新AlphaGo首度揭秘:单机运行,4个TPU,算法更强(专访+演讲)

简介:
本文来自AI新媒体量子位(QbitAI)

到底是谁击败了柯洁?

答案似乎显而易见。但量子位之所以问这个问题,是因为如今击败柯洁的AlphaGo,与去年击败李世乭的AlphaGo,有着本质的区别。

DeepMind把AlphaGo粗略分成几个版本:

  • 第一代,是击败樊麾的AlphaGo Fan。与Zen/Crazy Stone等之前的围棋软件相比,棋力要高出4子。
  • 第二代,是击败李世乭的AlphaGo Lee。与上一代相比,棋力高出3子。
  • 第三代,是柯洁如今的对手,也是年初60连胜的:AlphaGo Master。相比于击败李世乭的版本,棋力又再次提升3子。

需要强调的是,AlphaGo Lee和AlphaGo Master有着根本不同。不同在哪里,今天DeepMind创始人兼CEO哈萨比斯(Demis Hassabis),AlphaGo团队负责人席尔瓦(Dave Silver)联手首度揭开新版AlphaGo的秘密。

量子位这一篇推送的内容,整理自哈萨比斯、席尔瓦今日上午的主题演讲,还有今日午间量子位对这两位DeepMind核心人物的专访。

单TPU运算,更强的策略/价值网络

首先用数据说话。

AlphaGo Lee

  • 运行于谷歌云,耗用50个TPU进行计算
  • 每次搜索计算后续50步,计算速度为10000个位置/秒
  • 2016年在首尔击败李世乭

作为对比,20年前击败卡斯帕罗夫的IBM深蓝,可以搜索计算一亿个位置。席尔瓦表示,AlphaGo并不需要搜索那么多位置。

AlphaGo Master

  • 运行于谷歌云,但只用一个TPU机器
  • 自学成才,AlphaGo自我对弈提高棋力
  • 拥有更强大的策略/价值网络

由于应用了更高效的算法,这次和柯洁对战的AlphaGo Master,运算量只有上一代AlphaGo Lee的十分之一。所以单个TPU机器足以支撑。

AlphaGo团队的黄士杰博士也在朋友圈表示,最新的AlphaGo可以被称为单机版。而上一代AlphaGo使用了分布式计算。

在会后接受量子位采访时,席尔瓦证实此次AlphaGo仍然使用了第一代TPU,而不是前不久公布的第二代。

另外席尔瓦澄清说:“今年升级版的AlphaGo是在单机上运行的,它的物理服务器上部署了4个TPU”。

显然PPT有个小小的误导。

如果你想更进一步了解TPU,这里有几篇量子位的报道推荐:

回到AlphaGo,可能你也注意到了,这个新版本的围棋AI有了更强大的策略/价值网络。下面围绕这一点继续解密。

 席尔瓦

AlphaGo的算法

为了讲清楚新的策略/价值网络强在哪里,还是应该首先介绍一下AlphaGo的算法如何构成。席尔瓦介绍,量子位搬运如下。

当初DeepMind团队,之所以选择围棋方向进行研究,一个重要的原因在于围棋是构建和理解运算的最佳试验台,而且围棋的复杂性远超国际象棋,这让电脑无法通过深蓝一样的暴力穷举方式破解围棋的奥秘。

击败李世乭的AlphaGo,核心是一个卷积神经网络。DeepMind团队希望AlphaGo最终能够理解围棋,形成全局观。席尔瓦表示,AlphaGo Lee由12层神经网络构成,而AlphaGo Master有40层神经网络。

这些神经网络进一步细分为两个功能网络:

  • 策略网络(policy network)
  • 价值网络(value network)

在这两个网络的训练中,使用了监督学习和强化学习两种方式。

首先基于人类的专家库数据,对策略网络的上百万参数进行调整。调整的目标,是让策略网络在相同的情况下,能够达到人类围棋高手的水平:下出同样的一步棋。

然后是强化学习,让人工智能进行自我博弈,这一训练结束后,就形成了价值网络,这被用于对未来的棋局输赢进行预测,在不同的下法中作出优劣判断。

通过策略网络,可以降低搜索的宽度,减少候选项,收缩复杂性。而且不会让AlphaGo下出疯狂不靠谱的步骤。

另一方面,通过价值网络减少深度,当AlphaGo计算到一定的深度,就会停止。AlphaGo不需要一直穷尽到最后。

把这个两个结合起来,就是AlphaGo的树搜索。通过策略网络选出几个可能的路径,然后对这些路径进行评估,最后把结果提交给树顶。这个过程重复几百上千次,最后AlphaGo得出赢棋概率最高的一步。

新策略/价值网络如何炼成

那么新的新策略/价值网络,到底强在哪里?

AlphaGo Master这次成了自己的老师,用席尔瓦的话说,这位围棋AI是自学成才。它从自我对弈的棋局里进行学习,积累了最好的训练数据。“上一代AlphaGo成为下一代的老师”席尔瓦形容道。

通过AlphaGo的自我博弈,不断吸取经验、提高棋力,这一次AlphaGo用自我对弈训练出的策略网络,可以做到不需要更多运算,直接给出下一步的决策。

这种改变明显减少了对计算力的需求。

另一个价值网络,也是基于AlphaGo的自我对弈进行训练,通过对弈后的复盘,价值网络能够学到哪一步是关键所在。通过高质量的自我对弈,训练价值网络预测哪一步更重要。

席尔瓦表示:“在任何一步,AlphaGo都会准确预测如何能赢”。

这个过程不断反复迭代,最终打造了一个更强大的AlphaGo。自我博弈,带来数据质量的提高,从而推动了AlphaGo的快速提升。

如此前一样,DeepMind证实也会公布这一代AlphaGo的相关论文。更多的细节,我们可以期待Deepm稍后的发布。

攻克智能,解决问题

AlphaGo来自DeepMind。2010年DeepMind在伦敦成立,目前有500名员工,其中一半是科学家。哈萨比斯说,DeepMind要把人工智能科学家、数据和计算力结合在一起,推动人工智能的发展。

 哈萨比斯

这家公司的愿景:第一是攻克智能。第二是用智能解决所有问题。

换句话说,DeepMind的目标是构建通用人工智能。所谓通用人工智能,首先AI具备学习的能力,其次能举一反三,执行各种不同的任务。如何抵达这个目标?哈萨比斯说有两个工具:深度学习、强化学习。

AlphaGo就是深度学习和强化学习的结合。AlphaGo也是DeepMind迈向通用人工智能目标的一步,尽管现在它更多的专注于围棋领域。

哈萨比斯表示,希望通过AlphaGo的研究,让机器获得直觉和创造力。

这里所谓的直觉,是通过体验直接获得的初步感知。无法表达出来,可通过行为确认其存在和正误。

而创造力,是通过组合已有知识产生新颖或独特想法的能力。AlphaGo显然已展示出了这些能力,尽管领域有限。

“未来能够看到人机结合的巨大力量,人类智慧将被人工智能放大。”哈萨比斯说。目前AlphaGo的技术已经被用于数据中心,能节约15%的电能;另外也能被用于材料、医疗、智能手机和教育等领域。

尽管已经连战连捷,AlphaGo仍然有继续探索的空间。哈萨比斯和DeepMind仍然想在围棋领域继续追问:我们离最优解还有多远?怎样才是完美棋局?

当今社会已有越来越多的数据产生,然而人类往往无法通过这些数据了解全局的变化,在这种情况下人工智能有可能推动科研继续进步。

一切正如国际象棋棋王卡斯帕罗夫所说:

“深蓝已经结束,AlphaGo才刚开始。”

专访全文


 哈萨比斯、席尔瓦接受量子位等专访

提问:在Master已经对包括柯洁在内的人类棋手60连胜之后,举办这场比赛的意义在哪里?

哈萨比斯:Master在网上下的都是快棋,人类棋手在下棋时时间控制得可能不会太精准,人类棋手在网上的注意力也不一定完全集中,因此我们仍然需要跟柯洁进行对弈来对AlphaGo进行测试。

同时,通过这些网上的对弈,第一,是希望测试一下AlphaGo的系统;第二,也是希望为围棋界提供一些新的想法和思路,给柯洁一定备战的时间,也为他提供一些分析AlphaGo打法的素材。

提问:关于AlphaGo的行业应用,有哪些您比较看好?今后Deepmind会不会在中国开展一些行业应用?

哈萨比斯:首先,AlphaGo背后的支撑技术相当多,目前在其他领域的应用还在早期探索阶段。我上午谈到的一些应用,只是AlphaGo围棋可能应用中的一小部分。在未来,我们肯定会将AlphaGo的技术在Google领域的应用,也许在中国也会有相应的业务。

提问:AlphaGo是否已经实现了无监督学习?它是否在向着强人工智能迈进?

席尔瓦:首先,AlphaGo使用的是增强学习的方法。我们只能说,AlphaGo在某一特定领域实现了自己的直觉和意识——这和我们所说的人类通过直接训练产生的意识可能有很大不同。因为它并非这种人类意识,因此有机会被应用到其他领域,不仅限于围棋。

提问:Hassabis先生上午提到,人工智能必须要被正确应用。那么这种“正确”包括哪些原则?

哈萨比斯:两个层面。第一,AI必须造福人类,应该用于类似科学、制药这类帮助人类的领域,而不能用于一些不好的事情,比如研发武器;第二,AI不能只为少数公司或个人所使用、,它应该是全人类共享的。

提问:上午的演讲中两位提到,这一代AlphaGo只需要一个TPU进行运算,而上一代和李世石对战时的AlphaGo则部署了50个TPU;但这代系统所需的计算量只是上一代的十分之一。为什么会出现这种比例上的差距?

席尔瓦:我来澄清一下。今年升级版的AlphaGo是在单机上运行的,它的物理服务器上部署了4个TPU。

提问:为什么AlphaGo下棋是匀速的?

席尔瓦:我们在对AlphaGo训练时就已经发现,它在对弈时进行的计算是持续的、稳定的,在总共的比赛过程中,它的计算量是恒定的。我们为AlphaGo制定了一种求稳的时间控制策略,也就是最大限度地利用自己的比赛时间,如果要将比赛时间的利用率最大化,匀速当然是最好的。


 穆斯塔法等接受量子位等专访

提问:围棋相对简单,AI在现实中应用,有哪些阻碍?

穆斯塔法:我们对此有过深入思考,DeepMind创立的使命中指出,我们要打造通用型的人工智能技术,并接受相应的监督监管。此前我们和众多的机构共同成立AI联盟,以遵循伦理和安全的方式,进行算法的开发。

提问:技术落地过程中,如何避免侵犯隐私?

穆斯塔法:新技术的部署应用过程中,确实出现了跟监督监管机制不匹配的情况,现在科技的力量已经非常强大,在这种情况下,技术快速发展。所谓的数字化技术或设备进行平衡,是我们不断推进的事情。

我们希望加强医生患者对技术的信任,第一是展示临床使用的效果,第二我们一开始就公开表示,系统处理的数据,完全在监管范围之内,不会应用到其他业务之中。

提问:DeepMind目前是什么结构?

穆斯塔法:DeepMind分为两个结构,哈萨比斯负责研发,我负责商业应用。应用又分成三个组:1、Google组 2、医疗组,和英国NHS合作 3、马上要成立的能源组。我们希望与专家合作,获取必要的数据。

我们和Google不同部门合作,有不同的形式。

提问:为什么先把AI应用在医疗领域?而不是金融等

穆斯塔法:商业利润不是我们最重要的驱动力。我们选择行业从两点出发:首先,是否有助于技术研究;其次,是否有助于完成社会使命。

医疗行业季度的低效,技术停滞不前已经很久。

提问:一手研发,一手商业化,有没有隐藏的技术细节?

穆斯塔法:我们尽量多在开源的时候,提供有助于别人的资料。当然,我们不是100%都公布技术细节。当然我们会尽量多的做开源。

提问:驱动AI应用的数据是否足够,以及是所需要的数据?

穆斯塔法:我们做过一个统计。世界上,最优秀的放射科专家,一生也就看三万张X光照片,我们的算法可以看几百万张,能够开发出疑难杂症的意识和本能。我们能够对算法增强准确率,表现非常稳定。

人类专家看X光片,可能只有三分之二的共识达成。所以我们的想法是,用算法做X光片,然后配上不同的疾病专家,这样效果更好。

【完】

本文作者:舒石 唐旭 
原文发布时间:2017-05-24
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