/  Искусственный интеллект в компьютерных играх
63.92 € 67.77

Искусственный интеллект в компьютерных играх

Искусственный интеллект в компьютерных играх

Технологии искусственного интеллекта являются неотъемлемой частью индустрии компьютерных игр. С момента появления первой игры пользователям всегда хотелось видеть в лице компьютера сильного и разумного соперника. Решить такую задачу можно за счет наделения игровых компьютерных агентов интеллектуальными способностями, схожими с теми, которыми обладает человек. Иными словами, необходимо использовать специализированные системы игрового искусственного интеллекта.

В данном обзоре мы собрали информацию о специфике применения средств искусственного интеллекта в компьютерных играх. Рассмотрены особенности разработки подобных систем и примеры их практического использования.

 

Специфика игрового искусственного интеллекта

В настоящий момент, рынок компьютерных игр демонстрирует стабильный и уверенный рост. По данным исследовательского центра Newzoo, уже в этом году объем рынка достигнет $99.6 млрд., что на 8.5% превышает показатели прошлого года. К 2019 году ожидается, что эта цифра приблизится к $120 млрд.

1.png

По данным ассоциации развлекательного программного обеспечения (ESA), средний опыт современных геймеров составляет около 13 лет. Все они уже давно привыкли к тому, что год от года компьютерные игры становятся все более сложными, интересными и увлекательными. Чтобы удовлетворить такие потребности пользователей, разработчикам необходимо постоянно развивать имеющиеся системы игрового искусственного интеллекта.

Игровой искусственный интеллект несколько отличается от традиционного представления об искусственном интеллекте.Так, все усилия ученых направлены на создание разумной машины, максимально приближенной к человеку. Она должна самообучаться, взаимодействовать с окружающими объектами и даже проявлять эмоции. В играх перед искусственным интеллекта такая задача не стоит. Здесь нет необходимости обучаться за рамками игрового процесса. Достаточно лишь сымитировать правдоподобное поведение компьютерного агента, чтобы сделать игру интересной.

 

Основные принципы разработки игрового искусственного интеллекта

В зависимости от сложности игры, система игрового искусственного интеллекта может быть крайне проста и представлять собой лишь набор правил или иметь достаточно сложные алгоритмы работы (например, если стоит задача по управлению многотысячной армией в ходе сражения). Рассмотрим некоторые базовые основы, которыми руководствуются разработчики при создании игры с элементами искусственного интеллекта.

 

Система на основе правил

Одной из самых простых форм игрового искусственного интеллекта является система на основе правил, в которой поведение игровых агентов определяется заранее заданными алгоритмами. Такие системы наиболее далеки от традиционного понятия искусственного интеллекта. Правила могут как задаваться жестко (например, игровой агент всегда поворачивает в одну сторону), так и основываясь на анализе текущего состояния объектов (например, игровой агент всегда движется за игроком).

 

Конечные автоматы

Конченые автоматы применяются для создания игровых агентов, которые в течение игры могут обладать различным (конечным) числом состояний. В качестве таких состояний можно задать физические условия, в которых находится объект, его эмоции и т.д. Данные состояния в зависимости от условий игры могут меняться. Примеры возможных состояний игрового агента представлены на рисунке ниже.

2.jpg

Возможные состояния игрового агента. Источник: software.intel.com


Стоит отметить, что под эмоциональным состоянием игрового агента понимается его алгоритм поведения в той или иной ситуации. Эмоциональное состояние не имеет никого отношения к эмоциям искусственного интеллекта.


Адаптивный искусственный интеллект

Для того, чтобы внести разнообразие в игру и создать более сильного и динамического противника, разработчикам необходимо наделить игровых агентов способностью развиваться, приспосабливаться и адаптироваться. Такое правило активно применяется в боевых и стратегических играх, которые имеют сложную механику и предоставляют большое количество разнообразных возможностей для игровых агентов.

Адаптивный искусственный интеллект должен обладать достаточно важным свойством – уметь предсказывать следующий ход противника. Для этого могут применяться различные методы (выявление закономерности прошлых ходов игрока, использование случайных догадок и т.д.)

 

Восприятие окружающего мира игровым искусственным интеллектом

Все интеллектуальные игровые агенты должны иметь возможность воспринимать окружающую среду и ориентироваться в ней при перемещении. Для этого игровой искусственный интеллект должен обладать рядом специфических возможностей.


Зрение

Чтобы принимать взвешенные решения, игровому агенту нужно знать окружающую его обстановку. В робототехнике для этого активно применяются различные технологии компьютерного зрения, позволяющие машинам получать трёхмерные объемные изображения. В системах игрового искусственного интеллекта такая детализация, безусловно, избыточна. Компьютерный мир здесь имеет одно большое преимущество: разработчикам уже заранее известны все объекты, с которыми машина может столкнуться.


Слух

Для создания более интеллектуальных игровых агентов можно наделить их возможностью слышать передвижение игроков. Поскольку каждые действия в компьютерном мире могут сопровождаться определенным уровнем звука, то можно заранее задать тот уровень, по достижению которого игровой агент будет способен обнаружить игрока.

 

Взаимодействие с временными объектами

При наделении игровых агентов возможностью «видеть» окружающий мир, можно несколько расширить их восприятие, предоставив им возможность взаимодействовать с временными объектами. Такие объекты не являются значимой частью компьютерного мира, а предназначены лишь для создания визуальных эффектов, такие как следы от пуль, дым, искры, отпечатки подошв на земле и т.д. Некоторые из временных объектов могут указывать на следы недавнего сражения и привести к потенциальной цели, поэтому предоставив возможность игровым агентам использовать такие подсказки, можно значительно расширить их интеллектуальность.

 

Укрытие

В случае беспорядочного огня противника игровых агентов можно наделить способностью прятаться за укрытия. Чтобы это реализовать, агент сначала должен определить, сможет ли он спрятаться за окружающие его объекты, сравнив свои размеры с размерами укрытия, и далее, определив свободно ли выбранное место, переместиться туда.

 

Навигация искусственного интеллекта

Оценив окружающую обстановку и приняв какое-либо решение, игровому агенту нужно понять, каким образом ему двигаться к заданной точке. Для этого можно использовать несколько подходов в зависимости от характера и уровня игры. Наиболее простым является алгоритм «Столкнуться и повернуть», когда агент двигается до тех пор, пока не столкнутся с каким-либо препятствием. Далее движение осуществляется по направлению, используя который агент окажется ближе всего к заданной цели. Такой подход чаще всего применяется в несложных играх. В более сложных играх данных подход несколько модифицируется: игровых агентов можно снабдить памятью, что позволяет им быстрее найти путь к цели. 

В ряде стратегических игр у игроков нет времени, пока их войска разбредутся и достигнут цели, используя алгоритм «Столкнуться и повернуть». Здесь активно используются технологии предварительного поиска наиболее оптимальных путей с помощью карты. Поиск путей является уже давно решенной задачей для разработчиков. Даже в такой старой игре, как Starcraft*, выпущенной Blizzard Entertainment, игровые агенты имели возможность находить оптимальные пути движения по крупным и сложным картам.

 

Практическое применение. Военные тренажеры

Все вышеперечисленные правила позволяют разработчикам создать для игроков компьютерных игр действительно интеллектуальных соперников. При этом, стоит отметить, что мы лишь дали обобщенное представление о создании компьютерных игр с помощью средств искусственного интеллекта. Поэтому здесь представлены не все правила, а только их малая часть.

В последние годы используемые алгоритмы для игрового искусственного интеллекта продолжают активно развиваться. Этому, в частности, способствует увеличение области их применения. Помимо компьютерных игр, игровой искусственный интеллект активно применяется для создания узкоспециализированных военных симуляторов. Военные симуляторы уже давно стали частью системы тренировок Вооруженных сил некоторых стран (США, Великобритания). При разработке подобных систем особую значимость приобретает правдоподобное поведение виртуальных солдат на поле боя.

В российской армии также заинтересованы использовании подобных технологий для обучения личного состава. Наибольший интерес отечественного военного ведомства представляют стрелялки в жанре Action, а также авиа- и танковые симуляторы.

«На сегодняшний день компьютерные игры в жанре action, 3D-shooter, авто-, авиасимуляторы наиболее популярны у молодежи, они позволяют развивать умения и навыки по управлению вооружениями, формируют командный дух, обучают основам тактики, знакомят с тактико-техническими характеристиками вооружения и военной техники» - комментируют свое стремление в военном ведомстве.

В 2015 году в прессу просочилась информация о том, что в России создали самый большой и самый высокотехнологичный полигон - 333-й Центр боевой подготовки, в котором активно применяются военные симуляторы. Был момент, когда этот масштабный проект находился под угрозой срыва. Немецкий концерн, занимающийся созданием данного полигона, в одностороннем порядке разорвал контракт из-за санкционной политики западных властей. Обратившись в суд, Министерство обороны все-таки продолжило проект, проучив закончить все работы отечественным инженерам.

В настоящий момент на обучение в 333-й Центр боевой подготовки приезжают солдаты и офицеры со все России. Пройдя курс обучения продолжительностью 7 месяцев, все они возвращаются в свои части уже готовыми специалистами. За год на полигоне могут пройти обучение около 30 тысяч военных.

Многие эксперты полагают, что при хорошем финансировании игрового искусственного интеллекта, военные могут получить беспрецедентные возможности по обучению тактике ведения боя. Однако нужно понимать, что военные симуляторы не заменят реальную боевую машину и реальный военный опыт.

«Внедрение подобных технологий вполне может быть одной из ступенек подготовки молодого бойца, однако нужно понимать, что, только играя в военные игры на компьютере, ты толком ничему не научишься, нужна реальная практика», — говорит военный эксперт Виктор Мураховский.


Подписаться на новости

Назад

Комментарии

Текст сообщения*
Защита от автоматических сообщений