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인간 vs 인공지능, 가위바위보 승자는?

인간과 인공지능이 가위바위보 게임을 하면 누가 이길까?

 

가위바위보

2017년 11월 4일.

서강대학교에서 ‘인간 vs 인공지능’ 가위바위보 대회가 개최되었다. 대회는 인간부문 참가자 100명, 각자의 나름의 방법으로 알고리즘을 설계한 인공지능 부문 참가자 19팀이 참여하였다. 천만 원의 상금이 걸린 이 대결의 최종 승자는 인간 이였다. 7판 4선승 대결에서, 처음 3판을 인공지능에게 내어준 인간은 이후 3대3 동점까지 만든 후, 마지막 극적인 승리로 역전에 성공하였다고 한다. 당시 대회의 참가자들의 인공지능 알고리즘이 어떻게 설계되었는지 알 수 없으나, 7번의 짧은 대결이었음을 미루어 짐작하면 ‘가위바위보에 대한 인간의 심리적인 성향’까지 고려한 것으로 보인다.



인공지능 슈퍼-가위바위보

 

이번에 개발한 인공지능 ‘슈퍼-가위바위보’를 소개한다. 이것의 알고리즘 설계는 다음과 같다.

 

① 인간의 심리적인 성향은 고려하지 않는다. 따라서 처음 몇 게임은 임의로 가위, 바위, 보를 선택하여 낸다.

② 게임의 횟수가 어느 정도 진행되면, 상대방의 패턴을 수학·통계적인 방법으로 분석하여 다음 게임에서 상대방이 가위, 바위, 보를 낼 확률을 각각 계산한다.

③ 이중 가장 확률이 높은 것을 선택하고, 다음 게임에서 그것을 이길 수 있는 가위, 바위, 보를 선택한다.

 


인공지능(슈퍼-가위바위보)은 인간의 규칙을 인식하는가?

 

우선 테스트를 하여보자.

 

게임1. 인간가위➪바위➪보를 반복하여 내어본다.

가위바위보 1 


게임의 과정을 표로 정리해 보면 다음과 같다.

가위바위보1

인공지능(AI)과의 대결 결과는 ‘3승 9패’ 이다. 그나마 처음 규칙에 대한 노출이 없는 앞의 7게임에서 3승 3무 1패로 선전하였으나, 이후 2번의 반복이 노출되자 인공지능(AI)에게 전패를 당하였다.

 

게임2. 위의 상황에서 인간보➪바위➪가위로 패턴을 변경, 반복하여 내어본다.

보바위가위

보바위가위

앞에서 인간이 ‘가위➪바위➪보’ 패턴으로 내다가 ‘보➪바위➪가위’와 같이 패턴을 바꾸자 인공지능(AI)은 게임 초반에 어려움을 겪는다. 새로운 패턴으로 대응하는 인간의 규칙을 아직 찾아내지 못하였기 때문이다. 하지만 새로운 패턴이 몇 차례 반복된 후, 인공지능은 다시 승리를 되찾아 간다. 이번 게임 인간의 전적은 ‘3승 7패’ 현재까지의 총 전적은 ‘6승 16패’다.

 

게임3. 위의 상황에서 인간은 한 번 더 보➪가위➪보➪가위로 패턴을 변경, 반복하여 내어본다.

보가위보가위

보가위보가위

이번에도 역시 앞에서 인간이 ‘보➪바위➪가위’ 패턴으로 내다가 ‘가위➪보➪가위➪보’와 같이 패턴을 바꾸자 인공지능(AI)은 게임 초반 승률이 떨어진다. 하지만 이번에는 인간의 새로운 패턴이 앞에서 보다 단조로움에 좀 더 빨리 규칙을 찾고 전승을 이어간다. 이번 게임 인간의 전적은 ‘3승 14패’ 현재까지의 총 전적은 ‘9승 30패’다.

 


인공지능(슈퍼-가위바위보)을 이길 수 있는 방법은?

 

인공지능과의 대결에서 항상 승리(50% 이상의 승률)하는 방법은 없다. 다만, 승리할 수 있는 가능성을 품은 ‘가위바위보’ 전략은 있다. 바로 ‘최대한 불규칙하게 가위바위보 게임을 진행하는 것’이다. 이렇게 진행을 할 수만 있다면, 무작위로 내는 ‘가위바위보’ 게임에서의 기대 승률인 50% 내외로 근접할 수 있다.

 

자~ 그럼 이제 마지막으로 인공지능(슈퍼-가위바위보)과 진검승부를 해보자!! 게임은 10승 선승제로 한다.

 

진검승부. 인간 vs 인공지능(슈퍼-가위바위보)


진검승부

진검승부

 

24전 7승 7무 10패(승률41.18%)

 

경기초반 운이 없었다. 처음 12게임에서 인간은 ‘1승 6무 5패’를 하며 게임의 주도권을 상대방(인공지능)에게 빼앗기고 말았다. 그러함에도 인간은 최대한의 집중력으로 불규칙하게 내면서 상대방의 패턴을 찾고자 힘썼다. 게임 중후반 ‘7승 7무 7패’까지 따라붙었지만, 마지막 세 판을 내리 내어주며 최종 전적 ‘7승 7무 10패’로 인공지능(슈퍼-가위바위보)에게 패하고 말았다.

 

이와 같은 대결을 여러 번 해보았지만, 인간이 50% 이상의 승률을 얻는 것보다 인공지능(슈퍼-가위바위보)이 50% 이상의 승률을 가져가는 경우가 더욱 많았다. 인간은 나름대로 불규칙하게 가위바위보 게임을 하였지만 인공지능(슈퍼-가위바위보)인간 스스로도 인식하지 못한 은연중의 미세한 인간의 습관을 바라보았는지도 모를 일이다.

 

이처럼 단순한 ‘가위바위보’ 게임에서도 쉽지 않은 인공지능과의 대결인데, 무한에 가까운 경우의 수를 갖는 바둑으로 인공지능(알파고)에게 1승을 거둔 ‘인간 이세돌’이 경이롭기만 하다.    



[더 알아보기] 

이 글에서 소개한 내용은 세계적으로 유명한 Matheatica 소프트웨어로 구현한 것이며, 이는 이 글을 써 주신 이장훈 선생님의 홈페이지 수학생각(http://www.mathought.com)의 수학실험실에서 Dynamic한 실험과 조작을 통하여 더욱 즐겁게 관찰할 수 있다. 단, 공개프로그램인 Wolfram CDF Player를 설치하고 데스크탑PC(혹은 노트북)의 Microsoft Internet Explore 환경에서 작동이 가능하다.


바로가기  ○ 수학실험실 No.184. 인공지능 슈퍼-가위바위보(인간vs인공지능)

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