science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Deep learning-algoritme van onderzoekers lost Rubiks Cube sneller op dan enig mens

De snelste mensen hebben ongeveer 50 zetten nodig om een ​​Rubiks kubus op te lossen. "Onze AI duurt ongeveer 20 zetten, meestal oplossen in het minimum aantal stappen, " zegt de senior auteur van de studie, Pierre Baldi, UCI Distinguished Professor in de informatica. "Precies daar, je kunt zien dat de strategie anders is, dus mijn beste gok is dat de manier van redeneren van de AI compleet anders is dan die van een mens." Credit:Steve Zylius/UCI

Sinds de uitvinding door een Hongaarse architect in 1974, de Rubik's Cube heeft de wenkbrauwen gefronst van velen die hebben geprobeerd het op te lossen, maar de logische 3D-puzzel is geen partij voor een kunstmatige-intelligentiesysteem gemaakt door onderzoekers van de Universiteit van Californië, Irvine.

DeepCubeA, een diep versterkend leeralgoritme geprogrammeerd door UCI-computerwetenschappers en wiskundigen, kan de oplossing in een fractie van een seconde vinden, zonder enige specifieke domeinkennis of in-game coaching van mensen. Dit is geen eenvoudige taak, aangezien de kubus voltooiingspaden heeft die in de miljarden lopen, maar slechts één doeltoestand - elk van de zes zijden met een effen kleur - die blijkbaar niet kan worden gevonden door willekeurige bewegingen.

Voor een studie die vandaag is gepubliceerd in Natuur Machine Intelligentie , de onderzoekers toonden aan dat DeepCubeA 100 procent van alle testconfiguraties heeft opgelost, ongeveer 60 procent van de tijd de kortste weg naar de doelstaat vinden. Het algoritme werkt ook op andere combinatorische spellen zoals de schuifpuzzel, Licht uit en Sokoban.

"Kunstmatige intelligentie kan de beste menselijke schaak- en Go-spelers ter wereld verslaan, maar enkele van de moeilijkere puzzels, zoals de Rubik's Cube, niet door computers was opgelost, dus we dachten dat ze openstonden voor AI-benaderingen, " zei senior auteur Pierre Baldi, UCI Distinguished Professor in de informatica. "De oplossing voor de Rubik's Cube omvat meer symbolische, wiskundig en abstract denken, dus een diepgaande leermachine die zo'n puzzel kan kraken, komt steeds dichter bij een systeem dat kan denken, reden, plannen en beslissingen nemen."

De onderzoekers wilden begrijpen hoe en waarom de AI zijn bewegingen maakte en hoe lang het duurde om zijn methode te perfectioneren. Ze begonnen met een computersimulatie van een voltooide puzzel en klauterden vervolgens de kubus door elkaar. Toen de code eenmaal op zijn plaats was en actief was, DeepCubeA trainde twee dagen in isolatie, het oplossen van een steeds moeilijker wordende reeks combinaties.

"Het heeft vanzelf geleerd, ' merkte Baldi op.

Er zijn een paar mensen, vooral tieners, wie kan de Rubik's Cube snel oplossen, maar zelfs zij nemen ongeveer 50 zetten.

"Onze AI duurt ongeveer 20 zetten, meestal oplossen in het minimum aantal stappen, ' zei Baldi. 'Daar, je kunt zien dat de strategie anders is, dus mijn beste gok is dat de manier van redeneren van de AI compleet anders is dan die van een mens."

De ervaren computerwetenschapper zei dat het uiteindelijke doel van projecten zoals deze is om de volgende generatie AI-systemen te bouwen. Of ze het nu weten of niet, mensen worden elke dag geraakt door kunstmatige intelligentie via apps zoals Siri en Alexa en aanbevelingsmotoren die achter de schermen van hun favoriete online diensten werken.

"Maar deze systemen zijn niet echt intelligent; ze zijn broos, en je kunt ze gemakkelijk breken of voor de gek houden, " zei Baldi. "Hoe creëren we geavanceerde AI die slimmer is, robuuster en in staat tot redeneren, begrijpen en plannen? Dit werk is een stap in de richting van dit forse doel."