.136 posiciones; y la previsión de seis movimientos obligaría a considerar 386 posiciones, que son más de tres billones.
Siendo m el número medio de movimientos posibles a cada turno, y t la profundidad de análisis, el número de posiciones resultantes se expresa por m'. Esta es la razón de que la profundidad de análisis sea limitada, incluso con los equipos físicos más rápidos y potentes.
Todos los programas campeones actuales, incluyendo a «Ches 4.811, son del tipo A, llamado de "fuerza bruta" .
Dado este enorme volumen de informaciones, n o es de extrañar que los programas tropiecen con inconvenientes. Con la cifra astronómica de posibilidades a considerar, ocurre a menudo que un movimiento tenido por tácticamente fuerte sea en realidad una torpeza.
La evaluación de la posición, que con la estrategia A depende fundamentalmente del material, es muy primitiva, e incluso puede dar lugar a graves errores cuando al tope de la profundidad de análisis quedan por efectuar cambios de piezas.
No obstante, al aumentar la profundidad de análisis la situación mejora notablemente.
La estrategia B
Los inconvenientes de la estrategia A no se le ocultaban a Shannon, por lo cual concibió la llamada estrategia B. Este sistema no consiste en explorar todos los movimientos posibles, sino que busca concretamente las posiciones del tipo llamado «estático» (una posición es estática cuando ninguno de los movimientos posibles implica una toma de material)
Es decir, que la profundidad de análisis no se halla predeterminada, sino que depende de la evaluación de la posición anterior. Con esto se considera sólo una parte de las posibilidades. El programa se concentra en los movimientos más prometedores.
Si, por ejemplo, en cada punto («nodo») de ramificación el programa no ha de considerar 38, sino sólo 6 posibles continuaciones (véase en la figura 14 el llamado «árbol de variantes» , el análisis llevado hasta la profundidad de 7 movimientos exigirá el estudio de sólo 6'=279.936 posiciones.
La estrategia C
Hasta el presente no se han registrado éxitos con estos programas, un ejemplo de los cuales podría ser el «NSSl» de Allan Newell,
La teoría de los juegos como principio fundamental
El ajedrez como juego de toma de decisiones
Llamemos por ejemplo A al jugador maximizante y B al minimizante.
Si alguien tiene derecho a ser considerado el fundador de la era de la información, ése es Claude Shannon. Con su trabajo pionero en la intersección de las matemáticas, la ingeniería y la informática, Shannon (1916-2001) sentó las bases teóricas que hicieron posibles los modernos ordenadores digitales.
También inauguró el campo de la teoría de la información, inventando el bit -o medida objetiva de la información- y describiendo los códigos digitales que permitirían a los ingenieros comprimir y transmitir información con precisión. La propia Internet descansa sobre los cimientos intelectuales que sentó Shannon.
Cuando comenzamos la investigación que se convertiría en la primera biografía de Shannon, nos impresionó descubrir la amplia gama de aficiones y actividades paralelas que mantenía junto a su trabajo científico: clarinete de jazz, monociclismo, poesía amateur y malabarismo, por nombrar sólo algunas. Como muchos científicos de su calibre, Shannon también amaba el ajedrez. Pero nos sorprendió saber que, cuando se trataba de ajedrez, era mucho más que un aficionado. Tenía la habilidad suficiente para desafiar a uno de los jugadores más reputados del mundo. Ese jugador era Mikhail Botvinnik, gran maestro internacional soviético y tres veces campeón del mundo.
En las décadas de 1950 y 1960, el nombre de Claude Shannon se había convertido en toda una celebridad en la Unión Soviética. Los matemáticos de la Unión Soviética fueron los primeros en adoptar las teorías de Shannon y las traducciones de su obra se distribuyeron ampliamente. Todo esto habría sido impresionante por sí solo, pero es aún más notable teniendo en cuenta la época. Las relaciones entre Estados Unidos y la Unión Soviética no podían ser más tensas, y el orgullo soviético por su destreza técnica y matemática hacía que se tragaran no poca estima al expresar su admiración por el trabajo de Shannon. Que un matemático estadounidense fuera tan venerado causó algunas controversias menores, pero su trabajo era intachable, incluso para las autoridades soviéticas que buscaban una razón para ponerlo en duda. Por todo ello, en 1965, Shannon fue invitado a visitar el país, y él y su esposa Betty partieron.
Durante el viaje, Shannon tuvo una audiencia con Botvinnik. Al igual que Shannon, Botvinnik se formó como ingeniero eléctrico. Empezó a estudiar el juego a los 12 años y nunca dejó de hacerlo. Ganó una partida tras otra, un campeonato tras otro, y cuando conoció a Shannon en 1965, ya era una leyenda en la Rusia soviética. Los logros en ajedrez eran un motivo de orgullo para los líderes soviéticos, y Botvinnik estaba entre los mejores.
Todo esto quiere decir que cuando conoció a Claude Shannon en 1965 y el matemático e ingeniero estadounidense le retó a una partida amistosa, Botvinnik aceptó y planeó jugarla con la misma despreocupación que una de las innumerables partidas de show que había tenido que jugar para varios dignatarios visitantes. Fumó un cigarrillo durante toda la partida y su indiferencia fue evidente para todos los presentes. Entonces, de repente, Shannon consiguió el cambio favorable de su caballo y un peón por la torre de Botvinnik al principio de la contienda. La atención de Botvinnik volvió instantáneamente al tablero, y el ambiente de la sala cambió cuando el campeón ruso se dio cuenta de que su contrincante era algo más que otro desventurado dignatario.
"Botvinnik estaba preocupado", recordaría años después la esposa de Shannon.
Si Botvinnik se sorprendió momentáneamente por la resistencia de su oponente, los colegas de Shannon en Estados Unidos no se habrían sorprendido. En una vida de aficiones adoptadas y descartadas con el flujo y reflujo de la promiscua curiosidad de Shannon, el ajedrez siguió siendo uno de sus pocos pasatiempos de por vida. Se cuenta que Shannon jugaba tanto al ajedrez en los Laboratorios Bell que "al menos un supervisor se preocupó un poco". Cuando se corrió la voz de su talento por los laboratorios, muchos intentaron ganarle. "La mayoría de nosotros no jugó más de una vez contra él", recuerda Brockway McMillan, uno de los compañeros de trabajo de Shannon.
Cuando se enfrentó a Botvinnik, Shannon también había reflexionado mucho sobre el ajedrez a nivel teórico. Ya en la década de 1940, había empezado a interesarse por la cuestión de cómo y si un ordenador podría programarse para competir contra un ser humano.
En cierto modo, el trabajo de Shannon sobre el ajedrez informático se parecía a su mucho más famoso trabajo sobre la teoría de la información: era otro caso de Shannon que se introducía en un campo y, de un solo golpe, definía sus límites y desenterraba muchas de sus posibilidades centrales. Décadas después de la publicación de su artículo de 1950, "Programming a Computer for Playing Chess", la revista Byte lo explicaba sucintamente: "Ha habido pocas ideas nuevas en el ajedrez informático desde Claude Shannon".
El ajedrez, escribió Shannon, no sólo era fascinante por sí mismo: pensar rigurosamente en la construcción de un ordenador para jugar al ajedrez podría "servir de cuña para atacar otros problemas de naturaleza similar y de mayor trascendencia". Algunas de esas aplicaciones, imaginaba, podrían incluir inteligencia artificial programada para enrutar llamadas telefónicas, traducir textos o componer melodías. Por muy diversas que fueran estas aplicaciones, tenían una importante cualidad en común: no funcionaban según un "proceso informático estricto e inalterable". Más bien, "las soluciones de estos problemas no son meramente correctas o incorrectas, sino que tienen una gama continua de 'calidad'".
De este modo, el ajedrez fue un valioso caso de prueba para la emergente generación de inteligencia artificial.
Casi medio siglo antes de que Deep Blue derrotara al campeón mundial humano, Shannon anticipó el valor del ajedrez como una especie de campo de entrenamiento para las máquinas inteligentes y sus creadores.
Shannon creía que, al menos en el ámbito del ajedrez, lo inanimado tenía ciertas ventajas intrínsecas. Las más obvias eran una velocidad de procesamiento muy superior a la del cerebro humano y una capacidad de cálculo infinita. Además, una inteligencia artificial no sería susceptible al aburrimiento ni al agotamiento; podría seguir taladrando una posición de ajedrez mucho después de que su homólogo humano hubiera perdido la concentración. En opinión de Shannon, los ordenadores estaban bendecidos con la "ausencia de errores", sus únicos fallos "se debían a deficiencias del programa, mientras que los jugadores humanos son continuamente culpables de meteduras de pata muy simples y obvias".
Esto se extendía a los errores de la psique: los ordenadores no podían sufrir un caso de nervios o exceso de confianza, dos déficits de los jugadores humanos que conducían a errores que ponían fin a las partidas (y, en este último caso, casi llevarían a Botvinnik a una vergonzosa derrota). Un jugador robot podría jugar al ajedrez sin emociones, sin ego: un juego clínico en el que cada movimiento fuera simplemente un nuevo problema matemático.
Pero -y Shannon fue enfático en el "pero"- "esto debe equilibrarse con la flexibilidad, la imaginación y las capacidades inductivas y de aprendizaje de la mente humana". La gran desventaja de una máquina de ajedrez, pensaba Shannon, era que no podía aprender sobre la marcha, una capacidad que consideraba vital para la victoria en los niveles de élite. Citó a Reuben Fine, un maestro de ajedrez estadounidense, sobre los conceptos erróneos acerca de los jugadores de alto nivel y su enfoque del juego: "Muy a menudo la gente tiene la idea de que los maestros lo prevén todo o casi todo... que todo está matemáticamente calculado hasta la sonrisa de satisfacción cuando el peón de torre de la dama se adelanta una jugada al peón de caballo del rey rival. Todo esto es, por supuesto, pura fantasía. Lo mejor es anotar las principales consecuencias de dos jugadas, pero intentar elaborar variantes forzadas sobre la marcha".
Al dominar las probabilidades de cada posición concebible, un ordenador de ajedrez no estaría actuando simplemente como un gran maestro superpoderoso, sino como un tipo de jugador fundamentalmente diferente. Esencialmente, el ser humano y el ordenador estarían jugando dos partidas diferentes sentados en el mismo tablero.
Por eso Shannon advirtió contra la programación de ordenadores que se comportaran demasiado como seres humanos: "No estamos sugiriendo que diseñemos la estrategia a nuestra imagen y semejanza. Más bien debería ajustarse a las capacidades y debilidades del ordenador. El ordenador es fuerte en velocidad y precisión y débil en capacidad analítica y reconocimiento". Hay que considerar a los ordenadores por sus propios méritos y defectos, no como sucedáneos de los humanos. Lo que seguía en el artículo, y lo que Shannon popularizaría más tarde en un artículo menos técnico para Scientific American, era la gama de estrategias que podían programarse en un ordenador: un proyecto para convertir una máquina en un buen, si no un gran, jugador.
Se trata de un estudio muy amplio: estudió los posibles resultados de cada jugada, consideró los enfoques teóricos del juego, esbozó cómo podría evaluar las jugadas una máquina y llegó a la conclusión de que un ordenador podría programarse para jugar una partida de ajedrez perfecta, pero que ese resultado sería muy poco práctico. Esto era, en cierto modo, una limitación de la tecnología de la época: si el objetivo de un ordenador contemporáneo fuera calcular todas las jugadas posibles para sí mismo y para su oponente, no movería su primer peón, calculó Shannon, en 1090 años.
Por el momento, los ordenadores de ajedrez en funcionamiento tendrían que ser más limitados. Pero, mientras desarrollaba el argumento de su artículo sobre el ajedrez, Shannon también estaba preparando una de las primeras contribuciones prácticas a este campo: una máquina para jugar al ajedrez construida por él mismo.
Se utilizaban más de 150 interruptores de relé para calcular una jugada, una capacidad de procesamiento que permitía a la máquina decidir en un tiempo respetable de 10 a 15 segundos. Los relés estaban ocultos en una caja decorada con el dibujo de un tablero de ajedrez; una vez elegida una jugada, una serie de luces se la indicaban al usuario.
A pesar de su sencillez, fue uno de los primeros ordenadores del mundo para jugar al ajedrez, un antepasado lejano de Deep Blue. También era una ilustración del afán de Shannon por construir con sus manos lo que había soñado en papel.
Para Shannon, tanto el papel como la máquina de ajedrez abordaban cuestiones más atractivas. ¿Cómo debemos concebir las "máquinas pensantes"? ¿Piensan las máquinas como nosotros? ¿Queremos que lo hagan? ¿Cuáles son los puntos fuertes y débiles de un cerebro artificial?
Shannon dio una respuesta mesurada: "Si consideramos el pensamiento como una propiedad de las acciones externas y no como un método interno, la máquina seguramente piensa".
Pero con el tiempo se mostraría más convencido de que los cerebros artificiales superarían a los orgánicos. Pasarían décadas antes de que los programadores construyeran un ordenador de ajedrez de nivel de gran maestro sobre los cimientos que Shannon ayudó a sentar, pero él estaba seguro de que ese resultado era inevitable. Pensar que una máquina nunca podría superar a su creador era "lógica tonta, lógica errónea e incorrecta". Y prosiguió: "Se puede hacer una cosa que sea más inteligente que uno mismo. En este juego, la inteligencia depende en parte del tiempo y la velocidad. Puedo construir algo que funcione mucho más rápido que mis neuronas".
No tenía más misterio:
Creo que el hombre es una máquina. No, no bromeo, creo que el hombre es una máquina de un tipo muy complejo, diferente de un ordenador, es decir, diferente en organización. Pero podría reproducirse fácilmente: tiene unos 10.000 millones de células nerviosas, es decir, 1010 neuronas. Y si se modela cada una de ellas con un equipo electrónico, actuará como un cerebro humano.
Toda esta reflexión sobre la teoría y la práctica del ajedrez contribuyó a hacer de Shannon, en 1965, un oponente formidable para un gran maestro. Pero esa no fue la única forma en que su viaje a Rusia fue un éxito.
Al llegar a su habitación de hotel la primera noche del viaje, Shannon se quejó en voz alta al comprobar que la cerradura de la puerta estaba rota. Al instante apareció un cerrajero, lo que le hizo sospechar que las autoridades soviéticas habían puesto micrófonos ocultos en la habitación. Su siguiente paso fue quejarse en voz alta de que nunca había recibido los derechos de autor de la edición rusa de su obra publicada, y al día siguiente recibió un cheque.
Los autores son coautores de A Mind at Play: How Claude Shannon Invented the Information Age.
https://www.chess.com/article/view/the-man-who-built-the-chess-machine
Pioneros del ajedrez en el Hotel Sacher de Viena, Austria 1980: Ben Mittman, Monty Newborn, Tony Marsland, Dave Slate, David Levy, Claude Shannon, Ken Thompson, Betty Shannon, Tom Truscotthttps://www.chessprogramming.org/Claude_Shannon |
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