Applied Intelligence & Data Analysishttp://aida.ii.uam.es

Universidad Autónoma de Madrid

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Desarrollo de una plataforma basada en Unity3D para la aplicación de IA en videojuegos

Óscar Manuel Losada Suárez

Víctor Rodríguez Fernández

Cristian Ramírez Atencia

David Camacho Fernández

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Índice

1. Introducción

2. Desarrollo de la plataforma

Juego

Generador de mapas

3. Experimentación

IAs de test

Resultados de los primeros experimentos

4. Conclusiones y trabajo futuro

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Introducción

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❖ Investigación de la Inteligencia Artificial en los videojuegos

➢ Creación procedimental de contenido

➢ Test de Turing (Human bots)

➢ Jugadores inteligentes (Foco de este trabajo)

Introducción

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❖ Plataformas de Inteligencia Artificial basadas en videojuegos

➢ Integración y prueba de algoritmos de IA

■ Máquinas de estado, Árboles de comportamiento, algoritmos genéticos...

➢ Competiciones de agentes inteligentes en congresos internacionales

■ IEEE CIG, CEC

➢ Basadas en juegos clásicos

■ Ms. PacMan, Mario AI, Supertux, Starcraft

Introducción

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❖ Objetivo: Desarrollar una nueva plataforma de aplicación de IA

➢ Entorno 3D basado en Unity3D

➢ Juego novedoso y estratégico, llamado Paintbol, con nuevas posibilidades para la investigación de IA

■ Múltiples agentes

■ Análisis de terreno

■ Cooperación entre agentes independientes

■ Formación de jerarquías

Introducción

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❖ Comparación de la plataforma Paintbol con el estado del arte

➢ Criterios de clasificación basados en el tipo de problema que se plantea a los agentes inteligentes

■ Conocido/Desconocido, Accesible/Inaccesible, Determinista/No Determinista, Dinámico/Estático, Discreto/Continuo, Solitario/Multijugador

Desarrollo de la plataforma

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❖ Arquitectura de la plataforma

Juego: PaintBol

8

❖ Juego de acción táctica

❖ Entorno 3D

❖ Posibilidad IA vs IA

❖ 2 equipos de 5 jugadores (5 vidas por jugador)

❖ Penalización de 6 segundos por muerte

Juego: PaintBol

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❖ Sensores

➢ Vista

➢ Oído

❖ Actuadores (acciones):

➢ Movimientos (correr, andar, andar agachado)

➢ Comunicación

➢ Disparo

➢ Ataques en espacios cerrados

➢ Lanzar granadas

Juego: PaintBol

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❖ Puntuación:

➢ Vidas quitadas

➢ Cuerpo a cuerpo

➢ Disparando

➢ Granadas

➢ Con Sigilo

➢ A la cabeza

➢ Muertes múltiples

➢ Fuego amigo

➢ Vidas restantes

➢ Granadas restantes

➢ Puntos por vidas quitadas

➢ Bonus por vida restante

➢ Bonus por granadas restantes

➢ Bonus por puntera

➢ Bonus por variedad

Generador de Mapas

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Diagramas de Voronoi Definición tierra-agua Definición elevación del terreno

Definición ríosDefinición biomas

Definición

humedad

Generador de Mapas

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Construcción de objetos del terreno Distribución de objetos del terreno

Resultado

Interfaz gráfica del Juego

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Experimentación

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❖ IAs de test

➢ Random AI

■ Decisiones pseudoaleatorias

■ rnd1 y rnd2 denotan los 2 valores aleatorios generados cada turno

Experimentación

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❖ IAs de test

➢ Basic AI

■ Basado completamente en un árbol de decisión

■ No usa el sistema de comunicación

■ Apenas analiza ruidos

Experimentación

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❖ IAs de test

➢ Heuristic AI

■ Busca a otros aliados y les sigue, aumentando la probabilidad de tener superioridad numérica en los enfrentamientos

■ Tiene en jerarquías entre jugadores del equipo

● Seguir a líderes

■ Análisis de ruidos

■ Aprovecha el sistema de comunicaciones del juego

Experimentación

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❖ IAs de test

➢ Heuristic AI

■ Combinación de un behavior tree y submáquinas de estados a la hora de definir el estado del jugador en cada turno

■ Estados posibles

● Pursuing

● Following

● Investigating

● Roaming

Experimentación

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❖ Diseño de los primeros experimentos

➢ 5 enfrentamientos por cada posible emparejamiento de IAs (total 15)

■ RandomAI - BasicAI

■ BasicAI - HeuristicAI

■ RandomAI - HeuristicAI

➢ Los enfrentamientos terminan cuando todos los jugadores de uno de los equipos se quedan sin puntos de vida

➢ Los enfrentamientos duraron entre 30 y 60 minutos cada uno

Experimentación

19

❖ Resultados de los primeros experimentos

➢ Los agentes más elaborados obtienen consistentemente mejores resultados

➢ La inmensa mayoría de muertes se obtuvieron mediante disparos

Experimentación

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❖ Resultados de los primeros experimentos

➢ Ningún jugador usó con éxito las granadas

■ Ausencia de muertes múltiples y fuego amigo

➢ Mejoras

■ Ausencia de bonus por variedad

■ Ausencia de bonus por disparos a la cabeza

Conclusiones y trabajo futuro

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❖ Contribuciones y ventajas de la plataforma desarrollada

➢ Entorno 3D (Unity)

➢ Aspectos de la IA enfocados: análisis de terrenos, creación de jerarquías, sistema de comunicación multi-agente, trabajo en equipo.

❖ Trabajo futuro

➢ Mejora de la documentación

➢ Mejora en la encapsulación y extensibilidad de la API

➢ Publicación como challenge