Pelit, tietokone ja ihminen

Transkriptio

1 1 Pelit, tietokone ja ihminen Timo Honkela Taideteollinen korkeakoulu Medialaboratorio Shakki ja äly Tämän teoksen taustalla on kaksi kehityskulkua: yleisellä tasolla tietokonepelien yhteiskunnallisen vaikutuksen ja taloudellisen merkityksen kasvu ja toisaalta se historiallinen tilanne, jossa ensimmäistä kertaa maailman paras shakinpelaaja joutui kohtaamaan parempanaan ei-inhimillisen vastustajan. Tästä shakkiottelusta, jossa Garri Kasparov hävisi Deep Blue -shakkikoneelle, kirjoitettiin paljon. Monissa kirjoituksissa oltiin huolissaan ihmisen asemasta koneiden rinnalla. Shakin pelaamista on pidetty hyvänä esimerkkinä monimutkaisesta ja älykkäästä toiminnasta. Nyt, kun kone on saavuttanut parhaan inhimillisen tason, on esitetty, että ihmisen asema olisi jotenkin uhattuna. Tapa, jolla shakkiohjelmat yleensä ja Deep Blue erityisesti saavuttavat menestyksensä, poikkeaa kuitenkin selvästi siitä, miten ihminen toimii päättäessään siitä, minkälainen siirto seuraavaksi kannattaa tehdä kulloisessa tilanteessa. Ihmisen päätöksenteko perustuu pitkän ajan kuluessa kehittyneeseen näkemykseen, kykyyn erottaa tilanteessa olennaiset näkökohdat ja valita vaihtoehtojen joukosta vain parhaimmat harkittaviksi. Kone puolestaan käy läpi valtavan joukon mahdollisia jatkoja arvioiden kunkin tilanteen varsin pinnallisesti (Lehtola ja Honkela 1993). Tähän aihekokonaisuuteen tämä teos tarjoaa erittäin ajankohtaisen ja korkeatasoisen näkymän. Ensinnäkin IBM:n Deep Blue -tiimin edustaja Murray Campbell kertoo Kasparov-ottelun kulusta ja taustoista sekä itse Deep Blue'sta. Kirjoitus on peräisin Campbellin vast'ikäiseltä Suomen vierailulta muistiinpanoina esityksestä, jonka hän piti Teknillisessä korkeakoulussa. Pertti Saariluoma tarkastelee puolestaan lukuisten tutkimustensa pohjalta ihmisen kognitiivisia prosesseja shakkia pelatessa. Saariluoman erityisen tarkastelun kohteena on aloittelijan ja asiantuntevan pelaajan välinen ero siinä, kuinka he hahmottavat tilanteita shakkilaudalla ja pystyvät valitsemaan olennaiset vaihtoehdot. Heikki Hyötyniemi ja Pertti Saariluoma yhdessä kertovat siitä, kuinka konnektionistisilla (keinotekoisiin neuroverkkoihin perustuvilla) malleilla voidaan saada aikaan keinotekoisia

2 2 tilastollisia edustuksia shakillisista tilanteista. Tällainen mallinnus on askel eteenpäin kohti "keinotekoista shakillista intuitiota". Mielenkiintoinen haaste olisi mielestäni pyrkiä kehittämään laajaan hakuun perustuvan sijasta hahmontunnistuksellinen järjestelmä, jonka tehtävänä olisi pikapelinomaisesti pyrkiä löytämään mahdollisimman hyvä siirto ilman jatkosiirtojen tutkimista. Neljäntenä shakkiaiheisena kirjoituksena teokseen kuuluu Jorma Kypön esitys kolmishakista. Kyseessä on shakin muunnelma, jossa laudan ruudut ovat heksagonaalisia ja pelaajia on kolme. Kyppö tarjoaa taustaksi tietoja shakin historiasta, ratsun liikkumisesta laudalla ja nk. ratsun polun ongelman ratkaisemiseen liittyvistä näkökohdista. Tarkastelun kohteena on myös se, kuinka perinteisen kahden pelaajan shakin ja kolmishakin ajatusta voidaan yleistää esimerkiksi laudan koon, ulottuvuuksien määrän ja upseerien määrä suhteen. Kyppö motivoi shakin yleistykset matemaattisteoreettisesta näkökulmasta. Muut perinteiset pelit ja tietokone Vastauksena sille, että kone on saavuttanut Deep Bluen kaltaisen tason perinteisessä shakissa näyttää siltä - ilman varsinaista käsillä olevaa tilastollista näyttöä - että erilaiset shakin variantit ja pelit, joita kone ei (vielä) kovin hyvin osaa, ovat saavuttaneet lisää suosiota. Eräs kiinnostava haaste tekoälyohjelmoinnille on go-peli (ks. kuva 1), jossa hahmontunnistuksen osuus on vielä paljon suurempi kuin shakissa (ks. esim. American Go Association 1998, Enzenberger 1999, Sloan 1999). Kuva 1. Esimerkki asemasta Go-pelin laudalla. Hans Berliner on todennut, että go pitäisi ehkä ottaa tekoälyohjelmoinnin seuraavaksi suureksi haasteeksi. Teuvo Kohonen on puolestaan mielestäni osuvasti maininnut, että

3 3 ehkä sanaristikoiden täyttäminen olisi esimerkiksi shakkia parempi haaste tekoälytutkimukselle (ks. kuva 2) - vaatiihan sanaristikoiden täyttäminen melkoisen määrän arkitietoa, mikä on edellytys monien käytännön ongelmien ratkaisemiselle. Tällä hetkellä ollaan vielä kaukana mahdollisuudesta kehittää järjestelmä, joka osaisi ratkaista sanaristikoita ihmisen tapaan. 1 alkuperäisessä julkaisuissa Kuva 2. Esimerkki sanaristikosta. Oma alueensa perinteisten pelien joukossa ovat ne, joissa satunnaisuudella on selkeä vaikutuksensa pelin tapahtumiin. Näiden pelien joukossa ainakin backgammonin ohjelmoinnissa on päästy mielenkiintoisiin tuloksiin. Oman lisänsä tähän antavat (usein myös satunnaiskomponentin sisältävät) pelit, joiden hyvä pelaaminen edellyttää "psykologista silmää" tai "pokerinaamaa", mikä sanonta tuokin esille yhden tällaisen pelin. Toki shakinpeluussakin edellä mainitun sanonnan mukaisilla seikoilla on oma sijansa 1 Olen sitä mieltä, että on jokseenkin ylitseampuvaa sitoa ihmisen arvo jonkin yksittäisen pelin pelitaitoon suhteessa tietokoneeseen. Toki on ymmärrettävää, että Garri Kasparoville voi olla järkyttävää, että hän häviää koneelle kahdestakin syystä: hän on panostanut voimakkaasti k.o. taitoon ja lisäksi hän on voimakkaasti sitoutunut ajatukseen siitä, että kone ei voi osata pelata shakkia aivan inhimillisen huipputason vertaisesti. Kuitenkaan se, että kone osaa loistavasti aritmetiikkaa, pelaa erinomaisesti shakkia ja mitä todennäköisemmin pystyy tulevaisuudessa ratkaisemaan ongelmia, jotka vaativat intuitiivista päättelykykyä, ei tee tietokoneesta ihmisen (tai muiden elävien olentojen) lailla kokevaa, tuntevaa ja omasta kohtalostaan varsin itsenäisesti päättävää oliota.

4 4 ainakin ihmisten välisessä pelissä. Pelaajahan voi tehdä siirron, joka ei ole teoreettisesti paras mahdollinen mutta vastustajan yllättävä, mistä syystä vastustaja voi joutua käyttämään ylenmäärin aikaa tarkistaakseen, onko yllättävään siirtoon jokin erityinen syy. Toki vastaavanlaisia ominaisuuksia voi ajatella kehitettävän myös tietokoneohjelmille: järjestelmä voi rakentaa mallia aikariippuvasta ilmiöstä eli tässä yhteydessä suuresta joukosta pelejä ja käyttää tätä mallia hyväkseen arvioidessaan, mitä siirto(j)a vastustaja todennäköisimmin odottaa. Ennakointi ja yllätykset ovat yleisesti tärkeitä tekijöitä hyvin monilla elämänalueilla (ks. esim. Rosen 1985, Kaipainen 1994, Honkela 1997). Melko uusi aluevaltaus tietokoneille pelien ja leikkien maailmassa ovat fyysiset urheilulajit kuten pöytätennis ja jalkapallo. Jalkapalloa pelaavien robottien maailmanmestaruuskisa, RoboCup järjestetään seuraavan kerran - kirjan julkaisuhetkestä käsin tarkasteltuna - Tukholmassa elokuun alussa 1999 IJCAI-konferenssin (International Joint Conference on Artificial Intelligence) yhteydessä (ks. 99/). Joukkuepelit ovat sopiva haaste hajautetun tekoälyn kehittäjille. Samalla korostuu ihmisenkin olemus psykofyysisenä kokonaisuutena: shakin pelaaminen ei välttämättä ole selkeästi älyllisempää toimintaa verrattuna vaikkapa jalkapalloon, johon myös selkeästi liittyy esteettinen ja älyllinen komponenttinsa. Tietokonepelit Käsillä olevassa teoksessa kirjoittajat tarkastelevat pelien, tietokoneiden ja ihmisten välisiä suhteita monipuolisesti ja -tahoisesti. Pelien ja tietokoneiden suhde voidaan karkeasti jakaa kahteen alueeseen: tietokonepeleihin ja pelaaviin tietokoneisiin. Tietokonepeleissä kone tarjoaa puitteet, jossa ihminen pelaa joko perinteistä tai nimenomaan koneympäristöön kehitettyä peliä. Hyvä esimerkki tietokoneympäristön puitteissa syntyneestä pelistä on rogue, jonka historiaa ja kehitystä Petri Kuittinen tarkastelee. Esimerkiksi roguen tietynlainen ei-graafisuus voidaan tulkita pelaamisen ytimen korostamiseksi, mihin myös Petri Saarikoski viittaa tarkastellessaan suomalaisen tietokonepelikulttuurin varhaisvaiheita. Monissa tietokonepeleissä koneen "älykkyyden" osuus on hyvin pieni: kone tarjoaa puitteet - pelikentän - pelaamiselle esimerkiksi simuloiden jotakin virtuaalista tilaa tai vaikkapa vain tarjoten valmiiksi sekoitetut kortit pasianssin pelaajalle ja pitäen huolta sääntöjen noudattamisesta.

5 5 Pelit ja yhteiskunta Kysymykset siitä, mitä käyttötarkoituksia tietokonepeleillä on, ja mitkä ovat pelaamisen sosiologiset ja yhteiskunnalliset ulottuvuudet, ovat monien peliseminaarin esitelmöijien ja sen myötä tämän kirjan tekijöiden aiheena. Jyrki J.J. Kasvi esittelee pelikulttuuriin liittyviä mahdollisia huolenaiheita: riippuvuutta, väkivaltaisuutta, epäsosiaalisuutta ja epätasa-arvoisuutta päätyen lopulta varsin optimistisiin arvioihin. Annikka Suoninen tarkastelee tasa-arvoisuutta ja sukupuolieroja eli sitä, miksi pelaaminen ei viehätä tyttöjä ja sitä, minkälaisten pelien pelaaminen ei ole tyttöjä kiinnostavaa. Myös Jaakko Suominen käsittelee pelaamista sukupuolijaon näkökulmasta, mutta myös laajemmin esimerkiksi pelien käyttöä sosioteknisten organisaatioiden toiminnan simuloinnissa. Petri Saarikoski keskittyy kirjoituksessaan 1980-luvun kotimikroharrastukseen ja sitä tukeneeseen populaariin mikrolehdistöön. Joissakin lehdissä esimerkiksi julkaistiin melko runsaasti ohjelmalistauksia, joista harrastajat saattoivat kirjoittaa pelejä omiin koneisiinsa. Veli-Matti Hagberg tarkastelee sitä, kuinka erilaisia ammatteja voidaan nykyään oppia "pelaamalla" eli simulaattoreita käyttäen. Perustelut simulaattoreiden käyttämiselle ovat joissakin tapauksissa erittäin hyvät: säästetään aikaa ja materiaaleja, vältetään potentiaalisesti haitallisia ja vaarallisia tilanteita ja voidaan toistaa jokin tilanne useita kertoja samankaltaisena tai sopivasti varioiden. Kyseinen näkökulma luokin leimansa moniin keskusteluihin peleistä ja pelaamisesta: pyritään vakuuttamaan epäluuloinen kuulija siitä, että pelaaminen voi olla hyödyllistä ja pelit kannattava liiketoiminta-alue. Tätä perustelujen kenttää tarkastelee Alf Rehn kirjoituksessaan. Hyödyllisyyden teemaa käsittelevät myös Veli-Pekka Räty johdantoartikkelissaan sekä Petri Saarikoski. Tässä yhteydessä on toki syytä mainita, että maininta tietokonepelien suuresta liiketaloudellisesta merkityksestä on totisinta totta ja sitäkin myötä myös yhteiskunnallisten vaikutusten arviointi ja tutkimus vakavasti otettavaa toimintaa. Tietokonepelit, estetiikka ja etiikka Aki Järvinen tarkastelee tietokone- ja videopelien tapoja esittää ja luoda tiloja sekä estetiikkaa ihmisen ja ympäristön välisenä suhteena. Tietokonepeleille on luonteenomaista immersiivisyys: pelaaja uppoaa pelitilan muodostamaan ympäristöön. Haasteeksi pelaajalle jää mm. se, ettei uppoutuminen ole liiallista eli toden ja keinotekoisen välinen suhde säilyy riittävän selkeänä silloin, kun pelin todellisuuden ja muun ympäröivän todellisuuden välillä on jokin selkeä epäsuhta. On kuitenkin huomattava, että "todellistakin" sosiaalista ympäristöä rakennetaan usein varsin virtuaalisin välinein. Edelläkuvattua kritiikkiä pelien potentiaalisesta todellisuuden hahmottamista

6 6 vääristävästä ominaisuudesta voidaan toki ulottaa ja on ulotettu esimerkiksi televisioon: sen tarjoama "realistinenkin" kuva maailmasta perustuu valintoihin, jotka tarjoavat katsojalleen välillistä kokemusta. Tämä kokemus on omiaan tietyllä tavalla vääristämään yksilön maailmankuvaa eli nostamaan esille teemoja ja ajatuksia, jotka eivät välttämättä ole lainkaan relevantteja lokaalissa kontekstissa eli ihmisen elämäntilanteessa, paikassa ja ajassa, jossa ihminen elää. Tietoisuutta esimerkiksi kaukaisten paikkojen tapahtumista voidaan tietysti perustella solidaarisuuden tarpeella ja yleissivistyksenkin nimissä, mutta kielteisenä puolena voidaan tuoda esille huolenaiheet ja ahdistukset, joita "varsinainen ympäristö" ei sinänsä välttämättä lainkaan aiheuttaisi. Tämän lisäksi välillinen kokemus saattaa muuttaa tilanteiden arviointikykyä niin, että paikallisessa kontekstissa merkitykseltään mitättömät seikat saavat päätöksenteossa liian suuren painoarvon. Palataksemme tietokonepelien ja yleisemmin mediankin etiikasta takaisin estetiikkaan on jatkossa paljastuvasta näkökulmasta mielenkiintoista lainata Järvisen tekstiä: "Toisin kuin luonnonmaisemat, pelit eivät ainakaan toistaiseksi ole siinä määrin omalakisia, että ne muuttuisivat mihinkään ilman, että niitä pelataan." Tomi Salminen tuo tähän aiheeseen uuden näkökulman tarkastelemalla keinoelämää tietokonepelien yhteydessä. Hän kertoo mm. siitä, kuinka Karl Sims -niminen tutkija kehitti ensimmäisen kuuluisan fysikaalisesti mallinnetun keinoelämäympäristön eli evoluution periaatteiden mallintamiseen perustuvan ympäristön 1990-luvun alkupuolella. Olennot olivat toisiinsa liitetyistä palikoista muodostuneita kolmiulotteisia keinoeläimiä, jotka oppivat liikkumaan hyvin luonnolliselta näyttävällä tavalla. Vastaavalla tavalla on luotu keinotekoisia kasvikuntia, jotka elävät ja kuihtuvat kehitysopillisiin periaatteisiin perustuen. Sonja Kangas puolestaan tarkastelee adaptiivisuutta monen käyttäjän virtuaaliset tiloissa ja immersiivisissä peliympäristöissä. Lähteet American Go Association; Martin Müller (1998): Computer Go, Enzenberger, Markus (1999): Computer Go Bibliography,

7 7 Honkela, Timo (1998): Learning to Understand - General Aspects of Using Self-Organizing Maps in Natural Language Processing. Proceedings of the CASYS'97, Computing Anticipatory Systems, D. Dubois (ed.), American Institute of Physics, Woodbury, New York. Kaipainen, Mauri (1994): Dynamics of Musical Knowledge Ecology - Knowing-What and Knowing-How in the World of Sounds. Väitöskirja, Helsingin yliopisto, Helsinki, Acta Musicologica Fennica 19. Lehtola, Aarno ja Honkela, Timo (1993): Haku ja pelit. Tekoälyn ensyklopedia, E. Hyvönen, I. Karanta ja M. Syrjänen (toim.), Gaudeamus, ss Rosen, Robert (1985): Anticipatory Systems. Pergamon Press. Sloan, Sam (1999): Chess Versus Go - Millions of Dollars to Offered to the First Computer Go Programs that Can Beat an Expert Player,