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AlphaZero

AlphaZero

2017 wurde die Schachwelt bis ins Mark erschüttert, denn die bis dahin stärkste Schach Engine der Welt, Stockfish, wurde in einem einseitigen Duell regelrecht vom Brett gefegt. Sie wurde aber nicht von einem Menschen, sondern von einem unbekannten Computerprogramm, das von einer anderen Welt zu sein schien, besiegt: AlphaZero

In diesem Artikel wollen wir uns AlphaZero etwas genauer ansehen:


Was ist AlphaZero?

AlphaZero wurde vom Forschungsunternehmen für künstliche Intelligenz DeepMind, das zum Google-Konzern gehört, entwickelt. Es ist ein Computerprogramm, das ein praktisch undenkbares Spielniveau erreicht hat, indem es seine neuronalen Netzwerke nur durch selbstständiges Lernen und intensives Spielen gegen sich selbst trainiert hat. Mit anderen Worten ausgedrückt wurden dem Programm nur die Schachregeln erklärt und dann hat es viele Millionen Mal gegen sich selbst gespielt (laut DeepMind 44 Millionen Partien in den ersten neun Stunden).

AlphaZero verwendet seine neuronalen Netzwerke, um äußerst fortschrittliche Auswertungen von Stellungen vorzunehmen. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, über 70 Millionen Stellungen pro Sekunde zu berechnen, wie dies bei Stockfish der Fall ist. Laut DeepMind erreichte AlphaZero bereits nach 4 Stunden die erforderliche Stärke, um Stockfish zu besiegen.

AlphaZero chess
Das Logo von DeepMind. Bild: deepmind.com.

AlphaZero läuft auf einer speziellen Hardware, die einige als "Google Supercomputer" bezeichnet haben. DeepMind hat aber inzwischen klargestellt, dass AlphaZero beim Duell gegen Stockfish nur auf vier Tensor-Prozessoren (TPUs) lief.

Im Dezember 2017 veröffentlichte DeepMind eine Forschungsarbeit, in der behauptet wurde, dass AlphaZero Stockfish in einem Duell über 100 Partien besiegt hat. Danach hat AlphaZero auch ein zweites Duell gegen Stockfish, das über 1000 Partien ging, gewonnen. Die Ergebnisse wurden Ende 2018 veröffentlicht.

AlphaZero stockfish chess
Das Duell von AlphaZero gegen Stockfish hat die Schachwelt verändert.

Leider ist AlphaZero der Öffentlichkeit nicht zugänglich. Die Ergebnisse aus dem Duell mit Stockfish haben aber dazu geführt, dass mehrere Open-Source-Projekte für Schachprogramme mit neuronalen Netzwerken ins Leben gerufen wurden. Leela Chess Zero, Leelenstein, Alliestein und andere versuchen nun, den Lern- und Spielstil von AlphaZero nachzuahmen. Sogar Stockfish, der Brute-Force-König der konventionellen Schach Engines, hat seinem Programm neuronale Netzwerke hinzugefügt.

Im Jahr 2020 befassten sich die Entwickler von DeepMind und AlphaZero mit verschiedenen Schachvarianten. Wenn DeepMind und das AlphaZero-Team sprechen, hört die Schachwelt zu!

Von dem Moment an, als AlphaZero die Schachszene betreten hat, hat es das Schach verändert. Aufgrund von AlphaZero ist eine ganze neue Generation von Schach-Engines mit neuronalen Netzwerken entstanden. Es hat aber auch zu verschiedenen Schachvarianten beigetragen hat und durch seine außerirdischen Partien begeistert.

AlphaZeros Errungenschaften

Wie bereits erwähnt, besiegte AlphaZero im Dezember 2017 in einem einseitigen Duell über 100 Partien die stärkste Schach-Engine der Welt, Stockfish (28 Siege, 72 Remis und keine einzige Niederlage). Es wurden zwar nur 10 Partien aus diesem Duell veröffentlicht, aber die Reaktion der Schachwelt war trotzdem grenzenloses Staunen. GM Peter Heine Nielsen verglich die Analyse dieser Partien mit dem Landen einer überlegenen Spezies auf der Erde, die uns zeigt, wie man richtig Schach spielt:

Andere Großmeister wie die Schachlegende Garry Kasparov teilten Nielsens Meinung. Kasparov sagte zu Chess.com, "Das ist eine bemerkenswerte Errungenschaft.... Es kommt den 'Type B Computern' nahe, von denen schon Claude Shannon und Alan Turing träumten und entfernt sich von roher Gewalt durch Rechenleistung."

Andere jedoch stellten die Ergebnisse infrage, da im ersten Duell eine unterschiedliche Hardware verwendet worden war. Einige fanden es auch unfair, dass Stockfish seine Eröffnungsdatenbank und seine Endspiel-Tablebases nicht verwenden durfte.

GM Hikaru Nakamura sagte: "Ich schenke den Ergebnissen nicht allzu viel Glaubwürdigkeit, weil, so wie ich es verstanden habe, AlphaZero auf einem Google-Supercomputer lief und Stockfish im Grunde genommen auf meinem Laptop."

AlphaZero chess
Nakamura hegt am Ergebnis des Duells zwischen AlphaZero und Stockfish einige Zweifel. Foto: Maria Emelianova/Chess.com.

Ungefähr ein Jahr nach dem ersten Duell veröffentlichte DeepMind eine neue Forschungsarbeit, die besagte, dass eine aktualisierte Version von AlphaZero Stockfish in einem Duell über 1000 Partien erneut besiegt hat. Dieses Mal wurde die aktuellste Version von Stockfish (damals Version 9) verwendet, Stockfish konnte in vielen Partien seine starke Eröffnungsdatenbank verwenden, die Bedenkzeit wurde angepasst (wobei Stockfish große Zeitvorteile hatte) und Stockfish lief auf der gleichen Art von Hardware wie bei der Computerschach-Weltmeisterschaft (TCEC).

Am Ergebnis änderte das aber nicht viel: AlphaZero besiegte Stockfish mit 155 Siegen, 839 Remis und 6 Niederlagen.

AlphaZero und Schachvarianten

In den Jahren 2019 und 2020 durfte GM Vladimir Kramnik einige Zeit mit AlphaZero und dem DeepMind-Team verbringen, um verschiedene Schachvarianten zu erkunden. Gemeinsam mit DeepMind schrieb er einen Artikel über die Erforschung neuer Schachvarianten, einschließlich einer Variante, bei der Bauern auch seitwärts ziehen dürfen, Schach ohne Rochade und Torpedoschach. (Beim Torpedoschach kann ein Bauer bei jedem Zug wahlweise ein oder zwei Felder nach vorne ziehen und en passant Schlagen ist auf dem ganzen Feld möglich.)

Im September 2020 veranstaltete Chess.com eine Diskussionsrunde mit Kramnik und Mitgliedern des DeepMind-Teams, in der die verschiedenen Schachvarianten und auch andere Themen besprochen wurden. Das vollständige Video kannst Du Dir hier ansehen:

Viele dieser Schachvarianten (und noch einige mehr) kannst Du auch auf Chess.com spielen. Dieser Artikel beschreibt die neuen Schachvarianten und wie man sie spielt. Wenn Du eine dieser Varianten direkt ausprobieren möchten, musst Du einfach nur zu Chess.com/de/variants gehen oder zu ziehst Deine Maus im Menü links über "Spielen" und klickst dann auf "Varianten":


Auf Chess.com kannst Du die neuen Schachvarianten selbst ausprobieren.

Nachdem Du auf "Varianten" geklickt hast, werden Dir alle Schachvarianten angezeigt. Jetzt musst Du nur noch eine Variante auswählen und auf "Spielen" klicken!

AlphaZero chess
Die neue Seite mit Schachvarianten auf Chess.com.

AlphaZeros Partien

In diesem Beispiel sehen wir etwas von der Magie, mit der AlphaZero die Welt schockiert hat. AlphaZero opfert bereits in der Eröffnung einen Bauern und greift sofort an. Nach dem Zug 19...Kxh6 hat Stockfish zwar eine Figur mehr, aber sein König steht nicht sicher und der gesamte Damenflügel ist noch nicht entwickelt:

AlphaZero chess engine
Stockfish hat zwar eine Mehrfigur, aber sein König steht nicht sicher und der gesamte Damenflügel ist noch nicht entwickelt.

AlphaZero hält den Druck aufrecht, aber was seine Kompensation für die geopferte Figur sein soll, ist uns sterblichen weiterhin ein Rätsel. Erst im Nachhinein werden wir feststellen, dass ein paar Figuren von Schwarz (insbesondere der Turm auf a8 und der Springer auf b8) niemals wirklich in die Partie eingreifen werden. Nach dem Zug 36.De6 verstehen dann auch wir Menschen, dass AlphaZero klar am Gewinnen ist:

Das zweite Beispiel stammt aus dem zweiten Duell. Diesmal spielt AlphaZero positionell und foltert Stockfish nach dem Zug 45.Lxe4 im Endspiel mit seinem Läuferpaar. Hier ist die komplette Partie:

In diesem Video erklärt Großmeister Robert Hess diese fantastische Partie sehr ausführlich:

Fazit

Du weißt jetzt, was AlphaZero ist, wie das Programm die Schachwelt verändert hat und vieles mehr. Wenn es Dich interessiert und wenn Du Englisch sprichst, kannst Du Dir ja noch diese Serie von Videolektionen des Internationalen Meisters Danny Rensch von Chess.com über die Partien von AlphaZero ansehen.

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