Le persone più veloci hanno bisogno di circa 50 mosse per risolvere un cubo di Rubik. "La nostra intelligenza artificiale richiede circa 20 mosse, il più delle volte risolvendolo nel minimo numero di passaggi, " dice l'autore senior dello studio, Pietro Baldi, Professore distinto di informatica all'UCI. "Proprio qui, puoi vedere che la strategia è diversa, quindi la mia ipotesi migliore è che la forma di ragionamento dell'IA sia completamente diversa da quella umana." Credit:Steve Zylius/UCI
Dalla sua invenzione da parte di un architetto ungherese nel 1974, il cubo di Rubik ha solcato le sopracciglia di molti che hanno cercato di risolverlo, ma il puzzle di logica 3D non può competere con un sistema di intelligenza artificiale creato dai ricercatori dell'Università della California, Irvine.
DeepCubeA, un algoritmo di apprendimento per rinforzo profondo programmato da informatici e matematici dell'UCI, può trovare la soluzione in una frazione di secondo, senza alcuna conoscenza specifica del dominio o coaching in-game da parte degli umani. Questo non è un compito semplice considerando che il cubo ha percorsi di completamento numerati in miliardi, ma solo uno stato obiettivo - ciascuno dei sei lati che mostra un colore solido - che apparentemente non può essere trovato attraverso mosse casuali.
Per uno studio pubblicato oggi in Intelligenza della macchina della natura , i ricercatori hanno dimostrato che DeepCubeA ha risolto il 100% di tutte le configurazioni di test, trovare il percorso più breve verso lo stato obiettivo circa il 60 percento delle volte. L'algoritmo funziona anche su altri giochi combinatori come il puzzle delle tessere scorrevoli, Luci spente e Sokoban.
"L'intelligenza artificiale può sconfiggere i migliori giocatori di scacchi e di Go, ma alcuni degli enigmi più difficili, come il cubo di Rubik, non era stato risolto dai computer, quindi abbiamo pensato che fossero aperti agli approcci AI, " ha detto l'autore senior Pierre Baldi, Professore distinto di informatica all'UCI. "La soluzione al cubo di Rubik implica più simboli, pensiero matematico e astratto, quindi una macchina per l'apprendimento profondo in grado di risolvere un simile enigma si sta avvicinando a diventare un sistema in grado di pensare, Motivo, pianificare e prendere decisioni”.
I ricercatori erano interessati a capire come e perché l'IA ha fatto le sue mosse e quanto tempo ci è voluto per perfezionare il suo metodo. Hanno iniziato con una simulazione al computer di un puzzle completato e poi hanno rimescolato il cubo. Una volta che il codice era a posto e funzionante, DeepCubeA si è allenata in isolamento per due giorni, risolvere una serie di combinazioni sempre più difficili.
"Ha imparato da solo, " ha osservato Baldi.
Ci sono alcune persone, in particolare adolescenti, chi può risolvere in fretta il cubo di Rubik, ma anche loro impiegano circa 50 mosse.
"La nostra intelligenza artificiale richiede circa 20 mosse, il più delle volte risolvendolo nel minimo numero di passaggi, " disse Baldi. "Proprio lì, puoi vedere che la strategia è diversa, quindi la mia ipotesi migliore è che la forma di ragionamento dell'intelligenza artificiale sia completamente diversa da quella umana".
Il veterano informatico ha affermato che l'obiettivo finale di progetti come questo è costruire la prossima generazione di sistemi di intelligenza artificiale. Che lo sappiano o no, le persone sono toccate dall'intelligenza artificiale ogni giorno attraverso app come Siri e Alexa e motori di raccomandazione che lavorano dietro le quinte dei loro servizi online preferiti.
"Ma questi sistemi non sono veramente intelligenti; sono fragili, e puoi facilmente romperli o ingannarli, " ha detto Baldi. "Come creiamo un'IA avanzata che sia più intelligente, più robusto e capace di ragionare, comprensione e pianificazione? Questo lavoro è un passo verso questo importante obiettivo".
