Por Yamil Saiegh
La historia del desarrollo de máquinas capaces de jugar al ajedrez tiene sus inicios en el siglo XVIII. En 1769 y 1868 fueron presentados los primeros aparatos capaces de jugar al ajedrez: El Turco de Wolfgang von Kempelen y Ajeeb de Charles Hooper, respectivamente. En realidad, estas máquinas fingían jugar, ya que eran controladas por humanos que estaban escondidos en su interior. Tiempo después, en 1914, fue exhibida la primera máquina mecánica que realmente jugaba: El Ajedrecista de Leonardo Torres Quevedo. Aunque no jugaba partidas completas −solo finales entre un rey y una torre propias contra la torre de un oponente humano− la máquina conseguía ganar todas estas finales.
Grandes mentes soñando máquinas ajedrecistas
En su autobiografía publicada en 1864, el matemático Charles Babbage −el primero en diseñar y programar computadoras en toda la historia− cuenta que la gente en general creía que las máquinas no podrían jugar ajedrez porque no podrían tener “razón humana”. Otros, con conocimiento matemático, aceptaban la posibilidad teórica pero rechazaban la posibilidad práctica debido a la innumerable cantidad de jugadas posibles que debería analizar. Babbage, en cambio, consideraba que cualquier juego de ingenio podría llegar a ser jugado por las máquinas.
El ingeniero Konrad Zuse, por su parte, fue el primero en construir computadoras en toda la historia; inventó la forma usada actualmente por las computadoras digitales para representar números decimales (código de coma flotante) y el primer lenguaje de programación de alto nivel (Plankalkül). En su autobiografía cuenta que en la década de 1930 ya pensaba que las computadoras acabarían ganándole a los grandes maestros de ajedrez. Y que no podía decírselo a todos, ya que algunos lo habrían tildado de “soñador”.
El matemático Alan Turing −quien definió la universalidad computacional, imaginó una máquina abstracta dotada de esta capacidad, inventó la primera y más simple red neuronal artificial posible y creó una evaluación conversacional de inteligencia para las máquinas, entre otras genialidades− no podía dejar de ser un personaje importante en esta carrera. Junto a su colega David Champernowne, en 1948 crea Turochamp, el primer programa capaz de jugar ajedrez. Este programa, sin embargo, nunca llegó a ejecutarse en una computadora.
El nacimiento de las máquinas ajedrecistas
Fue el matemático Claude Shannon −inventor los circuitos de conmutación booleanos que actualmente usan todos los procesadores de las computadoras digitales para procesar información− quien, en 1949, adhirió a la predicción de que las computadoras algún día jugarían “muy buen ajedrez” hecha por Alan Turing en 1945.
En 1950 Shannon publica un artículo titulado “Cómo programar una computadora para jugar al ajedrez”, donde consideró lo siguiente:
- Hay alrededor de 1000 (10³) pares de jugadas consecutivas posibles (entre los de las piezas blancas y negras).
- Una partida típica dura alrededor de 40 pares de movimientos (aunque algunas como el “Mate del loco” duren tan solo 2 pares).
Con estos datos calculó que existen (10³)⁴⁰ = 10¹²⁰ partidas posibles de ajedrez. Sólo en el primer turno, a pesar de que cada jugador tiene 8 piezas inamovibles, puede haber 400 inicios diferentes (los 20 movimientos posibles para blancas combinados con los 20 posibles para negras).
Incluso, aunque alguna máquina consiguiera analizar cada una de estas jugadas en el tiempo más breve posible del universo (tiempo de Planck: 5,4 x 10⁻⁴⁴ segundos), analizarlas todas le tomaría más de 10⁵⁹ veces la edad del universo (13,8 × 10⁹ × 365 x 24 x 60 × 60 ≈ 4,35 × 10¹⁷ segundos). Los colegas de Charles Babbage tenían razón en cuanto a que es impracticable jugar al ajedrez por fuerza bruta, comparando exhaustivamente la conveniencia de cada jugada posible en cada turno. Pero se equivocaron al creer que esa era la única forma en que las máquinas pudieran jugarlo.
Shannon se dio cuenta de que las máquinas podrían jugar ajedrez utilizando atajos computacionales (heurísticas) que, si bien no son infalibles, son muchísimo más rápidos. Estas heurísticas permitirían estimar la contribución de cada jugada a la victoria en el juego analizando algunas de sus características, por ejemplo:
- Cuántas piezas propias o ajenas puede capturar o defender.
- Sus valores relativos, en orden creciente: peón, caballo, alfil, torre, dama y rey.
- Sus nuevas ubicaciones en el tablero.
Además, Shannon propuso usar árboles para representar tales valores de las posibles jugadas sucesivas y un algoritmo para elegir automáticamente la más conveniente en cada caso (algoritmo minimax).
Con estas ideas, pocos años después (1958), Allen Newell, Herbert Simon y Cliff Shaw desarrollan NSS Chess, el primer programa capaz de jugar ajedrez que consigue ejecutarse y hasta ganarle a una jugadora principiante. Charles Babbage estaba en lo cierto: las máquinas sí podían jugar juegos de ingenio. Simon, por su parte, creía que en 10 años las computadoras llegarían a ser campeonas.
El nacimiento de las máquinas ajedrecistas invencibles
En 1987, una máquina ajedrecista llamada HiTech consigue derrotar al Gran Maestro Arnold Denker (aunque, hay que decirlo, ya se encontraba retirado). Una década después, en 1997, la supercomputadora Deeper Blue de IBM (sucesora de Deep Blue) compite contra el campeón mundial de entonces: Garri Kasparov.
Se jugaron 6 partidas. A partir de la segunda, la máquina jugó tan bien que Kasparov llegó a sugerir que IBM hizo trampa y a creer que habían intervenido jugadores humanos, como en El Turco y Ajeeb. La contienda resultó en 3 empates, 2 victorias de Deeper Blue y 1 victoria de Kasparov. De esta manera, la máquina se consagró ganadora, tal como había predicho Konrad Zuse. Si bien las máquinas ya nos habían superado hace tiempo en fuerza y velocidad, aquel 11 de mayo de 1997 y por primera vez en la historia, quedaría demostrado públicamente que también podrían superarnos en tareas que requieren inteligencia.
Dos décadas después, en 2017, DeepMind (una empresa de Google) consigue que una inteligencia artificial llamada AlphaZero, luego de solo 4 horas jugando sola (y sin aprender de partidas humanas), adquiera una habilidad para el ajedrez superior a la de cualquier humano y a la de Stockfish, el mejor programa de ajedrez hasta el momento. En un encuentro de 100 partidas, AlphaZero ganó 28 partidas y empató las 72 restantes. No perdió ninguna.
Y mientras que Stockfish había alcanzado un nivel de juego sobrehumano con sólo 70 millones de evaluaciones por segundo, muchísimas menos que las 10¹²⁰ totales, AlphaZero (gracias a su red neuronal profunda) lo superó incluso con menos, sólo 80 mil, siendo este último un enfoque de búsqueda más «humano» según sus desarrolladores, tal como propuso originalmente Shannon.
Para comparar la habilidad entre los jugadores, el ajedrecista Árpád Élő inventó la puntuación ELO. Por ejemplo, el Gran Maestro noruego Magnus Carlsen −quien dice recordar varios cientos de partidas completas de grandes campeones− tiene un ELO de 2882, el máximo alcanzado por los humanos en toda la historia (incluso superior al alcanzado por Deeper Blue). Sin embargo, Carlsen fue superado por las máquinas hace ya 15 años. Actualmente el ELO máximo de las máquinas ronda los 3600: se volvieron prácticamente invencibles en ajedrez.
De la inteligencia artificial estrecha a la general
Las inteligencias artificiales actuales (inteligencias artificiales estrechas o ANI) ya superaron ampliamente el máximo desempeño humano en el ajedrez y en varias tareas específicas como otros juegos de ingenio, videojuegos, clasificación de imágenes, diagnósticos médicos, reconocimiento de voz, conducción vehicular (todavía tienen más accidentes por distancia recorrida pero son más leves), entre otras.
A pesar de que todavía no existe ninguna inteligencia artificial que iguale o supere el máximo nivel de desempeño mental humano en todas las tareas al mismo tiempo (inteligencias artificiales generales o AGI), hay algunas que ya lo consiguen superar en varias.
Por ejemplo, MuZero, lanzada en 2019 por DeepMind, es una única inteligencia artificial capaz de jugar varios juegos de ingenio y videojuegos, superando el desempeño sobrehumano de inteligencias artificiales previas y acercándose a la habilidad general de juego (GGP). Por su parte, GPT-4 (OpenAI) tiene un desempeño a nivel humano en varios temas académicos: en abogacía alcanzó una puntuación cercana al 10% superior de los examinados, es capaz de resolver el 95% de las tareas utilizadas para evaluar teoría de la mente en humanos, puede igualar al 1% superior de 2700 estudiantes universitarios en una prueba usada para evaluar creatividad y originalidad y hasta puede jugar ajedrez con un ELO aproximado de 1800, por lo que se considera que ya tiene “chispas” de inteligencia artificial general.
Es altamente probable que, dentro de unos pocos años, sin importar nuestro talento natural, práctica o formación, las máquinas inteligentes puedan superarnos simultáneamente en todas las tareas mentales. A este ritmo, el sueño de la inteligencia artificial general está cada vez más cerca.
Sobre el autor
Desde chico me atrajeron la matemática, la programación y el funcionamiento de las computadoras, lo cual, junto con mi curiosidad sobre el cerebro y las emociones, me encaminó hacia la Inteligencia Artificial y la Ciencia de Datos. Me considero autodidacta y un ferviente defensor del conocimiento libre, representado en plataformas como Wikipedia y Sci-hub. Con más de una década en la docencia, intento usar la ciencia para entender la realidad y transmitirla a través de relatos que estimulen la curiosidad.
