Historia de los Motores de Ajedrez

Historia de los Motores de Ajedrez

En el siglo pasado, los partidos entre el hombre y la computadora eran muy populares. A los mejores jugadores les gustaba mostrar su superioridad sobre las máquinas de ajedrez. Pero en el siglo XXI todo ha cambiado…

La Historia de los Motores de Ajedrez

 

Introducción

Si observamos toda la historia del ajedrez desde la perspectiva actual, podemos ver momentos en los que ha pasado por etapas evolutivas importantes.

Así, a finales del siglo XIX, el primer campeón del mundo, Wilhelm Steinitz, sentó las bases del ajedrez posicional.

A mediados del siglo XX, el sexto campeón del mundo Mijaíl Botvinnik comenzó a dedicar mucho tiempo a la preparación física y ajedrecística antes de los torneos, inaugurando una era de estricto profesionalismo ajedrecístico.

En la década de 1970 se introdujeron enormes cambios en la teoría de las aperturas, en gran parte bajo la influencia del undécimo campeón mundial Robert James Fischer. Se introdujeron nuevos sistemas de apertura, como la «estructura erizo», y se descubrieron nuevas ideas en los sistemas de apertura antiguos, demostrando las inagotables posibilidades del ajedrez.

Sin embargo, nada ha revolucionado tanto el ajedrez como la llegada de los motores de ajedrez por ordenador. Hoy en día, incluso los novatos están familiarizados con los términos «Stockfish» y «Komodo».





Y dado que incluso en un teléfono móvil los programas de ajedrez son más potentes que Grandes Maestros, ese es el impulso para que los jugadores empiecen a utilizarlos como una herramienta eficaz de desarrollo y aprendizaje.

Todos percibimos ya los motores de ajedrez como algo común y familiar, muchos de nosotros los utilizamos a diario. Pero la mayoría de nosotros no puede ni siquiera imaginar los problemas a los que tuvieron que enfrentarse las generaciones anteriores al crear estos motores. ¿Quién inventó el primer ordenador de ajedrez? ¿Cuánto tiempo tardó la inteligencia artificial en ser más poderosa que los humanos? ¿Cuál es la diferencia entre el motor de ajedrez clásico y el AlphaZero de Google?

Aquí trataremos de responder a estas preguntas y examinaremos más de cerca la historia de los motores de ajedrez.

Siglo XVIII: El Turco Mecánico

En 1769, el ilusionista francés François Pelletier actuó para María Teresa de Austria en el Palacio de Schönbrunn de Viena. Entre los asistentes se encontraba el inventor y escritor húngaro Wolfgang von Kempelen. Inspirado por el trabajo de Pelletier, Kempelen se puso inmediatamente a crear un invento que más tarde se convertiría en uno de los engaños más célebres de todos los tiempos.

Al año siguiente, en 1770, en el mismo lugar, Kempelen expuso el «Turco Mecánico», el primer autómata de ajedrez de la historia. Su complejo diseño consistía en varios compartimentos con diversos mecanismos de actuación. Incluía un modelo de tamaño natural de un hombre vestido con ropas orientales tradicionales (de ahí el nombre).

El turco era capaz de jugar al ajedrez por sí mismo y de derrotar a oponentes humanos. Incluso era capaz de reconocer los movimientos erróneos y obligar a sus oponentes a moverse. En una de las exposiciones, incluso resolvió el difícil problema de «El problema del caballo».

Sólo había un problema. Todo era falso. No fue «El Turco» quien hizo todos los movimientos. Había un hombre escondido dentro de él.

El Turco Mecánico - La historia de los motores de ajedrez

El Turco Mecánico – La historia de los motores de ajedrez

Sencillamente, durante la construcción, Kempelin dispuso varios compartimentos ocultos lo suficientemente grandes como para acomodar a un adulto. Incluso hizo pasillos deslizantes para que una persona pudiera pasar de un compartimento a otro. Era importante mantener la ilusión: antes de cada exposición, Kempelen invitaba al público a inspeccionar la máquina, durante la cual el operador de la misma pasaba desapercibido.

¿Y funcionó? Kempelen recorrió Europa exhibiendo su invento hasta 1804. Tras su muerte, la máquina cambió de propietarios y siguió jugando al ajedrez hasta 1854, cuando un incendio en Filadelfia selló su destino. Sorprende que nadie se diera cuenta de la farsa en vida del turco.

Así, el primer «motor» de ajedrez por ordenador fue un gran éxito comercial.

Sin embargo, a excepción de algunos autómatas similares, el desarrollo de los motores de ajedrez se estancó durante los siguientes 100 años. El verdadero avance no se produjo hasta finales de los años 40 y principios de los 50. Y como en muchos otros avances tecnológicos, un gran acontecimiento histórico actuó como catalizador.




1950: El Comienzo de la Era

Durante la Segunda Guerra Mundial, los dirigentes de los países del Eje y de los Aliados dedicaron mucho tiempo a reclutar a los mejores científicos y a reunirlos en equipos. El objetivo era claro: ganar la guerra. Por ello, las mentes más brillantes del siglo XX dedicaron sus años de guerra a desarrollar nuevas tecnologías y armas que ayudaran a derrotar al enemigo. La ciencia estaba al servicio de la industria bélica.

A pesar de ello, la guerra dio lugar a un número asombroso de avances. Los científicos sentaron las bases de una serie de nuevas direcciones. En el contexto de este artículo, la informática es de especial interés. Dos nombres famosos – Claude Shannon y Alan Turing – desempeñaron un papel decisivo en su desarrollo.

Shannon es ampliamente conocido como el padre de la teoría moderna de la información, y Turing es el padre del ordenador moderno (¡la máquina de Turing!). Sus contribuciones al campo de la informática son bien conocidas. Lo que quizá sea menos conocido es que Shannon y Turing son también los padres de los motores de los ordenadores de ajedrez.

En vísperas de la guerra, tras obtener sus doctorados, Shannon y Turing comenzaron a trabajar en el criptoanálisis en Estados Unidos y el Reino Unido, respectivamente. Siguieron de cerca el trabajo del otro e incluso se conocieron en persona en 1943, durante la estancia de dos meses de Turing en el laboratorio Bell de Nueva York, donde trabajaba Shannon. Al terminar la guerra, ambos se interesaron por la programación informática de ajedrez.

Claude Shannon y Alan Turing

Claude Shannon y Alan Turing

En 1949, Shannon publicó una obra emblemática titulada Programming a Computer for Playing Chess, en la que describía un algoritmo para una máquina de ajedrez. Al mismo tiempo, Turing estaba desarrollando su propio programa de juego de ajedrez. Su trabajo en el Turbochamp de Turing comenzó ya en 1948 y se completó en 1950.

Cabe destacar que Turing programó el Turbochamp en papel, sin acceso a un ordenador real. Intentó probarlo en el Ferranti Mark I, el primer ordenador comercializado, y fracasó. Finalmente lo probó a mano (!) en una partida de ajedrez amistosa en 1951.

51 años después, nada menos que Garry Kasparov puso a prueba a Turosham. El programa no tenía ninguna posibilidad, pero los mejores jugadores de todos los tiempos reconocieron lo tremendo del logro de Turing.




Todavía no está claro si Shannon y Turing trabajaron de forma independiente o se inspiraron el uno en el otro: se desconoce el contenido de sus conversaciones en 1943. Sin embargo, aunque no colaboraran, sus aportaciones fueron enormes. Todas las generaciones posteriores de desarrolladores de ajedrez por ordenador «se subieron a los hombros» de estos dos gigantes.

En 1951, Dietrich Prinz, un colega de Turing, consiguió realizar un algoritmo en el Ferranti Mark I y crear un programa capaz de resolver el mate en dos movimientos. En 1956, un grupo de científicos dirigido por Stan Ulam (uno de los inventores de la bomba de hidrógeno) creó un programa capaz de jugar al ajedrez en un tablero de 6 × 6. Por último, en 1957, el ingeniero de IBM Alex Bernstein creó el primer programa automatizado capaz de jugar una partida completa de ajedrez.

La era del ajedrez por ordenador había comenzado oficialmente.

Los años 60 y 70: ¿el pequeño paso o el gran salto?

Los primeros motores de ajedrez por ordenador eran bastante débiles y primitivos. Pero durante las décadas de 1960 y 1970 su poder creció rápidamente. Dos factores principales contribuyeron a este salto cualitativo:

1. Algoritmos mejorados y más sofisticados

En las décadas de 1960 y 1970, los algoritmos de los motores de ajedrez mejoraron mucho. La base la puso el genio John von Neumann, que desarrolló el algoritmo MiniMax, que se adaptaba perfectamente al juego de ajedrez, ya que el objetivo principal de este algoritmo era reducir el árbol de búsqueda de movimientos. En las décadas siguientes, MiniMax se mejoró con una heurística avanzada y una «profundización iterativa» que aumentó gradualmente la profundidad de la búsqueda MiniMax.

2. Hardware mejorado y más rápido

La mayor limitación para Turing y otros pioneros era la potencia de cálculo. Sin embargo, en las décadas de 1960 y 1970, la velocidad del hardware creció exponencialmente: según la ley de Moore, la potencia de cálculo se duplicaba cada dos años. Esto hizo posible la aplicación de algoritmos avanzados: los tiempos de búsqueda minimax se redujeron considerablemente.

Pero no se trata sólo de potencia de cálculo pura. En los años sesenta y setenta, el ajedrez por ordenador adquirió notoriedad. El primer campeonato entre ordenadores de ajedrez se celebró en 1970 en Nueva York. Poco después, en 1974, se celebró en Estocolmo el primer Campeonato Mundial de Ajedrez por Ordenador. La aparición de la «escena» condujo inevitablemente a la aparición de empresas especializadas que comenzaron a desarrollar software y hardware de ajedrez a medida. Esto permitió que los motores de ajedrez fueran aún mejores.




¿Cómo de buenos eran los ordenadores de ajedrez en comparación con los humanos en aquella época? La experiencia lo ha demostrado: lo suficientemente bueno para vencer a un aficionado, pero no para competir con un maestro.

En 1967, por ejemplo, MacHack VI fue el primer ordenador de ajedrez que derrotó a un oponente humano. Su fuerza de juego era de unos 1300 ELO. Pero ya en 1976 se produjo un salto significativo: el motor de ajedrez Chess 4.5 ganó el Grupo B del torneo Paul Mason en el norte de California. En 1977 también ganó el Abierto de Minnesota con una calificación de torneo (rendimiento) de 2271 y derrotó al jugador del Grupo A Stenberg con una calificación de 1969.

Mac Hack VI (1966)

Mac Hack VI (1966)

Sin embargo, los ordenadores no estaban en igualdad de condiciones con los humanos más fuertes. En 1968, el maestro internacional David Levy apostó 3.000 dólares a que podría vencer a cualquier motor de ajedrez en los próximos 10 años. En 1977, ganó su apuesta en una partida contra el motor de ajedrez KAISSA. También derrotó a una nueva versión de MacHack en 1978.

Así, a finales de los años 70, un ordenador de ajedrez podía competir contra los humanos, pero no podía jugar al nivel de los maestros.

Pero entonces llegó la década de 1980.

Los años 80: un reto para la humanidad

A principios de la década de 1980, la programación de motores de ajedrez se había convertido en un negocio lucrativo. Los ordenadores personales se generalizan en los hogares. El interés por los programas informáticos personalizados y especializados, incluidos los motores de ajedrez, aumentó drásticamente. Sólo en 1982, las ventas de ordenadores de ajedrez superaron los 100 millones de dólares.

No es de extrañar, por tanto, que los motores de ajedrez siguieran mejorando. En 1980 su programación se convirtió en una seria competencia. Edward Fredkin, profesor de informática de la Universidad Carnegie Mellon, presentó el Premio Fredkin. Ofrecía premios en metálico por diversos logros en el mundo de la programación de ajedrez (5.000 dólares para el primer motor que alcanzara el nivel de maestro, 10.000 dólares para el primer motor que alcanzara el nivel de gran maestro, 100.000 dólares para el primer motor que venciera al campeón del mundo).

La carrera está en marcha. El número y la potencia de los motores de ajedrez siguieron creciendo.

Un colega de Fredkin en la Universidad Carnegie Mellon estaba liderando el camino. El proyecto más notable y punta de lanza de toda una generación fue Deep Thought, el primer motor de ajedrez que alcanzó el nivel de Gran Maestro. En 1988 compartió el primer puesto con el Gran Maestro Tony Miles en el Abierto de Estados Unidos. En 1989 derrotó fácilmente al maestro internacional David Levy en cuatro partidas con cuatro victorias.




La derrota de la humanidad parecía inevitable. Por lo tanto, se decidió recurrir al actual campeón del mundo y posiblemente el mejor jugador de todos los tiempos: Garry Kasparov. En primer lugar, en la sesión de partidas simultáneas de culto celebrada en Hamburgo en 1985, jugó contra 32 (!) máquinas de ajedrez más fuertes, y las derrotó a todas (!!). Luego, en 1989, se enfrentó a Deep Thought en un partido a dos partidas, que también ganó.

Así que contra los motores de ajedrez en la década de 1980 Garry se convirtió en el «elegido».

Desgraciadamente, caería en la década de los 90.

1990 – 1997: los motores de ajedrez toman el control

Así que, en 1989, la humanidad ganó la batalla, pero no la guerra. En la década de 1990 se produjeron muchos más enfrentamientos entre humanos y ordenadores de ajedrez. Los mejores motores de ajedrez llegaron a competir en torneos de ajedrez de élite, con un éxito desigual. Se han organizado varias partidas de humanos contra máquinas, pero ninguna se ha hecho tan famosa como la partida en la que un motor de ajedrez derrotó al campeón del mundo en 1997.

En 1989, los investigadores involucrados en Deep Thought fueron contratados por IBM. Comenzaron a desarrollar una versión más potente del motor.

El nombre del proyecto era Deep Blue. En 1996, sólo 7 años después del encuentro Kasparov – Deep Thought, tuvo lugar una segunda ronda de «hombre contra máquina»: la primera partida Kasparov – Deep Blue. Deep Blue sorprendió a Kasparov en la primera partida y se convirtió en el primer motor de ajedrez en derrotar al campeón del mundo en una partida clásica. Sin embargo, Garry se recompuso y ganó el partido por 4-2, retrasando una vez más lo inevitable.

El fracaso no decepcionó a los programadores de Deep Blue. Durante el año siguiente, siguieron mejorando la potencia del motor de ajedrez. Incluso contrataron al Gran Maestro Joel Benjamin como consultor para que les ayudara a elaborar un libro de aperturas. Tras una cuidadosa preparación, desafiaron a Kasparov de nuevo para la revancha y, como se suele decir, el resto es historia.

En el famoso encuentro, Kasparov ganó la primera partida. Pero la paradójica jugada 44 del motor de ajedrez lo avergonzó. Esto hizo tambalear su confianza, y perdió una seria oportunidad de empatar en la segunda partida. Deep Blue lo derrotó en la sexta partida con un sacrificio de caballo al principio de la apertura. Esto decidió la suerte de Kasparov y le valió a Deep Blue el premio Fredkin.

Deepblue-Kasparov

Después del partido, afirmó que IBM hizo trampas y que los movimientos fueron hechos en realidad por un hombre (Joel Benjamin). Otras fuentes especularon que un error en el código de Deep Blue le había dado la victoria.

En cualquier caso, 1997 marcó simbólicamente el fin del dominio humano sobre los ordenadores de ajedrez.

Sin embargo, los humanos aún no se han rendido.




1997-2006 La Batalla Final de la Humanidad

Tras la victoria de Deep Blue, todo el mundo esperaba que la brecha entre humanos y máquinas se ampliara aún más. Sin embargo, durante los seis años siguientes, hasta aproximadamente 2003, la humanidad siguió resistiendo.

Por ejemplo, en el año 2000, el motor de ajedrez Deep Junior compitió en el Supertorneo de Élite de Dortmund, y sólo obtuvo el 50% de la puntuación.

En 2002, el nuevo campeón del mundo, Vladimir Kramnik, hizo tablas con el motor de ajedrez Deep Fritz (a pesar de un error desastroso: ¡un jaque mate en una jugada!).

En 2003, Garry Kasparov empató dos partidas contra Deep Junior 7 y X3d Fritz.

Por desgracia, ese pequeño rayo de esperanza fue rápidamente destruido por el motor de ajedrez Hydra. En 2004 derrotó a los grandes maestros Evgeny Vladimirov (3-1) y Ruslan Ponomariov (2-0). Luego, en 2005, derrotó a Michael Adams, uno de los diez mejores jugadores del mundo, por un terrorífico 5,5-0,5.

Y en 2006 Deep Fritz puso el último clavo en el ataúd de la humanidad al derrotar al campeón mundial Vladimir Kramnik por 4-2.

2006-2017 – La época dorada de los motores de ajedrez

Cada día, los motores impregnaban todos los ámbitos del ajedrez, desde la retransmisión y el análisis hasta el juego. Se han convertido en una herramienta indispensable para cualquier ajedrecista. Han criado a una generación de jóvenes fuertes, la llamada generación informática. Cuando aparecieron los smartphones, se desarrollaron inmediatamente versiones de motores de ajedrez para Android e iOS, para horror de cualquier comité antiajedrez de los torneos.

El nivel de los Campeonatos Mundiales de Ajedrez por Ordenador (WCC) sigue creciendo. La polémica ha surgido por el prestigio y el dinero. El caso más notorio es la descalificación del motor de ajedrez Rybka (Rybka), cuatro veces campeón del mundo en 2007-2010, por plagio del código.

Además del Campeonato Mundial de Ajedrez, en 2010 se introdujo una nueva competición, la Top Chess Engines Competition (TCEC). A diferencia del WCC, el TCEC ofrece partidas más largas, que se juegan con equipos de alta calidad, lo que se traduce en una mayor calidad del ajedrez.

Los enfrentamientos entre el hombre y la máquina han demostrado que la brecha se está ampliando. A lo largo de la década ha habido una serie de partidas con hándicap en las que los motores de ajedrez han otorgado diferentes «hándicaps» a fuertes grandes maestros. Los resultados han sido deprimentes para la humanidad. Por ejemplo, en 2014, el motor de ajedrez Stockfish derrotó al Gran Maestro Daniel Naroditsky, que se aprovechó de una versión anterior del motor Rybka.

Stockfish

En 2015, el motor de ajedrez Komodo jugó 6 partidas con hándicap contra Sergey Movsesyan, un antiguo jugador del top 10, y lo derrotó fácilmente. Y en 2016, Hikaru Nakamura, uno de los 10 mejores jugadores del mundo, también sintió todo el poder del motor de ajedrez Komodo.

En cualquier caso, desde 2006 hasta 2017, los motores de ajedrez clásicos se impusieron. No ocurrió nada revolucionario hasta finales de 2017. Su poder cambió de forma constante, pero lentamente. Todo parecía familiar, y nadie esperaba cambios cardinales, avances serios. Entonces ocurrió lo de AlphaZero.




2017: ¿Una Nueva Revolución?

El 5 de diciembre de 2017, un grupo de científicos de Google AI Deep Mindshattered consiguió descifrar el mundo del ajedrez.

En un artículo titulado «Mastering chess and shogi by self-play with a general reinforcement learning algorithm», describen el desarrollo de un nuevo motor de ajedrez, AlphaZero, basado en un enfoque totalmente nuevo. En lugar de la búsqueda alfa-beta y la función de aproximación lineal para la estimación de la posición que utilizan los motores tradicionales, AlphaZero utiliza una función de aproximación no lineal basada en una red neuronal profunda y el método de Montecarlo. Como consecuencia, AlphaZero podría «aprender por sí mismo».

El equipo probó la fuerza del nuevo motor en un encuentro de 100 partidas contra el motor de ajedrez clásico más potente disponible en ese momento: Stockfish 8. El resultado del partido fue un asombroso +28-0 = 72 a favor de AlphaZero. Pero lo más impresionante fue el estilo de juego de AlphaZero, más intuitivo y humano que el de los motores tradicionales.

La reacción al artículo fue variada. Muchos ajedrecistas se quedaron atónitos ante una derrota tan abultada de Stockfish. Pero, por otro lado, había mucho escepticismo. Muchas críticas se dirigieron al entorno de juego del partido: Stockfish utilizó el peor equipo y jugó sin libro de apertura.

Sin embargo, el 7 de diciembre de 2018, el equipo de Deep Mind publicó otro artículo titulado «Un algoritmo genérico de aprendizaje por refuerzo que permite alcanzar el nivel de maestro en ajedrez, shogi y Go mediante el juego independiente.»

En él, presentaron los resultados de otro encuentro entre Alpha Zero y Stockfish. De 1.000 partidos, AlphaZero ganó 155 partidos y perdió sólo 6. A pesar de que se ha utilizado una versión antigua de Stockfish, el resultado es impresionante.

Tanto si el escepticismo está justificado como si no, AlphaZero ha tenido un impacto significativo en el mundo del ajedrez. Tienen a todo el mundo pensando en lo que sigue. ¿Podría esto marcar el comienzo de una nueva revolución?

AlphaZero - Historia de los Motores de Ajedrez

Desde 2019: El comienzo de la era de la inteligencia artificial

Tras la aparición de AlphaZero, un motor basado en redes neuronales, el ajedrez cambió para siempre. Desgraciadamente, nadie podía comprar AlphaZero o concederle una licencia, por lo que surgió el proyecto Leela Chess Zero, un motor de red neuronal de código abierto.

En 2019, Leela gana la final del motor de ajedrez tradicional más potente, StockFish, dando inicio a una nueva Era de la Inteligencia Artificial.

Aunque Stockfish conservó el primer puesto en la lista de motores de ajedrez en términos de clasificación, los motores de redes neuronales comenzaron a acercarse cada vez más. Así, en septiembre de 2020, se lanzó Stockfish 12, y se anunció que Stockfish se había hecho cargo del proyecto Stockfish + NNUE (NNUE significa red neuronal eficientemente actualizable).




¿Qué significa este movimiento?

Ahora la fuerza bruta de Stockfish se ha visto reforzada por la capacidad de estimación de la red neuronal: ¡una combinación estupenda!

En marzo de 2021, Stockfish 13 es el motor mejor clasificado según la Computer Chess Rating List (CCRL).

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