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Xadrez Como funcionam os computadores que jogam Xadrez Como um computador pode jogar xadrez.    O Xadrez parece como uma atividade distintamente humana que requer inteligência e raciocínio, assim como pode um computador jogar xadrez?  Se você acha que computadores realmente "não jogam" xadrez como as pessoas fazem, está certo. Um computador que joga xadrez não está pensando. Ao invés disto, está calculando com o auxilio de um conjunto de fórmulas que fazem e causam o computador promover seus movimentos. Como os computadores têm se tornado cada vez mais rápidos, adquirem a qualidade destes movimentos calculados, melhor e melhor. Computadores que jogam xadrez são agora os melhores jogadores de xadrez do planeta, embora eles façam isto cegamente.
Xadrez Como funcionam os computadores que jogam Xadrez Como um computador pode jogar xadrez.    O Xadrez parece como uma atividade distintamente humana que requer inteligência e raciocínio, assim como pode um computador jogar xadrez?  Se você acha que computadores realmente "não jogam" xadrez como as pessoas fazem, está certo. Um computador que joga xadrez não está pensando. Ao invés disto, está calculando com o auxilio de um conjunto de fórmulas que fazem e causam o computador promover seus movimentos.  Como os computadores têm se tornado cada vez mais rápidos, adquirem a qualidade destes movimentos calculados, melhor e melhor. Computadores que jogam xadrez são agora os melhores jogadores de xadrez do planeta, embora eles façam isto cegamente.
Xadrez As pessoas e o xadrez Se você alguma vez assistiu uma criança que aprende a jogar xadrez pela primeira vez, você sabe que jogador de xadrez começa com habilidades muito limitadas. Uma vez que um jogador entende as regras básicas e controla cada passo, ele ou ela pode jogar xadrez. Porém, o jogador novo ainda não é muito bom. Cada derrota vem como uma surpresa - "oh, eu não pensei nisso ou eu não vi aquele movimento”, é comum estas exclamações. A mente humana absorve estas experiências, armazena diferentes configurações, descobre certos truques, e geralmente absorve as nuanças do jogo dos movimentos.  Como o nível de habilidade se desenvolve, o jogador lerá freqüentemente livros para descobrir melhores padrões de jogo usados pelo grandes jogadores. Estratégias e táticas se desenvolvem para guiar o jogador em cada jogo. Para um ser humano, então, o jogo de xadrez envolve em alto-nível de concentração e raciocínio abstrato. Usa padrões visuais que funciona para memorizar as posições no tabuleiro, regras e diretrizes, pensamento consciente e ate mesmo psicologia!
Xadrez Os computadores não fazem nada disto...  Computadores e o xadrez O estado atual da arte do xadrez no computador é bastante complicado, mas tudo envolve computação cega que é muito simples em sua essência.  Digamos você começa com um tabuleiro de xadrez montado no inicio de um jogo.  Cada jogador tem 16 peças.  Digamos que começamos pelas brancas. As brancas têm 20 possíveis movimentos: 1.     O jogador com as brancas pode avançar qualquer peão uma ou duas posições.  2.    O jogador com as brancas pode mover qualquer cavalo de 2 modos  diferentes.  3.     O jogador com as brancas escolhe um desses 20 movimentos.
Xadrez Para o jogador com as pretas as opções são as mesmas - 20 possíveis movimentos. Assim o jogador com as pretas escolhe um movimento.  Agora as brancas podem se mover novamente. Depende de como as brancas escolheram fazer o primeiro movimento, há aproximadamente 20 ou assim as brancas se movem para poder atingir determinada a posição no tabuleiro, e então as pretas tem 20 sendo assim, se movem... e assim por diante.  Isto é como um computador vê o xadrez. Pensa nisto em um mundo de "todos os movimentos possíveis", e cria uma grande árvore para todos esses movimentos, assim:    
Xadrez Nesta árvore, há 20 possíveis movimentos para as brancas. Há 20 x 20 = 400 possíveis movimentos para as pretas, dependendo do que as brancas fazem. Então há 400 x 20 = 8.000 para as brancas. Então há 8,000 x 20 = 160.000 para as pretas, e assim por diante. Se você fosse desenvolver a árvore inteira para todos os possíveis movimentos do xadrez, o número total de posições no tabuleiro é aproximadamente 1 seguido de 120 zeros, ou seja, 10 120 . Isso é um número muito grande. Por exemplo, houve só 1026 nanosegundos desde o big bang. Há apenas 1075 átomos conhecidos no universo inteiro. Quando você considera que a nossa galáxia, a Via Láctea, contém bilhões de sóis e há bilhões de galáxias, você pode ver que isso é um bocado de átomos, o xadrez é um jogo bem complicado!  Nenhum computador vai calcular a árvore inteira. O que um computador de xadrez tenta fazer é gerar uma árvore das posições do tabuleiro, 5 ou 10 ou 20 movimentos futuros. Assumindo assim, que há aproximadamente 20 possíveis movimentos para qualquer posição no tabuleiro, uma árvore de 5 níveis contém 3.200.000 posições do tabuleiro. Uma de 10 níveis contém aproximadamente 10 trilhões de posições. que observa três movimentos à frente e avaliou o valor das posições:
Xadrez A amplitude da árvore que um computador pode calcular é controlada pela sua velocidade ao jogar. Os computadores de xadrez mais rápidos podem gerar e podem avaliar milhões de posições do tabuleiro por segundo.  Uma vez gerada a árvore, então o computador precisa avaliar as posições do tabuleiro. Quer dizer, o computador tem que olhar as posições no tabuleiro e decidir se aquele arranjo é "bom" ou "ruim". O modo que faz que isto está usando uma função de avaliação. A possível função e a mais simples é contar o número de peças que cada lado tem. Se o computador está jogando com as brancas e uma certa posição do tabuleiro tem 11 peças brancas e 9 peças pretas, a função de avaliação mais simples poderia ser: 11 - 9 = 2. Obviamente para o xadrez esta fórmula é muito simples, porque algumas peças são mais valiosos que as outras. Assim a fórmula poderia aplicar um peso a cada tipo de peça. À medida que programador pensa nisto, ele faz a avaliação funcionar cada vez mais complicadamente somando coisas como posição do tabuleiro, controle do centro, conferir a vulnerabilidade do rei, vulnerabilidade da rainha do oponente, etc. etc. Não importa quão complicada a função se torne, porém, é condensado até um único número que representa o “mérito" daquela posição no tabuleiro.
Xadrez Diagrama de árvore de terceiro nível   O seguinte diagrama é uma arvore de terceiro nível que observa três movimentos à frente e avaliou o valor das posições:
Xadrez Diagrama de árvore de terceiro nível   O computador está jogando como as brancas.  O jogador com as pretas moveu e deixou a posição do tabuleiro no topo da árvore.  Nesta árvore, as brancas podem fazer 3 possíveis movimentos.  De cada desses 3 movimentos possíveis às negras podem fazer 3 possíveis movimentos.  Em cada uma destas 9 posições do tabuleiro as brancas podem fazer dois possíveis movimentos (na vida real o número total de movimentos de qualquer posição é 20 e etc, mas isso seria difícil desenhar...).
Xadrez O computador está jogando como as brancas. O jogador com as pretas moveu e deixou a posição do tabuleiro no topo da árvore. Nesta árvore, as brancas podem fazer 3 possíveis movimentos. De cada desses 3 movimentos possíveis às negras podem fazer 3 possíveis movimentos. Em cada uma destas 9 posições do tabuleiro as brancas podem fazer dois possíveis movimentos (na vida real o número total de movimentos de qualquer posição é 20 e etc, mas isso seria difícil desenhar...).  Para decidir o que fazer, o computador olha para a árvore e trabalha de baixo para cima. Seus cálculos são configurados de modo a achar as melhores posições do tabuleiro para as quais cada preta migrará (calcula o máximo): Um nível acima assume que a preta escolherá a pior posição possível para as brancas (calcula o mínimo):
Xadrez   Finalmente, assume o máximo para os 3 números do topo - 7. Este será o movimento que o computador fará. Uma vez que a preta faz seu movimento o computador repete todo o processo novamente, gera outra árvore e avalia todas das posições do tabuleiro para entender seu próximo movimento.    Este procedimento é chamado de algoritmo de minimax porque se alterna entre os máximos e mínimos à medida que se move na árvore. Aplicando uma técnica chamada "podagem alfa beta - alfa beta pruning", o algoritmo pode processar duas vezes mais rápido e usa muito menos memória.  Como você pode ver, este processo é completamente mecânico e não envolve nenhum raciocínio. Simplesmente é um cálculo de força bruta que aplica uma função de avaliação para todas as possíveis posições no tabuleiro em uma árvore em uma certa situação.
Xadrez Diagrama de árvore de terceiro nível   O que é interessante é que este tipo de técnica trabalha muito bem. Em computador bastante rápido, o algoritmo pode olhar muito adiante ao jogar. Se você adicionar ao computador, as técnicas de aprendizado que modificam a função de avaliação baseadas em jogos passados, a máquina pode melhorar até mesmo com o passar do tempo.  A coisa chave de lembrarmos, porém, é que isto não tem nada haver com o pensamento humano. Quando nós aprendemos como o pensamento humano funciona e criamos um computador que usa essas técnicas para jogar xadrez, nós realmente estaremos lidando com "algo"...   

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  • 2. Xadrez Como funcionam os computadores que jogam Xadrez Como um computador pode jogar xadrez.   O Xadrez parece como uma atividade distintamente humana que requer inteligência e raciocínio, assim como pode um computador jogar xadrez? Se você acha que computadores realmente "não jogam" xadrez como as pessoas fazem, está certo. Um computador que joga xadrez não está pensando. Ao invés disto, está calculando com o auxilio de um conjunto de fórmulas que fazem e causam o computador promover seus movimentos. Como os computadores têm se tornado cada vez mais rápidos, adquirem a qualidade destes movimentos calculados, melhor e melhor. Computadores que jogam xadrez são agora os melhores jogadores de xadrez do planeta, embora eles façam isto cegamente.
  • 3. Xadrez As pessoas e o xadrez Se você alguma vez assistiu uma criança que aprende a jogar xadrez pela primeira vez, você sabe que jogador de xadrez começa com habilidades muito limitadas. Uma vez que um jogador entende as regras básicas e controla cada passo, ele ou ela pode jogar xadrez. Porém, o jogador novo ainda não é muito bom. Cada derrota vem como uma surpresa - "oh, eu não pensei nisso ou eu não vi aquele movimento”, é comum estas exclamações. A mente humana absorve estas experiências, armazena diferentes configurações, descobre certos truques, e geralmente absorve as nuanças do jogo dos movimentos. Como o nível de habilidade se desenvolve, o jogador lerá freqüentemente livros para descobrir melhores padrões de jogo usados pelo grandes jogadores. Estratégias e táticas se desenvolvem para guiar o jogador em cada jogo. Para um ser humano, então, o jogo de xadrez envolve em alto-nível de concentração e raciocínio abstrato. Usa padrões visuais que funciona para memorizar as posições no tabuleiro, regras e diretrizes, pensamento consciente e ate mesmo psicologia!
  • 4. Xadrez Os computadores não fazem nada disto... Computadores e o xadrez O estado atual da arte do xadrez no computador é bastante complicado, mas tudo envolve computação cega que é muito simples em sua essência. Digamos você começa com um tabuleiro de xadrez montado no inicio de um jogo. Cada jogador tem 16 peças. Digamos que começamos pelas brancas. As brancas têm 20 possíveis movimentos: 1.     O jogador com as brancas pode avançar qualquer peão uma ou duas posições. 2.   O jogador com as brancas pode mover qualquer cavalo de 2 modos diferentes. 3.     O jogador com as brancas escolhe um desses 20 movimentos.
  • 5. Xadrez Para o jogador com as pretas as opções são as mesmas - 20 possíveis movimentos. Assim o jogador com as pretas escolhe um movimento. Agora as brancas podem se mover novamente. Depende de como as brancas escolheram fazer o primeiro movimento, há aproximadamente 20 ou assim as brancas se movem para poder atingir determinada a posição no tabuleiro, e então as pretas tem 20 sendo assim, se movem... e assim por diante. Isto é como um computador vê o xadrez. Pensa nisto em um mundo de "todos os movimentos possíveis", e cria uma grande árvore para todos esses movimentos, assim:    
  • 6. Xadrez Nesta árvore, há 20 possíveis movimentos para as brancas. Há 20 x 20 = 400 possíveis movimentos para as pretas, dependendo do que as brancas fazem. Então há 400 x 20 = 8.000 para as brancas. Então há 8,000 x 20 = 160.000 para as pretas, e assim por diante. Se você fosse desenvolver a árvore inteira para todos os possíveis movimentos do xadrez, o número total de posições no tabuleiro é aproximadamente 1 seguido de 120 zeros, ou seja, 10 120 . Isso é um número muito grande. Por exemplo, houve só 1026 nanosegundos desde o big bang. Há apenas 1075 átomos conhecidos no universo inteiro. Quando você considera que a nossa galáxia, a Via Láctea, contém bilhões de sóis e há bilhões de galáxias, você pode ver que isso é um bocado de átomos, o xadrez é um jogo bem complicado! Nenhum computador vai calcular a árvore inteira. O que um computador de xadrez tenta fazer é gerar uma árvore das posições do tabuleiro, 5 ou 10 ou 20 movimentos futuros. Assumindo assim, que há aproximadamente 20 possíveis movimentos para qualquer posição no tabuleiro, uma árvore de 5 níveis contém 3.200.000 posições do tabuleiro. Uma de 10 níveis contém aproximadamente 10 trilhões de posições. que observa três movimentos à frente e avaliou o valor das posições:
  • 7. Xadrez A amplitude da árvore que um computador pode calcular é controlada pela sua velocidade ao jogar. Os computadores de xadrez mais rápidos podem gerar e podem avaliar milhões de posições do tabuleiro por segundo. Uma vez gerada a árvore, então o computador precisa avaliar as posições do tabuleiro. Quer dizer, o computador tem que olhar as posições no tabuleiro e decidir se aquele arranjo é "bom" ou "ruim". O modo que faz que isto está usando uma função de avaliação. A possível função e a mais simples é contar o número de peças que cada lado tem. Se o computador está jogando com as brancas e uma certa posição do tabuleiro tem 11 peças brancas e 9 peças pretas, a função de avaliação mais simples poderia ser: 11 - 9 = 2. Obviamente para o xadrez esta fórmula é muito simples, porque algumas peças são mais valiosos que as outras. Assim a fórmula poderia aplicar um peso a cada tipo de peça. À medida que programador pensa nisto, ele faz a avaliação funcionar cada vez mais complicadamente somando coisas como posição do tabuleiro, controle do centro, conferir a vulnerabilidade do rei, vulnerabilidade da rainha do oponente, etc. etc. Não importa quão complicada a função se torne, porém, é condensado até um único número que representa o “mérito" daquela posição no tabuleiro.
  • 8. Xadrez Diagrama de árvore de terceiro nível   O seguinte diagrama é uma arvore de terceiro nível que observa três movimentos à frente e avaliou o valor das posições:
  • 9. Xadrez Diagrama de árvore de terceiro nível   O computador está jogando como as brancas. O jogador com as pretas moveu e deixou a posição do tabuleiro no topo da árvore. Nesta árvore, as brancas podem fazer 3 possíveis movimentos. De cada desses 3 movimentos possíveis às negras podem fazer 3 possíveis movimentos. Em cada uma destas 9 posições do tabuleiro as brancas podem fazer dois possíveis movimentos (na vida real o número total de movimentos de qualquer posição é 20 e etc, mas isso seria difícil desenhar...).
  • 10. Xadrez O computador está jogando como as brancas. O jogador com as pretas moveu e deixou a posição do tabuleiro no topo da árvore. Nesta árvore, as brancas podem fazer 3 possíveis movimentos. De cada desses 3 movimentos possíveis às negras podem fazer 3 possíveis movimentos. Em cada uma destas 9 posições do tabuleiro as brancas podem fazer dois possíveis movimentos (na vida real o número total de movimentos de qualquer posição é 20 e etc, mas isso seria difícil desenhar...). Para decidir o que fazer, o computador olha para a árvore e trabalha de baixo para cima. Seus cálculos são configurados de modo a achar as melhores posições do tabuleiro para as quais cada preta migrará (calcula o máximo): Um nível acima assume que a preta escolherá a pior posição possível para as brancas (calcula o mínimo):
  • 11. Xadrez   Finalmente, assume o máximo para os 3 números do topo - 7. Este será o movimento que o computador fará. Uma vez que a preta faz seu movimento o computador repete todo o processo novamente, gera outra árvore e avalia todas das posições do tabuleiro para entender seu próximo movimento.   Este procedimento é chamado de algoritmo de minimax porque se alterna entre os máximos e mínimos à medida que se move na árvore. Aplicando uma técnica chamada "podagem alfa beta - alfa beta pruning", o algoritmo pode processar duas vezes mais rápido e usa muito menos memória. Como você pode ver, este processo é completamente mecânico e não envolve nenhum raciocínio. Simplesmente é um cálculo de força bruta que aplica uma função de avaliação para todas as possíveis posições no tabuleiro em uma árvore em uma certa situação.
  • 12. Xadrez Diagrama de árvore de terceiro nível   O que é interessante é que este tipo de técnica trabalha muito bem. Em computador bastante rápido, o algoritmo pode olhar muito adiante ao jogar. Se você adicionar ao computador, as técnicas de aprendizado que modificam a função de avaliação baseadas em jogos passados, a máquina pode melhorar até mesmo com o passar do tempo. A coisa chave de lembrarmos, porém, é que isto não tem nada haver com o pensamento humano. Quando nós aprendemos como o pensamento humano funciona e criamos um computador que usa essas técnicas para jogar xadrez, nós realmente estaremos lidando com "algo"...