Xadrez: Termômetro da IA

“Só existem 10 tipos de pessoas: as que entendem sistema binário e as que não entendem.”

O problema da IA é a quantidade gigante de artigos que começam com “o problema da IA é” que estão sendo publicados ultimamente. Neste post, veremos que, mesmo que o impacto da IA ainda não esteja totalmente claro em todos os setores da sociedade, o estudo da evolução histórica dos programas de computador que jogam xadrez pode lançar luz sobre essa questão.

A primeira máquina capaz de jogar xadrez foi o Turco, lançado no século XVIII pelo aristocrata húngaro Wolfgang von Kempelen. Mas, na verdade, não se tratava de um autômato real, pois seus movimentos eram controlados (utilizando um sistema de ímãs e alavancas) por uma pessoa que se escondia dentro de seu gabinete, atrás de um conjunto de engrenagens falso.

O Turco, com a visão de dentro do gabinete

Para falarmos sobre máquinas reais que jogavam xadrez, precisamos dar um salto significativo no tempo. Em 1912, o engenheiro espanhol Leonardo Quevedo lançou o El Ajedrecista, um autômato real, de funcionamento eletromecânico, capaz de jogar finais simples. Foi uma invenção incrivelmente avançada para a época.

Gonzalo, filho de Quevedo, mostra o El Ajedrecista para o engenheiro americano Norbert Wiener

Já no meio do século XX, o desenvolvimento de computadores foi catalisado pela Segunda Guerra Mundial, com o interesse bélico na decifração de mensagens criptografadas. Foi nesse cenário que Alan Turing montou a famosa Bomba. Caso você não tenha assistido o filme O Jogo da Imitação e esteja se perguntando, “Bomba” não foi um nome pouco criativo dado a um novo armamento, mas sim o nome com que Turing batizou a máquina eletromecânica que ele criou para decifrar as mensagens que os militares alemães transformavam em código utilizando a máquina deles, a Enigma.

A Bomba Eletromecânica de Alan Turing

De acordo com estudiosos, a Bomba, ao permitir a leitura de mensagens codificadas, revelando segredos militares, foi responsável por acelerar o fim da Segunda Guerra em vários anos, salvando milhões de vidas.

Além de gênio da engenharia, Turing também foi um entusiasta do xadrez. Ele desenvolveu um programa teórico de xadrez, conhecido como Turochamp. Este consistia em um conjunto de instruções para decidir o próximo lance a ser jogado, começando pela abertura. Ele exigia uma capacidade computacional elevada, que as tecnologias da época não eram suficientes para implementar. Mesmo assim, Turing aplicou seu programa, fazendo ele mesmo os cálculos envolvidos (com o auxílio de uma tecnologia ultrasofisticada, o papel e o lápis) para jogar uma partida contra seu colega, Alick Glennie. Veja abaixo como foi a partida.

O próximo grande marco dos programas/das máquinas que jogam xadrez veio em 1950, com a confecção de uma máquina capaz de, assim como o Ajedrecista, jogar alguns finais. O autor do invento foi Claude Shannon, o pai da Teoria da Informação. Antes disso, Shannon publicou um artigo, Programming a Computer for Playing Chess, explicando como seria a construção de um computador que jogasse xadrez.

Claude Shannon exibe sua máquina para o enxadrista e autor Edward Lasker

Na mesma época, a teoria também continuava avançando. S Ulam e P. Stein, do Laboratório de Los Alamos (mais famoso por uma outra invenção), produziram um novo programa, baseado na busca por dois fatores apenas: ganho material e aumento de mobilidade. Assim como o Turochamp, o programa de Ulam e Stein analisava todos os lances legais de uma dada posição para decidir o próximo lance, sempre escolhendo aquele que maximizasse os dois fatores mencionados. Ele foi instalado no computador MANIAC I, com capacidade de prever dois lances à frente.

O Maniac I. © LANL

Mas a necessidade de analisar todos os lances legais de uma posição para calcular qual o melhor próximo lance era um problema, pois exigia uma quantidade de cálculos que os computadores da época demorariam um intervalo de tempo proibitivo para concluir. Isso é uma característica dos computadores que difere dos humanos. Diante de uma posição no tabuleiro, um jogador experiente descarta imediatamente de sua análise a maioria dos lances legais, por serem obviamente ruins, o que diminui drasticamente a quantidade de linhas a analisar. Para os computadores, uma solução veio com Alexander Bernstein, da IBM, que inventou uma pré-análise, com oito questões, para o computador executar, antes de começar a calcular qualquer variante.

A primeira questão era se o Rei está em xeque. Se sim, o computador analisaria apenas os lances que tiram o rei do xeque. A próxima questão era se alguma peça estava sendo atacada. Se sim, o computador analisaria se a peça podia ser deixada ali, ou se seria melhor movê-la. E assim por diante.

Foi a mesma IBM que lançou o Deep Blue, o computador que jogou contra Kasparov. O primeiro match, em 1996, foi vencido por Kaspa, por 4 a 2; e o segundo, no ano seguinte, foi faturado pelo Deep Blue (que havia passado por aprimoramentos), por 3.5 a 2.5. Foi a primeira vez que um computador venceu um match contra um campeão mundial.

Deep Blue. © Jim Gadner

Antes disso, em 1988, o Deep Thought, desenhado por Feng-hsiung Hsu (o mesmo pesquisador que, anos depois, projetou o Deep Blue), se tornou o primeiro computador a vencer uma partida contra um grande mestre, no caso, Bent Larsen.

Em 2008, a primeira versão do Stockfish foi lançada. Esse software se tornou uma referência para as engines (motores) de xadrez, recebendo várias novas versões, cada vez mais fortes.

Em 2017, uma empresa do Google lançou o Alpha Zero. Em vez de calcular por força bruta, como o Stockfish, o Alpha Zero investe numa metodologia mais qualitativa, com um algoritmo de análise que procura pelos padrões que conduzem a vantagens no jogo. Tudo isso com o mínimo de intervenção humana.

Como expectativa para os próximos capítulos dessa história, está o desenvolvimento da computação quântica, com sua velocidade sem precedentes e sua capacidade de processamento simultâneo de informações. De que modo ela, quando se estabilizar, irá impactar o xadrez, é algo que aguardaremos para assistir.

Fonte: História do Xadrez, de Edward Lasker.