Искусственный интеллект

Человеческий разум представляет собой бездну, заполненную прошлым, настоящим и будущим. Он осознает свое собственное существование и является в известном смысле всего лишь устройством с возможностью самоорганизации и способностью задавать вопросы о своем самоощущении. Вычислительная техника находится на пороге понимания механизмов мысли, памяти и сознания. Однако нам, как программистам компьютерных игр, на самом деле не нужно быть слишком искушенными в создании разумно мыслящих систем. Существа в наших играх должны только производить впечатление, что они способны мыслить самостоятельно. В этой части мы избороздим те воды, которые и до сих пор отсутствуют на картах даже самых передовых видеоигр. Мы обсудим темы, в коих область от практического до теоретического полностью эзотерична. Несмотря на это, комплекс мыслящих моделей может быть получен даже с минимальными знаниями. Эти модели будут способны самостоятельно выполнять такие простейшие задачи как сражение, поиск и уклонение.

Мы обсудим следующие темы:

§ Обзор того, как мыслят видеоигры;

§ Алгоритмы Преследования и Уклонения;

§ Шаблонные мысли;

§ Случайные передвижения;

§ Автоматы с конечными состояниями;

§ Вероятностные автоматы;

§ Память и обучение;

§ Алгоритмы Поиска;

§ Теория игр.

Как мыслят видеоигры: обзор

Придет тот день, когда компьютер станет таким же серьезным собеседником, как и лучшие человеческие умы. Однако сегодняшние компьютеры (по крайней мере, ПК) не обладают сложностью, необходимой для инициации мыслей и творческих процессов. Но на самом деле нас это и не должно волновать! Мы же делаем видеоигры, а не андроидов. В игре у нас присутствуют некоторые создания и объекты. Все, что нам нужно сделать, это придать им видимость способности разумного мышления. Играющий может ощущать себя помещенным на короткое время в некое пространство, где он думает, что вражеская атака на корабль реальна! Для осуществления этих целей мы должны проанализировать, каким разумом мы должны наделить наши игровые объекты. Сложность этого «разума» зависит от того, какую разновидность существ мы конструируем. К примеру, создания из Рас Man большую часть своего времени тратят на преследование или убегание от вас. Будь мы теми людьми, что написали Рас Man, мы имели бы возможность загорать где-нибудь на Гавайях, но у нас, в таком случае уже был бы алгоритмический инструмент для осуществления этих преследований и убеганий.

С другой стороны, если бы мы создавали игры, подобные «Космическим Захватчикам», придание видимости интеллекта вряд ли потребовало бы более пары дюжин строк в программе. Псевдокод выглядел бы примерно так:

1. Продолжать движение в том направлении, в котором вы двигаетесь (вправо или влево);

2. Когда вы попадете на границу экрана, изменить направление и двигаться вдоль оси высоты;

3. Перейти к п.1.

Не шибко обширный набор «интеллектуальных» функций для игры, прибыль от которой за все время ее существования составила от 50 до 100 миллионов долларов. Трехмерные видеоигры нам интересны немногому, что они «умнее» обычных «плоских» игр. Объемность дает только повышенное ощущение реальности, а алгоритмы, наделяющие персонажей разумом, в них те же, что и в двухмерных играх. К примеру, Terminator Rampage имеет действительно несложную систему искусственного интеллекта, примерно того же уровня сложности, что и в Рас Man. Однако при наличии трехмерной графики вместе с изощренным звуком существа в ней кажутся вполне одушевленными.

Итак, приведем к общему знаменателю характер большинства компьютерных игр: интеллект персонажей находится на пещерном уровне, но этот недостаток компенсируется за счет графики и звука.

Разработчиков видеоигр идея искусственного интеллекта притягивает снова и снова на протяжении длительного времени, потому что игры, которые они пишут, в большинстве своем довольно агрессивны. Наша задача в этой части

состоит в том, чтобы понять методы, используемые для моделирования интеллекта, и главные категории, внутри которых существуют «мыслящие» алгоритмы. Запомните: игры не думают. Они только «делают умное лицо». Посему большую часть времени мы будем конструировать основной разумный вид деятельности вроде преследования и нападения. Как вы догадываетесь, на это большого ума не надо: обнаружить противника и уничтожить его, или, с точки зрения компьютерной программы, двигаться по направлению к врагу, взять его на мушку и открыть огонь из всех видов оружия.

Алгоритмы Преследования и Уклонения

Итак, начнем. Наиболее простыми игровыми алгоритмами искусственного интеллекта являются так называемый Алгоритм Преследования и его противоположность — Алгоритм Уклонения. В основном, они заставляют игровой объект или догонять игрока, или убегать от него. Конечно, конфигурация игрового пространства также должна учитываться, чтобы преследователь даже и не пытался пройти сквозь стены. Давайте рассмотрим процесс, моделирующий погоню некоторого существа за игроком.

Преследование

Во-первых, нам необходимо знать расположение обоих объектов. У нас есть эти данные, так как мы знаем координаты игрока и игрового объекта, являющегося врагом.

Во-вторых, нам необходимо сконструировать алгоритм, который будет управлять поведением врага, преследующего игрока. Алгоритм 13.1 делает именно то, что мы от него и хотим: