DeepCubeA的AI程序,20步内破解出魔方!

2019年7月14日，第10届世界魔方协会(WCA)锦标赛在墨尔本举行，这次大会上诞生了新的魔方世界冠军。今年的冠军是德国的菲利普·威尔，他在6.74秒内解出了3×3×3的魔方。

加州大学欧文分校(UCI)的计算机科学家和数学家编写了一种名为DeepCubeA的人工智能程序，它可以在不需要任何领域的专业知识或人类游戏指导的情况下，在一秒钟内解出魔方。这项研究于2019年7月15日发表在《自然机器智能》杂志上。

在研究中，DeepCubeA算法100%地解决了所有的测试项目，并且只花了人类所需时间的60%便找到了破解魔方——每一面都显示为单色的最短路径。研究人员表示，该算法也适用于其他组合游戏，如滑动拼图、熄灯和推箱子游戏。

“这项工作创造了一个人工智能系统,它可以自动学习如何破解具有典型性的魔方，解决具有大量可行性的各项问题和提供一小部分的解决方案。如果没有这一人工智能，这些解决方案由于大量的随机波动而具有极大的困难性。”皮埃尔·巴尔迪说道，他是一名来自加州大学欧文分校的优秀计算机科学教授。

巴尔迪认为，破解魔方问题需要更多的符号、数学和抽象思维。因此能够破解魔方这样一个谜题的深度学习机器，正越来越接近成为一个能够思考、推理、计划和决策的系统。

“机器人和其他领域中需要某种规划的许多问题也具有这些特征，”巴尔迪补充说。“想象一下，一个机器人负责清理你的厨房：机器人将做出一系列有如天文数字一般多的动作，但创造一个洁净的厨房的步骤却很少。随意移动脏盘子是行不通的。”

“更广泛地说，这项工作是连接机器学习人工智能和符号人工智能的整体努力的一部分，以解决需要通过人类规划和推理才能解决的复杂问题，”巴尔迪补充说。

在这项研究中，研究人员想要了解人工智能是如何以及为何做出这些动作的，以及需要多长时间来完善其解决方法和步骤。为了做到这一点，他们先用电脑模拟出一个完整的拼图，然后把这个拼图打乱。在代码运行之后，DeepCubeA进行了两天的隔离训练，解决了一系列越来越难的组合，在此期间，该人工智能开始了自学的道路。

巴尔迪表示，有些人可以在50步左右的时间内解出魔方，但DeepCubeA的人工智能可以在最少20步内破解出魔方。巴尔迪还表示，这表明了不同推理策略将产生不同结果，人工智能的推理形式与人类的推理是不同的。