Rubiks Würfel: Nach Schach und DotA - AI lernt effizientes lösen

Der Rubik Würfel wird von der ersten KI in weniger als einer Sekunde gelöst.

Das Thema künstliche Intelligenz (KI) wird immer präsenter. Forscher auf der ganzen Welt arbeiten immer weiter daran, die Lernprozesse von Computern zu optimieren. Mit DeepCubeA ist Mitarbeitern der University of California, Irvine, kurz UCI, der nächste Schritt gelungen.

KI schlägt Weltmeister-Team in Dota 2 - OpenAI besiegt Profis mit ungewöhnlicher Taktik

Sie entwickelten eine selbstlernende Software, die den Rubik-Würfel löst. Der von der KI erarbeitete Lösungs-Algorithmus arbeitet dabei anders als das menschliche Hirn - während die schnellsten Menschen etwa 50 Drehungen brauchen, um den Rubik-Würfel zu lösen, reichen der KI in der Regel das Minimum mit 20 Drehungen.

Pierre Baldi, Professor für Computerwissenschaften an der UCI:

"Diese Arbeit ist Teil einer generellen Bemühungen maschinelle Lern-KI und symbolische KI zu verknüpfen, um komplexe Probleme anzugehen, die Menschen durch Planung und Überlegen lösen."

Deshalb und weil Maschinen Bilder schneller erkennen und verarbeiten können ist der DeepCubeA deutlich schneller als Menschen bei der Lösung zufälliger Würfel. Der KI reicht dabei schon eine Sekunde zur Lösung, der Weltrekord bei Menschen liegt bei 3,47 Sekunden.

Link zum YouTube-Inhalt

Dabei wurden dem Algorithmus nur mögliche Züge und das zu erreichende Ziel als Parameter mitgegeben. Strategien musste sie selbst lernen. Das tat DeepCubeA auch in gerade einmal 48 Stunden vollständiger Isolation.

Zweck der Studie (die auch im Nature Machine Intelligence-Magazin erschien) war es, zu verstehen, wie und warum eine künstliche Intelligenz einen Zug macht und wie lange es dauert, die Strategie zu perfektionieren.

Kein Vergleich zu Lösungsrobotern

Bei DeepCubeA ging es aber nicht nur darum, einfach den Rubik-Würfel zu lösen, sondern vielmehr das logische Verständnis der KI auf die Probe zu stellen. Bei kombinatorischen Spielen wie Verschiebepuzzles, Sokoban und Lights Out kann die KI ebenfalls eine Lösung finden.

Künstliche Intelligenz in Spielen - Teil 1: Geist aus der Maschine

Bei Lösungsrobotern, die speziell auf den Rubik-Würfel zugeschnitten sind, ist die Marke von einer Sekunde schon 2016 gefallen. DeepCubeA war jedoch der erste Algorithmus, der sich selbst die Lösung beigebracht hat.

Link zum YouTube-Inhalt

Den Forschern zufolge ist dieser Erfolg ein wichtiger Schritt für die automatisierte Problemlösung komplexerer Aufgaben. In Situationen, die (wenig) kombinatorische Planung erfordern, könnte der Algorithmus helfen.

KI schlägt Schachweltmeister, scheitert aber an Magic: The Gathering

Viele Probleme in der Robotik benötigen eine solche Planung. Zufällige Spielzüge, die beim Rubik-Würfel noch helfen können, sind bei solchen Problemen nicht zielführend.

Pierre Baldi führt dafür unter anderem das Problem beim Küche aufräumen an:

"Dafür gibt es eine astronomische Anzahl an möglichen Zugabfolgen, aber nur wenige führen zu einer sauberen Küche. Das Geschirr zufällig durch die Gegend zu bewegen wird das Problem dabei nicht lösen."