Εκτύπωση
Κατηγορία: Εκπαιδευτικά
Εμφανίσεις: 1042

Ίσως θα έπρεπε να προσθέσουμε στην αρχή και έναν Έλληνα ώστε να είναι πιο πλήρες το ανέκδοτο αλλά ούτως ή άλλως δεν θα σας διηγηθούμε κάποιο ανέκδοτο αλλά θα αναφερθούμε σύντομα σε μια πραγματική ιστορία που έχει περισσότερο μέλλον παρά παρελθόν. Αφορμή για αυτό το άρθρο είναι η προβολή ταινίας που διοργανώνει το Μαυρογένειο Επαγγελματικό Λύκειο Σάμου και ο Σκακιστικός Σύλλογος Σάμου "Μέλισσος" την Κυριακή 7 Δεκεμβρίου 2014 και ώρα 18:00 στο αμφιθέατρο του Γενικού Λυκείου Σάμου. Η ταινία είναι σκακιστικού ενδιαφέροντος και η είσοδος είναι ελεύθερη.

Το κινητό αυτόματο του Ήρωνα του ΑλεξανδρεύΠάντως αν επιμένετε να προσθέσουμε κάποιον Έλληνα η καλύτερη επιλογή θα ήταν ο Ήρων ο Αλεξανδρεύς (δείτε και την αγγλική έκδοση Hero of Alexandria) που έζησε περίπου το 10 με 70 της Κ.Χ. Η πιο γνωστή εφεύρεση του Ήρωνα είναι η αιολόσφαιρα, μια μηχανική κατασκευή που περιστρέφονταν με την δύναμη του ατμού. Παρεμπιπτόντως, βρισκόμαστε εκατοντάδες χρόνια πριν την βιομηχανική επανάσταση. Ο Ήρωνας έφτιαξε επίσης πολλούς αυτοματισμούς για το θέατρο και μάλιστα ακόμα και μία σχεδόν δεκάλεπτη θεατρική παράσταση, πλήρως αυτοματοποιημένη που λειτουργούσε με μηχανισμούς αποτελούμενους από σχοινιά, κόμπους, σακιά με άμμο που άδειαζαν σταδιακά κ.ο.κ. Ακόμα πιο σημαντική, για εμάς τους Πληροφορικούς, η κατασκευή ενός αυτόματου προγραμματιζόμενου οχήματος που λειτουργούσε με την πτώση ενός μολύβδινου βάρους που ήταν δεμένο με δύο νήματα, ένα προς κάθε κινητήριο τροχό. Ο προγραμματισμός των κινήσεων επιτυγχάνεται με δεξιόστροφες ή αριστερόστροφες περιελίξεις του νήματος πάνω στον κινητήριο άξονα των τροχών (δείτε την διπλανή εικόνα). Στις πρώτες προσπάθειες μπορούμε να συμπεριλάβουμε και τον Μηχανισμό των Ανιτκυθήρων, τον γνωστότερο αρχαίο υπολογιστικό μηχανισμό με γρανάζια - μάλιστα αρχαιότερο από τον Ήρωνα - αλλά στην περίπτωση αυτή δεν γνωρίζουμε τον κατασκευαστή επ' ακριβώς.

Ίσως αναρωτιέστε τι σχέση έχει αυτός ο Έλληνας με το σκάκι: Έθεσε κάποιες βάσεις ώστε να αρχίσει η προϊστορία της τεχνητής νοημοσύνης (Artificial Intelligence - A.I.). Για να μπούμε σιγά-σιγά στο ζουμί της τεχνητής νοημοσύνης ας αφήσουμε τους Έλληνες και ας περάσουμε σε έναν Τούρκο. Ο Τούρκος στον οποίο αναφερόμαστε ήταν μια μηχανή που έπαιζε σκάκι και κατασκευάστηκε στο τέλος του 18ου αιώνα Κ.Χ. από τον Wolfgang von Kempelen. Αποτελούνταν από ένα ανθρώπινο ομοίωμα (από την μέση και επάνω) με μαύρα γένια, γκρι μάτια, τουρμπάνι στο κεφάλι, τούρκικη ενδυμασία και μια τούρκικη πίπα στο αριστερό χέρι (εξ΄ ου και η νεότερη ονομασία "Τούρκος"). Μπροστά από το ομοίωμα υπήρχε μια σκακιέρα πάνω σε ένα ερμάριο που στο εσωτερικό του υπήρχε ένας πολύπλοκος μηχανισμός με γρανάζια που θύμιζε ρολόι. Ο Τούρκος ήταν μια μηχανή τεχνητής νοημοσύνης που έπαιζε σκάκι και μάλιστα κατάφερε να κερδίσει τους περισσότερους αντιπάλους του συμπεριλαμβανομένων του Ναπολέοντα Βοναπάρτη και του Βενιαμίν Φραγκλίνου. Ο Τούρκος πέρα από το να παίζει σκάκι μπορούσε να εκτελέσει και την «διαδρομή του ίππου» (knight's tour), δηλαδή ξεκινώντας με έναν ίππο από ένα οποιοδήποτε τετράγωνο της σκακιέρας να επισκεφθείς όλα τα τετράγωνα της σκακιέρας από μία μόνο φορά. Μάλιστα, ο Τούρκος έβρισκε κλειστές διαδρομές καταλήγοντας πάλι στο αρχικό τετράγωνο. Η «διαδρομή του ίππου» είναι ένα κλασσικό np-complete πρόβλημα, μια περίπτωση των προβλημάτων εύρεσης χαμιλτονιανής διαδρομής (hamiltonian path). Εντάσσεται στον τομέα της θεωρίας γράφων, ενός τμήματος της επιστήμης της Πληροφορικής (με τέτοια ασχολούνται οι Πληροφορικοί και όχι με το Word και το Excel). Ο Τούρκος, βέβαια, ήταν απάτη! Ανάμεσα στον μηχανισμό με τα γρανάζια υπήρχε χώρος για να τρυπώσει ένας καλός σκακιστής που χειριζόταν τον Τούρκο και ήταν αυτός που στην πραγματικότητα έπαιζε σκάκι.

Ο Τούρκος - Ο Μηχανισμός-Απάτη που Έπαιζε ΣκάκιΟ Τούρκος, η συσκευή και όχι ο άνθρωπος μέσα σε αυτήν, σίγουρα δεν είχε νοημοσύνη. Πότε όμως μια μηχανή έχει νοημοσύνη; Πώς μπορούμε να διαπιστώσουμε την τεχνητή νοημοσύνη; Τέτοια φιλοσοφικά ερωτήματα προβλημάτιζαν τον Άλαν Τούρινγκ (Alan Turing) στα μέσα του προηγούμενου αιώνα. Η συνεισφορά του Τούρινγκ στον χώρο της τεχνητής νοημοσύνης, πέραν των άλλων, έγκειται στο ότι κατάφερε να απαντήσει προτείνοντας μια γενική δοκιμασία που θα μπορούσε να εφαρμοστεί σε κάθε μηχάνημα, την δοκιμή Τούρινγκ (Turing test). Η λογική της δοκιμασίας είναι ότι ένας υπολογιστής θα μπορούσε να λεχθεί ότι «σκέφτεται», ότι έχει νοημοσύνη, αν ένας άνθρωπος ανακριτής μέσω συζήτησης και ερωτήσεων-απαντήσεων δεν θα μπορούσε να ξεχωρίσει τον υπολογιστή από έναν άνθρωπο. Μάλιστα ο Τούρινγκ πρότεινε ότι αντί για την κατασκευή ενός προγράμματος για την προσομοίωση ενηλίκων θα ήταν καλύτερο να φτιάξουν ένα απλούστερο πρόγραμμα που να προσομοιώνει το μυαλό ενός παιδιού και στη συνέχεια να το υποβάλουν σε μια πορεία εκπαίδευσης - τακτική που ακολουθείται ευρύτατα στον χώρο της τεχνητής νοημοσύνης. Μια αντίστροφη μορφή της δοκιμασίας Τούρινγκ χρησιμοποιείται ευρέως στο Διαδίκτυο: η δοκιμή CAPTCHA - αυτό που σου ζητάει να γράψεις το κείμενο μιας "στραπατσαρισμένης" εικόνας - προσπαθεί να καθορίσει εάν ο χρήστης είναι άνθρωπος ή ένα πρόγραμμα υπολογιστή. Ο Τούρινγκ συνεχίζει τις αφηρημένες προσπάθειες στον χώρο της τεχνητής νοημοσύνης και μάλιστα το 1950, μετά από προσπάθειες 2 ετών, κατασκευάζει ένα πρόγραμμα που να παίζει σκάκι χωρίς να υπάρχει υπολογιστής για να εκτελεστεί. Ελλείψει υπολογιστή ο Τούρινγκ προσομοιώνει έναν και εκτελεί νοητά το πρόγραμμα σε μια παρτίδα όπου τελικά το πρόγραμμα του ηττήθηκε από έναν συνάδελφο του Τούρινγκ.

Ο Τούρινγκ είναι ο πρώτος Άγγλος της ιστορίας μας. Ο δεύτερος είναι ο Ντάγκλας Άνταμς (Douglas Adams) που στο «Γυρίστε το Γαλαξία με Ώτο Στοπ» μας παρουσιάζει τον Deep Thought. Έναν υπερ-υπολογιστή κατασκευασμένο από υπερ-νοήμονα όντα που μετά από 7,5 εκατομμύρια χρόνια υπολογισμών έδωσε την απάντηση στην Απόλυτη Ερώτηση για τη Ζωή, το Σύμπαν και τα Πάντα (The Ultimate Question of Life, The Universe, and Everything): 42!

Ο Deep Blue της IBMΤο 1985 στο Carnegie Mellon University τρεις φοιτητές, οι Feng-hsiung HsuThomas Anantharaman και Murray Campbell δημιουργούν το ChipTest, έναν υπολογιστή που παίζει σκάκι και μπορεί να διερευνήσει 50.000 θέσεις μέσα σε ένα δευτερόλεπτο (μην βιάζεστε να εντυπωσιαστείτε). Διάδοχος του ChipTest, o Deep Thought που τον Μάη του 1988 βρισκόταν στην έκδοση 0.01. Το 1989 η IBM προσλαμβάνει τους τρεις κυρίους στο ερευνητικό της πρόγραμμα και τους αναθέτει μια αποστολή: να φτιάξουν έναν υπολογιστή που να κερδίσει τον παγκόσμιο πρωταθλητή στο σκάκι. Τον Ρώσο της ιστορίας μας, τον Γκάρι Κασπάροφ (Garry Kasparov), παγκόσμιο πρωταθλητή από το 1985 έως το 2000, κορυφαίο στην παγκόσμια κατάταξη από το 1986 έως το 2005 οπότε και αποσύρθηκε και θεωρούμενος ως ο κορυφαίος σκακιστής όλων των εποχών.

Ο Deep Thought τελικά μετονομάζεται σε Deep Blue ώστε να παραπέμπει και στο "Big Blue", προσωνύμιο της IBM. To 1995 ένα πρωτότυπο του Deep Blue ητάται από ένα πρόγραμμα με την ονομασία Fritz που έτρεχε σε ένα Intel Pentium των 90MHz (να το πούμε και αλλιώς για να καταλάβετε: 0.09GHz). To 1996 o Deep Bue είναι πλέον έτοιμος. Στις 10 Φεβρουαρίου του 1996 πετυχαίνει να είναι η πρώτη μηχανή που κερδίζει μια παρτίδα από τον παγκόσμιο πρωταθλητή στο σκάκι. Στις υπόλοιπες πέντε παρτίδες ο Κασπάροφ κερδίζει τις τρεις ενώ οι άλλες δύο ήρθαν ισόπαλες. Τελικό σκορ 4-2 με νικητή τον άνθρωπο.

Ο Deep Blue διέθετε μια συνάρτηση για την εκτίμηση κάθε θέσης-τοποθέτησης των κομματιών στην σκακιέρα. Η συνάρτηση ήταν γενική και διέθετε πολλές παραμέτρους που σταδιακά βελτιώθηκαν και ρυθμίστηκαν από την ίδια την μηχανή αναλύοντας χιλιάδες παρτίδες σκακιού (κάτι λέγαμε πριν για τον Τούρινγκ). Η δεύτερη βελτιωμένη έκδοση του Deep Blue ολοκληρώθηκε το 1997 για τη ρεβάνς του αγώνα με τον Κασπάροφ. Ήταν ένα σύστημα RS/6000 SP αποτελούμενο από 30 κόμβους που κάθε ένας περιλαμβάνει ένα επεξεργαστή τύπου P2SC των 120MHz και συνεπικουρείται από 480 ειδικά σχεδιασμένα για να παίζουν σκάκι ολοκληρωμένα κυκλώματα μεγάλης κλίμακας (VLSI). Το υπερ-σύστημα αυτό (για τότε) μπορούσε να διερευνήσει 200 εκατομμύρια θέσεις μέσα σε ένα δευτερόλεπτο και τυπικά διερευνούσε σε βάθος έξι με οκτώ κινήσεις αν και σε ορισμένες περιπτώσεις έφτανε σε όλες τις πιθανές θέσεις μετά από 20 κινήσεις ή και παραπάνω. Η όποια νοημοσύνη του Deep Blue προέκυπτε καθαρά από την μεγάλη του υπολογιστική δύναμη.

Στη ρεβάνς οι κανόνες έλεγαν ότι μεταξύ των παρτίδων - και μόνο μεταξύ αυτών - οι ειδικοί (σκακιστές κ.ά) που υποστήριζαν τον Deep Blue από την μεριά της IBM θα μπορούσαν να προβαίνουν σε ρυθμίσεις ώστε να βελτιώνεται η επίδοση του μηχανήματος.  Ο Κασπάροφ κερδίζει εύκολα το πρώτο παιχνίδι παίζοντας με τα άσπρα αλλά στο δεύτερο παιχνίδι ο Deep Blue δεν "τσιμπάει" στην παγίδα που του στήνει ο Κασπάροφ και ισοφαρίζει σε 1-1. Οι επόμενες τρεις παρτίδες έρχονται ισοπαλία με τον Κασπάροφ να επηρεάζεται ψυχολογικά. Στην τελευταία έκτη παρτίδα κερδίζει o Deep Blue και με τελικό σκορ 3.5-2.5 έχουμε την πρώτη μηχανή που κερδίζει τον παγκόσμιο πρωταθλητή στο σκάκι σε έναν κανονικό αγώνα σκακιού με τους επίσημους χρονικούς περιορισμούς.

Αφίσα για Προβολή Ταινίας Σκακιστικού ΕνδιαφέροντοςΟ Κασπάροφ μετά τον αγώνα ανέφερε ότι μερικές φορές διέκρινε νοημοσύνη και δημιουργικότητα στις κινήσεις της μηχανής, υποδηλώνοντας ότι κατά το δεύτερο παιχνίδι άνθρωποι σκακιστές είχαν παρέμβει για λογαριασμό της μηχανής, παραβιάζοντας τους κανόνες. Κατηγόρησε δηλαδή την IBM ότι είχε αναπαράξει το τέχνασμα του Τούρκου. Ο Κασπάροφ ζήτησε τα αρχεία καταγραφής αλλά η IBM αρχικά αρνήθηκε αν και στη συνέχεια τα δημοσιοποίησε. Στο αίτημα του Κασπάροφ για επανάληψη του αγώνα υπήρξε άρνηση. Ο Feng-hsiung Hsu δήλωσε ότι είχε άδεια από την IBM να κατασκευάσει έναν μεγαλύτερο υπολογιστή ανεξάρτητα από την IBM αλλά ο Κασπάροφ αρνήθηκε την επανάληψη του αγώνα.

Τα σύγχρονα σκακιστικά προγράμματα δεν στηρίζονται στην τεράστια υπολογιστική ισχύ όπως ο Deep Blue αλλά σε βελτιωμένους αλγόριθμους και ευριστικές τεχνικές που τους επιτρέπουν να τρέχουν σε ένα τυπικό προσωπικό υπολογιστή και να υπολογίζουν εκατομμύρια σκακιστικές θέσεις μέσα σε ένα δευτερόλεπτο αξιολογώντας όλες τις πιθανές τοποθετήσεις σε βάθος 17, 18 ή και παραπάνω κινήσεων ακόμα και στο μέσο της παρτίδας που υπάρχουν παραπάνω επιλογές.

Ελπίζουμε να κεντρίσαμε το ενδιαφέρον σας στο ζήτημα της τεχνητής νοημοσύνης και του σκακιού. Τα υπόλοιπα, την Κυριακή 7 Δεκεμβρίου 2014 στις 18:00, στο Αμφιθέατρο του Γενικού Λυκείου Σάμου.