Orkestracija hibridnih metoda umjetne inteligencije za računalne igre

Izv. prof. dr. sc. Markus Schatten

Uvod

• Umjetna inteligencija (engl. artificial intelligence - AI) bilježi velike napretke u prošlih nekoliko godina.
• Razvoj AI je jedno od ključnih koraka u razvoju računalnih igara:
  1. Proizvođači se često hvale i dobivaju pohvale za kvalitetan AI (posebice protivnika).
  2. AI je u stanju generirati sadržaj.
  3. AI omogućuje modeliranje i profiliranje (ljudskog) igrača i prilagođavanje igre.

Kratka povijest

• 1949. Claude Shannon -- opis ideje kako bi računalo moglo igrati šah (minimax algoritam)
• 1950. Josef Kates -- implementacija najvjerojatnije prve poznate računalne igre "Bertie the Brain" na računalu s elektronskim cijevima.

• 1959. Arthur Samuel -- umjetna inteligencija koja uči igru dame igrajući protiv same sebe (podupirano učenje -- engl. reinforcement learning)
• 1970-te (zlatno doba konzolnih video igara) -- prve poznate igre (npr. "Pong", "Space Invaders", "Donkey Kong" ...) nemaju AI u pravom smislu. Ponašanje protivnika je skriptirano, ne donose odluke tijekom igre.
• 1980. poznata igra "PacMan" modelira ponašanje protivnika (duhove) koristeći različite osobnosti.

• 1980-te -- pojavljuju se prve igre ("Cytron Masters" među prvima u RTS žanru) koje koriste razne tehnike AI kako u oblikovanju protivnika, tako i u oblikovanju sadržaja.
• 1988/89. -- računalo CHINOOK pobjeđuje najbolje igrače u dami; računalo "Deep Thought" pobjeđuje u šahu.
• 1991. -- igra "Civilization" koristi automatsko generiranje mapa
• 1996. -- igra "Creatures" koristi neuronske mreže za razvoj protagonista u igri.

• 1997. -- "Blade Runner" -- stabla ponašanja
• 1998. -- "Thief" -- senzorski sustavi
• 1998. -- "Half-Life" -- napredne taktike protivnika
• 2000. -- "Black and White" -- BDI model
• 2000–2017. -- "Sims" -- vjerodostojni agenti
• 2005. -- "Forza Motorsport" -- imitacijsko učenje
• 2005. -- "F.E.A.R." -- automatsko planiranje (STRIPS)
• 2011–2017. -- "Halo" -- timske taktike

Realistična pucnjava, personalizirana adaptacija, afektivna reprezentacija kamera, neuro-evolutivno učenje, AI prijatelji (engl. AIBuddy), interaktivne priče, adaptivno ponašanje obzirom na igrača, generirani svijetovi ...

O_HAI ➃ Games

(ノಠ益ಠ)ノ彡┻━┻

CSF project number:
IP-2019-04-5824

Hibridna UI?

Simbolički pristupi

Statistički pristupi

(ಠ_ಠ)

Orkestracija?

Infrastruktura računalnog oblaka

Mikroservisi

¯\_(ツ)_/¯

Računalne igre?

Strujanje igara

Ozbiljne igre i igrifikacija

(●°u°●)​ 」

Glavni problem

Većina pristupa HUI su ad-hoc: potrebna nam je kvalitetna metodologija i tehnička osnova!

Glavni cilj

Razviti distribuiranu platformu za orkestraciju HUI za različite vrste igara (uključujući ozbiljne igre i igrifikaciju)

Side-quest

Razviti cool hologramsku konzolu!

Use-case 1

MMORPG

(temeljem prethodnog projekta HRZZ - ModelMMORPG)

Use-case 2

Igrifikacija i kognitivni agenti

(temeljeni na B.A.R.I.C.A. & IMapBook)

Use-case 3

Autonomna vozila

(ozbiljna igra)

Use-case 4

HoloGame

(na hologramskoj konzoli)

Radni plan

Tim

Player 1

Player 2

Player 3

Player 4

Player 5

Player 6

Player 7

Player 8

Player 9

Player 10

Dosadašnji rezultati

Publikacije

OpenSource projekti

• Awkward π-nguin (APi)
• B.A.R.I.C.A.
• MMORPG AIWorld
• O_HAI4GamesAV
• MMO-IF
• HoloGameEngine
• Python-GLULXE
• Gimp Blender Import
• iMapBook

Hvala na pozornosti!

Izvori #1

• Boyle, E. Game on! How AI is transforming video games forever (2018). Retrieved from https://www.techradar.com/news/game-on-how-ai-is-transforming-video-games-forever
• Kurenkov, A. A 'Brief' History of Game AI Up To AlphaGo (2016). Retrieved from http://www.andreykurenkov.com/writing/ai/a-brief-history-of-game-ai/
• Lou, H. AI in Video Games: Toward a More Intelligent Game (2017). Retrieved from http://sitn.hms.harvard.edu/flash/2017/ai-video-games-toward-intelligent-game/
• Mohammad Zikky, M. T. Finite State Machine for Games (2015). Retrieved from http://slideplayer.com/slide/3228338/
• Parkin, S. AI Is Dreaming Up New Kinds of Video Games (2017). Retrieved from https://www.technologyreview.com/s/609482/ai-is-dreaming-up-new-kinds-of-video-games/

Izvori #2

• Mark Riedl, "An Introduction to AI Story Generation", The Gradient, 2021. https://thegradient.pub/an-introduction-to-ai-story-generation/
• Schatten, M., Okreša Đurić, B., Tomičić, I., & Ivković, N. (2017, June). Agents as Bots–An Initial Attempt Towards Model-Driven MMORPG Gameplay. In International Conference on Practical Applications of Agents and Multi-Agent Systems (pp. 246-258). Springer, Cham.
• Schatten, M., Tomičić, I., & Okreša Ðurić, B. (2015, May). Multi-agent modeling methods for massivley multi-player on-line role-playing games. In Information and communication technology, electronics and microelectronics (mipro), 2015 38th international convention on (pp. 1256-1261). IEEE. http://bib.irb.hr/datoteka/763657.CIS_24_3121.pdf
• Wikipedia contributors. (2018). Artificial intelligence in video games. In Wikipedia, The Free Encyclopedia. Retrieved from https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Artificial_intelligence_in_video_games&oldid=840878037

Izvori #3

• Xu, B., Lin, H., Wagholikar, K. B., Yang, Z., & Liu, H. (2013). Identifying protein complexes with fuzzy machine learning model. Proteome science, 11(1), S21.
• Xu, S. History of AI design in video games and its development in RTS games (2018). Retrieved from https://sites.google.com/site/myangelcafe/articles/history_ai
• Yannakakis, G. N. & Togelius, J. (2018) Artificial Intelligence and Games, Springer, http://gameaibook.org