第4期 徐心和，等：机器博弈研究面临的各种挑战 ·289· 许多更深的内涵，还面临多方面的严峻挑战 2计算机棋类博弈分析 于是机器博弈通常只被看作是一种科技活动， 而常常被学术界所忽视，也正是由于缺少学术研究 尽管目前有的棋类的计算机水平己经高出了人 的有力支持，才使得这一方向的发展比较缓慢，尤其 类大师，如国际象棋，但是计算机间的较量仍然持续 是在中国内陆.机器博弈作为计算机学科的一个分 不断，各种人机大战也接二连三.因为计算机的智能 支，在吸收其他学科的成果方面明显不足，如对策 也需要不断地提高.而那些水平还不高的计算机博 论、系统论与控制论等方面.作为人工智能学科的 弈项目，如中国象棋、日本将棋和围棋，更是倍受人 “果蝇”，机器博弈由于缺少计算机学科的有力支 们的青睐。 持，其研究成果也只能作为初级的游戏产品.本文则 计算机棋类博弈基本属于完全信息的动态博 是要剖析机器博弈中的学科问题和科学技术问题， 弈，也就是对弈双方不仅清楚当前的局面，了解对手 从学术观念的分歧、棋类和牌类的实战博弈机器博 以往的着数，而且了解对手接下来可能采取的着数. 弈和博弈论的关系、机器博弈的军事应用、如何发挥 尽管双方可能采取的着法数以十计、百计，但毕竞还 机器博弈的“果蝇功能、如何与国际接轨以及如何 是有限的.计算机可以通过展开一颗根在上、叶在下 普及提高及培养学生创新性等角度阐述当前在机 的庞大的博弈树描述这一对弈过程，再利用自身在 器博弈领域急需解决的问题，以期引起有识之士的 时间和空间上的强大能力，进行巧妙的搜索，从而找 关注，动员更多的青年学者能够投身到这一研究领 到可行解及近优解，即给出当前的着法 域，让机器博弈在人工智能学科显现巨大的威力. 显然，计算机的搜索能力是计算机智力水平的 重要体现.其实，人类在求解各种问题的时候，解析 1学术观念的分歧 求解还是次要的.人们大量采用的方法和人类智能 机器博弈在中国大陆没有受到应有关注的原因 的体现，主要也是在头脑里搜索.脑袋转的快、主意 比较复杂.其中重要的一点便是它属于游戏“的范 多，智商就高 畴，好像只能是软件开发商经营的业务，而不是高等 机器博弈软件的设计，首先遇到的难题便是数 院校与研究院所涉足的领地.人们一般认为，没有多 据结构的选择，其中包括棋盘、棋子、棋局和着法的 大的学问，导致在人工智能这一重要的研究方向上 编码与存储.良好的数据结构可以节省大量的存储 与国外拉开了很大的距离 空间，可以提高存取的效率.为了适应博弈树的展开 对比之下，让机器人踢足球，名为游戏，实为小 与搜索，常常还要同时给出棋局的多种数据格式，如 型高科技对抗平台.如果能让双足机器人跳起来，就 棋局状态、棋子位置、比特棋局、比特向量、哈希变换 是很大的成就了.其实许多基础性的研究工作就是 和哈希表等 应该从这些简单的问题和典型的范例入手，这样 棋局的静态评估是机器博弈的另一个难点，它 不仅需要棋类对弈的基本知识，而且用到直接量化、 的成果才能有很强的泛化能力 机器博弈丰富的学术内涵与理论价值在后面还 模式量化、随机评估与模糊评估等一系列手段.对于 象棋可以给每个棋子和棋位打分，而对于围棋则要 要阐述，而机器博弈的实现难度却是毋庸置疑的.下 进行定式的抽取和模式的匹配.棋类博弈的高手主 棋是硬碰硬的较量，行就是行，不行就是不行，非常 要在这方面提供更多的专业知识， 实际，来不得什么假设和宽容，因此，机器博弈是对 搜索算法是机器“思维"”的核心，包括着法生 学术、技术和能力的综合考验 成、博弈树展开、各种剪枝搜索和各种启发式搜索 应该看到在国际上非常重视这一领域的研究成 现有的成果非常丰富，也是今后研究工作的重点 果.在《科学》杂志评出的2007年的十大科学突破 编程语言、程序设计方法、软件工程与并行计算 中，第10项便是编制出挑战人类智力的电脑游戏程 等都是算法实现的重要技术，需要和博弈原理有机 序，充分肯定了加拿大科学家经过18年的不懈努 结合，才能编写出高水平的博弈软件1 力，终于完成了一个精心编写的人工智能程序，使西 洋跳棋成为至今为止使计算机彻底掌握了制胜诀窍 3计算机牌类博弈分析 的电脑程序1 众所周知，棋类游戏和牌类游戏有很大不同.棋 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved http://www.cnki.net许多更深的内涵 ,还面临多方面的严峻挑战. 于是机器博弈通常只被看作是一种科技活动 , 而常常被学术界所忽视 ,也正是由于缺少学术研究 的有力支持 ,才使得这一方向的发展比较缓慢 ,尤其 是在中国内陆. 机器博弈作为计算机学科的一个分 支 ,在吸收其他学科的成果方面明显不足 ,如对策 论、系统论与控制论等方面. 作为人工智能学科的 “果蝇 ”,机器博弈由于缺少计算机学科的有力支 持 ,其研究成果也只能作为初级的游戏产品. 本文则 是要剖析机器博弈中的学科问题和科学技术问题 , 从学术观念的分歧、棋类和牌类的实战博弈、机器博 弈和博弈论的关系、机器博弈的军事应用、如何发挥 机器博弈的“果蝇 ”功能、如何与国际接轨以及如何 普及、提高及培养学生创新性等角度阐述当前在机 器博弈领域急需解决的问题 ,以期引起有识之士的 关注 ,动员更多的青年学者能够投身到这一研究领 域 ,让机器博弈在人工智能学科显现巨大的威力. 1 学术观念的分歧 机器博弈在中国大陆没有受到应有关注的原因 比较复杂. 其中重要的一点便是它属于“游戏“的范 畴 ,好像只能是软件开发商经营的业务 ,而不是高等 院校与研究院所涉足的领地. 人们一般认为 ,没有多 大的学问 ,导致在人工智能这一重要的研究方向上 与国外拉开了很大的距离. 对比之下 ,让机器人踢足球 ,名为游戏 ,实为小 型高科技对抗平台. 如果能让双足机器人跳起来 ,就 是很大的成就了. 其实许多基础性的研究工作就是 应该从这些“简单 ”的问题和典型的范例入手 ,这样 的成果才能有很强的泛化能力. 机器博弈丰富的学术内涵与理论价值在后面还 要阐述 ,而机器博弈的实现难度却是毋庸置疑的. 下 棋是硬碰硬的较量 ,行就是行 ,不行就是不行 ,非常 实际 ,来不得什么假设和宽容 ,因此 ,机器博弈是对 学术、技术和能力的综合考验. 应该看到在国际上非常重视这一领域的研究成 果. 在《科学 》杂志评出的 2007年的十大科学突破 中 ,第 10项便是编制出挑战人类智力的电脑游戏程 序 ,充分肯定了加拿大科学家经过 18年的不懈努 力 ,终于完成了一个精心编写的人工智能程序 ,使西 洋跳棋成为至今为止使计算机彻底掌握了制胜诀窍 的电脑程序 [ 7 ] . 2 计算机棋类博弈分析 尽管目前有的棋类的计算机水平已经高出了人 类大师 ,如国际象棋 ,但是计算机间的较量仍然持续 不断 ,各种人机大战也接二连三. 因为计算机的智能 也需要不断地提高. 而那些水平还不高的计算机博 弈项目 ,如中国象棋、日本将棋和围棋 ,更是倍受人 们的青睐. 计算机棋类博弈基本属于完全信息的动态博 弈 ,也就是对弈双方不仅清楚当前的局面 ,了解对手 以往的着数 ,而且了解对手接下来可能采取的着数. 尽管双方可能采取的着法数以十计、百计 ,但毕竟还 是有限的. 计算机可以通过展开一颗根在上、叶在下 的庞大的博弈树描述这一对弈过程 ,再利用自身在 时间和空间上的强大能力 ,进行巧妙的搜索 ,从而找 到可行解及近优解 ,即给出当前的着法. 显然 ,计算机的搜索能力是计算机智力水平的 重要体现. 其实 ,人类在求解各种问题的时候 ,解析 求解还是次要的. 人们大量采用的方法和人类智能 的体现 ,主要也是在头脑里搜索. 脑袋转的快、主意 多 ,智商就高. 机器博弈软件的设计 ,首先遇到的难题便是数 据结构的选择 ,其中包括棋盘、棋子、棋局和着法的 编码与存储. 良好的数据结构可以节省大量的存储 空间 ,可以提高存取的效率. 为了适应博弈树的展开 与搜索 ,常常还要同时给出棋局的多种数据格式 ,如 棋局状态、棋子位置、比特棋局、比特向量、哈希变换 和哈希表等. 棋局的静态评估是机器博弈的另一个难点 ,它 不仅需要棋类对弈的基本知识 ,而且用到直接量化、 模式量化、随机评估与模糊评估等一系列手段. 对于 象棋可以给每个棋子和棋位打分 ,而对于围棋则要 进行定式的抽取和模式的匹配. 棋类博弈的高手主 要在这方面提供更多的专业知识. 搜索算法是机器“思维 ”的核心 ,包括着法生 成、博弈树展开、各种剪枝搜索和各种启发式搜索. 现有的成果非常丰富 ,也是今后研究工作的重点. 编程语言、程序设计方法、软件工程与并行计算 等都是算法实现的重要技术 ,需要和博弈原理有机 结合 ,才能编写出高水平的博弈软件 [ 8 ] . 3 计算机牌类博弈分析 众所周知 ,棋类游戏和牌类游戏有很大不同. 棋 第 4期 徐心和 ,等 :机器博弈研究面临的各种挑战 · 982 · © 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net