論文關(guān)于人工智能(2)
論文關(guān)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(jiǎn)稱AI)在過去的十年里突飛猛進(jìn)。如今對(duì)游戲開發(fā)者來說，創(chuàng)造出一個(gè)高效的AI系統(tǒng)已經(jīng)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(jīng)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(duì)待，并花更多的時(shí)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(shì)將自己從早已強(qiáng)者林立的市場(chǎng)中凸現(xiàn)出來，而在游戲業(yè)界里關(guān)于重新定義游戲類型的探討聲也逐漸高漲起來。有關(guān)前沿游戲AI的智囊討論會(huì)已經(jīng)成為每年“游戲開發(fā)者大會(huì)”(GDc)的經(jīng)典議題，而“巴黎游戲AI大會(huì)”(Parls Game AI Conference)這類較小的AI相關(guān)會(huì)議，以及AiGameDev cam這樣的開發(fā)者自主創(chuàng)辦的網(wǎng)站同樣正在凝聚起一個(gè)強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)和隨之而來的群體。整個(gè)產(chǎn)業(yè)都意識(shí)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(wǎng)站的Alex JChampandard三人一起分享他們對(duì)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(xiàn)，可是個(gè)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的AI系統(tǒng)卻不太引人注意沒有玩家會(huì)玩到一半就停下來欣賞一個(gè)NPC所表現(xiàn)出來的特質(zhì)，除非這個(gè)NPC的行為違反常理——一個(gè)AI越不顯眼才越優(yōu)秀。大多數(shù)開發(fā)商都在努力實(shí)現(xiàn)上述結(jié)果，但如要對(duì)AI系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)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(shù)領(lǐng)域中投下大量的人力財(cái)力。當(dāng)然，還是有些例外的，2007年，AiGameDev，com開始舉辦首屆年度AI大獎(jiǎng)，該大獎(jiǎng)由網(wǎng)站社區(qū)負(fù)責(zé)投票和提名。這個(gè)大獎(jiǎng)的目的是為了將那些敢于嘗試創(chuàng)新或有獨(dú)創(chuàng)技術(shù)的游戲展現(xiàn)在公眾眼前。2009年，“最佳戰(zhàn)斗AI”和“最佳游戲AI”兩大獎(jiǎng)項(xiàng)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(xiàng)成就，而如今在絕大多數(shù)游戲中，AI已經(jīng)不可或缺了，甚至很多游戲已經(jīng)了開始全新的嘗試，”Straatman說道，“許多開發(fā)團(tuán)隊(duì)都已經(jīng)從簡(jiǎn)單的狀態(tài)機(jī)想行為樹乃至NPC的AI系統(tǒng)”
要?jiǎng)?chuàng)造一個(gè)過硬的游戲AI系統(tǒng)，還包括將較小的系統(tǒng)結(jié)合到起。比如說，將個(gè)負(fù)責(zé)個(gè)體NPC解決問題能力的系統(tǒng)，和個(gè)負(fù)責(zé)游戲世界參數(shù)的合理化并為NPC做出相關(guān)決定的系統(tǒng)整臺(tái)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(zhǎng)的復(fù)雜 網(wǎng)絡(luò)。
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(wù)網(wǎng)絡(luò)”(HTN)。Straatman說，“這種工具能夠生成比《殺戮地帶2》之前更多的復(fù)雜 計(jì)劃。我們同時(shí)還在改進(jìn)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(chǎn)品的增加而不斷改進(jìn)。我們現(xiàn)在已經(jīng)比原先掌握了多得多的動(dòng)態(tài)地形技術(shù)(例如物體自動(dòng)移動(dòng)或者改變形狀)，而在遮擋物方面的數(shù)據(jù)也更加細(xì)節(jié)化，已經(jīng)能夠做到允許NPC適應(yīng)更復(fù)雜的 環(huán)境，例如多層 建筑等等。
回到當(dāng)初Straatman在Guerrilla公司開始制作《殺戮地帶》和《彈震癥》的時(shí)候，制作團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是讓AI系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自主判斷，從而能讓玩家感到游戲的一切都很有趣。然而，團(tuán)隊(duì)越發(fā)覺得心有余而力不足，尤其是在處理戰(zhàn)斗AI的時(shí)候：當(dāng)要讓AI模擬特定的某種身份(例如：醫(yī)生、店主等)的舉止時(shí)，戰(zhàn)斗AI的表現(xiàn)是完全不同的。首先，它的主要目標(biāo)要讓游戲越有趣越好，有時(shí)這意味著玩家的爽快感：而有時(shí)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(yīng)”。
“當(dāng)一個(gè)AI試圖模擬個(gè) 醫(yī)學(xué)專家或者一個(gè)國(guó)際象棋冠軍的時(shí)候，游戲戰(zhàn)斗AI會(huì)更像是個(gè)演員。”Straatman說，“在《殺戮地帶2》接近尾聲的時(shí)候，我們發(fā)現(xiàn)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(píng)價(jià)和論壇反饋都已證實(shí)，我們實(shí)現(xiàn)了多年前的愿望，至少實(shí)現(xiàn)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(gè)模式比單人戰(zhàn)役更依賴于戰(zhàn)術(shù)和團(tuán)隊(duì)作戰(zhàn)，早面的AI機(jī)器人需要做的遠(yuǎn)比簡(jiǎn)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(shí)時(shí)戰(zhàn)術(shù)模式上，為每個(gè)機(jī)器人個(gè)體設(shè)定了兩個(gè)等級(jí)的AI。第一個(gè)是指揮官AI，控制總體的戰(zhàn)略決策：第二個(gè)是小隊(duì)AI，負(fù)責(zé)將指揮官AI的指令翻譯成針對(duì)機(jī)器人個(gè)體的命令隨后，制作團(tuán)隊(duì)教機(jī)器人如何執(zhí)行小隊(duì)下達(dá)的命令，舉例來說：如果一個(gè)工程師機(jī)器人接到防守命令，他會(huì)在開始巡邏之前首先在戰(zhàn)略要點(diǎn)建造一座炮塔。有玩家可能會(huì)認(rèn)為AI機(jī)器人在多人游戲中不再那么重要了，但Straatman認(rèn)為機(jī)器人能有助于提高游戲性，同時(shí)還能給玩家在與真人對(duì)抗之前有一個(gè)測(cè)試自己多人游戲戰(zhàn)略部署的機(jī)會(huì)
Straatman認(rèn)為，在AI領(lǐng)域最需要改進(jìn)的是友軍AI，因?yàn)橛衍夾I系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)一些自相矛盾的約束，要讓這個(gè)系統(tǒng)回到正軌并非易事：友軍伙伴應(yīng)該是呆在玩家視線以內(nèi)，并緊挨著玩家，可又不應(yīng)該擋住玩家的火力：他們應(yīng)該隨時(shí)對(duì)玩家的行動(dòng)做出相應(yīng)的反應(yīng)，但是又不能到處亂跑，諸如此類。同時(shí)，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(cuò)誤都更容易被玩家察覺。
“敵方NPC很清楚己方NPC要做什么，因?yàn)樗鼈內(nèi)慷际怯呻娔X控制的，并能相互告知自己下一步要做什么?？上啾戎?，玩家的下步行為就要難預(yù)測(cè)得多了——要是你刻意觀察一下玩家，你會(huì)發(fā)現(xiàn)他們的行為有時(shí)候非?；恼Q古怪，因?yàn)橥婕覀兊霓D(zhuǎn)身頻率、移動(dòng)速度和突然加速等等都完全無法預(yù)測(cè)。還有，玩家的預(yù)期也至關(guān)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(dòng)或者并肩作戰(zhàn)。我們正努力把戰(zhàn)友做得更好，因?yàn)槲覀冇X得要是玩家身邊的伙伴表現(xiàn)不錯(cuò)，會(huì)讓玩家體驗(yàn)大幅提升，”
Straatman認(rèn)為，我們對(duì)游戲互動(dòng)的觀念注定會(huì)改變，所以目前多數(shù)AI程序員仍以“把NPC做得更像真人”作為自己的首要任務(wù)。
“好游戲總是有著強(qiáng)烈的帶入感：NPC應(yīng)該給人活靈活現(xiàn)的感覺。在個(gè)相對(duì)受限的游戲互動(dòng)環(huán)境中，縮小AI與現(xiàn)實(shí)的距離是不難的，但同時(shí)我覺得人類的互動(dòng)行為是非常有趣的，像‘對(duì)話’這樣的高級(jí)而微妙的互動(dòng)對(duì)AI來說還無法實(shí)現(xiàn)完全自主，這就要依賴于靈活的腳本和劇情動(dòng)畫來實(shí)現(xiàn)過渡了。如果這
類的互動(dòng)能夠被徹底掌握靈活運(yùn)用，那隨之而來的就是全新的游戲類型。”
“我認(rèn)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(dòng)環(huán)節(jié)增加真實(shí)的角色行為來保持游戲的帶入感，那你就能體驗(yàn)到從劇情到戰(zhàn)斗之間完全無縫的過度。我還認(rèn)為，我們現(xiàn)在已經(jīng)可以將AI擴(kuò)展到個(gè)體NPC之外了——《求生之路》的尋路系統(tǒng)就是朝這個(gè)方向跨出的第一步。將來我們也許會(huì)看到那些曾經(jīng)僅限于即時(shí)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(fù)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(jí)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(jī)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(wǎng)站期間，Champanda rd繼續(xù)為2K Czech和cryek等知名游戲公司擔(dān)當(dāng)AI技術(shù)顧問，并合作 組織了巴黎游戲AI大會(huì)。
《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(lǐng)域的典范，ChamDandard說，過去的十年里，游戲開發(fā)者都深刻認(rèn)識(shí)到修正那些陳舊過時(shí)的AI問題的重要性。
“我們?cè)缫岩庾R(shí)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(shí)可信的東西就成了個(gè)項(xiàng)重要課題”Champandard說，“要解決這個(gè)問題，首先就是要考慮對(duì)玩家的影響以及在游戲中的實(shí)際表現(xiàn)。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(jì)算機(jī)行為’上：這不再是說一種束縛下的‘智能’，而是種外在的表現(xiàn)，比如友好、真實(shí)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(diǎn)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(gè)理念是與AI密不可分的。你要在這個(gè)世界里為所欲為，而世界里的NPC還要對(duì)你做出反應(yīng)，這切離開AI是不可能實(shí)現(xiàn)的我認(rèn)為業(yè)界已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，AI尋路能讓沙盤游戲妙趣橫生，否則的話就會(huì)枯燥乏味。使用AI程序可以幫助確保你做的游戲能如設(shè)計(jì)師當(dāng)初所設(shè)計(jì)的那樣展現(xiàn)出最好的一面。這種技術(shù)為全新的游戲類型敞開了大門，游戲故事會(huì)隨著你的行為而自動(dòng)發(fā)生。不過必須承認(rèn)，這方面的進(jìn)步是緩慢的。”
Champandard認(rèn)為，由于AI系統(tǒng)的進(jìn)步速度十分緩慢，未來的游戲AI將更多地出現(xiàn)在多人游戲里。
“現(xiàn)存越來越多的游戲利用機(jī)器人來提高多人游戲的可玩性。在 網(wǎng)絡(luò)上，如果不是和熟人對(duì)戰(zhàn)的話，那游戲會(huì)變得很難預(yù)測(cè)。 統(tǒng)計(jì)顯示，玩家更傾向于和機(jī)器人對(duì)戰(zhàn)而不是和隨機(jī)的玩家對(duì)戰(zhàn)。”
和Straatman一樣，Monolith Games的Maffhew Titelbaum認(rèn)為未來的AI系統(tǒng)將更具帶入感，從而產(chǎn)生一種全新的游戲體驗(yàn)。然而，關(guān)于他在制作《極度恐慌》系列方面的 經(jīng)驗(yàn)，Titelbaum不認(rèn)為把NPC做得更像人類對(duì)增強(qiáng)游戲體驗(yàn)有什么幫助。
“多數(shù)游戲都是將玩家從A點(diǎn)帶到B點(diǎn)。在這段旅程之中，玩家會(huì)需要解開一系列的謎題。有些是尋路導(dǎo)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(dòng)開關(guān)?)，但絕大多數(shù)謎題，都建立在其他角色想要?dú)⑺阑蛘邘椭婕业幕A(chǔ)上。要是沒有與這些角色的互動(dòng)，旅程都將變得沉悶乏味。”Titelbaum說道，“以前，一般AI對(duì) 環(huán)境都有著100%的認(rèn)知，但現(xiàn)在，我們已經(jīng)擁有傳感系統(tǒng)等工具來讓AI對(duì)環(huán)境的認(rèn)知程度更真實(shí)可信。我們還用包括分層狀態(tài)機(jī)、行為樹等工具來實(shí)現(xiàn)這些效果。從最初的死板構(gòu)想成型到游戲最終上市之間這漫長(zhǎng)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(shù)個(gè)系統(tǒng)來制作常規(guī)和戰(zhàn)斗AI。兩者之間的共同點(diǎn)就是“目的驅(qū)動(dòng)動(dòng)作AI”，《極度恐慌》和《極度恐慌2》都使用了這個(gè)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)前后有關(guān)聯(lián)的行為。首先團(tuán)隊(duì)的關(guān)卡設(shè)計(jì)師負(fù)責(zé)用AI能夠理解的信息來對(duì)每個(gè)關(guān)卡進(jìn)行注釋，例如，把一張“桌子”設(shè)定為個(gè)“掩體”，但前提是必須先把“桌子”弄翻如此的設(shè)定完成后，就靠AI自己去正確地將這一注釋進(jìn)行解析，并套入自己的行為前提：當(dāng)AI決定隱蔽起來，就去選擇這張桌子，而注釋告訴它，應(yīng)該先掀翻桌子。這些系統(tǒng)同時(shí)起作用后，就能提供AI對(duì)世界的認(rèn)知，從而給了玩家種“這些NPC能看到玩家自己的行動(dòng)，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(rèn)為，今后的AI系統(tǒng)努力將真實(shí)人類行為完美復(fù)制到NPC上并不是個(gè)好主意呢?
“總得來說，我認(rèn)為在一個(gè)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(gè)特定角色或者謎題的一部分而存在的它們可以很難對(duì)付，可以無法預(yù)測(cè)，甚至可以對(duì)玩家行為做出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)，然而，比那些都重要的是，它們必須好玩，我不認(rèn)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(shí)間花在研究如何把庫(kù)巴(馬里奧的死對(duì)頭)做得像個(gè)真人上。
有些游戲類型確實(shí)適合模擬真人的AI，在即時(shí)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(diǎn)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(duì)付的AI嗎?”
Titelbaum的目的是為了將AI 應(yīng)用到更廣的游戲領(lǐng)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(yīng)該能有辦法讓AI取代人類來制作游戲。
“《極度恐慌》的關(guān)卡設(shè)計(jì)師們花了大量的時(shí)間來對(duì)應(yīng)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(dòng)完成許多基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)工作將成為可能。當(dāng)關(guān)卡布局有大變動(dòng)時(shí)，自動(dòng)化就能免去大量的 機(jī)械重復(fù)的手動(dòng)工作，于是，關(guān)卡中越多的部分實(shí)現(xiàn)自動(dòng)設(shè)計(jì)，就能省出越多的時(shí)間給設(shè)計(jì)者來潤(rùn)色和提升游戲體驗(yàn)了”
Titelbaum認(rèn)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(duì)話，還能通過與玩家和環(huán)境的互動(dòng)來表達(dá)動(dòng)機(jī)甚至感情，
“我認(rèn)為AI不僅僅是像不像真人這么簡(jiǎn)單。不管可不可能，我都覺得那絕不是最終的目標(biāo)。AI工程師們真的必須在‘真人般的行為’上浪費(fèi)時(shí)間嗎?這真的是玩家想要的嗎?
“我堅(jiān)信，任何身份的AI應(yīng)該始終保持一種令人看似有邏輯的行為，而在任何時(shí)候，它們的這種看似可信的特質(zhì)都應(yīng)該有無限的變化和可能性，這才是優(yōu)秀的互動(dòng)效果。，它們或許能做到真人能做的任何事情，但當(dāng)一個(gè)真人會(huì)這么處理一件事的時(shí)候，它們不必也那么去做。”
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