《電子技術(shù)應(yīng)用》
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被成為“圍棋上帝”的AlphaGo,真的在機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域無敵?

2017-06-05

這幾日,只要提起AlphaGo,相信大家想起的一定是在前幾日的圍棋大賽中,無論是單人戰(zhàn),雙人戰(zhàn),還是群毆戰(zhàn),AlphaGo都無一例外的身居“常勝將軍”位,而AlphaGo的創(chuàng)作團(tuán)隊公司Deep mind在官網(wǎng)宣布這次的圍棋峰會將是AlphaGo的最后一次比賽。那么,不進(jìn)行圍棋賽的AlphaGo還可以做什么呢?OpenAI研究科學(xué)家,斯坦福大學(xué)的CS博士生Andrej Karpathy就AlphaGo在機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)表了一些他的看法,機(jī)器人圈整理編譯如下:

我有機(jī)會和幾個人聊了一聊近期與AlphaGo柯潔等人的比賽。尤其是,媒體報道內(nèi)容大部分是大眾科學(xué)+PR的混合體,所以我看到的最常見的問題是“AlphaGo的突破性表現(xiàn)在哪里”,“AI的研究人員如何看待它的勝利?”和“勝利將取得什么樣的影響”。我把我的一些想法寫成文章與大家分享。

很酷的部分

AlphaGo由許多相對標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)組成:行為克隆(對人類展示的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)督學(xué)習(xí))、強化學(xué)習(xí)(REINFORCE)、價值函數(shù)和蒙特卡洛樹搜索(MCTS)。然而,這些組件的組合方式是極具創(chuàng)新,并不是完全標(biāo)準(zhǔn)的。特別是,AlphaGo使用SL(監(jiān)督學(xué)習(xí))策略來初始化RL(強化學(xué)習(xí))策略得到完善自我發(fā)揮,然后他們預(yù)估價值函數(shù),然后將其插入到MCTS中使用(更糟糕但更多樣化的)SL策略展示出來。另外,策略/價值網(wǎng)是深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),所以使一切正常工作都能呈現(xiàn)自己獨特的挑戰(zhàn)(例如,價值功能以一種棘手的方式進(jìn)行培訓(xùn)以防止過度擬合)。在所有這些方面,DeepMind都執(zhí)行得很好。話雖如此,AlphaGo本身并沒有使用任何基本的算法突破來解決強化學(xué)習(xí)的難題。

狹義范疇

AlphaGo還是一個狹義的AI系統(tǒng),會下圍棋,但也僅此而已。來自DeepMind的ATARI玩家不會使用AlphaGo所采取的方法,神經(jīng)圖靈機(jī)(Neural Turing Machines)與AlphaGo無關(guān),Google數(shù)據(jù)中心的改進(jìn)也絕對不會使用AlphaGo,同時,Google搜索引擎也不會使用AlphaGo。因此,AlphaGo不會推廣到圍棋以外的任何地方,但是人們和潛在的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組件做的比這些過去的人工智能要好得多,每個演示都需要專門的顯式代碼的存儲庫。

圍棋的便利屬性

我想通過明確地列出圍棋所具有的特定屬性來擴(kuò)展AlphaGo的狹義性,AlphaGo從中受益匪淺。這可以幫助我們考慮是否推廣AlphaGo。圍棋是:

1、完全確定性。游戲規(guī)則中沒有噪音;如果兩位玩家采取相同的動作順序,那么后面的狀態(tài)將永遠(yuǎn)是一樣的。

2、充分觀察。每個玩家都有完整的信息,沒有隱藏的變量。例如,德州撲克(Texas hold’em)對該屬性不滿意,因為看不到其他玩家的牌。

3、動作空間是離散的。一些獨特的棋子移動是很有效的。相比之下,在機(jī)器人技術(shù)中,你可能希望在每個節(jié)點都需要具有連續(xù)性的控制。

4、我們有一個完美的模擬器(游戲本身),所以任何動作的效果都是公開透明的。這是一個強有力的假設(shè),AlphaGo依然非常強大,但這種情形在現(xiàn)實世界中也是相當(dāng)罕見的。

5、每一盤棋時間相對較短,約200手。相對于強化學(xué)習(xí)階段,與其他可能涉及每局的數(shù)千(或更多)手相比,這是一個相對較短的時間范圍。

6、評估清晰、快速,允許大量的試錯體驗。換句話說,玩家可以體驗數(shù)百萬次的勝利/失敗,這樣就可以慢慢而可靠地深入學(xué)習(xí),就像深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化一樣。

7、有大量的人類玩游戲棋譜數(shù)據(jù)可用于引導(dǎo)學(xué)習(xí),所以AlphaGo不必從頭開始。

AlphaGo應(yīng)用于機(jī)器人技術(shù)?

以上列舉了圍棋的一些吸引人的屬性,讓我們來看一下機(jī)器人問題,看看我們?nèi)绾螌lphaGo應(yīng)用到機(jī)器人中,例如亞馬遜揀選機(jī)器人中。這個問題只是想想就覺得有點滑稽。

·首先,你的動作(高維度、連續(xù))由機(jī)器人的電機(jī)笨拙/嘈雜地執(zhí)行。(違反1、3)

·機(jī)器人可能必須環(huán)顧要移動的物品,因此并不總是能感知所有相關(guān)信息,并且有時需要根據(jù)需要收集。(違反2)

·我們可能有一個物理模擬器,但是這些模擬器是非常不完美的(尤其是模擬接觸力的東西);這帶來了自己的一些挑戰(zhàn)(違反4)。

·取決于你的行動空間抽象程度(原始扭矩 - >夾子的位置),一個成功的動作片段可能比200個動作長得多(即5取決于設(shè)置)。更長的動作片段增加了信用分配問題,學(xué)習(xí)算法難以在任何結(jié)果的行動中分配責(zé)任。

·由于我們在現(xiàn)實世界中運作,機(jī)器人在數(shù)百萬次的時間內(nèi)(成功/失敗)會變得更加困難。方法之一是并聯(lián)機(jī)器人,但這可能非常昂貴。此外,機(jī)器人失敗可能涉及機(jī)器人本身的損害。另一種方法是使用模擬器,然后轉(zhuǎn)移到現(xiàn)實世界中,但這會在域名轉(zhuǎn)移中帶來自己的一套新的、不平凡的挑戰(zhàn)。(違反6)

·最后,很少有數(shù)百萬可以展示的人類數(shù)據(jù)源。(違反7)

簡而言之,基本上每個單一的假設(shè),即圍棋的便利屬性都被AlphaGo違背了,任何成功的方法都將看起來都不一樣了。更普遍的是,上面圍棋的一些屬性與當(dāng)前的算法(例如1、2、3)并不是不可克服的,有些是存在問題(5、7),但是有些對于AlphaGo的訓(xùn)練是非常關(guān)鍵的,但是很少存在于其他真實世界的應(yīng)用(4、6)。

結(jié)論

雖然AlphaGo并沒有在AI算法中并沒有實現(xiàn)根本性的突破,雖然它仍然是狹隘人工智能的一個例子,但AlphaGo也象征著Alphabet的AI能力:公司的人才數(shù)量/質(zhì)量、他們掌握的計算資源,以及公司高層對AI的關(guān)注。

AlphaGo是Alphabet在人工智能領(lǐng)域設(shè)置的一場賭局,但AlphaGo是安全的,毋庸置疑。

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