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Técnicas de Inteligência Artificial em Jogos Eletrônicos

Roger Ritter – rogerritter@upf.brGuilherme Taufer – 110532@upf.br

Universidade de Passo Fundo - UPF

A Inteligência artificial é definida como uma série de técnicas e métodos que tem por objetivo programar em software a capacidade racional humana de resolver problemas.

Introdução – I.A.

Em sua definição mais básica, um jogo eletrônico é considerado um software que promove a interação do jogador a fim de realizar escolhas e atingir objetivos em meio a regras pré-definidas.

Introdução – Jogos Eletrônicos

A utilização de inteligência artificial em jogos não é novidade. O seu uso começou em jogos clássicos como xadrez ou jogo da velha, porém atualmente é difícil encontrar um game que não utilize alguma técnica de IA em seu código.

Introdução – I.A. em Jogos Eletrônicos

As técnicas de Inteligência Artificial exploradas pela indústria de jogos são muito simples quando comparado com as técnicas exploradas no meio acadêmico e utilizadas em aplicações industriais. Um dos fatores que leva a uma menor exploração de técnicas é a falta de tempo disponibilizado ao desenvolvimento de um jogo digital.

Introdução – I.A. em Jogos Eletrônicos

A indústria de jogos digitais passou a pesquisar técnicas não só em seus ambientes gráficos, mas também, no desempenho, nos movimentos e estratégias calculadas pelos personagens.

Técnicas de IA utilizadas nos jogos digitais

Um exemplo é o jogo de RPG Starcraft II. Quando escolhido o modo difícil, se joga contra a Inteligência Artificial, e esta tem uma grande vantagem contra o jogador humano, já que, pode fazer cálculos rápidos e ter um tempo de resposta melhor que o player.

Técnicas de IA utilizadas nos jogos digitais

A desvantagem neste caso é que os movimentos dos personagens artificiais são previsíveis, isso abre a chance de estudar o comportamento e definir uma estratégia para vencê-lo.

Técnicas de IA utilizadas nos jogos digitais

Uma das técnicas mais utilizadas na implementação de jogos;

É baseada em regras; Tem baixa complexidade; É utilizada pelos desenvolvedores por ser

de fácil gerenciamento;

Máquinas de Estado Finito (Finite State Machines)

A ideia principal desta técnica é dividir o jogo em estados, contendo a sua transição para outros estados de acordo com uma determinada condição, baseadas no comportamento do jogo;

Máquinas de Estado Finito (Finite State Machines)

Máquinas de Estado Finito (Finite State Machines)

Essa lógica seria um primeiro passo no sentido de se programar e armazenar conceitos vagos em computadores, tornando possível a produção de cálculos com informações imprecisas, a exemplo do que faz o ser humano.

Lógica Nebulosa ou Lógica Fuzzy

É utilizada na seleção de comportamentos e tomadas de decisão. Esta técnica pode permitir, por exemplo, o cálculo de um “nível de medo” de um personagem com relação a um jogador.

Lógica Nebulosa ou Lógica Fuzzy

O uso desta técnica permite um personagem aprender com o jogador ou com outros personagens no desenrolar do jogo. As experiências armazenadas no decorrer do jogo com o personagem são organizadas no formato de uma árvore.

Com uma estrutura fácil de ser compreendidas, as árvores de decisão possuem um aprendizado eficiente.

Árvores de Decisão

Esta técnica é mais utilizada no aprendizado off-line de jogos, treinando os parâmetros de controle dos personagens durante a etapa de desenvolvimento do jogo. Em jogos on-line ainda não tem grande utilização por parte dos desenvolvedores, pois o uso desta técnica pode gerar comportamentos não aceitáveis para seus personagens.

Redes Neurais Artificiais

São inspiradas em sistemas biológicos e possuem uma grande quantidade de aplicações que utilizam tomadas de decisões, processamento de informações e otimização.

Redes Neurais Artificiais

Por possuir diversas arquiteturas diferentes para resolver problemas diferentes, não é uma técnica simples de ser implementada, pois necessita de muitos ajustes em seus parâmetros.

Redes Neurais Artificiais

Nos jogos que utilizam redes neurais, o objetivo é que o computador aprenda a imitar o comportamento do jogador.

Redes Neurais Artificiais

Máquina de Estado FinitoAge of Empires, Doom, Half Life e Quake

  Lógica Nebulosa

Swat 2, Call to Power, Close Combat e The Sims

Árvores de DecisãoBlack & White

 Redes NeuraisBC3K, Creatures e Heavy Gear

Exemplos de jogos que utilizam as técnicas apresentadas.

  http://

www.slideshare.net/mauricioastiazara/inteligncia-artificial-em-jogos-14301019

http://www.pucsp.br/~logica/Fuzzy.htm

http://www.matematicauva.org/semana2011/palestras/carpegiani.pdf

Referências