Jak česko-slovenští vědci naučili počítač lhát

Jeden Čech a dva Slováci se stali celebritami světové vědy. Jejich program DeepStack poprvé v historii porazil člověka v pokeru. Matematici naučili počítač blufovat, tedy lhát, číst lidské záměry, spoléhat na "intuici". Vytvořili mimořádnou umělou inteligenci. Pohnuli budoucností?

Nemají úplně zdravou barvu, trochu kruhy pod očima. Jejich milovaná práce je očividně spolkla. "Když jsme program dokončovali, měsíc jsme nevylézali na světlo," říkají s úsměvem. Jeden má na sobě svetr se soby, druhý občas nervózně poklepává nohama. Třetí nás vítá v útulném podkroví pražského Českého vysokého učení technického (ČVUT): "Je to strašně schodů až sem nahoru, ale ona nám trocha tělocviku jen prospěje." Usedáme ke stolu se třemi supermozky české vědy. Martin Schmid (27 let), Matej Moravčík (28), Viliam Lisý (33). Dva z nich (Schmid a Moravčík) finišují s doktorandským studiem na Matematicko-fyzikální fakultě UK, Lisý už ho na ČVUT dokončil a je tam odborným asistentem.

Jeden Čech, dva Slováci a hodně čísel. Česko-slovenský tým matematiků (chcete-li, spíše programátorů) společně s dalšími sedmi zahraničními kolegy stvořil přelomový program. Jmenuje se DeepStack. Jako první počítačová umělá inteligence v historii dokázal porazit člověka v pokeru. Respektive - porazil profesionály, nejlepší hráče světa. Bylo jich několik desítek. Hráli dlouhé dny, neuspěl žádný. Schmid, Lisý a Moravčík svůj dlouholetý projekt dokončili v kanadské Albertě, na tamější univerzitě, kde se spojili s dalšími podobně zaměřenými experty.

Když v roce 1997 přehrál počítač Deep Blue od IBM šachového velmistra Garryho Kasparova, byla to obrovská událost, jeden ze zásadních milníků pokroku umělé inteligence. A český počítačový program se zařadil hned vedle Deep Blue. Možná o něco výše.

Poker je totiž matematicky mnohem náročnější než šachy, partie navíc častokrát končí kvůli sázkám a strategii dříve, než se vůbec ukážou karty, velkou roli hraje "lidský" prvek. I ten dokázal tým kolem Moravčíka, Schmida a Lisého do svého programu částečně implementovat. Vyvinuli velmi inteligentní algoritmus a zaznamenali s ním světový úspěch. Psalo se o nich ve všech velkých médiích včetně nejprestižnějšího vědeckého časopisu Science.

Každý z nás někdy hrál nějakou hru "proti počítači". A třeba taky prohrál, stejně jako pokeroví hráči s vaším Deepstackem. V čem je váš objev tak ojedinělý?

Lisý: V porovnání s počítačovými hrami naše umělá inteligence vlastně není pro zábavu. Ta, která je ve hrách, "podvádí", protože má dost informací, a jejím úkolem je často hrát s hráčem, zabavit ho. I když třeba "simuluje", že je nepřítel, nakonec padne. Kdežto my jsme umělou inteligenci vytvořili korektně. DeepStack se snaží hrát optimálně a naplno. Snaží se vyřešit matematický problém tak, aby byl neporazitelný.

Poker je jedinečný v tom, že kromě matematiky potřebujete i intuici, čtení hry a hráčů, prostě emocionální záležitosti, které počítač nemá. Přesto váš program umí blufovat, tedy vlastně lhát, umí číst hráče. Jak to?

Moravčík: Jedna z věcí, k nimž musíte při pokeru program donutit, je uvažovat nejen nad kartami, které máte v ruce, ale i nad kartami, které nevidíte. V tom jsou šachy jednodušší. Je tam mnohem méně neúplných informací. Všechny předešlé programy si předem vytvořily tabulku. A když hrály, nerozmýšlely se tak jako ten náš, ale vybíraly přednastavené akce z tabulky. Jenže ta musela být o mnoho řádů menší než počet možných situací v pokeru. Takže počítač mohl přečíst každý lepší hráč. Náš počítač ale skutečně přemýšlí. Je to relativně podobné, jako když přemýšlí pokerový hráč. I on musí používat matematiku, ale kvůli časové tísni nemůže provádět přesné výpočty, a tak do toho přidává intuici.

Takže to shrnu - vy jste udělali algoritmus. Ten naučil počítač intuitivně a kreativně přemýšlet nad možnými řešeními. Má "mozek" a nějak se chová.

Lisý: No, to je přehnané, i když v principu asi mohu souhlasit. V pokeru je víc možných situací než počet atomů ve vesmíru. My jsme našemu programu ukázali řešení jen několik milionů. A on si z toho musel vzít zkušenost. A když jsme mu pak ukázali situaci, kterou předtím neřešil, dokázal ji vyřešit právě díky zkušenosti z toho milionového vzorku.

Už míříme směrem do mé oblíbené sci-fisféry. Tedy taková ta klasická apokalyptická vize budoucnosti: Počítač nabírá zkušenosti, je chytřejší a chytřejší, učí se a nakonec zjistí, že člověka nepotřebuje.

Schmid: Myslím, že k tomu, aby počítač nabyl vědomí, jsme ještě šíleně daleko. To, že počítač umí porazit člověka v pokeru, je samozřejmě velký úspěch. Ale vezměte si, že dostat se od šachů k pokeru trvalo dvacet let. A poker, i když je matematicky o dost složitější, má pořád pevná pravidla. Za naší prací není magie, nějaké "vědomí" počítače. Je to prostě jen pěkný algoritmus, který publikoval i časopis Science. Opravdu si nemyslím, že nás v nejbližší době zotročí roboti. Ty predikce, že to tady bude za pět, deset, dvanáct let, jsou nesmyslné. Já se toho určitě nedožiju. Pokud to někdy přijde, tak to budou staletí.

Citujme Elona Muska, jednoho z nejslavnějších vizionářů současnosti: "Počítače by mohly dospět k názoru, že zbavit se nevyžádané pošty znamená zbavit se lidí, jejího zdroje."

(Všichni se smějí.)

Přijde vám to přehnané? Přidám ještě Stephena Hawkinga: "Primitivní formy umělé inteligence se už ukázaly jako velice užitečné. Ale myslím, že vývoj plně umělé inteligence by mohl znamenat zkázu lidstva."

Moravčík: Když se podíváme na ty katastrofi cké předpovědi, je zajímavé, že vycházejí z úst Muska, Hawkinga nebo Billa Gatese. Tito tři lidé mají společné to, že nedělají v této věci vůbec žádný výzkum.

Nerozumějí tomu?

Moravčík: Není to jejich obor. Lisý: Víte, je to jako kouzelnické triky. Když se na ně díváte jako divák z publika, vypadají všechny magicky a záhadně. Ale když jste kouzelník a rozumíte tomu, co děláte, pak víte, že to je vlastně jen jednoduchý trik, jednoduchý mechanismus, který jen zdokonalujete. K tomu, aby umělá inteligence začala žít sama za sebe, je prostě hrozně daleko. Schmid: Přesně. Náš DeepStack je navíc pořád "primitivní" umělá inteligence. Je to sice velmi pokročilý algoritmus, který stojí na dvaceti letech výzkumu v této oblasti a přináší revoluční myšlenky, ale jak jsme říkali - umí jen řešit hry. Jenže kávu vám neuvaří a pro noviny nedojde. Je to velmi specifický algoritmus.
Lisý: Dokážu si představit, že za deset let budeme mít třeba osobního asistenta v telefonu - to, o co se teď snaží Siri (speciální hlasová aplikace společnosti Apple, pozn. red.), ale bude to skutečně dobré. Promluvíte si s ním, bude vám všechno rozumět, pozná vás, doporučí, jaké restaurace navštívit, naplánuje cestu, přesune schůzku, ale nic výrazně jiného... Schmid: A pak je tu samozřejmě automatizace, která tady byla vždycky, teď je další vlna, průmyslová revoluce 4.0. Z krátkodobého hlediska může být pro lidi nepříjemná - když někdo dělá do padesáti v uranovém dole a pak ho nahradí stroj, je jasné, že se hned nerekvalifikuje na softwarového inženýra, ale z dlouhodobého hlediska to samozřejmě dobré je. Dnes už také nikdo nekope brambory na poli...

V jedné z předchozích odpovědí jste řekli zajímavou věc: Je to "jen pěkný algoritmus". Ale nedá se vlastně celý svět, celý náš život matematicky rozložit a přetavit do "pěkného algoritmu"?

Lisý: Pokud je jasný problém, umělá inteligence ho umí řešit. Ale neví si rady s problémy obecnými. Tam jsme stále velmi, velmi slabí. Potřebujeme strašné množství velmi specifických dat. A já opravdu nevidím způsob, jakým by se to v následujících dvaceti letech mohlo zásadně posunout. Moravčík: Zdravý selský rozum, common sense. To je nejdůležitější věc, která umělé inteligenci chybí. Třeba při strojovém překladu, který známe například z překladače Googlu - počítač dokáže přeložit slova, napsat je gramaticky správně, ale nechápe, co je za tím. Protože nemá selský rozum, nevidí smysl, takže při překládání samozřejmě dělá chyby. Schmid: Jde o zkušenost s lidským světem. A tu umělá inteligence vlastně nemá.

Mimochodem, vy hrajete poker - myslím o peníze?

Všichni: Ne, ne.

Máte na to přece mozky. Vojtěch Růžička, bývalý "matfyzák", nedávno v Las Vegas vyhrál v pokeru 50 milionů korun. A vy jste navíc vytvořili dokonalého "hráče". Proč si tím nepřivyděláváte?

Schmid: Nikdo z toho týmu, který dělal DeepStack, není dobrý pokerový hráč. Nás to zajímá jako matematický problém. My se problémům počítačového pokeru věnujeme už osm let. Po šachách to byla velká výzva. To, že umíme dělat pokerové programy, neznamená, že poker umíme hrát.

Ale umíte si to spočítat. A když jste vytvořili takhle dokonalý program, očividně dobře umíte i tu hru, ne?

Schmid: Z toho programu vypadne jen hromada čísel... Moravčík: Ono je to podobné jako při klasických sportech - můžete perfektně zvládat teorii, ale praxe je pak úplně jiná. Lisý: A také máme jinou motivaci. Mě by nebavilo hrát poker. Baví mě celý den přemýšlet nad matematickým problémem, ale celý den sedět za stolem a hrát on-line poker, to je řehole. Každý den, osm hodin, regulérní zaměstnání. A navíc je hra těžší a těžší, protože přibývá dobrých hráčů. Moravčík: A ta práce je opravdu velmi mechanická, hrajete celý den, třeba na šesti stolech, a klikáte, klikáte, klikáte. Nuda.

Co vám tenhle úspěch přinese? Peníze?

Schmid: Pro všechny zúčastněné univerzity to budou větší peníze z grantů a státních penězovodů. I díky tomu, že náš výzkum publikoval časopis Science, což u nás opravdu není běžná věc. Dokonce je to první česká vědecká práce z informatiky, kterou Science otiskl. A nám jednotlivě to otvírá dveře. Lisý: Buduje reputaci. Schmid: Konkrétní případ se nám stal nedávno v San Franciscu, kde jsme DeepStack prezentovali na konferenci. Jeden z lidí, kteří se na to přišli mrknout, byl Murray Campbell, což je člověk, jenž stál za Deep Blue - to je ten program, který v roce 1997 jako první porazil v šachách velmistra Garryho Kasparova, což byla naprosto přelomová událost. Takže příští týden letíme do IBM v New Yorku. Chtějí nás přemlouvat, abychom tam zůstali a něco pro ně dělali.

A zůstanete?

Schmid: Uvidíme, co nám nabídnou.

Je to ekonomicky jiný svět, že?

Schmid: Ekonomicky ano, zároveň si ale myslím, že česká věda je na tom hodně dobře. A Praha je super město na dělání vědy. Moravčík: My s Martinem Schmidem to máme jinak napůl, jsme také zaměstnanci IBM v České republice. Tam jsme se naučili část know-how. A šéf nám vyšel vstříc, když jsme za ním přišli s tím, že kvůli DeepStacku potřebujeme na rok dovolenou. Schmid: Dostali jsme na cestu i nějakou flašku. IBM pak výzkum i finančně podpořil.

Máte dokonalý pokerový program. Dá se ale nějak využít pro "normální lidi", pro život?

Lisý: Jak jsem již řekl - ten problém musí být dobře specifikovaný. Pravidla pokeru se dají popsat na půl stránky o velikosti A4. Pokud dokážete napsat pravidla problému takovýmto způsobem, pak se to dá. Jedna ze zkoušených aplikací byla třeba na dávkování inzulinu. Jeden hráč - člověk - chce dávkovat inzulin a druhý - tělo - se to snaží kazit. Teorie her pak umožňuje hledat strategie, které se snaží udržet hladinu inzulinu v potřebných normách, i když se to hráč - tělo - snaží komplikovat. Moravčík: My jsme ten program neučili, jak hrát poker. Jen jsme mu vysvětlili pravidla a on se pak hru naučil vyřešit. A totéž dokáže, pokud mu dobře definujeme nějakou jinou "hru" dvou hráčů. Ty aplikace jsou nové a ještě hodně nedokonalé, už se ale začínají využívat v praxi - například v Americe se teorie her používá při kontrolách na letištích, vyžívá ho pobřežní stráž, jedna aplikace byla na ochranu divokých zvířat... Lisý: Taková pěkná aplikace, která se mně líbí, je kontrola lístků. Máte revizora a máte černé pasažéry. Berete je zase jako dva hráče, jimž optimalizujete kritéria. Cílem aplikace je naplánovat tomu revizorovi cestu skrze pasažéry tak, aby byla co nejefektivnější, protože samozřejmě nemůže být všude. On musí dostatečně často být na různých místech, stejně jako vy musíte dostatečně často hrát s různě silnými kartami. Taková aplikace už byla testována v Los Angeles, revizoři běhali s mobily a aplikace jim radila: Teď nastupte na tento vlak, do tohoto vagonu, protože tam je dle algoritmu největší výskyt černých pasažérů. Jeďte patnáct minut, pak vystupte na té a té zastávce a nastupte zase do toho a toho vlaku...

Neuvěřitelné. Jdou po vás teď na ČVUT a matfyzu víc holky, jste celebrity?

Moravčík: Ne, to mi ani nepřijde... Lisý: Přibylo lajků na Facebooku, ale jinak je to úspěch jako každý jiný, lidé pogratulují a jde se dál.

Baví vás seriál Teorie velkého třesku? Jste vlastně takoví čeští Sheldonové Cooperové...

Moravčík: My nejsme teoretičtí fyzici!

Nechtěl jsem vás urazit...

Moravčík (směje se): Díval jsem se na první tři série a celkem mě to bavilo. Ale myslím, že tam měli z fyzikálního hlediska celkem dobré věci, poradce jim dělal nějaký fyzik. Takže tam mají několik insiderských vtípků, které běžný divák nemůže pochopit, to se mi líbilo.

A jste taky jako Sheldon trochu autisté?

Lisý: To musejí posoudit jiní. Moravčík: Ale asi trochu ano.