昨天還剛說和瘋狂電腦55開的AlphaGo要和人類實戰還很遠，今天早上起來看新聞就被實力打臉了。
DeepMind開發的全新AI程序AlphaStar，在今天凌晨放出的《星際爭霸2》人機大戰節目視頻中，AlphaStar以10-1的戰績，擊潰了人類職業高手。這兩人是：MaNa，以及TLO。
看來我還必須得喊出黃旭東那句：是我太淺薄！是我太狂妄了! T_T
在此給大家帶來鵝廠的分析，因為寫的很詳細了，我就直接轉了（比賽鏈接在文末）：
人工智能在《星際爭霸2》上的進步速度，遠遠超過了此前外界的預期。畢竟與下圍棋這件事相比，星際2要難得多。
在圍棋世界，動作空間只有361種，而星際2大約是1026。
與圍棋不同，星際玩家面對的是不完美信息博弈。“戰爭迷霧”意味著玩家的規劃、決策、行動，要一段時間後才能看到結果。
這意味著，AI需要學到長遠的佈局謀篇的策略能力。
即便如此，AlphaStar最終還是學會了如何打星際2。即便此次黃旭東保持克制、誰也沒奶，但既定的事實已經無法更改。
直播進行到一半，就有網友在他的微博下留言：比國足輸伊朗還慘。
為什麼AI這麼強？別的先不展開講，這裡只說一個點。其實在比賽之前，AlphaStar的訓練量，相當於打了200年實時對抗的星際2。
AlphaStar：10-1
實際上，今天的人機大戰主要內容並不是直播，而是回顧人機大戰的結果。簡單交待一下相關信息，比賽在Catalyst地圖上進行，這張地圖中文名叫“匯龍島”。
圖上設置了很多隘口和高地，網友說，這張圖群龍盤踞，大戰一觸即發，官方稱“能創造出許多有意思的進攻路徑和防守陣形”。
遊戲版本是去年10月的4.6.2，雙方都使用神族（星靈）。
- 第一場比賽，發生在去年12月12日。
AlphaStar對TLO。
第一局人類選手TLO開局兩分鐘後就率先發難，不過AlphaStar扛下來，並且逐漸扭轉了戰局，迅速累積起資源優勢。
5分鐘左右，AlphaStar以追獵者為主要作戰單位，開始向TLO發起試探性的攻擊。並且在隨後的時間裡，持續對TLO展開騷擾，直至取勝。
DeepMind介紹，比賽中，實際上AlphaGo的APM比TLO要低。AlphaStar的APM中值是277，而TLO的APM中值是390。而大部分其他bot的APM，都高達幾千甚至數萬。
前三局基本都是這樣。TLO說第四局就像換了個AI一樣，打法完全變了，很接近典型神族打法。
當然，他又輸了。這個感覺沒錯，其實他每次對陣的AI都不一樣……
最後的結果是0-5，TLO一局沒贏。不過他說：如果我多練練神族，我能輕易打敗這些AI。畢竟TLO這些年一直主要在練蟲族。
五局比賽打完，DeepMind團隊為了慶祝喝了點酒，產生了一個大膽的想法：
再訓練訓練，和玩神族的職業選手打一場。
於是，快到聖誕節的時候，他們請來了Liquid的神族選手MaNa。
- 第二場比賽，發生在去年12月19日。
據說，MaNa五歲就開始打星際了。
在對戰MaNa之前，AlphaStar又訓練了一個星期。雙方展開較量之前，MaNa只知道TLO輸了，不知道是5-0，而且，明顯沒有TLO上次來那麼緊張。
面對神族最強10人之一，DeepMind認為比賽會很精彩，但對勝利沒什麼自信。
雙方第一局對決，AlphaStar在地圖的左上角，MaNa在右下。4分鐘，AlphaStar派出一隊追獵者，開始進攻。基本上算是一波就推了MaNa。
正如開始所說，5分36秒，MaNa打出GG。
然後第二局也輸了。這時候MaNa緊張起來，第三局決心翻盤。7分30秒，AlphaStar出動了一支大軍打到MaNa家，MaNa GG。
最精彩的是第四局，MaNa的操作讓現場解說歎為觀止，他自己賽後也坦言”真是盡力了“。但最後，他的高科技軍團在一群追獵者的360度包圍下，全滅。MaNa打出了GG。
而且，AlphaStar完成360度包圍這一高難度操作時，APM只有250左右。
第四局全程：
需要說明的是，其實在這局比賽中，AlphaStar的APM幾乎已經失控，幾度飆到1000多。量子位抓到了一些這樣的瞬間。
MaNa說，輸了好失望，我能出的單位都出了，最後輸給了一群追獵者？他還說，AlphaStar的微操太厲害了。incredible。跟AI學東西，這種經歷挺好。
- 人類扳回一城
今天的直播的最後，是現場的表演局（Exhibition game），直播MaNa對戰AlphaStar。
在這場比賽中，MaNa採用了一種更激進的打法，一開局就造了更多的農民（探機），這說不定是上個月剛剛跟AlphaStar學來的戰術。
12分鐘後，MaNa一路拆掉AlphaStar的各種建築，擊敗了無法打出GG的AlphaStar。
總算是幫人類挽回一些顏面。
另外DeepMind也放出了全部11局對決的視頻，有興趣可以前往這個地址查看：
https://deepmind.com/research/alphastar-resources/
之前的10局比賽，DeepMind還拍成了一個紀錄片。
解讀AlphaStar
DeepMind和暴雪週三發出預告後，熱情的網友們就已經把各種可能的技術方案猜了一遍。
現在答案揭曉：
AlphaStar學會打星際，全靠深度神經網絡，這個網絡從原始遊戲界面接收數據(輸入)，然後輸出一系列指令，組成遊戲中的某一個動作。
再說得具體一些，神經網絡結構對星際裡的那些單位，應用一個Transformer，再結合一個深度LSTM核心，一個自動迴歸策略(在頭部)，以及一個集中值基線(Centralised Value Baseline)。
DeepMind團隊相信，這個進化了的模型，可以為許多其他機器學習領域的難題帶來幫助：主要針對那些涉及長期序列建模、輸出空間很大的問題，比如語言建模和視覺表示。
AlphaStar還用了一個新的多智能體學習算法。
這個神經網絡，經過了監督學習和強化學習的訓練。
最開始，訓練用的是監督學習，素材來自暴雪發佈的匿名人類玩家的遊戲實況。
這些資料可以讓AlphaStar通過模仿星際天梯選手的操作，來學習遊戲的宏觀和微觀策略。
最初的智能體，遊戲內置的精英級(Elite)AI就能擊敗，相當於人類的黃金段位(95%)。
而這個早期的智能體，就是強化學習的種子。
在它的基礎之上，一個連續聯賽(Continuous League)被創建出來，相當於為智能體準備了一個競技場，裡面的智能體互為競爭對手，就好像人類在天梯上互相較量一樣：
從現有的智能體上造出新的分支，就會有越來越多的選手不斷加入比賽。新的智能體再從與對手的競爭中學習。
這種新的訓練形式，是把從前基於種群(Population-Based)的強化學習思路又深化了一些，製造出一種可以對巨大的策略空間進行持續探索的過程。
這個方法，在保證智能體在策略強大的對手面前表現優秀的同時，也不忘怎樣應對不那麼強大的早期對手。
隨著智能體聯賽不斷進行，新智能體的出生，就會出現新的反擊策略(Counter Strategies)，來應對早期的遊戲策略。
一部分新智能體執行的策略，只是早期策略稍稍改進後的版本；而另一部分智能體，可以探索出全新的策略，完全不同的建造順序，完全不同的單位組合，完全不同的微觀微操方法。
早期的聯賽裡，一些俗氣的策略很受歡迎，比如用光子炮和暗黑聖堂武士快速rush。
這些風險很高的策略，在訓練過程中就被逐漸拋棄了。同時，智能體會學到一些新策略；比如通過增加工人來增加經濟，或者犧牲兩個先知來來破壞對方的經濟。
這個過程就像人類選手，從星際爭霸誕生的那年起，不斷學到新的策略，摒棄舊的策略，直到如今。
除此之外，要鼓勵聯賽中智能體的多樣性，所以每個智能體都有不同的學習目標：比如一個智能體的目標應該設定成打擊哪些對手，比如該用哪些內部動機來影響一個智能體的偏好。
而且，智能體的學習目標會適應環境不斷改變。
神經網絡給每一個智能體的權重，也是隨著強化學習過程不斷變化的。而不斷變化的權重，就是學習目標演化的依據。
權重更新的規則，是一個新的off-policy演員評論家強化學習算法，裡面包含了經驗重播(Experience Replay)，自我模仿學習(Self-Imitation Learning)以及策略蒸餾(Policy Distillation)等等機制。
為了訓練AlphaStar，DeepMind用谷歌三代TPU搭建了一個高度可擴展的分佈式訓練環境，支持許多個智能體一起從幾千個星際2的並行實例中學習。每個智能體用了16個TPU。
智能體聯賽進行了14天，這相當於讓每一個智能體都經歷了連打200年遊戲的訓練時間。
最終的AlphaStar智能體，是聯賽中所有智能體的策略最有效的融合，並且只要一臺普通的臺式機，一塊普通的GPU就能跑。
- AlphaStar打遊戲的時候，在看什麼、想什麼？
上圖，就是DeepMind展示的AI打遊戲過程。
原始的觀察裡數據輸入到神經網絡之中，產生一些內部激活，這些激活會轉化成初步的決策：該做哪些操作、點擊什麼位置、在哪建造建築等等。另外，神經網絡還會預測各種操作會導致的結果。
AlphaStar看到的遊戲界面，和我們打遊戲時看到的小地圖差不多：一個小型完整地圖，能看到自己在地圖上的所有單位、以及敵方所有可見單位。
這和人類相比有一點點優勢。人類在打遊戲的時候，要明確地合理分配注意力，來決定到底要看哪一片區域。
不過，DeepMind對AlphaStar遊戲數據的分析顯示，它觀察地圖時也有類似於人類的注意力切換，會平均每分鐘切換30次左右關注的區域。
這，是12月打的10場遊戲的情況。
今天直播中和MaNa對戰的AI，就略有不同。
連勝之後，DeepMind團隊總會有大膽的想法冒出來——他們迭代了第二版AlphaStar，這一版和人類觀察地圖的方式是一樣的，也要不停選擇將視野切換到哪，只能看到屏幕上視野範圍內的信息，而且只能在這個範圍內操作。
視野切換版AlphaStar經過7天訓練，達到了和第一版差不多的水平。
不過，這個版本的智能體原型還是在今天的直播中輸給了MaNa，成為了10-1裡的1。
DeepMind對他們的AI仍然充滿信心，他們在博客中說，這個智能體只訓練了7天，希望能在不久的將來，能測試一個完全訓練好了的視野版智能體。
現在，AlphaStar還只能玩神族。DeepMind說，他們為了在內部測試中減少訓練時間和變量，決定先只玩一個種族。
不過，這不代表它就學不會其他種族。同樣的訓練流程，換個種族還是一樣用。
星際界的樊麾和帶路黨
這次人機大戰背後，有很多人的努力，我們這次重點介紹三個人。
首先是AlphaStar的兩個人類對手。
TLO是一位德國職業星際2選手，原名Dario Wünsch，1990年7月13日出生。現在效力於職業遊戲戰隊Liquid。
之前TLO有個稱號：隨機天王。星際2的公測階段，他使用哪個種族都得心應手，不過後來，TLO開始逐漸專攻於蟲族。
根據官方公佈的數據，TLO在2018 WCS Circuit排名：44。
國內關於TLO的資料，不少都是幾年前的對戰，現在TLO應該已經在自己職業生涯的末期，可以算是一位久經沙場的老將。
MaNa是一位出生于波蘭的職業星際2選手，原名Grzegorz Komincz，1993年12月14日出生，目前也效力於Liquid。
與TLO相比，MaNa是一個正值當打之年的選手。
而且，他更擅長的是神族。儘管他打出GG的速度更快……
MaNa去年獲得WCS Austin的第二名。根據官方公佈的數據，他在2018 WCS Circuit排名：13。
MaNa和TLO和AlphaStar的對戰，發生在去年12月。地點在倫敦，就是DeepMind的總部。這不禁讓人想起當年AlphaGo的故事。
AlphaGo名不見經傳時，也是悄悄把樊麾請到了倫敦，然後把樊麾殺得有點懷疑“棋”生。然後開始向全世界公佈突破性的進展。
TLO和MaNa，應該就是星際2界的樊麾了吧。
第三個是AlphaStar的教父：Oriol Vinyals。
他是DeepMind星際2項目的核心負責人。我們在此前的報道里介紹過他。1990年代，十幾歲的Oriol Vinyals成了西班牙《星際爭霸》全國冠軍。
他之所以玩這款科幻策略遊戲，是因為比其他打打殺殺的遊戲更需要動腦子。維紐斯說：“沒上大學之前，這款遊戲就讓我在生活中懷有更強的戰略思維。”
Vinyals的戰略思維的確獲得了回報：在巴塞羅那學習了電信工程和數學之後，維紐斯去過微軟研究院實習，獲得了加州大學伯克利的計算機博士學位，接著加入谷歌大腦團隊，開始從事人工智能開發工作，然後又轉入谷歌旗下DeepMind團隊。
他又跟“星際爭霸”打起了交道。
但這一次不是他親自玩，而是教給機器人怎麼玩。在人工智能成為全球最優秀的圍棋選手後，星際成為了下一個攻克目標。
AI打星際的意義
早在2003年人類就開始嘗試用AI解決即時戰略（RTS）遊戲問題。那時候AI還連圍棋問題還沒有解決，而RTS比圍棋還要複雜。
直到2016年，“阿爾法狗”打敗了李世石。DeepMind在解決圍棋問題後，很快把目光轉向了《星際2》。
與國際象棋或圍棋不同，星際玩家面對的是“不完美信息博弈”。
在玩家做決策之前，圍棋棋盤上所有的信息都能直接看到。而遊戲中的“戰爭迷霧”卻讓你無法看到對方的操作、陰影中有哪些單位。
這意味著玩家的規劃、決策、行動，要一段時間後才能看到結果。這類問題在現實世界中具有重要意義。
為了獲勝，玩家必須在宏觀戰略和微觀操作之間取得平衡。
平衡短期和長期目標並適應意外情況的需要，對脆弱和缺乏靈活性的系統構成了巨大挑戰。
掌握這個問題需要在幾個AI研究挑戰中取得突破，包括:
- 博弈論：星際爭霸沒有單一的最佳策略。因此，AI訓練過程需要不斷探索和拓展戰略知識的前沿。
- 不完美信息：不像象棋或圍棋那樣，棋手什麼都看得到，關鍵信息對星際玩家來說是隱藏的，必須通過“偵察”來主動發現。
- 長期規劃：像許多現實世界中的問題一樣，因果關係不是立竿見影的。遊戲可能需要一個小時才能結束，這意味著遊戲早期採取的行動可能在很長一段時間內都不會有回報。
- 實時：不同於傳統的棋類遊戲，星際爭霸玩家必須隨著遊戲時間的推移不斷地執行動作。
- 更大的操作空間：必須實時控制數百個不同的單元和建築物，從而形成可能的組合空間。此外，操作是分層的，可以修改和擴充。
為了進一步探索這些問題，DeepMind與暴雪2017年合作發佈了一套名為PySC2的開源工具，在此基礎上，結合工程和算法突破，才有了現在的AlphaStar。
下一步
今天AI搞定了《星際2》，DeepMind顯然不滿足於此，他們的下一步會是什麼？
哈薩比斯在賽後說，雖然星際爭霸“只是”一個非常複雜的遊戲，但他對AlphaStar背後的技術更感興趣。其中包含的超長序列的預測，未來可以用在天氣預測和氣候建模中。
他還透露將在期刊上發表經過同行評審的論文，詳細描述AlphaStar的技術細節。一起期待吧~
比賽鏈接（最後一場是直播表演賽，Mana1：0戰勝AlphaStar）
https://www.bilibili.com/video/av41622564/?p=7
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