Werden übergeordnete 'Pure AI'-Konzepte (wie Neural-Nets oder Genetic Algos) jemals erfolgreich in kommerziellen Spielen implementiert?

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Obwohl Grafik mein Hauptschwerpunkt ist, beschäftige ich mich schon seit einiger Zeit mit Spiel-KI-Konzepten. von der einfachen A * -Pfadfindung bis hin zu komplizierten Perzeptronen.

Meine Frage ist dies; Hat jemand Beispiele für erfolgreiche (oder vielleicht interessanterweise fehlgeschlagene) Implementierungen einiger übergeordneter KI-Konzepte in groß angelegten kommerziellen Titeln?

Mit höherer Ebene meine ich Methoden zur Simulation von Intelligenz, die normalerweise in reiner KI zu finden sind. Zum Beispiel.

  • Neuronale Netze
  • Genetische Algorythmen
  • Entscheidungstheorie

Ich verstehe, dass Entwickler nicht nur ein finanzielles Budget haben, sondern auch ein Budget für die Speichernutzung (wobei die KI häufig in den Hintergrund tritt). Viele dieser Methoden sind kostenintensiv in der Implementierung und bieten nur begrenzte Renditen. Ich bin nur gespannt, ob jemand weiß, wo oder wann eines dieser Konzepte (oder ein anderes übergeordnetes Konzept, das ich vergessen habe, zu erwähnen) implementiert wurde irgendwelche bekannten Spiele :)

Ich weiß auch, dass in dieser Branche Geschäftsgeheimnisse eine Tatsache sind;) Abgesehen von den AAA-Titeln, wenn Sie eigene Erfolgsgeschichten (oder Katastrophen) haben, wäre es schön, sie zu hören! : D

Bluestone
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Antworten:

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Im Allgemeinen werden neuronale Netze und genetische Algorithmen in Spielen nicht verwendet, und abgesehen von dem jüngsten Interesse, neuronale Netze für tiefes Lernen zu verwenden, auch nicht so häufig außerhalb von Spielen.

Der Hauptgrund für den Unterricht in KI-Akademien liegt nicht in ihrer praktischen Anwendbarkeit, sondern darin, dass sie sich leicht als Lehrmittel erklären lassen. Beide verfügen über mathematische und biologische Analoga, die es den Schülern ermöglichen, zu verstehen, wie sie funktionieren könnten.

In der realen Welt benötigen Sie normalerweise Zuverlässigkeit und Vorhersehbarkeit. Das Problem bei Lernmethoden ist, dass sie, wenn sie in der freien Wildbahn lernen, die falschen Muster lernen und unzuverlässig sind. Ein NN oder ein GA können möglicherweise ein lokales Maximum erreichen, das nicht ausreicht, um beispielsweise das erforderliche Spielerlebnis zu bieten. In anderen Fällen könnte es zu gut werden, eine perfekte Strategie zu finden, die unschlagbar ist. Beides ist in den meisten Unterhaltungsprodukten nicht wünschenswert.

Selbst wenn Sie offline trainieren (dh vor dem Start und nicht während des Spiels), kann ein anscheinend gut aussehender Datensatz Anomalien verbergen, die von einem Spieler gefunden wurden und leicht auszunutzen sind. Insbesondere ein neuronales Netzwerk entwickelt typischerweise eine Menge von Gewichten, die für das Studium ziemlich undurchsichtig sind, und die Entscheidungen, die dadurch getroffen werden, sind schwer zu überlegen. Für einen Designer wäre es schwierig, eine solche KI-Routine so anzupassen, dass sie wie gewünscht funktioniert.

Aber vielleicht ist das schlimmste Problem, dass GAs und NNs im Allgemeinen nicht die besten Werkzeuge für jede Spielentwicklungsaufgabe sind. Während gute Unterrichtsmittel, ist jeder mit ausreichenden Kenntnissen des Fachbereichs im Allgemeinen besser gerüstet, eine andere Methode zu verwenden, um ähnliche Ergebnisse zu erzielen. Dies kann alles sein, von anderen KI-Techniken wie der Unterstützung von Vektormaschinen oder Verhaltensbäumen bis hin zu einfacheren Ansätzen wie Zustandsmaschinen oder sogar einer langen Kette von Wenn-Dann-Bedingungen. Diese Ansätze nutzen in der Regel das Fachwissen des Entwicklers besser und sind zuverlässiger und vorhersehbarer als die Lernmethoden.

Ich habe jedoch gehört, dass einige Entwickler während der Entwicklung neuronale Netze verwendet haben, um einen Fahrer darin zu schulen, eine gute Route um eine Rennstrecke zu finden, und diese Route dann als Teil des Spiels versendet werden kann. Beachten Sie, dass für das endgültige Spiel kein neuronaler Netzwerkcode erforderlich ist, auch nicht das trainierte Netz.

Die "Kosten" der Methode sind übrigens nicht wirklich das Problem. Sowohl NNs als auch GAs können äußerst kostengünstig implementiert werden, wobei sich das NN insbesondere zur Vorberechnung und Optimierung eignet. Es geht wirklich darum, etwas Nützliches aus ihnen herausholen zu können.

Kylotan
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Außerhalb von Spielen waren GAs außerordentlich erfolgreich darin, esoterische Lösungen für technische Probleme zu finden, z. B. die frühen Arbeiten von Dr. Adrian Thompson über genetische Schaltkreise, die zu "nutzlosen" Teilschaltungen führten, die den Fluss so beeinflussten, dass der Rest funktionierte. Das Problem ist, dass effektive esoterische Lösungen in Spielen nicht so wertvoll sind wie in der Technik. Das wirklich schwierige Problem der Spiel-KI besteht darin, dass die KI eine nachvollziehbare Strategie hat und nicht nur gut spielt.
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Ich habe GA verwendet, um AI-Treibervariablen abzustimmen. Wie Sie bereits erwähnt haben, wurde dies jedoch offline mit einem Tool zum Generieren der Tuning-Daten durchgeführt. Das Spiel wurde nicht mit aktiver GA ausgeliefert, sondern nur mit den Zahlen, die während der Entwicklung ermittelt wurden.
wkerslake
@ Joe - ja, ich liebe GAs selbst. Ich denke, sie sind eine sehr effektive Möglichkeit, einen Problemraum auf eine Weise zu erkunden, die für die Person, die den Algorithmus verändert, sehr intuitiv ist. Ich habe sie auch für Entscheidungen in Echtzeit verwendet, aber es ist schwer zu behaupten, dass sie effizienter oder effektiver waren als die Alternativen.
Kylotan
+1 für das Domainwissen. Lassen Sie sich auch den Business Case nicht entgehen: Wochenlange Programmierzeit zum Erstellen und Optimieren und Warten einer Rennlinie NN kann kostengünstiger sein als ein einfaches Max-Tool zum Verlegen eines Splines und ein paar Tage Designerzeit.
Tenpn
Das Problem ist eher, dass Sie ein großes neuronales Netz benötigen, das viel Rechenleistung benötigt, um etwas Nützliches zu lernen. Wenn Sie ein kleines Netz haben, ist es billig zu trainieren, wie Sie sagten, hat aber keine Chance, anspruchsvolles Verhalten zu erlernen. Ein weiteres Problem, das ich sehe, besteht darin, dass Sie für ML eine Vielzahl von Trainingsbeispielen benötigen, sodass Sie während des Spiels nicht trainieren können, da es viel zu lange dauern würde, bis die Feinde schlau werden. Auf der anderen Seite scheint das verstärkte Q-Lernen eine gute Technik dafür zu sein. Ein Trick würde gegen diese KI nur einmal funktionieren. Ich bin mir nicht sicher, ob Spiele das benutzt haben.
2.
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Anwendungen von "akademischer" KI in Spielen neigen dazu, viel subtiler zu sein als die Arten von Dingen, die man normalerweise im Spielbereich als KI ansieht. Ein Großteil des Fokus meines Spiel-AI-Professors in meiner Schulzeit war KI für die Kamerasteuerung. Sein weiteres Interesse galt dem AI-Narrative-Management, das meines Wissens zum größten Teil noch auf die akademische Welt beschränkt ist. Ein bemerkenswertes Beispiel für diesen späteren Bereich wäre die Fassade .

Das Hauptproblem für "akademische" KI in Spielen ist, dass sie verschiedene Probleme lösen. Sie möchten im Spiel häufig keine Anforderungen erfüllen. du willst nur befriedigen. Wie bereits gesagt: Sie möchten nicht einfach sein, aber Sie möchten auch nicht, dass Ihr KI-Gegner zu schwierig ist.

Davon abgesehen verwendeten Lionheads Black and White- Spiele eine KI, die der oben gestellten Frage ähnelte, und waren zumindest so erfolgreich, dass sie eine Fortsetzung machten .

Ich erinnere mich an Berichte über strahlende KI aus "The Elder Scrolls IV: Oblivion" , die ursprünglich ebenfalls ein Beispiel für dieses Verhalten waren, aber wegen seltsamer unerwarteter Verhaltensweisen wie NPCs, die sich gegenseitig töten, wenn sie sich gegenseitig essen.

lathomas64
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GA wird auch in der Creatures-Reihe verwendet: en.wikipedia.org/wiki/Creatures_(artificial_life_program), ist aber nicht so erfolgreich wie das zuvor erwähnte Schwarz-Weiß oder Oblivion
lathomas64 07.09.10
Vielen Dank für die Antwort. Es ist interessant, wie Sie erwähnt haben, wie wichtig die Ausgewogenheit in Game AI ist, da es bei so gut wie jedem Aspekt der Spieleentwicklung Spaß machen muss, bevor es realistisch / glaubwürdig ist. Eine KI, die zu 'clever' ist, macht überhaupt keinen Spaß, niemand mag einen Smart-Alec :)
Bluestone
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Sie sind schwer zu debuggen, so dass ein Fehler (möglicherweise durch versehentliche Überoptimierung verursacht) nicht einfach behoben werden kann. Aus diesem Grund sollte jedes neuronale Netzwerk, das für Spiele verwendet wird, während des Spiels in Echtzeit lernen. Es wurde jedoch beispielsweise das Spiel NERO verwendet.

Lucas
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Forza verwendet neuronale Netze für die Auto-KI. Nach allem, was ich gehört habe, haben sie alles im Voraus gelernt, bevor sie das Spiel ausgeliefert haben, daher ist es zur Laufzeit ein statisches neuronales Netzwerk.

Ein Freund von mir in dem Projekt hat mir davon erzählt, aber dieser Artikel spricht auch darüber: http://gamingbolt.com/forza-5-developer-best-explains-cloud-technology-create-ai-agents-to- für dich gewinnen

Alan Wolfe
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Da Sie nach Beispielen in der Industrie gefragt haben, ist dies einer für Sie: Der früheste mir bekannte Titel für verwendete neuronale Netze war Fantasy Empires, ein 1993 veröffentlichtes D & D TBS / Action-Spiel. Anscheinend verwendeten sie diese, um zu steuern, was die Dungeon-Meisterfigur sagen würde und Mach es "intelligent", aber "nicht vorhersehbar" ... wenn du das Spiel oft gespielt hast, kannst du dem nicht zustimmen! Die animierte Dungeon-Meisterfigur bietet mithilfe des NN eine Anleitung zu Ihrem Spielstil, basierend auf Ihren letzten Aktionen, aus einer Sammlung statischer Sound-Bites. Ich nehme an, es ist in der Tat ein sehr einfaches Netzwerk.

( Einzelheiten finden Sie auf Seite 57 des Handbuchs. )

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Ingenieur
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Dies mag ein interessantes Beispiel sein, aber für jemanden, der dieses Spiel noch nicht gespielt hat, hilft es nicht viel. Können Sie vielleicht erläutern, welche Spielmechaniken vom neuronalen Netz gesteuert wurden, wie die Absicht zu sein schien, und Beispiele für gute und schlechte Ergebnisse nennen?
Philipp
@Philipp Ihr ​​Punkt ordnungsgemäß notiert - ETA. Die Ergebnisse waren nicht so sehr "schlecht", als lediglich die analoge Natur neuronaler Netze dahingehend verschwendet zu werden schien, dass sie auf einen sehr begrenzten Satz von Ausgabeaktionen quantisiert wurden.
Ingenieur