Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica

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1. Moisés Martínez Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica Except where otherwise noted, this work is licensed under: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/ Leganés 23 Marzo 2015 Grupo de Planificación y Aprendizaje (PLG) Departamento de Informática moises.martinez@uc3m.es
2. Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica 2 Desde el punto de vista de los videojuegos y de la robótica se denomina a la inteligencia artificial como la capacidad de un agente no vivo de razonar. Que es la inteligencia artificial???
3. 3  Agentes actúen racionalmente  Agentes actúen como un humano Que es la inteligencia artificial??? Que ofrece a los videojuegos y a la robótica??? Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica Desde el punto de vista de los videojuegos y de la robótica se denomina a la inteligencia artificial como la capacidad de un agente no vivo de razonar.
4. 4  Agentes actúen racionalmente  Agentes actúen como un humano Que es la inteligencia artificial??? Comportamientos parezcan racionales Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica Desde el punto de vista de los videojuegos y de la robótica se denomina a la inteligencia artificial como la capacidad de un agente no vivo de razonar. Que ofrece a los videojuegos y a la robótica???
5. 5 Que es un videojuego ??? Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica
6. 6  Situaciones (Información del entorno, estado del jugador) Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica
7. 7  Situaciones (Información del entorno, estado del jugador)  Capacidades (Acciones que pueden ser aplicadas en el entorno) Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica
8. 8  Representación del entorno  Información estática  Información dinámica  Estado del jugador  Estado de los oponentes Punto de vista de un Jugador Autónomo Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica
9. 9  Representación del entorno  Información estática  Información dinámica  Estado del jugador  Estado de los oponentes  Acciones  Globales  Locales  Individuales  Colectivas Punto de vista de un Jugador Autónomo Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica
10. 10 Técnicas de Inteligencia Artificial Máquinas de estados finitas Árboles de comportamiento Planificación Automática GOAP Arquitecturas Blackboard Redes Bayesianas Path-Planning Árboles de decisión Aprendizaje automático Mapas de influencia Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica
11. Técnicas de Inteligencia Artificial Planificación Automática Máquinas de estados finitas Árboles de comportamiento GOAP Arquitecturas Blackboard Redes Bayesianas Path-Planning Árboles de decisión Aprendizaje automático Mapas de influencia Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica
12. Técnicas de Inteligencia Artificial  Path Planning (Búsqueda de caminos)  Máquinas de estado finitas (FSM)  Árboles de comportamiento (Bts)  Goal Oriented Action Planning (GOAP) Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica
13. 13 Path Planning (Búsqueda de caminos) Encontrar una secuencia de acciones que permitan al jugador moverse desde un punto del mapa (origen) hasta otro punto del mapa (destino).  Representación del mapa  Movilidad de las unidades o del jugador  Coste de las acciones de las unidades o del jugador Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica
14. 14 Path Planning (Búsqueda de caminos) Encontrar una secuencia de acciones que permitan al jugador moverse desde un punto del mapa (origen) hasta otro punto del mapa (destino).  Representación del mapa  Movilidad de las unidades o del jugador  Coste de las acciones de las unidades o del jugador Algoritmos de búsqueda heurística (A*, IDA*, D*) Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica
15. 15 Path Planning (Búsqueda de caminos) Encontrar una secuencia de acciones que permitan al jugador moverse desde un punto del mapa (origen) hasta otro punto del mapa (destino).  Representación del mapa  Movilidad de las unidades o del jugador  Coste de las acciones de las unidades o del jugador Algoritmos de búsqueda heurística (A*, IDA*, D*) Coste computacional elevado Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica
16. 16 Path Planning (Búsqueda de caminos) Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica Calculo de distancia a la meta
17. 17 Path Planning (Búsqueda de caminos) Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica Calculo de distancia a la meta
18. 18 Path Planning (Búsqueda de caminos) Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica Calculo de distancia a la meta
19. 19 Path Planning (Búsqueda de caminos) Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica Calculo de distancia a la meta
20. 20 Path Planning (Búsqueda de caminos) Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica Calculo de distancia a la meta
21. 21 Path Planning (Búsqueda de caminos) Diferentes costes según las características del mapa Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica
22. 22 Path Planning (Búsqueda de caminos) Diferentes costes según las capacidades de las unidades Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica
23. 23 Path Planning (Búsqueda de caminos) Mapas divididos en regiones para disminuir su coste de exploración Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica
24. 24 Path Planning (Búsqueda de caminos) Mapas divididos en cuadriculas no uniformes con waypoints Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica
25. 25 Path Planning (Búsqueda de caminos) Omisión de información del entorno para disminuir la complejidad del proceso Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica
26. 26 Path Planning (Búsqueda de caminos) Omisión de información del entorno para disminuir la complejidad del proceso Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica
27. Técnicas de Inteligencia Artificial  Path Planning (Búsqueda de caminos)  Máquinas de estado finitas (FSM)  Árboles de comportamiento (Bts)  Goal Oriented Action Planning (GOAP) Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica
28. 28 Máquinas de Estados Finitas (FSM)  Estados: Representan un instante del mundo  Acciones: Representan las acciones que pueden ser ejecutadas Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica
29. 29 Máquinas de Estados Finitas (FSM)  Estados: Representan un instante del mundo  Acciones: Representan las acciones que pueden ser ejecutadas Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica Disparando Corriendo Balas disponibles/ Disparar Balas no disponibles + Enemigo detectado / Correr Balas no disponibles + Enemigo detectado Vigilando
30. 30 Máquinas de Estados Finitas (FSM)  HL2-SDK, npc_BaseZombie.cpp (Lineas 1828 -1870) switch ( m_NPCState ) { case NPC_STATE_COMBAT: … case NPC_STATE_ALERT: … case NPC_STATE_HIDE: … } Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica
31. 31 Máquinas de Estados Finitas (FSM)  Fue una de las primeras técnicas que se utilizaron para definir los comportamientos de los NPCs.  Técnica muy sencilla de definir y de implementar (if – else) Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica
32. Técnicas de Inteligencia Artificial  Path Planning (Búsqueda de caminos)  Máquinas de estado finitas (FSM)  Árboles de comportamiento (Bts)  Goal Oriented Action Planning (GOAP) Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica
33. 33 Árboles de comportamiento (BTs) Son árboles que representan una descomposición de tareas. El resultado tras recorrer el árbol puede tener dos valores (correcto/incorrecto)  Tareas hoja: Se corresponden con los nodos terminales del árbol. Su valor puede ser el resultado de una condición o la ejecución de un fragmento de código. Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica
34. 34 Árboles de comportamiento (BTs) Son árboles que representan una descomposición de tareas. El resultado tras recorrer el árbol puede tener dos valores (correcto/incorrecto)  Tareas hoja: Se corresponden con los nodos terminales del árbol. Su valor puede ser el resultado de una condición o la ejecución de un fragmento de código.  Tareas compuestas: Se corresponden con los nodos intermedios del árbol. Su valor de retorno depende los valores de las tareas que contiene. Descendientes. Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica
35. 35 Árboles de comportamiento (BTs) Son árboles que representan una descomposición de tareas. El resultado tras recorrer el árbol puede tener dos valores (correcto/incorrecto)  Tareas hoja: Se corresponden con los nodos terminales del árbol. Su valor puede ser el resultado de una condición o la ejecución de un fragmento de código.  Tareas compuestas: Se corresponden con los nodos intermedios del árbol. Su valor de retorno depende los valores de las tareas que contiene. Descendientes. Secuencia Selección Selección paralela Secuencia no determinista   ?  ~ Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica
36. 36 Árboles de comportamiento (BTs)     ? ~? Puerta abierta ?? Entrar a la habitación Acercarse a la puerta Entrar en la habitación Puerta cerrada ?? Abrir puerta Golpear Puerta Puerta abierta ?? Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica
37. 37 Árboles de comportamiento (BTs)     ? ~? Puerta abierta ?? Entrar a la habitación Acercarse a la puerta Entrar en la habitación Puerta cerrada ?? Abrir puerta Golpear Puerta Puerta abierta ?? No se aplica búsqueda Secuencia de acciones 37 Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica
38. Árboles de comportamiento (BTs)  Similar a las máquinas de estados.  Ofrece un mayor grado de interacción por parte de los jugadores.  Técnica muy sencilla de definir y de implementar. 38 Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica
39. Necesidad de mayor realismo e interacción  Entornos son cada vez más complejos  Mundos más grandes  Mayor interacción  Los NPCs necesitan:  Ser autónomos  Tener sus propios objetivos  Interactuar con el mundo de forma independiente 39 Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica
40. Necesidad de mayor realismo e interacción 40 Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica
41. Inteligencia Artificial en Videojuegos Leganés 6-7 Febrero 2014 Técnicas de Inteligencia Artificial  Path Planning (Búsqueda de caminos)  Máquinas de estado finitas (FSM)  Árboles de comportamiento (Bts)  Goal Oriented Action Planning (GOAP)
42. Inteligencia Artificial en Videojuegos Leganés 6-7 Febrero 2014 Goal Oriented Action Planning (GOAP) Cada NPC del juego está definido  Un conjunto de metas que son alcanzables  Un conjunto de condiciones asociadas a cada una de las meta  Un conjunto de acciones formadas por dos elementos  Precondiciones  Efectos Entrar a la habitación Precondiciones: Puerta abierta Efectos: Dentro de la habitación Abrir puerta Precondiciones: Puerta cerrada, tengo llave Efectos: Puerta abierta 42
43. Goal Oriented Action Planning (GOAP) 1. Si se detecta que una meta se cumple (todas las condiciones de la meta son ciertas) 2. Se realiza una búsqueda en tiempo real 3. Si se obtiene una solución, esta está formada por una secuencia de acciones. 43 Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica
44. Goal Oriented Action Planning (GOAP) 1. Si se detecta que una meta se cumple (todas las condiciones de la meta son ciertas) 2. Se realiza una búsqueda en tiempo real 3. Si se obtiene una solución, esta está formada por una secuencia de acciones. 44 Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica Coste computacional elevado con respecto al número de acciones Puede generar planes inválidos
45. Goal Oriented Action Planning (GOAP) 45 Coste computacional elevado con respecto al número de acciones Puede generar planes inválidos 1. Si se detecta que una meta se puede cumplir (todas las condiciones de la meta pueden llegar a ser ciertas) 2. Se realiza una búsqueda en tiempo real 3. Si se obtiene una solución, esta está formada por una secuencia de acciones Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica
46. Coste computacional elevado con respecto al número de acciones Puede generar planes inválidos Goal Oriented Action Planning (GOAP) 46 1. Si se detecta que una meta se puede cumplir (todas las condiciones de la meta pueden llegar a ser ciertas) 2. Se realiza una búsqueda en tiempo real 3. Si se obtiene una solución, esta está formada por una secuencia de acciones Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica
47. 47 Que es un robot??? Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica  Actuadores (Motores que permiten los movimientos)
48. 48 Que es un robot??? Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica  Actuadores (Motores que permiten los movimientos)  Sensores (Dispositivos que obtienen información del entorno)
49. 49 Técnicas de Inteligencia Artificial Máquinas de estados finitas Árboles de comportamiento Planificación Automática Algoritmo Genéticos Visión Artificial Redes Bayesianas Path-Planning Árboles de decisión Aprendizaje automático Subsunción Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica
50. 50 Técnicas de Inteligencia Artificial Máquinas de estados finitas Árboles de comportamiento Planificación Automática Algoritmo Genéticos Visión Artificial Redes Bayesianas Path-Planning Árboles de decisión Aprendizaje automático Subsunción Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica
51. 51 Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica Técnicas de Inteligencia Artificial  Máquinas de Estados Finitas (FSM)  Planificación Automática  Visión Artificial  Aprendizaje Automático
52. 52 Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica Máquinas de Estados Finitas (FSM) Detección de objetos en tiempo real. Aprendizaje de zonas de limpieza Modelos de patrulla
53. 53 Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica Máquinas de Estados Finitas (FSM)
54. 54 Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica Técnicas de Inteligencia Artificial  Máquinas de Estados Finitas (FSM)  Planificación Automática  Aprendizaje Automático
55. 55 Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica Planificación Automática  Representación del entorno (Lógica de 1er orden)  Conjunto de acciones (comportamientos)  Estado inicial  Conjunto de metas (Objetivos) robot_at(roomba, roomB) connected(roomB, roomA, door1) close(door1) dirty(roomB) Move(roomba, roomB, roomC) 1 2
56. 56 Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica Planificación Automática PELEA (Planning, Execution and LEarning Architecture
57. 57 Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica Técnicas de Inteligencia Artificial  Máquinas de Estados Finitas (FSM)  Planificación Automática  Visión Artificial  Aprendizaje Automático
58. 58 Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica Visión Artificial StockBot desarrollado por la Empresa Pal Robotics • Utiliza sensores laterales para detectar la información de los estantes. • Utiliza dispositivos Kinect para moverse y evitar obstáculos.
59. 59 Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica Aprendizaje Automático  Aprendizaje supervisado  Aprendizaje no supervisado  Aprendizaje por refuerzo Construir modelos de razonamiento o de actuación mediante la utilización de experiencias pasadas que han sido obtenidas por el robot.
60. 60 Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica Técnicas de Inteligencia Artificial  Máquinas de Estados Finitas (FSM)  Planificación Automática  Visión Artificial  Aprendizaje Automático
61. 61 Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica Aprendizaje Automático (No Supervisado)  Aprendizaje supervisado  Aprendizaje no supervisado  Aprendizaje por refuerzo Construir modelos de razonamiento o de actuación mediante la utilización de modelos sin entrenamiento sin tener entrenamiento.
62. 62 Inteligencia Artificial aplicada en Videojuegos y Robótica Aprendizaje Automático  Aprendizaje supervisado  Aprendizaje no supervisado  Aprendizaje por refuerzo Construir modelos de razonamiento o de actuación mediante la utilización de experiencias pasadas que han sido obtenidas por el robot.
63. Inteligencia Artificial en Videojuegos Leganés 6-7 Febrero 2014 63 Muchas Gracias Preguntas