リーラチェスゼロ

リーラチェスゼロ
原作者ジャン=カルロ・パスカット、ゲイリー・リンスコット
開発者ゲイリー・リンスコット、アレクサンダー・リャシュク、フォルケルト・ホイジンガ、他
初回リリース2018年1月9日; 7年前 (2018-01-09)
安定版リリース
v0.32.0 / 2025年8月21日; 3か月前 (2025-08-21)
リポジトリ
  • github.com/LeelaChessZero/lc0
書かれたC++
オペレーティング·システムWindows、Mac、Linux、Android
タイプチェスエンジン
ライセンスGPL-3.0以降
Webサイトlczero.org

Leela Chess Zero(略称:LCZerolc0)は、 GoogleAlphaZeroエンジンをベースにした、無料のオープンソース チェスエンジンおよびボランティアコンピューティングプロジェクトです。Stockfishチェスエンジンの開発者であるGary Linscottが主導し、 Leela Zero Goエンジンを改良しました[1]

Leela ZeroやAlphaGo Zeroと同様に、Leela Chess Zeroの初期バージョンは、ゲームの基本ルール以外にチェス特有の知識を一切持たない状態でスタートしました。[1] Leela Chess Zeroは、Leela Chess Zeroのウェブサイトで調整された分散コンピューティングネットワークを用いて、繰り返しの自己対戦による強化学習によってチェスの遊び方を学習しました。しかし、2024年11月現在、このエンジンで使用されるモデルのほとんどは、以前の強化学習実行によって生成されたデータを用いた教師あり学習によって訓練されています[2]

2025年6月現在、リーラチェスゼロは25億回以上の対戦を行っており、毎日約100万回の対戦が行われています。[3]また、従来のチェスプログラムのトップであるストックフィッシュに匹敵するレベルのプレイが可能です[4] [5]

歴史

Leela Chess Zeroプロジェクトは、オープンソースの自己学習型チェスエンジンとして、2018年1月9日にTalkChess.comで初めて発表され、AlphaZeroの成功を再現しようと試みました。[1] [6] [7]トレーニングの最初の数か月以内に、Leela Chess Zeroは、評価関数として使用するディープニューラルネットワークのサイズにより、評価するポジションが桁違いに少ないにもかかわらず、Rybka、Stockfish、Komodoの初期リリースの強さを上回り、すでにグランドマスターレベルに到達しました

2018年12月、AlphaZeroチームはサイエンス誌に論文を発表し、AlphaZeroに使用されているアーキテクチャとトレーニングパラメータに関するこれまで未公開の詳細を明らかにしました。[8]これらの変更はすぐにLeela Chess Zeroに組み込まれ、その強度とトレーニング効率の両方が向上しました。[9]

Leela Chess Zeroの開発は将棋のAobaZeroプロジェクトに影響を与えた[10]

このエンジンは開発当初から書き直され、慎重に改良が重ねられてきました。2019年以降[11]は複数のバックエンドで実行され、CPUとGPUの両方で実行できるようになりました。[12]

このエンジンは異なる重みを使用するように設定することができ[13]異なるアーキテクチャを使用することさえ可能です。この代替重みのメカニズムは、 2019年に行われたフィッシャーランダムチェスのバリアントなど、代替チェスルールにも使用できます。[14]

ニューラルネットワーク

Leela Chess Zero で使用されるトランスフォーマーモデルの視覚化

AlphaZeroと同様に、Leela Chess Zeroは、ポリシーベクトル、探索を導くために使用される後続の動きの分布、および位置評価の両方を出力するニューラルネットワークを採用している。これらのニューラルネットワークは、従来のエンジンとは異なり、GPU上で動作するように設計されている。当初は残差ニューラルネットワークを使用していたが、2022年にDaniel MonroeとPhilip Chalmersによって設計されたトランスフォーマーベースのアーキテクチャを使用するように切り替えられた。 [2]これらのモデルは、チェス盤を64個のトークンのシーケンスとして表現し、Post-LNエンコーダー層のスタックで構成されるトランクを適用して、位置評価と後続の動きの分布を生成するために使用される64個のエンコードされたトークンのシーケンスを出力します。[2] [15]彼らは、自己注意層を改善するために、smolgenと呼ばれるカスタムのドメイン固有の位置エンコーディングを使用している。[15]

2024年11月現在、このエンジンで使用されているモデルは、AlphaZeroが使用している残余ネットワークよりもはるかに大規模で効率的であり、1手あたり1つの局面評価でグランドマスターレベルの強さを達成していると報告されています。[2] [16]これらのモデルは、罠にかかった駒や要塞などの局面的特徴を検出して活用することで従来のエンジンを出し抜くことができ、Leelaに独自のプレイスタイルを与えています。[2]また、先読みを実行できるという証拠もあります。[17]

プログラムと使用

AlphaZeroと同様に、Leela Chess Zeroは強化学習によって学習し、セルフプレイによって生成されたデータで継続的にトレーニングを行います。[1] [8]しかし、AlphaZeroとは異なり、Leela Chess Zeroは分散コンピューティングによってデータ生成を分散化しており、ボランティアがローカルハードウェア上でセルフプレイデータを生成し、それが強化アルゴリズムに供給されます。[3]トレーニングゲームを提供するには、ボランティアはエンジンとクライアントの最新の非リリース候補(非RC)バージョンをダウンロードする必要があります。クライアントはLeela Chess Zeroサーバーに接続し、最新のニューラルネットワークバージョンを反復的に受信してセルフプレイゲームを生成します。これらのゲームはサーバーに送り返され、ネットワークのトレーニングに使用されます。[18]

Leela Chess Zeroエンジンを実行するには、2つのコンポーネントが必要です。1つは探索を実行するためのエンジンバイナリ、もう1つは局面を評価するためのネットワークです。[18]プロジェクトにトレーニングデータを提供するために使用されるクライアントは、この目的には必要ありません。古いネットワークもダウンロードして使用することができ、Lc0バイナリと同じフォルダに保存します。

スピンオフ

トップチェスエンジン選手権シーズン15では、AllieSteinがLeelaと並んで出場した。AllieSteinはLeelaから派生した2つの異なるスピンオフ作品を組み合わせたものである。AllieはLeelaと同じニューラルネットワークを使用しているが、異なるプレイラインを探索するための独自の探索アルゴリズムを備えている。Steinは、他のエンジン間の既存のゲームデータを用いて教師あり学習によってトレーニングされたネットワークである。これらのプロジェクトはどちらもLeelaとの類似性からTCECに単独では認められなかったが、Allieの探索アルゴリズムとSteinネットワークを組み合わせたAllieSteinは、その独自性ゆえに大会への参加を正当化するに十分であると判断された。[a] [19] [20]

2021年初頭、LcZeroのブログは、エンジンをC#に移植したCeresを発表しました。Ceresでは、いくつかのアルゴリズムの改良が導入されました。このエンジンはトーナメントで優れた成績を収め、TCEC Swiss 7で3位、TCEC Cup 14で4位を獲得しました。2024年には、PyTorchでチェス用ディープニューラルネットワークの学習をサポートするCeresTrainフレームワークが発表されました。

競技結果

2018年4月、Leela Chess Zeroはディープニューラルネットワークを採用した初のエンジンとなり、シーズン12の最下位ディビジョン4に参戦した。[21] 28試合のうち、1勝2引き分け、残りは負けで、唯一の勝利は、対戦相手のScorpio 2.82が3手でクラッシュした局面からのものだった。[22]しかし、すぐに上達した。2018年7月、Leelaは2018年世界コンピュータチェス選手権で8人の参加者のうち7位になった[23] 2018年8月、TCECシーズン13のディビジョン4で14勝12引き分け2敗の成績で優勝した。[22] [24]ディビジョン3では、リーラは16/28ポイントを獲得し、22.5/28ポイントを獲得したエセリアルとタイブレークでアラサンに次いで3位に終わった。[25] [22]

2018年9月までに、リーラは世界最強のエンジンと互角に渡り合えるようになった。2018 Chess.comコンピュータチェス選手権(CCCC)[26]では、リーラは24の出場者中5位に入った。上位8つのエンジンが第2ラウンドに進出し、リーラは4位に入った。[27] [28]その後、リーラはコモドとの30ゲームマッチに勝利し、トーナメントで3位を獲得した。[29] [30]リーラは、TCECの異なる部門のエンジンが対戦するイベント「TCECカップ」に参加した。リーラは、上位部門のレーザー、イーサリアル、ファイアを破ったが、準決勝でストックフィッシュに敗れた。[22]

2018年12月、リーラはトップチェスエンジン選手権シーズン14に参加した。リーラはディビジョン3、2、1を独占し、すべてで1位になった。プレミアディビジョンでは、ストックフィッシュが優勢を占め、フーディーニ、コモド、リーラが2位を争った。リーラはストックフィッシュを黒で引き分けに抑え、コモドを上回って2位になる必要があった。リーラはこれを達成し、スーパーファイナルでストックフィッシュと対戦した。一進一退の試合で、最初にストックフィッシュ、次にリーラが3ゲームリードした後、ストックフィッシュが50.5対49.5の僅差で勝利した。[22]

2019年2月、リーラは第2回TCECカップ決勝でフーディーニを破り、メジャートーナメント初優勝を果たしました。リーラはトーナメントを通して一度も負けませんでした。[22] [31] 2019年4月、リーラはChess.comコンピューターチェス選手権7:ブリッツボナンザで優勝し、ニューラルネットワークプロジェクトとして初めて優勝しました。[32]

トップチェスエンジン選手権シーズン15 (2019年5月)では、リーラがTCECカップのタイトルを守り、今回は決勝でストックフィッシュが7人テーブルベースのドローでミスを犯した後、5.5対4.5(+2 =7 -1)のスコアでストックフィッシュを破りました。[33]リーラはまた、スーパーファイナルで初めて勝利し、ストックフィッシュに対して53.5対46.5(+14 -7 =79)のスコアを獲得し、61と62ゲームで同じ所定のオープニングで白と黒の両方で勝利しました。[34] [35]

TCECシーズン16では、 Leelaはプレミアディビジョンで3位に終わり、スーパーファイナルへの出場権をStockfishと新しいディープニューラルネットワークエンジンAllieSteinに奪われました。Leelaはプレミアディビジョンで唯一無敗だったエンジンで、6試合のうち1試合でStockfishに勝利しました。しかし、Leelaはわずか9勝にとどまったのに対し、AllieSteinとStockfishはともに14勝を挙げました。弱いエンジンに勝てなかったため、LeelaはAllieSteinに0.5ポイント、Stockfishに1ポイント差で3位に終わりました。[36]第4回TCECカップでは、Leelaは前回優勝者として1位シードとなり、AllieSteinとStockfishと同じブラケットに配置されました。Leelaは決勝に進出し、Stockfishと対戦しました。7回の引き分けの後、Stockfishは8試合目に勝利し、試合に勝利しました。[37]

2020年1月から4月に開催されたTCECシーズン17では、リーラがストックフィッシュを52.5対47.5で破り、チャンピオンシップに復帰しました。最終10ゲームで6勝を挙げ、95ゲーム目と96ゲーム目の同じ所定のオープニングで白と黒の両方で勝利しました。[38]シーズン18でも再びスーパーファイナルに出場しましたが、今度はストックフィッシュに53.5対46.5で敗れました。[39] TCECカップ6決勝では、リーラはアリースタインに敗れ、2位に終わりました。[40]

TCEC のシーズン 19 では、 Leela が再びスーパーファイナルに進出しました。今回はNNUEをサポートした新しい Stockfish バージョンと対戦しました。NNUE は、主に検索ツリーのリーフ ノードに使用される浅いニューラル ネットワーク ベースの評価関数です。Stockfish NNUE は、最終スコア 54.5-45.5 (+18 -9 =73) で Leela を圧勝しました。[41] [42]それ以来、Leela は繰り返しスーパーファイナルに進出しましたが、その度に Stockfish に敗れています。シーズン 20では +14 -8 =78 、シーズン 21 では +19 -7 =74、シーズン 23 では +27 -10 =63、シーズン 24 では +20 -16 =64、シーズン 25 では +27 -23 =50、シーズン 26 では +31 -17 =52、シーズン 27 では +35 -18 =47 です。

Stockfish に NNUE が導入されて以来、Leela は TCEC Swiss 6 と 7、そして TCEC Cup 11 で優勝を果たし、主要なトーナメントでは通常 Stockfish に次ぐ 2 位につけています。

結果の要約

トップチェスエンジン選手権(TCEC)[43]
季節ディビジョン4ディビジョン3ディビジョン2ディビジョン1部門Pインフラファイナルスーパーファイナル
12 (2018)8日
13 (2018)1位3位
14(2018年)1位1位1位2位2位
15(2019年)2位1位
16 (2019)3位
17(2020年)1位1位
18(2020年)2位2位
19(2020年)2位2位
20 (2020)1位2位
21(2021年)2位2位
22(2022年)3位3位
23(2022年)2位2位
24(2023年)2位2位
25(2023年)2位2位
26(2024年)2位2位
トップチェスエンジンチャンピオンシップカップ(TCECカップ)[43]
イベント結果対戦相手スコア
カップ1(2018)3位-
カップ2(2019)1位フーディーニ4.5~3.5
カップ3(2019)1位ストックフィッシュ5.5~4.5
カップ4(2019)2位ストックフィッシュ3.5~4.5
カップ5(2020)2位ストックフィッシュ1.5~2.5
カップ6(2020)2位アリー・スタイン1.5~2.5
カップ7(2020)2位ストックフィッシュ1.5~2.5
カップ8(2021)2位ストックフィッシュ3.5~4.5
カップ9(2021)2位ストックフィッシュ1.5~2.5
カップ10(2022)2位ストックフィッシュ4~6
カップ11(2023)1位ストックフィッシュ8.5~7.5
カップ12(2023)2位ストックフィッシュ13.5~14.5
カップ13(2024)2位ストックフィッシュ12.5~9.5
カップ14(2024)2位ストックフィッシュ18.5~17.5
カップ15(2025)2位ストックフィッシュ12.5~9.5
Chess.com コンピュータチェス選手権 (CCC)
イベント時間コントロール結果参照
CCC 1: ラピッドランブル201815+53位[44]
CCC 2: ブリッツバトル20185+23位[45]
CCC 3: ラピッド・リダックス201930+52位[46]
CCC 4: バレット・ブロール20191+22位[47]
CCC 5: エスカレーション201910+52位[48]
CCC 6: ウィンタークラシック201910+102位[49]
CCC 7: ブリッツボナンザ20195+21位[32]
CCC 8: ディープダイブ201915+52位[5]
CCC 9: ガントレット20195+2、10+53位[50]
CCC 10: 2桁201910+33位[51]
CCC 11201930+51位[52]
CCC 12: 弾丸マッドネス!20201+11位[53]
CCC 13: 図形20203+2、5+5、10+5、15+51位[54] [55]
CCC 14202015+51位[56]
CCCブリッツ202120215+52位[57]
CCC チェス 960 ブリッツ20215+53位[58]
CCC 16: ラピッド202115+32位[59]
CCC 16: 弾丸20212+13位[60]
CCC 16: ブリッツ20225+53位[61]
CCC 17: ラピッド202215+33位[62]
CCC 17: 弾丸20222+13位[63]
CCC 17: ブリッツ20225+52位[64]
CCC 18: ラピッド202215+32位[65]
CCC 19: ブリッツ20225+53位[66]
CCC 19: ラピッド202215+32位[67]
CCC 19: 弾丸20231+13位[68]
CCC 20: ブリッツ20233+22位[69]
CCC 20: ラピッド202310+32位[70]
CCC 20: 弾丸20231+14番目[71]
CCC 21: ブリッツ20233+23位[72]
CCC 21: ラピッド202310+32位[73]
CCC 21: 弾丸20231+15番目[74]
CCC 22: ブリッツ20243+23位[75]
CCC 22: ラピッド202410+32位[76]
CCC 22: 弾丸20241+14番目[77]
CCC 23: ブリッツ20243+23位[78]
CCC 23: ラピッド202410+32位[79]
CCC 23: 弾丸20241+13位[80]
CCC 24: ブリッツ20253+23位[81]
CCC 24: ラピッド202510+32位[82]
CCC 24: 弾丸20251+14番目[83]
CCC 25: ブリッツ20253+25番目[84]

注目のゲーム

  • Leela vs Stockfish、CCCC ボーナス ゲーム、1-0 Leela は、1 ポーンのハンディキャップにもかかわらず、世界チャンピオンの Stockfish エンジンに勝利しました。
  • Stockfish vs Leela Chess Zero – TCEC S15 スーパーファイナル – 第61局 Leelaは黒駒でTrompovsky攻撃を仕掛け、Stockfishを完全に圧倒しました。Leelaの評価は1手で0.1から-1.2に上昇しましたが、Stockfishの評価は15手後までマイナスになりませんでした。
  • Stockfish 対 Leela、CCC 21 ラピッド準決勝 — ゲーム 163 Leela は Stockfish のルークをトラップし、黒として勝利できるようにします。
  • Stockfish vs Leela、CCC 23 ラピッド決勝 – 第189局 Leelaは黒で要塞を構築し、負けた局面から引き分けを狙った。Stockfishは要塞を検知できず、評価は100手以上も+5以上を維持した。

注記

  1. ^ TCECの規則では、ニューラルネットワークベースのエンジンは、3つの必須機能(ネットワークを学習するコード、ネットワーク自体、そして探索アルゴリズム)のうち、少なくとも2つの独自のコンポーネントを備えている必要があります。AllieSteinはLc0と同じコードを使用してネットワークを学習していますが、他の2つのコンポーネントは新しいため、AllieSteinは独自のエンジンとみなされます。

参考文献

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