執行真實魔術的 AI [影片]

AI 幫助機械魔術師愚弄人類觀眾

完美的障眼法是一種完美協調的欺騙行為。魔術師們花費數小時來訓練他們的手指達到精確的位置,並花費數年時間來掌握誤導的藝術。最優秀的魔術師一生都在磨練他們的手法。

現在,有一臺電腦也能做到,而且只需幾秒鐘。

昨天,倫敦瑪麗女王大學的程式設計師釋出了一個系統,該系統使用人工智慧來表演魔術。該程式不僅可以計算機率,還可以捕捉大多數紙牌魔術的每一個潛在結果,該系統還根據行為和認知研究評估人類觀眾將如何看待其表演。“當觀眾觀看魔術時,他們體驗的不是一個數學模型,”瑪麗女王大學的計算機科學家、該系統的聯合創造者霍華德·威廉姆斯說。“因此,我們將魔術分解為數學和心理成分。”


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奧西里斯的12位魔術師

第一個魔術看起來相對簡單。一個木製拼圖描繪了12位魔術師的手,每隻手都在施展魔法。但是重新排列拼圖,其中兩個法術消失了。點選“重播”幾次,它只會讓人感到沮喪——那些額外的法術去哪兒了?

這種效果基於一個經典的美國拼圖,該拼圖在 1898 年售出了 1000 多萬份。它被稱為“離開地球”,採用了相同的(令人沮喪的)錯覺。密切關注這個拼圖,您會注意到隨著地球的移動,13 個角色中的一個不斷消失。

這兩個魔術都涉及到不易察覺地改變一些拼圖塊的長度,但威廉姆斯想知道科學是否可以改進這種錯覺。“在魔術拼圖中,人們看到形狀和長度變化的方式是基本組成部分,”威廉姆斯說。“在人們注意到之前,你可以在多大程度上改變形狀的長度?”

在他的研究中,威廉姆斯進行了心理物理實驗,以弄清楚魔術師在受試者注意到自己被愚弄之前可以改變矩形長度多少。他發現,高達 20% 的尺寸增加可能會被忽視,尤其是在受試者分心的情況下。然後,他為計算機程式設計了一些[硬性]規則(拼圖構造中不可打破的原則,例如:所有碎片最終都必須填滿所有空隙)和[最佳化]規則(理想的情況,例如:儘量減少完全消失的矩形數量)。結果是,或多或少,一個科學上完美的魔術。“我認為這會引發更多的討論和更多的實驗,”數學家、《魔法數學:激發偉大魔術的數學思想》一書的合著者羅納德·格雷厄姆說。“看看嚴肅的魔術師如何看待使用機器學習來最佳化矩形形狀的想法,這將很有趣。”

一款適用於您智慧手機的智慧魔術

這個魔術比較熟悉。魔術師發了六張牌,並要求觀眾只說出每張牌的顏色。然後,觀眾選擇其中一張,Phoney 應用程式奇蹟般地預測出他或她的牌。

威廉姆斯在這個魔術中投入了很多科學原理。其中一部分是機率問題。“把它想象成一個六個序列,其中每張牌可以是 1 或 0,黑色或紅色,”威廉姆斯說。“那是 26,或 64 種不同的組合。一副牌只有 52 張牌,所以我們有足夠的資訊。”

還有一個認知要素。威廉姆斯研究了紙牌偏好,發現受試者強烈傾向於高等級紙牌、紅牌和紅桃。他在程式設計他的應用程式時,會識別這些偏好,以便預測觀眾選擇的牌。

在實際表演中,同時發生幾種錯覺。首先,切開一副新牌,但實際上從未洗牌。然後,當觀眾說出每張牌的顏色時,魔術師使用假的鎖定螢幕——再次仔細觀看影片!——將該資訊輸入系統。最後,該應用程式將預先程式設計的偏好與機率計算相結合,以選擇最有可能的牌。“魔術師有很多經驗,而且很多都取決於人的因素——[他們]利用了人是他們自己的事實,”格雷厄姆說。“當然,這一切都基於數學原理。”

機器人正在毀掉魔術嗎?
威廉姆斯最初擔心,觀眾可能不會對能夠表演魔術的計算機留下深刻印象。畢竟,部分刺激之處在於,一個人似乎具有表演超人壯舉的奇蹟般能力。“我們擔心人們會印象深刻,但他們不會真正體驗到魔術——就像看一部有 CGI 的電影一樣。”威廉姆斯說。然而,人類似乎被這個魔術所吸引。事實上,威廉姆斯將他最佳化的拼圖送到了倫敦的一家魔術商店,那裡的全部庫存賣光了兩次。

至於這些最佳化魔術背後的科學原理,格雷厄姆說他覺得這項工作令人信服。“這是一次認真嘗試,試圖理解魔術的整體影響——它為什麼會給人們留下深刻印象,以及它為什麼如此神奇,”他說。

也許魔術僅僅是個開始。格雷厄姆懷疑,在未來,為這些客廳魔術提供動力的人工智慧可能會影響機器學習的更廣泛發展。“人工智慧一直承諾要做偉大的事情,”他說。“這只是其中一條途徑,您試圖利用計算機的能力來檢視成千上萬、數百萬和數十億個案例,並最佳化讓人們上當的原因。”

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