робототехника или шахматы что лучше
Развиваем интеллект: робототехника и шахматы для детей
Многие родители хотят, чтобы их дети были умными и интеллектуально развитыми. Поэтому водят их не только в школу, но и на различные детские кружки. А способствуют ли развитию интеллектуальных способностей ребенка уроки по шахматам и робототехнике, с какого возраста к ним можно приступать и сколько они стоят, рассказывает Prostobank.ua
Краткое содержание и ссылки по теме
Шахматы для детей
Польза и вред
Шахматы не похожи на другие виды спорта и способствуют не физическому развитию ребенка, а интеллектуальному. Поэтому у детей, которые посещают уроки игры в шахматы достаточно хорошо развиты:
Ко всему прочему, дети, играющие в шахматы, являются более дисциплинированными, усидчивыми и целеустремленными.
Но есть и обратная сторона медали. Из-за того, что во время игры в шахматы ребенок достаточно долго находится в статическом положении, это негативно сказывается на его осанке и общем физическом здоровье. К тому же, сильное умственное напряжение, которое является неотъемлемой частью игрового процесса, может время от времени вызывать у ребенка переутомление.
С какого возраста можно начинать играть
Как научить ребенка играть в шахматы
Если кто-то из родителей умеет играть в шахматы, обучение игре он может взять на себя. Если же нет – тогда лучше отвести ребенка на соответствующие уроки или нанять репетитора.
Как выбрать школу шахмат
При выборе школы шахмат для ребенка в первую очередь нужно ориентироваться на ее тренерский штаб. Желательно, чтобы среди тренеров были кандидаты в мастера спорта, а лучше – гроссмейстеры или мастера спорта.
Второе, на что стоит обратить внимание, это на расположение школы. Хорошо, если она будет находиться в пешей доступности от дома. Прогулки от школы домой после занятий, во время которых ребенок постоянно находится в сидячем положении, пойдут ребенку только на пользу.
Сколько стоят уроки шахмат для детей
Тут все зависит от формата обучения. Дешевле всего обойдутся групповые занятия (в среднем в 1 000 грн. за 8 занятий), дороже всего – индивидуальные (от 350 грн./час).
Робототехника для детей
Что такое робототехника
Робототехника – наука, основная задача которой – разработка автоматизированных технических систем. А робототехника для детей – это возможность для ребенка освоить начала механики, схемотехники, электроники, а также программирования и реализовать себя в роли проектировщиков, техников и программистов. Робототехника – не просто кружок для детей по интересам, а целое течение, которое собирает вокруг себя единомышленников и помогает находить друзей, увлечённых тем же, чем и ваш ребенок.
Основные причины отдать ребенка на робототехнику
В каком возрасте можно приводить ребенка на робототехнику
Приводить на робототехнику можно как школьников, так и детей дошкольного возраста (некоторые программы обучения разработаны специально для деток 4-7 лет).
Сколько стоит обучение
Стоимость обучения зависит от ценовой политики той или иной школы и от наполненности программы. В среднем, нужно быть готовым отдавать 1 000 и более гривен в месяц.
Пять ошибок при выборе дополнительного образования для ребенка
Продолжаем серию статей, посвященных выбору кружка для ребенка. Сегодня поговорим о наиболее частых заблуждениях родителей при выборе секции и мифах, которые окружают этот выбор. О том, стоит ли лишать ребенка детства, какой кружок самый правильный и могут ли родители заменить педагогов. В прошлый раз мы составили рейтинг самых перспективных направлений дополнительного образования.
Драмкружок, кружок по фото — это слишком много что-то. Выбирай себе, дружок, один какой-нибудь кружок (Агния Барто)
Занятие в кружке робототехники, Екатеринбург
1. Нельзя лишать ребенка детства
Ошибка номер один, самый вредный и ужасный миф – это «не надо лишать ребенка детства». Результат действия мифа – не выбрать ничего: «Пусть он больше гуляет и играет на свежем воздухе, гоняет мяч во дворе, а нагрузки и в школе огромные».
«Пусть бегает во дворе, играет и отдыхает!»
Согласно статистике, в 36 % семей дети не посещает дополнительные кружки и секции. Что думают эти родители? 46 % говорят, что ребенку секции не нужны, 5 % отвечают, что «занятия в кружках и секциях не представляют интереса для самого ребенка». Цифры пугающие. Лишь около 8 % родителей честно признаются, что у них нет возможности водить ребенка на занятия.
«Нельзя лишать детства» – это такая удобная позиция родителя. Сказать, что тебе некогда заниматься ребенком (или хотя бы просто признаться в этом себе), – болезненно для собственной совести и самолюбия. А вот оправдать свое бездействие благими намерениями уже гораздо легче.
«И почему сейчас стало модно лишать детей детства?»
К сожалению, этот миф культивируется многими врачами и психологами. Соматические проблемы часто списываются на большие учебные нагрузки. «Он слишком много учится, вам лучше бросить все дополнительные занятия, у вас и так специализированная школа!», – сказали мне самой на последнем приеме у врача. «Но ему нравится учиться, он с удовольствием делает уроки и посещает свои секции», – пыталась возразить я. «Такого не может быть!», – был вердикт.
И в рекомендациях психологов сегодня такой широкий спектр мнений, что вы без проблем найдете «правильное» обоснование любых своих действий и бездействий.
У ребенка врожденная жажда познания и развития. Ему интересно учиться, узнавать новое, делать открытия, строить гипотезы и искать им подтверждение. Это и есть развитие. Это и есть детство. Не лишайте своего ребенка детства – помогите ему найти тех, с кем он сможет совершать открытия, учиться и узнавать новое с большей эффективностью и отдачей.
Занятие в школе им. Анатолия Карпова, Москва
2. Выбрать «самый лучший» кружок и бояться его бросить
Противоположность приверженцев первого мифа – те, кто подходит к выбору слишком серьезно, делает это раз и навсегда. «Это действительно лучшая школа, в ней готовят олимпийских чемпионов, мой ребенок тоже станет чемпионом».
А если не станет? Если вдруг состояние здоровья не позволит, ну или просто рядом окажутся те, кто сильнее и быстрее. Если, наконец, ребенку разонравится? Или если вы поймете, что не такого будущего желаете своему ребенку?
Дети ищут помощи в интернете, не зная что делать с родителями-тиранами
Петя с 5 лет занимался карате, каждый день тренировки, сборы и все такое. Конечно, это была прекрасная школа, в которой действительно приготовили нескольких победителей всероссийских и даже международных соревнований. Когда Пете было 12 лет, он не прошел медицинскую комиссию, его пульс просто не восстановился после нагрузки за положенное время. «Мы больше не будем тренировать вашего ребенка, вы нам не подходите», – сказал маме тренер.
Кирилл занимался шахматами, занял второе место на всероссийских соревнованиях. Тренер строил большие планы на него. Но однажды папа Кирилла вдруг понял, что вовсе не хочет, чтоб сын стал шахматистом. «Бросай ты это дело, Каспаров такой один, денег шахматами на заработаешь в нашей стране, давай лучше чем-нибудь еще займемся», – сказал папа. Шахматы Кирилл бросил, а ощущение, что 5 лет, которые он ими занимался, были прожиты зря, осталось еще на многие годы. Заниматься чем-то еще не захотелось.
«Ты занимался в музыкальной школе 3 года, ты столько времени потратил, мы купили тебе дорогущее пианино, а ты бросить решил. Ну как так? Ну давай еще походим, ведь и педагоги говорят, что у тебя отлично получается. Ты уже большой, возьми себя в руки!» Знакомо? Говорили что-то аналогичное своему ребенку, решившему бросить старательно выбранную вами секцию? «Играй сама на своем пианино!», – наверняка он вам ответил. И он совершенно прав.
Младший и средний школьный возраст – замечательное время, вы можете экспериментировать, выбирать что-то эдакое, бросать и браться за что-то еще. Времени полно и его достаточно, чтобы попробовать все. И музыкалку, и роботов, и немецкий, и даже вышивание крестиком.
Кружок – это не будущая профессия. Не стоит, отдавая ребенка в секцию раз и навсегда, определяя ему готовую траекторию будущего. Напротив, пусть он попробует десяток кружков, самых разных. Тогда шанс выбрать собственную и действительно правильную траекторию, значительно возрастет.
Занятие в кружке робототехники, Пермь
3. Физика с математикой и так есть в школе, зачем этим заниматься еще и в кружке
Вместо физики и математики в формулировку этого мифа можно поставить любой школьный предмет – естественно-научный или гуманитарный. «У нас в школе действуют два отличных кружка по математике», – говорю я родителям на собрании в математической школе моего сына-пятиклассника, пытаясь привлечь туда учеников. «Но зачем? Ведь у нас и так 6 уроков математики в неделю», – искренне недоумевают они.
Школьная программа – это очень «сухо», это бюрократически выверено, это то, что оставляет все меньше и меньше места для профессионального творчества.
Когда учитель в школе, талантливый и прекрасный учитель, делает шаг в строну от программы, сразу находятся особо «продвинутые» родители, которые идут жаловаться, что детям задают не то и требуют с них не то.
Подвергаясь мифу о том, что дополнительно заниматься стоит тем, что не включено в школьное расписание, ну или включено в виде одного-двух уроков в неделю, российские родители выбирают: спорт – 30 %, танцы – 17 %, пение и музыкальные школы – по 6 %, рисование – 7 %, театр – 2 %. Не хочу сказать ничего плохого об этом списке, в общем и мой старший сын посетил все из перечисленного в возрасте от 1,5 до 10 лет, но если вы делаете спортивную или танцевальную секцию единственной, выбираете ее не дополнительно к научным и техническим кружкам, а вместо них – ответьте себе честно на вопрос, кем вы ходите видеть вашего ребенка в будущем? И легко ли ему будет выжить в эру научно-технического прогресса с одним лишь умением рисовать?
Для статистики: в научно-технические кружки ходят 2 %, еще 1 % посещают занятия типа «Юный натуралист», биологию и экологию. Гуманитарные научные секции вообще не попали в результаты опроса, видимо количество выбирающих их, совсем ничтожно мало. Вместе с тем, занятия историей, например, – чуть ли не лучший способ научиться анализу фактов, интерпретации текстов, поиску истины.
Статистика ВЦИОМ, 2012
Научные кружки – будь то физика, биология или филология, это невероятно интересно, это то, что вам не даст общеобразовательная школа, это научное творчество, свобода мысли, развитие логики и критического мышления, это увлеченные педагоги (в дополнительное образование вообще редко идут не увлеченные).
Это, наконец, способ дать второй шанс химии, с которой у вашего ребенка не сложилось после двойки за забытую дома тетрадь, или истории, которую ребенок возненавидел из-за «вечно орущей исторички-истерички». Это шанс уйти от полученных в школе штампов, когда вам вынесли «приговор» – физик вы или лирик.
Занятие в кружке робототехники, Москва
4. Секцию ребенок не заслужил
Миша посещал кружок робототехники уже больше года, посещал с большим энтузиазмом, ему нравилось, собранные модели вполне удавались. В школе при этом тройка по информатике и физике (как такое может произойти – смотри последний абзац предыдущего пункта). Когда ситуация в школе стала еще хуже, и даже тройки набирались с трудом, вместо того, чтобы подыскать Мише другую школу, в которой его знания в алгоритмизации и электротехнике будут замечены учителями, родители сказали ему: «Пока не исправишь оценки, про робототехнику забудь».
Лишить ребенка образовательных занятий, которые ему нравятся из-за неудач в школе, – наверное самая большая ошибка, которую можно совершить. Делая так, родитель рискует, загубить последние капли заложенной природой жажды знаний. А потом этот родитель будет жаловаться, что ребенка ничего не интересует, искренне не понимая почему.
Зачастую родители выступают в роли горе-экспертов, полагая, что «не достоин», «не дорос», «не потянет», «не справится» и т.д. При такой оценке от самых близких людей «дорасти» будет гораздо сложнее, чем без нее.
Более экзотическая вариация этой ошибки — отправить ребенка в секцию в наказание за плохое поведение или учебу. «Ты из рук вон плохо заканчиваешь год, поэтому летом тебе вместо моря будет английский лагерь на целый месяц». Может ли быть польза от обучения, если оно является наказанием?
5. Дополнительным образованием можно заниматься дома
Можно и даже нужно. Но не достаточно! По трем основным причинам.
Первая. Секции и кружки – это не только обучение, это общение, социализация, умение работать в коллективе, умение принимать оценку окружающих, выигрывать и проигрывать. Дома все это получить невозможно.
Вторая. Думаете, если вы химик, то без проблем обучите химии ребенка? Педагог не только хорошо знает свой предмет. Не менее, а даже более важно, что он владеет методиками донести этот предмет до ребенка с учетом его возраста и особенностей. Общество ведь не зря придумало профессию учителя. Конечно, есть среди родителей уникумы, но их единицы. Не обольщайтесь!
Третья. Ребенок просто не в состоянии воспринимать вас как педагога. Учительство предполагает дисциплину, объективную оценку и множество других аспектов, которые не вяжутся с ролью родителя. «Мама, ты же не учитель», – сказал мне 5-летний сын, когда я начала объяснять ему что-то, выбрав видимо неправильную интонацию. «Как это не учитель? Я в университете студентов учу?!», – парировала я. «Вот там и учи, а дома ты мама».
«Дома есть LEGO Mindstorms, пусть собирает, зачем ходить в кружок робототехники? Разберется с LEGO – куплю Arduino», – недоумевает папа Максима, сам инженер-электрик. Пожелаем удачи и терпения папе Максима! Если вы, как и этот папа, хотите устроить кружок робототехники у себя дома, – то специально для вас одна из наших следующих статей с обзором изучаемых платформ и практическими рекомендациями для родителей. А пока –
Отдайте ребенка в кружок! А потом еще в один, а потом еще в два. Дайте шанс развиться всем его скрытым талантам! Пусть учится пока у него есть возможность! А в условиях приближающегося лета, отличная альтернатива кружкам – летние лагеря научно-образовательного профиля.
Шахматные алгоритмы, которые думают почти так же, как человек, только лучше
Когда создавались первые вычислительные машины, их воспринимали только как дополнение к человеческому разуму. И до недавнего времени так и было. Программисты учили компьютеры играть в шахматы с 1960-х годов. И тогда победа у игрока-новичка уже считалась большим прогрессом. О серьёзных матчах даже не задумывались.
В 1980-х программа Belle достигла рейтинга Эло в 2250 пунктов, что примерно соответствует рейтингу мастера спорта. И с того времени развитие компьютерных шахмат вышло на совершенно новый уровень.
Сначала честь человечества не смог защитить Гарри Каспаров в 1996 году, а сегодня уже создана нейросеть с рейтингом около 5000 Эло, что в разы превосходит даже сильнейших игроков.
Сегодня разберёмся, как работают шахматные алгоритмы и почему нейросеть Alpha Zero думает практически так же, как человек, только лучше.
Как работает шахматный движок: от механического перебора вариантов до «умного» выбора
У шахмат довольно простые правила. Две противоборствующие стороны, шесть разновидностей фигур и одна цель – дать мат сопернику.
Но при этом вариативность шахмат просто огромна. Существует 400 уникальных комбинаций первого хода – 20 вариантов первого полухода белых и 20 вариантов ответа чёрных. С каждым последующим ходом количество уникальных позиций увеличивается на степень.
Шахматам не грозит быть посчитанными полностью. Поэтому в бой вступают алгоритмы оценки позиции и дерево возможных ходов.
В шахматной теории у каждой фигуры есть своя ценность, которая измеряется в пешках:
Король – бесценен, потому что его потеря означает проигрыш партии.
Анализ современных машин подтверждает истинность такой оценки. Так, в зависимости от позиции на доске компьютер оценивает ферзя в 9–12 пешек, ладью – в 5–6, коня и слона – в 3–5. Короля же машина оценивает в 300 пешек. Это задаёт максимальную границу оценки.
Чтобы было более понятно, преимущество в 0,5 пешки – это уже неплохо для шахматиста. В целую пешку – серьёзный перевес. В 3 пешки – подавляющее преимущество, которое можно практически без проблем довести до победы.
Но счётные возможности машины ограниченны. Иногда она показывает оценку в +51 или что-то вроде. Это означает, что алгоритм видит колоссальное преимущество белых в позиции и материале, но не может найти конкретный путь к мату.
Минимакс, или прямой перебор вариантов, в таком случае не работает. Даже КМС без проблем найдёт на доске мат в 3 хода в миттельшпиле, когда на доске ещё много фигур. А программе для этого нужно будет перебрать свыше 750 млн. полуходов.
Даже если программа перебирает 1 млн вариантов в секунду, чтобы найти мат в 3 хода, ей понадобится до 750 секунд, или 12,5 минут.
И это глубина в 3 хода. В стратегических позициях, где развитие игры идёт с учетом на пять или десять ходов вперёд, такие программы и вовсе будут бесполезными.
Поэтому для анализа позиции используется алгоритм под названием «альфа-бета-отсечение».
Система анализирует начальные варианты ходов и сразу отсекает те из них, которые ведут к мгновенному ухудшению оценки.
Программа отметает те варианты, в которых она сразу проигрывает материал или которые включают комбинации со стороны соперника, в ходе которых она выигрывает материал или партию.
Это позволяет сократить количество рабочих линий на порядки, сосредотачивая вычислительные ресурсы только на тех ветвях дерева, которые в перспективе ведут к улучшению позиции.
Псевдокод для минимакса с ограниченной глубиной с отсечением альфа-бета выглядит следующим образом:
За код особо не ругайте.
Рассмотрим на примере. Движок Stockfish считается сегодня одной из самых сильных компьютерных шахматных программ. Обратите внимание на первые пять линий.
Из всего множества вариантов развития событий программа выбирает ряд линий, которые в перспективе ведут к улучшению позиции. Их она анализирует более глубоко – на 15–20 ходов вперёд, чтобы отсечь возможные проигрышные варианты. В результате она выбирает лучшую из возможных линий и делает ход.
После ответа соперника ситуация снова анализируется по тому же алгоритму. Сначала отсекаются заведомо проигрышные линии (таких порядка 95 %), а затем путём более глубокого анализа перспективных вариантов выбирается лучший из них.
Новая эра в шахматных движках: нейросеть Alpha Zero
В 2017 году компания Deep Mind объявила о создании нейросети Alpha Zero. Тестировать её решили на трёх самых популярных стратегических настольных играх: шахматы, го и сёги.
Обучение и подготовка нейросети отличаются от классических компьютерных движков.
Stockfish и другие движки используют для своей работы существующие дебютные базы и анализ позиций огромного количества сыгранных партий.
Alpha Zero не использует ничего, кроме правил. Ей просто дали стартовую позицию, объяснили, как ходят фигуры, и цель игры – поставить мат сопернику. И всё.
За 24 часа игры с самой собой нейросеть смогла достичь сверхчеловеческого уровня игры и по сути изобрести заново всю шахматную теорию, которую человечество по крупицам разрабатывало веками.
В декабре 2018 года Alpha Zero во второй раз сразилась с самой последней версией движка Stockfish.
Исследователи провели 1000 партий с контролем 3 часа на партию плюс 15 секунд на ход. Alpha Zero одержала уверенную победу, выиграв в 155 партиях, сыграв вничью 839 партий и проиграв только 6.
Более того, Alpha Zero одерживала победу даже в партиях с форой по времени на обдумывание. Имея в 10 раз меньше времени, чем у противника, нейросеть всё равно победила в суммарном итоге. Только 30-кратная фора во времени смогла уравнять шансы и дать Stockfish примерно равную игру – 3 часа у движка и всего лишь 6 минут у нейросети.
Alpha Zero анализирует лишь 60 000 позиций в секунду, а тестируемая версия Stockfish – 60 млн. позиций. Для достижения аналогичных результатов анализа нейросети нужно в 1000 раз меньше ресурсов, чем движку.
Секрет успеха – в качественно другом уровне анализа. Нейросеть использует метод Монте-Карло, который высчитывает математическое ожидание комплекса ходов.
Если альфа-бета отсечение способно убрать большинство заведомо проигрышных вариантов, то проверять перспективные всё равно нужно механическим перебором, нейросеть сосредоточена на вариантах, которые ведут к улучшению позиции фигур, материальному перевесу, стеснению фигур соперника или созданию комплексных угроз, включающих матовые атаки.
И, что гораздо более важно, при оценке ситуации Alpha Zero учитывает стратегическую позицию.
Давайте рассмотрим на примере одной из партий.
После 20-го хода на доске творится невообразимая стратегическая борьба. Но если нейросеть шаг за шагом минимально укрепляет свою позицию, избавляясь даже от призрачных слабостей, то движок с 24-го по 29-й ход просто топчется на месте ладьёй.
Интересно, что Stockfish в упор не видит стратегических решений Alpha Zero, оценивая позицию как абсолютно ничейную. Но в результате минимальных укреплений позиции к 39-му ходу оказывается, что все фигуры белых активны, а чёрный конь и слон занимают пассивную оборонительную позицию. А после размена ферзей и ладей даже Stockfish оценивает преимущество нейросети в +2,2. Ещё несколько ходов – и король черных зажат в углу доски, а конь в одиночку не способен справиться с проходной пешкой. Поэтому программа сдалась.
Позиционная игра – это то, что отличает нейросеть от классического шахматного движка. Ведь она подразумевает длительные игровые планы, которые часто превышают вычислительные возможности машин.
Тем не менее нейросеть умеет играть позиционно не хуже человека и при этом идеально играет тактические позиции, где преимущество достигается в течение 5 или меньше ходов.
Более того, нейросеть уже помогла найти теоретикам шахмат целый ряд неочевидных, но при этом очень сильных разветвлений дебютов, которые никогда не рассматривали ранее.
Многие теоретики считают, что благодаря шахматным компьютерам повысился и средний рейтинг топовых шахматистов. Ведь современные тренировки включают глубокую проработку компьютерных вариантов и разбора партий движками. Средний рейтинг ведущих топ-100 шахматистов в 2000 году составлял 2644 пункта Эло, а в январе 2021 года – 2715. За 20 лет среднее значение увеличилось на 71 пункт.
Сегодня человек уже не способен соревноваться с компьютером в шахматах. Нейросеть вобрала в себя все преимущества человеческого шахматного мышления, но при этом лишена его недостатков.
Она умеет мыслить позиционно и при этом не допускает зевков и ошибок. И самое интересное в этом – шахматы для Alpha Zero являются только тестовым полигоном, где система оттачивает навыки работы. Реальные же её цели Google не раскрывает. Поэтому здесь может быть всё что угодно: от анализа изменений климатической ситуации до создания системы идеально персонифицированной рекламы. А как вы считаете, для чего создают настолько мощную нейросеть?
Создать своего гениального цифрового шахматиста или получить Level Up по навыкам и зарплате можно пройдя онлайн-курсы SkillFactory со скидкой 40% и промокодом HABR, который даст еще +10% скидки на обучение. Узнайте подробности.