अध्याय 2: समस्या का समाधान और एआई (भाग 1)

स्टेट स्पेस और योजना बनाना

आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस (AI) में कई जटिल चुनौतियों को एक व्यवस्थित योजना (Planning Problem) के रूप में ढाला जाता है। इन्हें सुलझाने के लिए कंप्यूटर को चार मुख्य हिस्सों वाले एक गणितीय ढांचे की जरूरत होती है:

• स्टेट स्पेस (State Space - किसी स्थिति या माहौल के सभी संभावित रूपों का समूह): किसी माहौल में बन सकने वाली सभी संभव स्थितियों का पूरा समूह।
• ट्रांजिशन्स (Transitions - एक स्थिति से दूसरी स्थिति में जाने के मान्य नियम या कदम): वे सीधे और मान्य कदम जिनसे माहौल एक स्थिति से दूसरी स्थिति में बदलता है।
• कॉस्ट्स (Costs - किसी बदलाव में लगने वाला समय, मेहनत या संसाधन): किसी भी बदलाव या कदम में खर्च होने वाला समय, दूरी या ऊर्जा।
• पाथ (Path - शुरुआत से लक्ष्य तक पहुँचने का रास्ता): शुरुआती स्थिति से लेकर तय लक्ष्य तक पहुँचने के लिए उठाए गए सही कदमों की लड़ी।

हम इस ढांचे को समझाने के लिए नदी पार करने वाली पहेलियों (River Crossing Puzzles) और टावर्स ऑफ हनोई (Towers of Hanoi) का उदाहरण लेते हैं, लेकिन मारवाड़ की पारंपरिक जल प्रबंधन व्यवस्था में यह बात एकदम साफ समझ आती है। कल्पना कीजिए कि चौमासो (मानसून के चार महीने) के दौरान गाँव के जोहड़ (सामूहिक तालाब), कुण्ड (छत का पानी जमा करने वाला टाँका) और बावड़ी में जमा हुए पालड़ पाणी (पवित्र पहला वर्षाजल) का प्रबंधन करना है। सभी तालाबों और टाँकों में पानी का हर अलग स्तर एक अलग स्टेट (State) है। पशुओं को एक चरागाह से दूसरी जगह ले जाना या समतल खेतों में सिंचाई के लिए पानी देना एक ट्रांजिशन (Transition) है। इस प्रक्रिया में पानी का भाप बनकर उड़ना या मेहनत लगना इसकी कॉस्ट (Cost) है। सूखे के महीनों में सर्वाइव करने के लिए पानी के इस्तेमाल की सही योजना बनाना असल में स्टेट स्पेस (State Space) को नेविगेट करने का एक बेहतरीन उदाहरण है।

गेम ट्रीज और रणनीतिक सोच

जब कोई एआई (AI) किसी ऐसे विरोधी के सामने होता है जो खुद भी चालें चल रहा हो, तो समस्या का समाधान केवल रास्ता खोजने से आगे बढ़कर रणनीतिक गेम थ्योरी (Game Theory) बन जाता है। हम यह अध्ययन करते हैं कि कंप्यूटर टिक-टैक-टो (Tic-Tac-Toe), चेकर्स (Checkers) और शतरंज (Chess) जैसे खेल कैसे खेलते हैं। इसके लिए वे गेम ट्रीज (Game Trees - खेल के सभी संभावित चालों और नतीजों का नक्शा) बनाते हैं। इस नक्शे में, मौजूदा स्थिति जड़ (Root Node) होती है, जहाँ से आगे चली जा सकने वाली सभी चालें शाखाओं (Children) की तरह फैलती हैं, और आखिरी नतीजे (जीत, हार या ड्रॉ) बिल्कुल किनारे की पत्तियों (Terminal Leaves) पर होते हैं।

जीरो-सम गेम्स (Zero-Sum Games), जहाँ एक खिलाड़ी का फायदा दूसरे का उतना ही बड़ा नुकसान होता है, में एआई मिनीमैक्स एल्गोरिदम (Minimax Algorithm - विरोधी की सबसे बेहतरीन चाल का अंदाजा लगाकर अपने नुकसान को कम से कम करने की रणनीति) का उपयोग करता है। यह एल्गोरिदम मानकर चलता है कि दोनों खिलाड़ी अपनी सबसे बेहतरीन चाल चलेंगे: जीतने की कोशिश करने वाला खिलाड़ी सबसे बड़ा स्कोर (+1) पाना चाहता है, जबकि विरोधी खिलाड़ी स्कोर को सबसे कम (-1) करना चाहता है। विरोधी की हर अगली चाल का पहले से अंदाजा लगाने की यह लगातार कोशिश हमारे राजस्थान के ग्रामीण इलाकों में मंदिर के आँगनों और बावड़ियों की सीढ़ियों पर खेले जाने वाले पारंपरिक दो-खिलाड़ियों के खेल बाघ-बकरी (Tiger and Goats) से बिल्कुल समझी जा सकती है। इस खेल में एक खिलाड़ी 4 बाघों को चलाता है जो बकरियों को पकड़ने की कोशिश करते हैं, जबकि दूसरा खिलाड़ी 20 बकरियों को चलाता है जो बाघों को घेरकर फँसाने (Trap) की कोशिश करती हैं। हर चाल चलने से पहले, दोनों खिलाड़ी कई कदम आगे की सोचते हैं और यह मानकर चलते हैं कि सामने वाला खिलाड़ी उनकी चाल काटने के लिए अपनी सबसे बेहतरीन और सटीक रणनीति ही अपनाएगा।