Applied Intelligence & Data Analysis
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Universidad Autónoma de Madrid
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Índice
1. Introducción
2. Desarrollo de la plataforma
 Juego
 Generador de mapas
3. Experimentación
 IAs de test
 Resu...
Introducción
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❖ Investigación de la Inteligencia Artificial en los videojuegos
➢ Creación procedimental de contenido
➢ Te...
Introducción
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❖ Plataformas de Inteligencia Artificial basadas en videojuegos
➢ Integración y prueba de algoritmos de IA
...
Introducción
5
❖ Objetivo: Desarrollar una nueva plataforma de aplicación de IA
➢ Entorno 3D basado en Unity3D
➢ Juego nov...
Introducción
6
❖ Comparación de la plataforma Paintbol con el estado del arte
➢ Criterios de clasificación basados en el t...
Desarrollo de la plataforma
7
❖ 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 ju...
Juego: PaintBol
9
❖ Sensores
➢ Vista
➢ Oído
❖ Actuadores (acciones):
➢ Movimientos (correr, andar, andar agachado)
➢ Comun...
Juego: PaintBol
10
❖ Puntuación:
➢ Vidas quitadas
➢ Cuerpo a cuerpo
➢ Disparando
➢ Granadas
➢ Con Sigilo
➢ A la cabeza
➢ M...
Generador de Mapas
11
Diagramas de Voronoi Definición tierra-agua Definición elevación del terreno
Definición ríosDefinici...
Generador de Mapas
12
Construcción de objetos del terreno Distribución de objetos del terreno
Resultado
Interfaz gráfica del Juego
13
Experimentación
14
❖ IAs de test
➢ Random AI
■ Decisiones pseudoaleatorias
■ rnd1 y rnd2 denotan los 2 valores
aleatorios ...
Experimentación
15
❖ IAs de test
➢ Basic AI
■ Basado completamente en un árbol de
decisión
■ No usa el sistema de comunica...
Experimentación
16
❖ IAs de test
➢ Heuristic AI
■ Busca a otros aliados y les sigue,
aumentando la probabilidad de
tener s...
Experimentación
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❖ IAs de test
➢ Heuristic AI
■ Combinación de un behavior tree y
submáquinas de estados a la hora
de de...
Experimentación
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❖ Diseño de los primeros experimentos
➢ 5 enfrentamientos por cada posible emparejamiento de IAs (total...
Experimentación
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❖ Resultados de los
primeros
experimentos
➢ Los agentes más
elaborados obtienen
consistentemente
mejore...
Experimentación
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❖ Resultados de los
primeros
experimentos
➢ Ningún jugador usó
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Conclusiones y trabajo futuro
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❖ Contribuciones y ventajas de la plataforma desarrollada
➢ Entorno 3D (Unity)
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CoSECiVi'16 - Desarrollo de una plataforma basada en Unity3D para la aplicacion de IA en videojuegos

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La utilización intensiva de diferentes técnicas relacionadas
con la Inteligencia Artificial (IA) en el área de los videojuegos ha demostrado ser una necesidad para el campo. El uso de estas técnicas permite dotar de una mayor flexibilidad y adaptabilidad a los juegos que es muy apreciada por los jugadores. Temas como la generación procedimental de contenido, la creación de agentes que puedan jugar a un
videojuego de forma competente, o de agentes cuya conducta sea indistinguible de la de un jugador humano atraen a una cantidad creciente de investigadores. El objetivo de este trabajo es la presentación de una plataforma basada en el motor Unity3D que permita de manera simple la integración y prueba de algoritmos de IA. La plataforma ofrecerá como nuevas características, adicionales a las ya disponibles en la actualidad, la utilización de un entorno 3D, el desarrollo de un juego innovador (basado en múltiples agentes), y la exploración de aspectos de juego como el análisis del terreno, la cooperación entre agentes independientes y heterogéneos, la comunicación de información entre los mismos y la
formación de jerarquías.

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  1. 1. Applied Intelligence & Data Analysis http://aida.ii.uam.es Universidad Autónoma de Madrid Applied Intelligence & Data Analysis http://aida.ii.uam.es Universidad Autónoma de Madrid 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 1
  2. 2. 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 2
  3. 3. Introducción 3 ❖ Investigación de la Inteligencia Artificial en los videojuegos ➢ Creación procedimental de contenido ➢ Test de Turing (Human bots) ➢ Jugadores inteligentes (Foco de este trabajo)
  4. 4. Introducción 4 ❖ 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
  5. 5. Introducción 5 ❖ 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
  6. 6. Introducción 6 ❖ 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
  7. 7. Desarrollo de la plataforma 7 ❖ Arquitectura de la plataforma
  8. 8. 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
  9. 9. Juego: PaintBol 9 ❖ Sensores ➢ Vista ➢ Oído ❖ Actuadores (acciones): ➢ Movimientos (correr, andar, andar agachado) ➢ Comunicación ➢ Disparo ➢ Ataques en espacios cerrados ➢ Lanzar granadas
  10. 10. Juego: PaintBol 10 ❖ 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
  11. 11. Generador de Mapas 11 Diagramas de Voronoi Definición tierra-agua Definición elevación del terreno Definición ríosDefinición biomas Definición humedad
  12. 12. Generador de Mapas 12 Construcción de objetos del terreno Distribución de objetos del terreno Resultado
  13. 13. Interfaz gráfica del Juego 13
  14. 14. Experimentación 14 ❖ IAs de test ➢ Random AI ■ Decisiones pseudoaleatorias ■ rnd1 y rnd2 denotan los 2 valores aleatorios generados cada turno
  15. 15. Experimentación 15 ❖ IAs de test ➢ Basic AI ■ Basado completamente en un árbol de decisión ■ No usa el sistema de comunicación ■ Apenas analiza ruidos
  16. 16. Experimentación 16 ❖ 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
  17. 17. Experimentación 17 ❖ 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
  18. 18. Experimentación 18 ❖ 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
  19. 19. Experimentación 19 ❖ Resultados de los primeros experimentos ➢ Los agentes más elaborados obtienen consistentemente mejores resultados ➢ La inmensa mayoría de muertes se obtuvieron mediante disparos
  20. 20. Experimentación 20 ❖ 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
  21. 21. Conclusiones y trabajo futuro 21 ❖ 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

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