Künstliche Schach-Intelligenz: Leela Chess Zero

Als Autodidakt zur Weltspitze

von Walter Eigenmann

Seit längerer Zeit wird die Computerschach-Welt von einem Thema in Atem gehalten: Das KI-Projekt Leela Chess Zero (LC0). Wer mit dieser bahnbrechenden, ja sensationellen neuen Entwicklung im Bereich „Künstliche Schach-Intelligenz“ noch nicht vertraut ist, dem sei als Einstieg der informative Artikel von Conrad Schormann im Portal „Perlen vom Bodensee“ empfohlen: Leela wollte spielen, die Weltspitze kniff. Weiters findet sich hier ein guter Überblick auf den aktuellsten Stand der KI-Dinge: Chess Programming Wiki.
Der „neuronal“ orientierten Schachprogrammierung liegt die sogenannte Monte-Carlo-Technik zugrunde, deren schachspezifische Anwendung hier ganz gut erklärt wird: Monte Carlo statt Alpha-Beta.

In wenigen Monaten von 0 auf 98

Leela Chess Zero LC0 Logo - Glarean MagazinDie unglaublichen Fortschritte der Netzwerk-gestützten Engine „Leela-Chess-Zero“ (LC0) lassen erahnen, dass es mit der Dominanz des bisherigen Alpha-Beta-Ansatzes in der Schachprogrammierung – momentan am erfolgreichsten manifestiert im weltweit führenden Programm Stockfish – schon bald vorbei sein dürfte. Denn innert wenigen Monaten hat sich dieses Open-Source-Projekt, zu Beginn nur gerade mal mit den Schachregeln vertraut gemacht, mithilfe seiner Algorithmen bzw. selbsterlernter Networks (sprich aufgrund von Millionen Partien gegen sich selbst) vom lächerlichen Anfänger zum Super-Großmeister entwickelt, der nicht nur die gesamte Schach-Weltelite bei den Menschen, sondern auch alle seine digitalen „Artgenossen“ schlagen kann. Als reiner Autodidakt ohne alle Wissens-Implentierung durch den Menschen zur absoluten Weltspitze: Das ist einzigartig in der ca. 30-jährigen Geschichte der Schachprogrammierung.

Menschliches Computerschach

Stockfish Chess Engine Logo - Glarean Magazin
Sind wegen Leela Chess die Tage des berühmtesten Fisches der Schachgeschichte bald gezählt?

Für Schachspieler liegt der besondere Reiz von Leela’s Spiel-Stil in der beinahe „menschlich“ zu nennenden Partie-Anlage dieser KI-Software. Wo die herkömmlichen Taktik-Programme wie Stockfish, Houdini oder Kommodo (um nur die drei aktuell stärksten Alpha-Beta-Engines zu nennen) möglichst breit und möglichst tief rechnen (raffinierte Cut-und Bewertungs-Techniken inklusive), spielt ein Neuronal-Netz-Programm wie Leela „auf Position“: Aktivität, Mobilität, Aggressivität und damit verbunden eben Originalität sind die Stichworte, die einem bei der Analyse von NN-Partien spontan einfallen.
Die konservativen Materialwerte (aufgrund der Bauer-Grundeinheit), wie sie bei AB-Engines bedeutungsvoll sind für die Stellungseinschätzung und Zuggenierung, scheinen beim NN-Schach eine nur geringe Rolle zu spielen, denn hier zählt vielmehr das „Potential“ der Bauern- und Figurenkonstellationen. Dementsprechend findet man in Leela-Partien kaum je „totes Material“; hier ist alles „im Fluss“, permanent sind Umgruppierungen im Gange, Randspringer und- bauern sind an der Tagesordnung, das Zentrum hat seine „zentrale“ Bedeutung eingebüsst, Doppelbauern kommen zuhauf vor, das Qualitäts- als positionelles Opfer ist häufig, und oberste Priorität hat jeweils mit maximalem Druck das eigentliche Spiel-Ziel des Schachs: Der Königsangriff.

Leela = Michael Tal des Computerschachs?

Natürlich ist solch ein Schach hochattraktiv im Vergleich zum traditionellen Computerschach, dessen staubtrockenes bzw. Remis-trächtiges Sicherheitsspiel – wenngleich auf extrem hohem technischem Niveau – allenfalls noch für perfektionistische Fernschach-Freunde theoretisch-analytische Hilfestellung bietet, ansonsten wegen seiner überirdischen Genauigkeit das „breite Schachvolk“ längst nicht mehr erreicht.

Michael Tal - Schachweltmeister - Glarean Magazin
Ist Leela Chess eine digitale Reinkarnation des berühmten Schachmagiers Michael Tal?

Ist also Leela die Reinkarnation der „Kreativität“ im Computerschach? Eine Art Michael Tal unter den Schachengines? Der legendäre lettisch-russische Schachweltmeister (1936-1992) spielte bekanntlich das bislang wohl spekulativste wie spektakulärste Menschen-Schach der Geschichte, seine Materialopfer „aus dem Nichts heraus“ waren berüchtigt, und je wissenschaftlicher und analytischer ein Tal-Gegner spielte, umso sicherer wurde er eine Beute des „Magiers aus Riga“.
Romantikern unter den Schachspielern sei diese interessante Parallele also durchaus gestattet – aber ein gravierender Unterschied besteht: Leela’s Opfer sind immer korrekt. Ein Computer hypnotisiert nicht, er rechnet…

Das Angriffsspiel „aus dem Nichts heraus“ ist aber definitiv ein Markenzeichen auch des NN-Programmes. Die folgende Stellung wurde generiert in einer TCEC-Partie gegen Houdini, der aktuellen Nummer Zwei der konservativen Engine-Ranglisten hinter der Schach-Freeware Stockfish. Setzt man diese Position den herkömmlichen Programmen zur Bewertung vor, stufen sie die schwarze Stellung als völlig ausgeglichen ein, schwächere Engines sehen gar Schwarz im Vorteil:

FEN r1r5/1b1n3k/1n1q1ppp/3Pp3/ppP1P2P/5QR1/1BBN1PP1/2R3K1 w

Leela-Chess-Zero - LC0 vs Houdini - Königsangriff - Glarean Magazin
Strategische Weitsicht im Königsangriff dank Neuronalem Netzwerk: Das KI-Schachprogramm Leela Chess Zero (LC0)

Houdini 6.03:
27.Ld1 a3 28.La1 h5 29.Sf1 Sxc4 30.Txg6 Kxg6 31.Dxh5+ Kg7 32.Sg3 (…)
Die Stellung ist ausgeglichen: = (0.00) Tiefe: 28/54 00:00:47 743MN, tb=10

Komodo 12.3:
27.Dg4 Tg8 28.h5 gxh5 29.Df5+ Kh8 30.Dxh5 Txg3 31.Dxh6+ Kg8 32.fxg3 (…)
Die Stellung ist ausgeglichen: = (0.06 ++) Tiefe: 30 00:00:30 320MN, tb=3

Stockfish 10:
27.Ld1 h5 28.Sf1 De7 29.Se3 De8 30.Sf5 a3 31.Lc3 bxc3 32.Sd6 (…)
Die Stellung ist ausgeglichen: = (0.19 ++) Tiefe: 31/50 00:00:31 302MN, tb=18

Ethereal 11.25:
27.Ld1 a3 28.La1 h5 29.De3 Dc5 30.Lxh5 Dxe3 31.Lxg6+ Kh6 32.fxe3 (…)
Die Stellung ist ausgeglichen: = (0.00) Tiefe: 26/55 00:00:42 468MN, tb=1

Ganz anders sieht das Leela, dessen Algorithmen & Statistikauswertung nicht das taktische, sondern das positionell-strategische Potential der weissen Stellung sieht und eine für Weiss positive Bewertung auswirft:

Leela Chess Zero 21.1 (41800):
27.h5 g5 28.Df5+ Kh8 29.f4 a3 30.La1 De7 31.Ld1 exf4 32.Tb3
Weiss steht deutlich besser: +/- (1.41) Tiefe: 15/45 00:00:31 375kN

Der Partieverlauf gab Leela’s NN-Analyse recht, Houdini’s furchterregende Freibauernwalze auf dem Damenflügel verblasst angesichts der weissen Schläge gegen den schwarzen König:

Aktuell dürfte Leela der bei weitem erfolgreichste Königsangreifer des ganzen modernen Engine-Zirkus‘ sein. Kein Wunder: Seine entspr. Angriffstechniken sind statistisch millionenfach abgesichert…

Ein Strauss von Leela-Topshots

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Wer der Freeware-NN-Engine Leela – das kommerzielle Programm Komodo mit seiner „Monte-Carlo-Tree-Search“ (MCTS) verfolgt den ähnlichen Ansatz, und beide fahren sie im Kielwasser des KI-Google-Projektes Alpha-Zero – bei der Arbeit zusehen will, hat entweder die Möglichkeit, sich die neuesten Partien der inoffiziellen Computerschach-Weltmeisterschaft Top Chess Engine Championship (TCEC) runterzuladen, oder aber er organisiert sich seine Engine-Turniere gleich selber auf dem heimischen Desktop oder Notebook.

Letzteres setzt allerdings – diese Warnung ist zwingend – eine überdurchschnittliche Hardware voraus; insbesondere die Grafik-Karte sollte mindestens von der Qualität einer RTX 2060 sein, andernfalls ist die Verwendung von Leela reine Zeitverschwendung. Denn die Hauptberechnungen absolviert die NN-Engine nicht auf der Platinen-CPU, sondern auf der Grafik-GPU.

Die folgenden Stellungen bzw. „Lösungszüge“ generierte Leela gegen unterschiedliche Engine-Gegner auf meinem heimischen AMD-Ryzen-7 2700x mit einer GeForce-RTX-2080-Karte bei Blitz-Bedenkzeiten von 5-20 Minuten/Engine (mit „Permanent-Brain-On“ und einem 5-Züge-Eröffnungsbuch).

Diese sieben Lösungszüge haben eines gemeinsam: Sie werden von Leela allesamt je im 1-Sekunden-Bereich gefunden. Eine Leistung, die meinen Recherchen zufolge von keinem anderen (AB-)Programm erreicht wird.
Noch ist die Entwicklung in vollem Gange. Auf die weitere Progression des neuronalen Schach-Projektes Leela Chess Zero blickt die gesamte Schachwelt. ♦

FEN rbbq1r2/1p3pk1/1P1p2pp/p2Pp3/P3Rn2/2P2NNP/5PP1/1R1Q1BK1 w

LC0 - Houdini - Leela Chess Artikel 2019 - Glarean Magazin
Weiss am Zuge


FEN 5r2/2r1q2k/1p1pb1p1/b2B4/P1P1pP1p/4Q1RP/4N1P1/5R1K w

LC0 - Komodo - Leela Chess Artikel 2019 - Glarean Magazin
Weiss am Zuge


FEN 3r1rk1/1p1nq1bp/p2ppnp1/2p5/2P5/2N1P2P/PP2BPP1/1RBQ1RK1 w

LC0 - Andscacs - Leela Chess Artikel 2019 - Glarean Magazin
Weiss am Zuge


FEN 6r1/4nr1k/p2R4/P7/1PP1N3/4b1p1/1B4PN/7K b

Stockfish - LC0 - Leela Chess Artikel 2019 - Glarean Magazin
Schwarz am Zuge


FEN 1rr1b1k1/2q2pp1/2nppb1p/p7/Pp2PP1P/1N3BP1/RPPRQ3/3N3K b

Komodo - LC0 - Leela Chess Artikel 2019 - Glarean Magazin
Schwarz am Zuge


FEN 3rrbk1/1pq2pp1/p1b5/2np2Pp/P2B1P1P/1PN4B/2P2Q2/R2R2K1 b

Andscacs - LC0 - Leela Chess Artikel 2019 - Glarean Magazin
Schwarz am Zuge


FEN 3rr1k1/1pqn1pp1/2pbpn1p/p2p4/P4P1N/1P1PP1P1/1BPNQ2P/R4R1K w

LC0 - Xiphos - Leela Chess Artikel 2019 - Glarean Magazin
Weiss am Zuge

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Alle Analysen lassen sich als PGN-Datei downloaden: Mausklick in die Notation und Button rechts unten im Analyse-Fenster („Download the game“)


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8 Gedanken zu “Künstliche Schach-Intelligenz: Leela Chess Zero

  1. Stockfish macht aus einer bestimmten Position heraus immer die gleichen Züge. Wenn ich ihn gegen sich selbst spielen lasse, ist es am interessantesten, zwischendurch einen „menschlichen“ Zug einzuwerfen und ihn erst dann wieder rechnen zu lassen. Sonst bleibt das Spiel wirklich ziemlich trocken.

    Mit einer neurologischen KI wurde mal berechnet, welchem Profi-Spieler die Spielweise von Stockfish am meisten gleicht, die grösste Übereinstimmung mit Stockfish entdeckte sie bei Magnus Carlsen…

  2. Cooler Artikel, Leute! Ich hab mir die engine jetzt auch mal runtergeladen http://lczero.org aber irgendwie kriege ich das Ding nicht zum Laufen!! (Fritz 16) 🙁 Wie sind denn eigentlich die genauen Schritte zur Installation? Habe eine RTX 2070 eingebaut. Muss man da noch spezielle Grafik-Treiber runterladen? Wäre für hilfreiche Step-by-Step-Anleitung sehr dankbar! Claudio S.

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