論文關于人工智能(2)
論文關于人工智能
人工智能論文篇二
游戲人工智能的未來
游戲中的人工智能(下文簡稱AI)在過去的十年里突飛猛進。如今對游戲開發(fā)者來說，創(chuàng)造出一個高效的AI系統(tǒng)已經與游戲的核心游戲性以及震撼的視覺效果同等重要了。開發(fā)商們已經開始將AI的開發(fā)作為游戲開發(fā)中的重要環(huán)節(jié)來對待，并花更多的時間和資源去制作出變化多端、無所不能的NPC。越來越多的開發(fā)商還利用AI上的優(yōu)勢將自己從早已強者林立的市場中凸現出來，而在游戲業(yè)界里關于重新定義游戲類型的探討聲也逐漸高漲起來。有關前沿游戲AI的智囊討論會已經成為每年“游戲開發(fā)者大會”(GDc)的經典議題，而“巴黎游戲AI大會”(Parls Game AI Conference)這類較小的AI相關會議，以及AiGameDev cam這樣的開發(fā)者自主創(chuàng)辦的網站同樣正在凝聚起一個強大的產業(yè)和隨之而來的群體。整個產業(yè)都意識到AI在游戲中越來越高的重要性，GameSpot特邀來自Monolith Games公司的MatthewTitelbaum，Guerrilla Games公司的Remco Straatman，以及AiGameDev cam網站的Alex JChampandard三人一起分享他們對未來和游戲AI的看法。
暢想無限可能
盡管AI上的Bug很容易發(fā)現，可是個正常運轉的AI系統(tǒng)卻不太引人注意沒有玩家會玩到一半就停下來欣賞一個NPC所表現出來的特質，除非這個NPC的行為違反常理——一個AI越不顯眼才越優(yōu)秀。大多數開發(fā)商都在努力實現上述結果，但如要對AI系統(tǒng)進行進步革新，卻鮮有人愿意涉足：很少有開發(fā)商愿意在這種可能越來越不起眼的技術領域中投下大量的人力財力。當然，還是有些例外的，2007年，AiGameDev，com開始舉辦首屆年度AI大獎，該大獎由網站社區(qū)負責投票和提名。這個大獎的目的是為了將那些敢于嘗試創(chuàng)新或有獨創(chuàng)技術的游戲展現在公眾眼前。2009年，“最佳戰(zhàn)斗AI”和“最佳游戲AI”兩大獎項都頒給了《殺戮地帶2》的GuerrillaGames公司Guerr…a的首席AI程序員Remco Straatman表示，存過去的5到10年中，游戲AI發(fā)生了翻天覆地的變化，游戲開發(fā)商用高端NPC抉擇系統(tǒng)替換掉了低端的程序腳本。
“總的來說，以前，游戲AI只要不是很不起眼，那就是一項成就，而如今在絕大多數游戲中，AI已經不可或缺了，甚至很多游戲已經了開始全新的嘗試，”Straatman說道，“許多開發(fā)團隊都已經從簡單的狀態(tài)機想行為樹乃至NPC的AI系統(tǒng)”
要創(chuàng)造一個過硬的游戲AI系統(tǒng)，還包括將較小的系統(tǒng)結合到起。比如說，將個負責個體NPC解決問題能力的系統(tǒng)，和個負責游戲世界參數的合理化并為NPC做出相關決定的系統(tǒng)整臺到一起。好在，開發(fā)者不必從零開始做這些系統(tǒng)了，他們可以利用特定的T具來生成不斷成長的復雜 網絡。
Guerrilla Games正在使用一種特殊種類的工具來控制NPC的行為，這種工具叫“分層任務網絡”(HTN)。Straatman說，“這種工具能夠生成比《殺戮地帶2》之前更多的復雜 計劃。我們同時還在改進CPU性能，這樣就能把更多的NPC加入到《殺戮地帶3》中。而‘地形推斷系統(tǒng)’也隨著我們產品的增加而不斷改進。我們現在已經比原先掌握了多得多的動態(tài)地形技術(例如物體自動移動或者改變形狀)，而在遮擋物方面的數據也更加細節(jié)化，已經能夠做到允許NPC適應更復雜的 環(huán)境，例如多層 建筑等等。
回到當初Straatman在Guerrilla公司開始制作《殺戮地帶》和《彈震癥》的時候，制作團隊的目標是讓AI系統(tǒng)實現自主判斷，從而能讓玩家感到游戲的一切都很有趣。然而，團隊越發(fā)覺得心有余而力不足，尤其是在處理戰(zhàn)斗AI的時候：當要讓AI模擬特定的某種身份(例如：醫(yī)生、店主等)的舉止時，戰(zhàn)斗AI的表現是完全不同的。首先，它的主要目標要讓游戲越有趣越好，有時這意味著玩家的爽快感：而有時又意味著提醒玩家即將發(fā)生什么事情而故意做出的“過度反應”。
“當一個AI試圖模擬個 醫(yī)學專家或者一個國際象棋冠軍的時候，游戲戰(zhàn)斗AI會更像是個演員。”Straatman說，“在《殺戮地帶2》接近尾聲的時候，我們發(fā)現NPC正在做的事完全出乎我們意料，令所有人大吃一驚。玩家評價和論壇反饋都已證實，我們實現了多年前的愿望，至少實現了一部分吧，玩家們也都看出來了，而且都很喜歡
在《殺戮地帶2》AI方面最受熱議的部分就是游戲的遭遇戰(zhàn)模式了。由于這個模式比單人戰(zhàn)役更依賴于戰(zhàn)術和團隊作戰(zhàn)，早面的AI機器人需要做的遠比簡單地跑來跑去濫殺一氣要多Guerrilla將《殺戮地帶2》的遭遇戰(zhàn)AI建立在實時戰(zhàn)術模式上，為每個機器人個體設定了兩個等級的AI。第一個是指揮官AI，控制總體的戰(zhàn)略決策：第二個是小隊AI，負責將指揮官AI的指令翻譯成針對機器人個體的命令隨后，制作團隊教機器人如何執(zhí)行小隊下達的命令，舉例來說：如果一個工程師機器人接到防守命令，他會在開始巡邏之前首先在戰(zhàn)略要點建造一座炮塔。有玩家可能會認為AI機器人在多人游戲中不再那么重要了，但Straatman認為機器人能有助于提高游戲性，同時還能給玩家在與真人對抗之前有一個測試自己多人游戲戰(zhàn)略部署的機會
Straatman認為，在AI領域最需要改進的是友軍AI，因為友軍AI系統(tǒng)經常出現一些自相矛盾的約束，要讓這個系統(tǒng)回到正軌并非易事：友軍伙伴應該是呆在玩家視線以內，并緊挨著玩家，可又不應該擋住玩家的火力：他們應該隨時對玩家的行動做出相應的反應，但是又不能到處亂跑，諸如此類。同時，友軍AI始終貼身跟隨，比任何敵人AI都更靠近玩家，所以友軍AI一旦發(fā)生錯誤都更容易被玩家察覺。
“敵方NPC很清楚己方NPC要做什么，因為它們全部都是由電腦控制的，并能相互告知自己下一步要做什么。可相比之下，玩家的下步行為就要難預測得多了——要是你刻意觀察一下玩家，你會發(fā)現他們的行為有時候非?；恼Q古怪，因為玩家們的轉身頻率、移動速度和突然加速等等都完全無法預測。還有，玩家的預期也至關重要：敵人就該沒命地朝你噴子彈，而伙伴或戰(zhàn)友則該在不影響你的情況下與你互動或者并肩作戰(zhàn)。我們正努力把戰(zhàn)友做得更好，因為我們覺得要是玩家身邊的伙伴表現不錯，會讓玩家體驗大幅提升，”
Straatman認為，我們對游戲互動的觀念注定會改變，所以目前多數AI程序員仍以“把NPC做得更像真人”作為自己的首要任務。
“好游戲總是有著強烈的帶入感：NPC應該給人活靈活現的感覺。在個相對受限的游戲互動環(huán)境中，縮小AI與現實的距離是不難的，但同時我覺得人類的互動行為是非常有趣的，像‘對話’這樣的高級而微妙的互動對AI來說還無法實現完全自主，這就要依賴于靈活的腳本和劇情動畫來實現過渡了。如果這
類的互動能夠被徹底掌握靈活運用，那隨之而來的就是全新的游戲類型。”
“我認為這能讓游戲更具親和力，也更富有帶入感。如果我們能靠在游戲中的互動環(huán)節(jié)增加真實的角色行為來保持游戲的帶入感，那你就能體驗到從劇情到戰(zhàn)斗之間完全無縫的過度。我還認為，我們現在已經可以將AI擴展到個體NPC之外了——《求生之路》的尋路系統(tǒng)就是朝這個方向跨出的第一步。將來我們也許會看到那些曾經僅限于即時戰(zhàn)略游戲的AI系統(tǒng)更多地融入到第一人稱射擊游戲中來：而大型多人在線游戲也可以用到更加復雜的AI，甚至能讓玩家控制一群NPC。”
充分挖掘多人游戲
AiGameDev.com的頭兒AIex J.Champandard幾乎吃透了所有游戲AI在Rocksta rGames以高級AI程序員身份參與開發(fā)RAGE引擎后，來到了GuerrillaGarues開發(fā)《殺戮地帶2》，并制作了多人游戲機器人的戰(zhàn)略AI。隨后便創(chuàng)立了AiGameDev.com游戲AI社區(qū)。在搞網站期間，Champanda rd繼續(xù)為2K Czech和cryek等知名游戲公司擔當AI技術顧問，并合作 組織了巴黎游戲AI大會。
《求生之路》系列、《殺戮地帶》系列、《光暈》系列、《俠盜獵車手》系列、《刺客信條》系列以及《孤島驚魂2》等游戲都是AI領域的典范，ChamDandard說，過去的十年里，游戲開發(fā)者都深刻認識到修正那些陳舊過時的AI問題的重要性。
“我們早已意識到，僅僅是借用傳統(tǒng)的人工智能并不是出路，那么，從那些枯燥的算法中提取出有趣而又真實可信的東西就成了個項重要課題”Champandard說，“要解決這個問題，首先就是要考慮對玩家的影響以及在游戲中的實際表現。于是我們完全可以這么去理解：不要再拘泥于‘游戲人工智能’，而是把注意力集中在創(chuàng)造種NPC的‘ 計算機行為’上：這不再是說一種束縛下的‘智能’，而是種外在的表現，比如友好、真實可信、令人愉悅等。”
這充分說明，游戲AI不再是游戲開發(fā)最薄弱的環(huán)節(jié)。有的 工作室視AI為必需品，而有的則試圖玩出點新花樣。Champandard覺得最好的例子就是沙盤類游戲的AI尋路工具。
“沙盤游戲的整個理念是與AI密不可分的。你要在這個世界里為所欲為，而世界里的NPC還要對你做出反應，這切離開AI是不可能實現的我認為業(yè)界已經發(fā)現，AI尋路能讓沙盤游戲妙趣橫生，否則的話就會枯燥乏味。使用AI程序可以幫助確保你做的游戲能如設計師當初所設計的那樣展現出最好的一面。這種技術為全新的游戲類型敞開了大門，游戲故事會隨著你的行為而自動發(fā)生。不過必須承認，這方面的進步是緩慢的。”
Champandard認為，由于AI系統(tǒng)的進步速度十分緩慢，未來的游戲AI將更多地出現在多人游戲里。
“現存越來越多的游戲利用機器人來提高多人游戲的可玩性。在 網絡上，如果不是和熟人對戰(zhàn)的話，那游戲會變得很難預測。 統(tǒng)計顯示，玩家更傾向于和機器人對戰(zhàn)而不是和隨機的玩家對戰(zhàn)。”
和Straatman一樣，Monolith Games的Maffhew Titelbaum認為未來的AI系統(tǒng)將更具帶入感，從而產生一種全新的游戲體驗。然而，關于他在制作《極度恐慌》系列方面的 經驗，Titelbaum不認為把NPC做得更像人類對增強游戲體驗有什么幫助。
“多數游戲都是將玩家從A點帶到B點。在這段旅程之中，玩家會需要解開一系列的謎題。有些是尋路導向方面的(比如：我該怎么跨過這道路障?)，有些是邏輯組織方面的(比如：我該用什么順序扳動開關?)，但絕大多數謎題，都建立在其他角色想要殺死或者幫助玩家的基礎上。要是沒有與這些角色的互動，旅程都將變得沉悶乏味。”Titelbaum說道，“以前，一般AI對 環(huán)境都有著100%的認知，但現在，我們已經擁有傳感系統(tǒng)等工具來讓AI對環(huán)境的認知程度更真實可信。我們還用包括分層狀態(tài)機、行為樹等工具來實現這些效果。從最初的死板構想成型到游戲最終上市之間這漫長的過程中，都不斷有新的理念在冒出來，”
和Guerrilla公司一樣，Monolith利用了數個系統(tǒng)來制作常規(guī)和戰(zhàn)斗AI。兩者之間的共同點就是“目的驅動動作AI”，《極度恐慌》和《極度恐慌2》都使用了這個系統(tǒng)來實現前后有關聯(lián)的行為。首先團隊的關卡設計師負責用AI能夠理解的信息來對每個關卡進行注釋，例如，把一張“桌子”設定為個“掩體”，但前提是必須先把“桌子”弄翻如此的設定完成后，就靠AI自己去正確地將這一注釋進行解析，并套入自己的行為前提：當AI決定隱蔽起來，就去選擇這張桌子，而注釋告訴它，應該先掀翻桌子。這些系統(tǒng)同時起作用后，就能提供AI對世界的認知，從而給了玩家種“這些NPC能看到玩家自己的行動，并作出了正確的決定”的印象。
那如果NPC的目的是為了讓玩家們相信它們的行為和其他真人玩家一樣，那Titelbaum為什么認為，今后的AI系統(tǒng)努力將真實人類行為完美復制到NPC上并不是個好主意呢?
“總得來說，我認為在一個PvE游戲中使用模擬真人的AI并不合適。A1角色是為了扮演某個特定角色或者謎題的一部分而存在的它們可以很難對付，可以無法預測，甚至可以對玩家行為做出適當的反應，然而，比那些都重要的是，它們必須好玩，我不認為‘人性’和‘好玩’之間有什么必然 聯(lián)系，宮本茂可沒有把太多時間花在研究如何把庫巴(馬里奧的死對頭)做得像個真人上。
有些游戲類型確實適合模擬真人的AI，在即時戰(zhàn)略這類PvP的游戲中，所有真人玩家和非真人玩家都有著完全一樣的條件和資源的情況下，模擬真人的AI才有那么點存在的意義，可是即便如此，我們真的需要和真人樣那么難對付的AI嗎?”
Titelbaum的目的是為了將AI 應用到更廣的游戲領域。例如，要是AI可以在游戲中替代真人來玩游戲，那么也就是說，開發(fā)者們應該能有辦法讓AI取代人類來制作游戲。
“《極度恐慌》的關卡設計師們花了大量的時間來對應該藏哪兒?’作注釋，但只要充分利用地形分析技巧，那么讓電腦自動完成許多基礎的設計工作將成為可能。當關卡布局有大變動時，自動化就能免去大量的 機械重復的手動工作，于是，關卡中越多的部分實現自動設計，就能省出越多的時間給設計者來潤色和提升游戲體驗了”
Titelbaum認為，隨著游戲逐漸成熟，隨著玩家開始不再滿足于“殺光看到的一切”，開發(fā)商將創(chuàng)造出種更豐富，更具帶入感的NPC行為，讓它們不僅通過對話，還能通過與玩家和環(huán)境的互動來表達動機甚至感情，
“我認為AI不僅僅是像不像真人這么簡單。不管可不可能，我都覺得那絕不是最終的目標。AI工程師們真的必須在‘真人般的行為’上浪費時間嗎?這真的是玩家想要的嗎?
“我堅信，任何身份的AI應該始終保持一種令人看似有邏輯的行為，而在任何時候，它們的這種看似可信的特質都應該有無限的變化和可能性，這才是優(yōu)秀的互動效果。，它們或許能做到真人能做的任何事情，但當一個真人會這么處理一件事的時候，它們不必也那么去做。”
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2.關于人工智能論文