执行真实魔术的 AI [视频]

AI 帮助机械魔术师愚弄人类观众

完美的障眼法是一种完美协调的欺骗行为。魔术师们花费数小时来训练他们的手指达到精确的位置,并花费数年时间来掌握误导的艺术。最优秀的魔术师一生都在磨练他们的手法。

现在,有一台电脑也能做到,而且只需几秒钟。

昨天,伦敦玛丽女王大学的程序员发布了一个系统,该系统使用人工智能来表演魔术。该程序不仅可以计算概率,还可以捕捉大多数纸牌魔术的每一个潜在结果,该系统还根据行为和认知研究评估人类观众将如何看待其表演。“当观众观看魔术时,他们体验的不是一个数学模型,”玛丽女王大学的计算机科学家、该系统的联合创造者霍华德·威廉姆斯说。“因此,我们将魔术分解为数学和心理成分。”


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奥西里斯的12位魔术师

第一个魔术看起来相对简单。一个木制拼图描绘了12位魔术师的手,每只手都在施展魔法。但是重新排列拼图,其中两个法术消失了。点击“重播”几次,它只会让人感到沮丧——那些额外的法术去哪儿了?

这种效果基于一个经典的美国拼图,该拼图在 1898 年售出了 1000 多万份。它被称为“离开地球”,采用了相同的(令人沮丧的)错觉。密切关注这个拼图,您会注意到随着地球的移动,13 个角色中的一个不断消失。

这两个魔术都涉及到不易察觉地改变一些拼图块的长度,但威廉姆斯想知道科学是否可以改进这种错觉。“在魔术拼图中,人们看到形状和长度变化的方式是基本组成部分,”威廉姆斯说。“在人们注意到之前,你可以在多大程度上改变形状的长度?”

在他的研究中,威廉姆斯进行了心理物理实验,以弄清楚魔术师在受试者注意到自己被愚弄之前可以改变矩形长度多少。他发现,高达 20% 的尺寸增加可能会被忽视,尤其是在受试者分心的情况下。然后,他为计算机编程了一些[硬性]规则(拼图构造中不可打破的原则,例如:所有碎片最终都必须填满所有空隙)和[优化]规则(理想的情况,例如:尽量减少完全消失的矩形数量)。结果是,或多或少,一个科学上完美的魔术。“我认为这会引发更多的讨论和更多的实验,”数学家、《魔法数学:激发伟大魔术的数学思想》一书的合著者罗纳德·格雷厄姆说。“看看严肃的魔术师如何看待使用机器学习来优化矩形形状的想法,这将很有趣。”

一款适用于您智能手机的智能魔术

这个魔术比较熟悉。魔术师发了六张牌,并要求观众只说出每张牌的颜色。然后,观众选择其中一张,Phoney 应用程序奇迹般地预测出他或她的牌。

威廉姆斯在这个魔术中投入了很多科学原理。其中一部分是概率问题。“把它想象成一个六个序列,其中每张牌可以是 1 或 0,黑色或红色,”威廉姆斯说。“那是 26,或 64 种不同的组合。一副牌只有 52 张牌,所以我们有足够的信息。”

还有一个认知要素。威廉姆斯研究了纸牌偏好,发现受试者强烈倾向于高等级纸牌、红牌和红桃。他在编程他的应用程序时,会识别这些偏好,以便预测观众选择的牌。

在实际表演中,同时发生几种错觉。首先,切开一副新牌,但实际上从未洗牌。然后,当观众说出每张牌的颜色时,魔术师使用假的锁定屏幕——再次仔细观看视频!——将该信息输入系统。最后,该应用程序将预先编程的偏好与概率计算相结合,以选择最有可能的牌。“魔术师有很多经验,而且很多都取决于人的因素——[他们]利用了人是他们自己的事实,”格雷厄姆说。“当然,这一切都基于数学原理。”

机器人正在毁掉魔术吗?
威廉姆斯最初担心,观众可能不会对能够表演魔术的计算机留下深刻印象。毕竟,部分刺激之处在于,一个人似乎具有表演超人壮举的奇迹般能力。“我们担心人们会印象深刻,但他们不会真正体验到魔术——就像看一部有 CGI 的电影一样。”威廉姆斯说。然而,人类似乎被这个魔术所吸引。事实上,威廉姆斯将他优化的拼图送到了伦敦的一家魔术商店,那里的全部库存卖光了两次。

至于这些优化魔术背后的科学原理,格雷厄姆说他觉得这项工作令人信服。“这是一次认真尝试,试图理解魔术的整体影响——它为什么会给人们留下深刻印象,以及它为什么如此神奇,”他说。

也许魔术仅仅是个开始。格雷厄姆怀疑,在未来,为这些客厅魔术提供动力的人工智能可能会影响机器学习的更广泛发展。“人工智能一直承诺要做伟大的事情,”他说。“这只是其中一条途径,您试图利用计算机的能力来查看成千上万、数百万和数十亿个案例,并优化让人们上当的原因。”

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