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Publicação
Adaptation and learning of intelligent agents in interactive environments
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Autores
Resumo(s)
Videogame industry evolved from a niche market to a globally recognized opportunity for entrepreneurship and profit. Presently, it is one of the economic sectors that generate more jobs and capital, even competing with the cinematographic industry. As technology evolves, videogames become more appealing both visually and technically, taking full advantage of the top features technology has to offer. Since more appealing videogames provide better profit from sales, this industry is one of the driving forces for technological evolution. Videogame Artificial Intelligence is growing more complex and realistic to keep up with player requirements. Despite this, most games still fail to provide true adaptability in their behaviors, resulting in situations where an intermediate level player is able to predict the non-player opponents' behavior in a short amount of time, leading to a predictable and boring game experience. Creating a truly adaptive Videogame Artificial Intelligence would greatly benefit a videogame's intrinsic value by providing a more immersive and unpredictable game experience. This document describes the research and development of an Artificial Intelligence system for the First-Person Shooter videogame genre. After a period of research for related work and state-of-art, we decided to adopt the Dynamic Scripting technique as a basis for the Artificial Intelligence system, so as to create adaptable non-player opponents that provide more unpredictability and challenging characters to commercial videogames. Dynamic Scripting is a technique for machine learning of behaviors for videogame characters that maintains several "rulebases", one for each type of agent in the videogame, from which rules are extracted to create scripts that control agent behaviors. These rulebases adapt to the players' actions, learning which rules translate into better performance scripts. After a number of validation tests, this technique was implemented on First-Person Shooter scenarios that were previously constructed with the Unity3D videogame engine. I also implemented a number of extensions for the Dynamic Scripting technique, namely, improvements to the original technique and a Goal Oriented approach to behavior selection.
A indústria de videojogos evoluiu de um mercado de nicho para um mercado globalmente reconhecido pelas suas oportunidades de empreendedorismo e lucro. Actualmente é um dos sectores económicos que gera mais emprego e capital, ultrapassando o volume de facturação da indústria cinematográfica e competindo até com a indústria musical. Com a evolução da tecnologia, os videojogos tornam-se cada vez mais apelativos, tanto visualmente como técnicamente. Uma vez que jogos mais apelativos providenciam melhores resultados nas vendas, esta indústria é uma das forças motrizes para a evolução tecnológica das plataformas físicas de videojogos. A Inteligência Artificial nos videojogos é cada vez mais complexa e realista, de modo a acompanhar as exigências dos jogadores. Apesar disto, a maioria dos jogos ainda não fornece verdadeira adaptabilidade nos comportamentos dos seus personagens, resultando em situações em que um jogador de nível intermédio é capaz de prever o comportamento dos adversários num curto espaço de tempo, levando a uma experiência de jogo previsível e aborrecida. Criar uma Inteligência Artificial verdadeiramente adaptável beneficiaria muito o valor intrínseco de um videojogo, fornecendo uma experiência de jogo mais envolvente e imprevisível. Este documento descreve a pesquisa e desenvolvimento de um sistema de Inteligência Artificial para o género de videojogos First-Person Shooter. Após um período de investigação sobre trabalhos relacionados e o estado-da-arte, decidiu-se adoptar a técnica Dynamic Scripting como base para o sistema, permitindo a criação de adversários com comportamentos adaptáveis, que fornecem mais imprevisibilidade e desafio em videojogos comerciais. Dynamic Scripting é uma técnica de Inteligência Artificial para aprendizagem de comportamentos para videojogos, que mantém várias bases de dados de regras, uma para cada tipo de agentes no videojogo, a partir das quais são extraídas as regras utilizadas para controlam os comportamentos dos agentes. Estas bases de regras adaptam-se às acções dos jogadores, aprendendo quais as regras que traduzem em melhor desempenho do comportamento do agente. Após uma série de testes de validação, esta técnica foi implementada em cenários típicos de videojogos do género First-Person Shooter, construídos previamente com a utilização do motor de jogo Unity3D. Para além disso, implementaram-se uma série de extensões para a técnica Dynamic Scripting, nomeadamente, melhorias na técnica original e uma abordagem de construção de comportamento orientada para objectivos.
A indústria de videojogos evoluiu de um mercado de nicho para um mercado globalmente reconhecido pelas suas oportunidades de empreendedorismo e lucro. Actualmente é um dos sectores económicos que gera mais emprego e capital, ultrapassando o volume de facturação da indústria cinematográfica e competindo até com a indústria musical. Com a evolução da tecnologia, os videojogos tornam-se cada vez mais apelativos, tanto visualmente como técnicamente. Uma vez que jogos mais apelativos providenciam melhores resultados nas vendas, esta indústria é uma das forças motrizes para a evolução tecnológica das plataformas físicas de videojogos. A Inteligência Artificial nos videojogos é cada vez mais complexa e realista, de modo a acompanhar as exigências dos jogadores. Apesar disto, a maioria dos jogos ainda não fornece verdadeira adaptabilidade nos comportamentos dos seus personagens, resultando em situações em que um jogador de nível intermédio é capaz de prever o comportamento dos adversários num curto espaço de tempo, levando a uma experiência de jogo previsível e aborrecida. Criar uma Inteligência Artificial verdadeiramente adaptável beneficiaria muito o valor intrínseco de um videojogo, fornecendo uma experiência de jogo mais envolvente e imprevisível. Este documento descreve a pesquisa e desenvolvimento de um sistema de Inteligência Artificial para o género de videojogos First-Person Shooter. Após um período de investigação sobre trabalhos relacionados e o estado-da-arte, decidiu-se adoptar a técnica Dynamic Scripting como base para o sistema, permitindo a criação de adversários com comportamentos adaptáveis, que fornecem mais imprevisibilidade e desafio em videojogos comerciais. Dynamic Scripting é uma técnica de Inteligência Artificial para aprendizagem de comportamentos para videojogos, que mantém várias bases de dados de regras, uma para cada tipo de agentes no videojogo, a partir das quais são extraídas as regras utilizadas para controlam os comportamentos dos agentes. Estas bases de regras adaptam-se às acções dos jogadores, aprendendo quais as regras que traduzem em melhor desempenho do comportamento do agente. Após uma série de testes de validação, esta técnica foi implementada em cenários típicos de videojogos do género First-Person Shooter, construídos previamente com a utilização do motor de jogo Unity3D. Para além disso, implementaram-se uma série de extensões para a técnica Dynamic Scripting, nomeadamente, melhorias na técnica original e uma abordagem de construção de comportamento orientada para objectivos.
Descrição
Tese de mestrado em Engenharia Informática (Interacção e Conhecimento), apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2011
Palavras-chave
Adptação Aprendizagem Inteligência artificial em videojogos Comportamentos baseados em regras Comportamentos orientados para objectivos Teses de mestrado - 2011