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三宅 陽一郎 2022.4.26 「ゲーム、メタバース、 スマートシティにおける人工知能」 https://www.facebook.com/youichiro.miyake http://www.slideshare.net/youichiromiyake [email protected] @miyayou

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「スマートシティとメタバースにおける 人工知能の活用方法について 書いてください」 (レポート課題）

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My Works (2004-2020) AI for Game Titles Books

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No content

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近著

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発刊（先週） • 戦略ゲームにおける人工知能の技術を、 起源から集めた著作 • 2021年10月15日 • 300ページぐらい

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Hopper Training Hopper Trained

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時間 知能の規模 1960 1990 2000 第一次AIブーム 第二次AIブーム 第三次AIブーム 1970 1980 2010 ルールベース 逆伝播法 データベース ディープ ラーニング 推論ベース ニューラル ネット誕生 コネクショニズム 記号主義 デジタルゲームAI 人工知能の歴史

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リアルタイム ノンリアルタイム 身体を持つ 身体を持たない 身体を持ち リアルタイムに 空間を運動する 身体を持たず 空間を運動しない ゲーム・ロボット ビックデータ解析

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人工知能とは

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自然知能と人工知能 人間 ＝自然知能 機械 ＝人工知能

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ダートマス会議（1956年） 我々は、1956年の夏の2ヶ月間、10人の人工知能研究者 がニューハンプシャー州ハノーバーのダートマス大学に集 まることを提案する。そこで、学習のあらゆる観点や知能 の他の機能を正確に説明することで機械がそれらをシミュ レートできるようにするための基本的研究を進める。機械 が言語を使うことができるようにする方法の探究、機械上 での抽象化と概念の形成、今は人間にしか解けない問題 を機械で解くこと、機械が自分自身を改善する方法などの 探究の試みがなされるだろう。我々は、注意深く選ばれた 科学者のグループがひと夏集まれば、それらの問題のうち いくつかで大きな進展が得られると考えている。 https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%80%E3%83%BC%E3%83%88%E3%83% 9E%E3%82%B9%E4%BC%9A%E8%AD%B0 人工知能＝人間の知能を機械に写す（移す）。

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機械（マシン） ソフトウェア 知能 身体 機能 知能 http://www.1999.co.jp/blog/1210192 http://ja.wallpapersma.com/wallpaper/_- %E3%83%AA%E3%82%B9%E3%80%81%E5%A3%81%E7%B4%99%E3%80%81%E3%83%AF%E3%82%A4%E3%83%89%E3%82%B9%E3%82%AF%E3%83%AA%E3%83%BC%E3%83%B3%E3%81%AE%E3%80%81%E3% 83%9E%E3%83%83%E3%82%AF%E3%80%81%E3%83%9A%E3%83%83.html

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身体性とインテリジェンス Gray’s anatomy 脳の中心の部位は身体とつながっている。 生理機能を司っている。 それを囲うように、辺縁体、大脳がある。 http://square.umin.ac.jp/neuroinf/brain/005.html http://www.amazon.co.jp/Grays-Anatomy-Anatomical-Clinical-Practice/dp/0443066841

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人間の精神 意識 前意識 無意識 知能 言語による 精神の構造化 外部からの 情報 言語化のプロセス シニフィアン /シニフィエ 言語回路 （＝解釈） 意識の形成 世界を分節化している

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人間の精神、機械の精神 意識 前意識 無意識 外部からの 情報 意識 前意識 無意識 外部からの 情報 言語・非言語境界面 知覚の境界面 人工知能は、人間の知能を機械に移したもの。

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二つの人工知能 IF (s_collison==true) register_all(s_star); assign_edge(); assign_vertex(); mix_all(); シンボルによる人工知能 （記号主義） ニューラルネットによる人工知能 （コネクショニズム） IBM ワトソン Google検索 など AlphaGo など http://www.nature.com/nature/journal/v518/n7540/full/nature14236.html

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神経素子（ニューロン）とは？ 入力 入力 入力 出力 入力 この中にはイオン（電解,Na+,K+） 溶液が入っていて、入力によって電圧が 高まると出力する仕組みになっています。 100mVぐらい ニューラルネットワーク内シグナル伝達スピード 100(m/sec) … 案外遅い http://www.brain.riken.go.jp/jp/aware/neurons.html

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ニューラルネットを理解しよう② 数学的原理 http://www.pri.kyoto-u.ac.jp/brain/brain/11/index-11.html 医学的知識 http://www.biwako.shiga-u.ac.jp/sensei/mnaka/ut/sozai/ai.html モデル化 数学的モデル ニューロン 人工ニューロン 入出力関係のグラフ 入出力関係の関数（シグモイド関数） ニューラルネットワーク （ニューロンをつなげたもの） 道具はこれで全て。これで何ができるだろう？

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この３００年の技術の動向 時間 規模 産業革命 情報革命 ネット革命 知能革命 機械化・自動化（オートメーション化） 電子情報化 オンライン化 知能化 第二次産業革命 電動化 1750 1860 1960 1990 Now… 現代は「知能化」の時代に 入りつつある。

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2 第一次ＡＩブーム（1960年代） • コンピューターは大型のものしかない。 • 人工知能という分野自体が誕生したばかり。 • ニューラルネットという新しい分野のブーム。 １９世紀後半 人間の脳は ニューロンという もので出来てい るらしい ２０世紀前半 ニューロンの 電気的性質が 解明される （ホジキン博士、 ハクスレー博士） 1950年代に ニューラルネット 発明 1963年に ホジキン＝ハク スレー方程式が ノーベル賞

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医学的知識 モデル化 数学的モデル ニューロン ニューラルネットワーク （ニューロンをつなげたもの） 2 第一次ＡＩブーム（1960年代） 結合には 強さがある。 結合には 強さがある。

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医学的知識 モデル化 数学的モデル ニューロン ニューラルネットワーク （ニューロンをつなげたもの） 2 第一次ＡＩブーム（1960年代） 電気 電気 電気

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2 第一次ＡＩブーム（1960年代） 身長 体重 年齢 健康 要運動 注意 学習データから ここの重みを 変化させます 健康 要運動 注意 新しいデータ ニューラルネット ＝ データを分類する人工知能

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2 第一次ＡＩブーム（1960年代） もし A ならば B もし B ならば C よって、 もし A ならば C シンボルによる人工知能 （記号主義） ニューラルネットによる人工知能 （コネクショニズム） 推論ベース ニューラルネット 誕生

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3 第二次ＡＩブーム（1980年代） • パソコンが普及して行く。 • ルールを集めて知能を作ろう。 • 逆伝播法によるニューラルネットのブーム。 パソコンが 世の中で 普及して行く 知識主義 ＝ たくさんの知識 を人工知能に 与えて推論 すれば知能が できる インターネット もなく、知識 が足りない。 推論も専門的 な機能のみ。

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3 第二次ＡＩブーム（1980年代） IF （A） then B IF （C） then D IF （E） then F IF （G） then H IF （ I ） then J シンボルによる人工知能 （記号主義） ニューラルネットによる人工知能 （コネクショニズム） ルールベース 新しい学習法＝ 逆伝搬法

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3 第二次ＡＩブーム（1980年代） 1 0 0 このように学習させたい

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3 第二次ＡＩブーム（1980年代） 0 1 0 このように学習させたい

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3 第二次ＡＩブーム（1980年代） 0 0 1 このように学習させたい

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3 第二次ＡＩブーム（1980年代） 0 0 0 【逆伝播法】 ここが１になるように、 結合の強さを、 さかのぼって変えて行く。

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4 第三次ＡＩブーム（2010年代） • インターネットが普及して行く。 • インターネットで蓄積されたデータを学習させて 知能を作ろう。 • 改善されたニューラルネットのブーム。 インターネット が世の中で 普及して行く データ 学習主義 ＝ たくさんのデー タを人工知能 に学習させる 現在、進行中

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4 第三次ＡＩブーム（2010年代） シンボルによる人工知能 （記号主義） ニューラルネットによる人工知能 （コネクショニズム） データベース 新しい学習法＝ ディープラーニング データベース 検索エンジン キーワード 検索結果 検索 人

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インターネットによる 膨大なデータ 4 第三次ＡＩブーム（2010年代） 時間 規模 1960 1990 2000 第一次AIブーム 第二次AIブーム 第三次AIブーム 1970 1980 2010 ルールベース 逆伝播法 データベース ディープ ラーニング 推論ベース ニューラル ネット誕生 小型・中型 コンピュータの普及 大型コンピュータ 専門家のみのブーム

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人間とフレームとＡＩ

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時間（イメージ） 空間（論理） 殆どの人工知能は与えられたフレーム（問題設定）の 外に出ることはできない。 人間は柔軟にフレーム（問題設定）を創造し 変化させることができる。 人間と人工知能の違い

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時間（イメージ） 空間（論理） 殆どの人工知能は与えられたフレーム（問題設定）の 外に出ることはできない。 人間は柔軟にフレーム（問題設定）を創造し 変化させることができる。 人間と人工知能の違い 人工知能は自問題を作り出すことはない。 人工知能は人間が与えた問題を解くことしかできない。 似たような問題さえ解けない。

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人と人工知能の非対称性 経験 （人間） 人工知能 人間

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人と人工知能の非対称性 経験 （人間） 人工知能 人間

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人 フレーム フレーム フレーム フレーム（小） ＝人工知能の役割 フレーム（小） ＝人工知能の役割 自分の延長とし ての人工知能 （フレームが つなぐ）

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人 フレーム フレーム フレーム フレーム（小） ＝人工知能の役割 フレーム（小） ＝人工知能の役割 自分の延長とし ての人工知能 （フレームが つなぐ） これは協調ではない。 ＝一体となることが協調ではない ＝他者でありながら、協調する

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デジタル世界のエコシステム（AI, IA, A） 自律型人工知能 （汎用型人工知能） ＝自分で感じて、判断して、自分で行動する エージェント（小型人工知能） ＝自分で感じて、判断して、自分で行動する（ただし単機能） 機能特化型人工知能（専門型人工知能） ＝ある問題のために作られた人工知能 知的アプリケーション（IA） ＝知的機能を実現したアプリケーション アプリケーション（A） ほぼ同義 自律性 全体 埋め込み 性

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デジタル世界のエコシステム（AI, IA, A） 自律型人工知能 （汎用型人工知能） ＝自分で感じて、判断して、自分で行動する エージェント（小型人工知能） ＝自分で感じて、判断して、自分で行動する（ただし単機能） 機能特化型人工知能（専門型人工知能） ＝ある問題のために作られた人工知能 知的アプリケーション（IA） ＝知的機能を実現したアプリケーション アプリケーション（A） ほぼ同義 自律性 全体 埋め込み 性 人間

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デジタル世界のエコシステム（AI, IA, A） 人間 知的アプリケーション（IA） IA IA アプリケーション（A） アプリケーション（A） アプリケーション（A） 自律型人工知能 自律型人工知能 IA エージェント エージェント エージェント

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人工 知能 人 社会 人 社会 構造 変化

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社会 人工 知能 人工 知能 人工 知能 人工 知能 人工 知能 場 人工知能が用意した立場に人がエントリーする 人 場 人工知能が用意した立場にエージェントがエントリーする エー ジェン ト

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人 エー ジェン ト エー ジェン ト エー ジェン ト エー ジェン ト エー ジェン ト エー ジェン ト エー ジェン ト エー ジェン ト エー ジェン ト エー ジェン ト 社会 人

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人工知能と社会 ロボッ ト 世代 人口 人工 知能 少子高齢化社会 ロボットと人工知能で 少子高齢化社会を支える 人間と人工知能の関係はどうあるべきか

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ゲームエンジン

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物理法則 化学法則 経済法則 社会法則 生物法則 知能の法則 抽出 実装 物理シミュレーション 化学シミュレーション 経済シミュレーション 社会シミュレーション 生物シミュレーション 知能シミュレーション シミュレーション化 サイエンス・エンジニアリング 情報処理 物・運動 データ構造・プログラム 現実 世界 メタ バース

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現実世界 デジタル ツイン (ゲーム エンジン) 相互作用 ミラーワールド スマートシティ センシング AIによる干渉

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風 頂点 ポリゴン 頂点 移動計算 移動計算 メモリ CPU or GPU 変 更 アーティスト エンジニア ロード （格納) 実行

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ゲームエンジンの時代 • ゲームエンジンは古くからある（80年代、ナムコのタスクシステム） • ゲームの規模が小さいうちは効果が大きくない • 90年代（ほとんどない。ソースコードレベル） • 00年代（黎明期） • ゲームエンジン群雄割拠時代（2010-2020） • 市販のエンジンに加えて、それぞれのゲーム会社でゲームエンジンが作られた • 現代では、ゲームエンジンなしで大型ゲームは作れない • ゲームエンジン＝ゲームの質に直結、ゲーム開発の技術を集積する場所 • Unreal Engine（Epic)とUnity3Dが生き残った • Unreal Engine アメリカ 巨漢大砲主義の思想 • Unity 3D デンマーク（北欧）Do it yourself の思想

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ジョブ・コントローラー（ナムコ、ゼビウスなど） 三宅 陽一郎 「タスクシステムの起源について」 2016年 年次大会 予稿集 Digital Games Research Association JAPAN Proceedings of 2016 Annual Conference

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大型ゲームエンジン一覧（他にもたくさん） タイトル ゲームエンジン名 会社 Far Cry 3,4 DUNIA ENGINE 2 Ubisoft Montreal THE DIVISION snow drop engine Ubisoft (massive) Assassin’s creed: syndicate AnvilNext 2.0 game engine Ubisoft Montreal For Honor AnvilNext 2.0 game engine Ubisoft Montreal Rise of Tomb Raider Foundation engine Crystal Dynamics The Witcher 3 RED ENGINE CD PROJEKT Dragon Age : Inquisition frostbite engine EA DICE ゲームエンジン名 会社 汎用型 Unity3D Unity Technologies （デンマーク） 汎用型 UNREAL ENGINE 4 Epic Games （米） 汎用型 CryEngine CryTech （独） 汎用型 Lumberyard Amazon 汎用型 Stingray Autodesk

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メタバース 物・運動 データ構造・プログラム 現実世界 ツールで アーティスト・ デザイナーが 作成 エンジニアが プログラミング 存在 法則

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原子 分子＝原子＋力 物質＝分子と力 現象＝物質と力 データ オブジェクト ＝データ＋プロ エンティティ ＝オブジェクト 現象 ＝エンティティ 現実世界 メタバース

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データ処理 オブジェクト ＝データ＋プログラム エンティティ ＝オブジェクトとプログラム 現象 ＝エンティティ＋プログラム メタバース 情報処理基礎 （プログラミング基礎） オブジェクト指向 プログラミング 大規模システム プログラミング シミュレーション プログラミング

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https://www.moguravr.com/virtual-shibuya-8/

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https://www.youtube.com/watch?v=1FOz5dMxn3s

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レベル キャラクターAI レベルを認識し、 自律的な判断を行い、 身体を動かす． 敵・味方 キャラクタ－ プレイヤー 情報獲得 スパーシャルAI 空間全般に関する思考 メタAI, キャラクターAIの為に 空間認識のためのデータを準備 ナビゲーション・データの管理 パス検索 戦術位置解析 オブジェクト認識 メタAI エージェントを動的に配置 レベル状況を監視 エージェントに指示 ゲームの流れを作る Order Ask & Report ゲーム全体をコントロール Support query query 頭脳として機能 MCS-AI動的 連携モデル

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レベル キャラクターAI レベルを認識し、 自律的な判断を行い、 身体を動かす． 敵・味方 キャラクタ－ プレイヤー 情報獲得 スパーシャルAI 空間全般に関する思考 メタAI, キャラクターAIの為に 空間認識のためのデータを準備 ナビゲーション・データの管理 パス検索 戦術位置解析 オブジェクト認識 メタAI エージェントを動的に配置 レベル状況を監視 エージェントに指示 ゲームの流れを作る Order Ask & Report ゲーム全体をコントロール Support query query 頭脳として機能 MCS-AI動的 連携モデル

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環境 人工知能とは？ 身体 人工知能＝人工的な存在（＝身体）を環境の中で活動させる 入力（センサー） 行動（アウトプット） 知能

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知能の内部世界 環境世界 エフェクター・ 身体 センサー・ 身体

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思考 環境世界 エフェクター・ 身体 センサー・ 身体 記憶

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思考 環境世界 エフェクター・ 身体 センサー・ 身体 記憶

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環境世界 認識の 形成 記憶 センサー・ 身体 記憶体 情報処理過程 情報 統合 記憶

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環境世界 認識の 形成 記憶 意思の 決定 センサー・ 身体 意思決定 モジュール 意思決定 モジュール 意思決定 モジュール 記憶体 情報処理過程 情報 統合 記憶

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環境世界 認識の 形成 記憶 意思の 決定 身体 制御 エフェクター・ 身体 運動の 構成 センサー・ 身体 意思決定 モジュール 意思決定 モジュール 意思決定 モジュール 記憶体 情報処理過程 運動創出過程 身体部分 情報 統合 運動 統合 記憶

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知能の世界 環境世界 認識の 形成 記憶 意思の 決定 身体 制御 エフェクター・ 身体 運動の 構成 センサー・ 身体 意思決定 モジュール 意思決定 モジュール 意思決定 モジュール 対象・ 現象 情報の流れ（インフォメーション・フロー） 影響を与える 影響を受ける 記憶

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(例) スペースインベーダー(1978) プレイヤーの動きに関係なく、決められた動きをする （スペースインベーダー、タイトー、1978年）

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（例）プリンス・オブ・ペルシャ 「プリンス・オブ・ペルシャ」など、 スプライトアニメーションを用意する必要がある場合、 必然的にこういった制御となる。 （プリンスオブペルシャ、1989年）

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３Ｄゲームの中のＡＩ Halo （ＨＡＬＯ、バンジー、2001年） デバッグ画面 The Illusion of Intelligence - Bungie.net Downloads http://downloads.bungie.net/presentations/gdc02_jaime_griesemer.ppt

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環境世界 認識の 形成 記憶 意思の 決定 身体 制御 エフェクター・ 身体 運動の 構成 センサー・ 身体 意思決定 モジュール 意思決定 モジュール 意思決定 モジュール 記憶体 情報処理過程 運動創出過程 身体部分 情報 統合 運動 統合 記憶

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意思決定モデル ゴール（目標）ベースAI ルール（規則）ベースAI ビヘイビア（振る舞い）ベースAI 意思決定というものは非常に高度で複雑なプロセスです。 でも、ゲームで用いるいくつかの簡易モデルが存在します。 シミュレーションベース AI ユーティリティ（効用）ベース AI Rule-based AI State-based AI Behavior-based AI Goal-based AI Utility-based AI 「○○-based AI」とは、○○をAIを構築する基本単位として採用したＡＩということ。 タスク（仕事）ベース AI Task-based AI 意思決定 Simulation-based AI ステート（状態）ベースAI

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キャラクターＡＩ：意思決定 ビヘイビアツリー入門

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root バトル 撤退 休憩 攻撃 隠れる 逃走する 足止めする 立ち止まる 回復する トラップ 眠る 回復薬を飲む 弓を放つ 剣を振る 森に潜む 穴を掘る 建物に隠れる 攻撃魔法 氷系 風系 プライオリティ プライオリティ シークエンス シークエンス ランダム プライオリティ ランダム プライオリティ ランダム ビヘイビア （末端ノード） 層 層 選択ルール 選択ルール

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CHARACTER BEHAVIOR LEARNING Chapter 3-2

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Reinforcement Learning (Ex) Fighting Game Kick Punc h Magic R_0 : Reward = Damage http://piposozai.blog76.fc2.com/ http://dear-croa.d.dooo.jp/download/illust.html

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Early in the learning process … … after 15 minutes of learning Reward for decrease in Wulong Goth’s health

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Early in the learning process … … after 15 minutes of learning Punishment for decrease in either player’s health

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Black & White （Lionhead,2000） Training of creature by learning http://www.youtube.com/watch?v=2t9ULyYGN-s http://www.lionhead.com/games/black-white/ 14:20-

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キャラクターの人工知能 ＝キャラクターに煩悩を与える

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人工知能 人間 仏教と人工知能 • 仏教 ＝ 煩悩から解脱する • 人工知能 ＝ むしろ煩悩を与えたい（執着） 煩悩 煩悩 解脱 執着 人工知能＝どのようにして煩悩を与えることができるか？ 人工知能 （人工知性） 禅

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World Sensor 知識 生成 Knowledg e Making 意思決定 Decision Making 運動 生成 Motion Making Information Flow 記憶 Principle of Learning Action Result Decision Making Body

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World Sensor 知識 生成 Knowledg e Making 意思決定 Decision Making 運動 生成 Motion Making Information Flow 記憶 Principle of Learning Action Result Decision Making Body

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Deep Learning in Ubisoft https://gdcvault.com/play/1025653/The-Alchemy-and-Science-of The Alchemy and Science of Machine Learning for Games Yves Jacquier （Ubisoft Montreal）

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Deep Learning in Ubisoft https://gdcvault.com/play/1025653/The-Alchemy-and-Science-of The Alchemy and Science of Machine Learning for Games Yves Jacquier （Ubisoft Montreal）

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https://gdcvault.com/play/1025653/The-Alchemy-and-Science-of 35:00- Deep Learning in Ubisoft The Alchemy and Science of Machine Learning for Games Yves Jacquier （Ubisoft Montreal）

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年 企業 テーマ Open 2003 Microsoft 「Teo Feng」における強化学習 2005 Microsoft 「Forzamotor Sports」における強化学習 2013 DeepMind AtariのゲームをDQNで学習 2015 DeepMind 囲碁 AlphaGO 2017 AnyLogic 倉庫・機械などモデルのシミュレーション Microsoft 「パックマン」多報酬学習 Hybrid Reward Architecture for Reinforcement Learning 2019 Google 「サッカーシミュレーター」による強化学習の研究 〇 DeepMind 「Capture the flag」によるディープラーニング学習 Microsoft 「AirSim」ドローンシミュレーター 〇 Nvidia 「ドライビングシミュレーター」 Mircrosoft 「TextWorld」アドベンチャーゲームを題材に言語学習 〇 facebook 「CraftAssist」マインクラフト内で会話研究 〇 CarMelon カーネギーメロン大学「MineRL」マインクラフトを使ったAIコンテスト 〇 facebook 「LIGHT」ファンタジーワールドを構築してクラウドワーカーで会話研究 〇 OpenAI 「Dota2」OpenAIによる「OpenAIFive」 〇 DeepMind 「StarCraft2」AlphaStar 〇 DeepMind 「Capture the Flag」QuakeIII エンジン 〇 2020 Nvidia GameGAN「ディープラーニングによるパックマンの目コピー」 〇 DeepMind 「Agent57」AtariのほとんどのゲームをDQN+LSTMなどで学習 〇 OpenAI 「HIDE AND SEEK」かくれんぼを用いたマルチエージェントのカリキュラム学習 〇

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OpenAI「HIDE AND SEEK」 による学習 (2019年)

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「かくれんぼ」によってマルチエージェ ントを学習させる • オブジェクトがあって、動かしたり固 定したりできる。 • オブジェクトは直方体、傾斜台、長い 板がある。 • 一度固定したオブジェトは動かせない • エージェントは次第にオブジェクトを 利用してかくれんぼをするようになる • ６種類の戦術を順番に発見・学習して いく https://openai.com/blog/emergent-tool-use/

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自分の座標 周囲の状況 （LIDARによる） 他のエージェ ントの座標 ボックスの 座標、速度 傾斜台の 座標、速度 全結合 全結合 全結合 自分 コンボリューション 円方位ID 全結合 エージェント 埋め込みベクトル ボックス ボックス マスクされた平均プーリング エンティティ間のアテンション マスクされた要素 （壁などで見えない） LSTM 移動 アクション つかむ アクション ロック アクション 自分 エージェント ボックス 傾斜台 メモリーステート

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レベル キャラクターAI レベルを認識し、 自律的な判断を行い、 身体を動かす． 敵・味方 キャラクタ－ プレイヤー 情報獲得 スパーシャルAI 空間全般に関する思考 メタAI, キャラクターAIの為に 空間認識のためのデータを準備 ナビゲーション・データの管理 パス検索 戦術位置解析 オブジェクト認識 メタAI エージェントを動的に配置 レベル状況を監視 エージェントに指示 ゲームの流れを作る Order Ask & Report ゲーム全体をコントロール Support query query 頭脳として機能 MCS-AI動的 連携モデル

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メタＡＩ

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ＡＩの分化 ゲームシステム メタＡＩ キャラクターＡＩ ナビゲーションＡＩ ナビゲーションＡＩのイメージをつかめただろうか？ では、最後のメタＡＩについて説明する。

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メタＡＩの歴史 1980 1990 メタＡＩというのは、ゲームそのものに埋め込まれたＡＩ。 1980 1990 2000 古典的メタAI 現代のメタＡＩ キャラクターＡＩ技術の発展

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メタＡＩの歴史 1980 1990 2000 古典的メタAI 現代のメタＡＩ キャラクターＡＩ技術の発展 その歴史は古く、1980年代にまでさかのぼる。 その時代と現代のメタＡＩは、異なる点も多いので、 古典的メタＡＩ、現代のメタＡＩと名づけて区別することにしよう。

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（例）「ゼビウス」（ナムコ、1983） 敵出現テーブル巻き戻し 敵0 敵１ 敵2 敵3 敵4 敵5 『あと面白い機能なんですけれど、 ゼビウスには非常に簡単なAIが組み込まれています。 「プレイヤーがどれくらいの腕か」というのを判断して、 出てくる敵が強くなるんです。 強いと思った相手には強い敵が出てきて、 弱いと思った相手には弱い敵が出てきます。 そういっ たプログラムが組み込まれています。 ゲームの難易度というのは「初心者には難しくて、上級者 には簡単だ」ということが、 ひとつの難易度で(調整を)やっていくと起きてしまうので、 その辺を何 とか改善したいな、ということでそういったことを始めてみたのですけれど、 お陰で割合にあまり上 手くない人でも比較的長くプレイできる、 うまい人でも最後のほうに行くまで結構ドラマチックに楽 しめる、 そういった感じになっています。』 － 遠藤雅伸（出演）、1987、「糸井重里の電視遊戯大展覧会」『遠藤雅伸ゼビウスセミナー』フジテレビ －

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現代のメタAI より積極的にゲームに干渉する。 メタAI 敵配位 敵スパウニング ストーリー レベル 動的生成 ユーザー

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メタＡＩ Left 4 Dead の事例 Michael Booth, "The AI Systems of Left 4 Dead," Artificial Intelligence and Interactive Digital Entertainment Conference at Stanford. http://www.valvesoftware.com/publications.html 今回は Left 4 Dead の事例を見てみる。

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メタAI(=AI Director)によるユーザーのリラックス度に応じた敵出現度 ユーザーの緊張度 実際の敵出現数 計算によって 求められた 理想的な敵出現数 Build Up …プレイヤーの緊張度が目標値を超えるまで 敵を出現させ続ける。 Sustain Peak … 緊張度のピークを3-5秒維持するために、 敵の数を維持する。 Peak Fade … 敵の数を最小限へ減少していく。 Relax … プレイヤーたちが安全な領域へ行くまで、30-45秒間、 敵の出現を最小限に維持する。 Michael Booth, "The AI Systems of Left 4 Dead," Artificial Intelligence and Interactive Digital Entertainment Conference at Stanford. http://www.valvesoftware.com/publications.html より具体的なアルゴリズム

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安全な領域までの道のり(Flow Distance) メタＡＩはプレイヤー群の経路を トレースし予測する。 - どこへ来るか - どこが背面になるか - どこに向かうか Michael Booth, "The AI Systems of Left 4 Dead," Artificial Intelligence and Interactive Digital Entertainment Conference at Stanford. http://www.valvesoftware.com/publications.html

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Procedural Generation in WarFrame • Warframe ではダンジョンが自動生成される。 Daniel Brewer, AI Postmortems: Assassin's Creed III, XCOM: Enemy Unknown, and Warframe (GDC2015) http://www.gdcvault.com/play/1018223/AI-Postmortems-Assassin-s-Creed

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WarFrame における自動生成マップの 自動解析による自動骨格抽出 • 自動生成するだけでなく、自動生成したダンジョンを、自動解 析します。ここでは、トポロジー（形状）検出を行います。

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これからのゲームの作り方 オープンワールド プロシージャル（自動生成） 適応型的AI （自動AI配置、自動ミッション生成）

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まとめ メタＡＩは、ゲームの流れを動的に作るＡＩで、キャラクターＡＩ、イベントなどに は命令だけを出す。これは明確に、メタＡＩと他のモジュールが独立した関 係にあるから可能なこと。

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メタバースと人工知能

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オンラインゲーム メタバース 世界観 強固、かつ詳細 なるべく緩い設定 物語 大きな物語を準備 物語に沿ってイベントが展開 特になし ユーザーが作り出す キャラクターの 役割 世界、物語の中で 最初から定義 特になし ユーザーの関係の中で発生

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メタバース オンライン ゲーム 現実 2. メタバースとは 3. メタバースとオンラインゲームの違い 4. メタバースの水平構造と垂直構造 5. 経済とメタバースの接続 6. メタバース-現実の二重世界、 ミラーワールド 7. メタバースへのターニングポイント、2017年 8. オンラインゲームからメタバースへの拡張 9. オンラインゲームとメタバースの関係 10. ユーザー生成コンテンツとメタバースの関係 メタバースとオンラインゲーム メタバースの構造

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検索エンジン SNS メタバース 検索サーバー ユーザー ユーザー タイム ライン デジタル空間 インタラク ション

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デジタル世界 現実世界 垂直構造（現実との関連性） 水平構造(世界のスケールの広がり) オンライン ゲーム メタバース

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メタバース 現実 窓

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メタバース 現実のバスの社内 乗客 現実からメタバースを見る窓 見えている風景をバ スの移動に同期して レンダリング

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クレジットカードによる オンライン決済 オンライン上の少額決済 （マイクロトランザクション） ブロックチェーン、仮想通貨の 普及 e-コマースの 普及 ソーシャル ゲームの普及 メタバースの 普及 お金の形の変化 インターネットの形の変化 2005 2015

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運営元 ポイント お金 ユーザー ポイント を購入 ユーザー お金 仮想通貨 運営元 ポイントを使用 アバター アバター メタバース メタバース

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現実世界 (1) お金の動き (2) 物の動き (3) 人・動物の動き (4) 自然の動き デジタル ツイン (現実世界 そっくりの メタバース) 同期 引き写し ミラーワールド スマートシティ センシングと情報取り込 みによる(1)-(4)の同期 ロボット・AI・情報提示に よるサービス・干渉

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奈良の鹿ミラーワールド 同期 （ミラー） 現実 メタバース 本物の鹿 デジタルツイン鹿

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広場 森 都市 大学 道路 同期 同期 同期 同期 同期 メタバース

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時代 メタバース世界の多様化 2006 セカンドライフ 2008 meet-me 2018 2006 Roblox 2009 Internet Adventure 2012 The Sandbox 2008 PlayStation Home 2011 2021 Horizon Worlds 2008 ai sp@ce メタバース 創世記 メタバースと ゲーム空間の 融合 セカンド ライフの影響 メタバースと 現実空間・ 経済との融合 2017 フォートナイト 2022 仮想通貨SAND導入(2017年-) 2003 EVE ONLINE 2015 2000 Phantasy Star Online / Phantasy Star Online 2

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ソー シャル 空間 ゲーム 空間 ソーシャル 空間 メタバース ソーシャル 空間 1990 2010 2000 2020 オンラインゲームにおい て徐々にソーシャル的 要素が入れられていっ た。SNSに対抗する必要 があった。 1990年代において ゲームはソロプレイ かその場の数人で プレイするもので あった。 ゲーム的要素の少ないソーシャ ル空間をメインとするメタバー スが台頭する。しかし、ゲーム とはつながっている。 ゲーム的要素がまったく ない、独立したソーシャル 空間が成立する。SNSの 延長としてのソーシャル空間 SNS SNS SNS ソーシャル空 間 SNSの台頭と拡大 ゲーム 空間 ゲーム 空間

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ゲーム空間とソーシャル空 間の関係 関係図 特徴 ゲーム空間をメインとしつつ、 その周辺にソーシャル空間 を配置する ゲーム空間を補完する形、或いは ゲーム空間で満たされない部分を ソーシャル空間においてみたすように 設計する。たとえば、ゲーム空間が 戦闘であれば、ソーシャル空間は音 楽・演劇など。 ソーシャル空間をメインとし つつ、その中にゲーム空間 が埋め込まれる。 ソーシャル空間がメインであり、 そこにそれぞれ独立したゲーム空間 が埋め込まれる。多くの場合、ユー ザーが作成したミニゲームが点在す る形となる。 ゲーム空間-ソーシャル空間 一体型 ゲーム空間とソーシャル空間の区別 ではない。あらゆる場所がゲーム空 間であり、ユーザーが望めば、あらゆ る空間で交流が可能である。 ゲーム空間 ゲーム 空間 ソーシャル空間 ソーシャル 空間 ゲーム 空間 ゲーム 空間 ゲーム 空間 ゲーム 空間 ソーシャル 空間

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未来のメタバース 現在の メタバース 第18章 NFT 第16章 スマート シティ 第13章 エージェント 第14章 文化 第１２章 ビジネス 空間 第20章 コモン グラウンド 第15章 価値指標 第17章 世界 モデル 第19章 実況

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人 人 テキスト テキスト 人 人 画像/声 画像/声 人 人 擬似身体・声 擬似身体・声 空間 メタバース オンライン会議 SNS・チャットなど

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人 エー ジェ ント エー ジェ ント エー ジェ ント エー ジェ ント エー ジェ ント エー ジェ ント 人 エー ジェ ント エー ジェ ント エー ジェ ント エー ジェ ント エー ジェ ント エー ジェ ント 人 エー ジェ ント エー ジェ ント エー ジェ ント エー ジェ ント エー ジェ ント エー ジェ ント エー ジェ ント 人-エージェント-エージェント-人関係 図17

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文化 社会 文化は社会を変える AI文化はAIを変える 集積された文化を編纂し促進するAI ＝科学者・芸術家 AI文化はAIが集積する エー ジェン ト エー ジェ ント エー ジェ ント エー ジェ ント エー ジェ ント エー ジェ ント エー ジェ ント エー ジェ ント エー ジェ ント

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メタバース SNS 検索エンジン 現実の人間関係 現実の情報 現実の情報 現実の人間関係 現実の世界の状態 現実の情報 現実の深度 時代

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自然 都市 メタバース （都市のデジタルツイン） 仮想から現実を制御する（システム） 自然から仮想への逃走（人） バーチャライズ 監視とコントロール 図20

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レベル キャラクターAI レベルを認識し、 自律的な判断を行い、 身体を動かす． 敵・味方 キャラクタ－ プレイヤー 情報獲得 スパーシャルAI 空間全般に関する思考 メタAI, キャラクターAIの為に 空間認識のためのデータを準備 ナビゲーション・データの管理 パス検索 戦術位置解析 オブジェクト認識 メタAI エージェントを動的に配置 レベル状況を監視 エージェントに指示 ゲームの流れを作る Order Ask & Report ゲーム全体をコントロール Support query query 頭脳として機能

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都市全体を監視・制御するAI 交通全般を制御するAI 各エリアを監視・制御するAI 各ビルを監視・ 制御するAI 道路を監視・ 制御するAI 各広場を監 視・制御する AI 人の流れを 監視・制御 するAI 抑止・委任 報告 抑止・委任 報告 抑止・委任 報告 監視 制御 人 ドローン ロボット デジタル アバター 報告 命令 人 監視 制御 監視 制御 監視 制御 監視 制御 協調 協調 協調 協調・ 命令 監視 制御 監視 制御 監視 制御 デ ジ タ ル ツ イ ン ／ メ タ バ ｜ ス 都 市 キャラクターAI ス パ ｜ シ ャ ル AI メタAI 図22

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現実世界 デジタル ツイン ミラーワールド スマートシティ メタAI 都市 メタバース （世界モデルとして 機能する） 同期 引き写し 現実を認識する 現実を予測する

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メタバース ブロックチェイン上の NFTの仕組み 生産者 購入者 デジタルコンテンツ NFT （トークン） リンク このパッケージを NFTと呼ぶこともある 購入

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生産者 NFTオンラインマーケッ トプレイスなど、取り引 きの場 購入者 ブロックチェイン上のNFTの仕組み 生産者 メタバース 購入者 ブロックチェイン上のNFTの仕組み

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メタバース （コモングラウンド）

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プロシージャル技術

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プロシージャル技術（自動生成技術） ゲーム内の自動生成技術は、メタAIに属する技術

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ブラウン運動 ロバート・ブラウン博士によって、１８２７年に発見された現象。 微粒が媒質（液体）の中で行う不規則な運動。 アインシュタイン博士によって、熱運動する媒質の不規則な 衝突によって引き起こされると説明された。 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%96%E3%83%A9%E3%82%A6%E3%83%B3%E9%81%8B%E5%8B%95

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ブラウン運動から地形生成 ロバート・ブラウン博士によって、１８２７年に発見された現象。 微粒が媒質（液体）の中で行う不規則な運動。 アインシュタイン博士によって、熱運動する媒質の不規則な 衝突によって引き起こされると説明された。 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%96%E3%83%A9%E3%82%A6%E3%83%B3%E9%81%8B%E5%8B%95 宮田一乗「プロシージャル技術の動向」（CEDEC 2008）

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ブラウン運動から地形生成 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%96%E3%83%A9%E3%82%A6%E3%83%B3%E9%81%8B%E5%8B%95 http://www.kenmusgrave.com

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地形自動生成 Jacob Olsen, Realtime Procedural Terrain Generation http://oddlabs.com/download/terrain_generation.pdf ２次元中点変位法 ボロノイ図 ノイズ法（濃い＝低い、白い＝高い） ＋ ＝

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Ken Musgrave http://www.kenmusgrave.com/

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Terragen(Planetside Software) 風景、自動生成生成ソフト http://www.planetside.co.uk/terragen/ 海外のゲームや映画の背景として利用されている

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Age of Empires III における地形自動生成 西川善司, 「3DゲームファンのためのAGE OF EMPIRESエンジン講座(後編)こだわりの影生成と算術合成 されるディテール、次回作はXbox2?」, GAME Watch, 2005

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L-system による街の自動生成 City Engine(central pictures) Yoav I H Parish, Pascal Müller http://www.centralpictures.com/ce/tp/paper.pdf http://www.centralpictures.com/ce/ George Kelly, Hugh McCabe, A Survey of Procedural Techniques for City Generation http://www.gamesitb.com/SurveyProcedural.pdf

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https://www.youtube.com/watch?v=NfizT369g60

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https://www.youtube.com/watch?v=FzoY062kY1s

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レベル キャラクターAI レベルを認識し、 自律的な判断を行い、 身体を動かす． 敵・味方 キャラクタ－ プレイヤー 情報獲得 スパーシャルAI 空間全般に関する思考 メタAI, キャラクターAIの為に 空間認識のためのデータを準備 ナビゲーション・データの管理 パス検索 戦術位置解析 オブジェクト認識 メタAI エージェントを動的に配置 レベル状況を監視 エージェントに指示 ゲームの流れを作る Order Ask & Report ゲーム全体をコントロール Support query query 頭脳として機能 MCS-AI動的 連携モデル

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スパーシャルAI

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レベル Character AI Enemy character Player 情報獲得 Spatial AI Meta-AI Order Ask & Report ゲーム全体をコントロール Support query query 頭脳として機能 MCS-AI dynamic co- operative model Dynamic allocation of enemies Observing level in real-time Direction for agents Making progress of game Autonomous thinking Cooperation Team AI Preparing data to make Meta-AI and Character AI recognize the level Managing object representation Managing Navigation data Path-finding / Tactical point analysis

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Navigation Data フリー素材屋Hoshino http://www.s-hoshino.com/

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Navigation Data Waypoint・Graph （Networked Graph with points） Navigation Mesh（Networked Graph with polygons） Walk-able フリー素材屋Hoshino http://www.s-hoshino.com/

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ネットワーク上のグラフ検索法 ダイクストラ法 M F L B A Ｓ O P D C G S V H Q X K N J R T W E I U Z Y Ｇ 5 4 6 3 7 2 3 B C 3 G D E 3 2 2 4 L 3 3 5 5 J F 出発点（S）を中心に、最も短い経路 を形成して行く。Gにたどり着いたら終。 各ノードの評価距離＝出発点からの経路

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ネットワーク上のグラフ検索法 A*法 M F L B A Ｓ O P D C G S V H Q X K N J R T W E I U Z Y Ｇ 5 4 6 3 7 2 3 B C 3 3 2 2 4 3 5 5 出発点（Ｓ）を中心に、 そのノードまでの 最も短い経路を 形成して行く。 Gにたどり着いたら終了。 ゴール地点がわかっている場合、現在のノードとゴール との推定距離（ヒューリスティック距離）を想定して、 トータル距離を取り、それが最少のノードを探索して行く 各ノードの評価距離＝出発点からの経路＋ヒューリスティック距離 ヒューリスティック距離 (普通ユークリッド距離を取る) 3+14.2 3+13.8 G H 3 5+10.5 6+8.4

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RTS demo RTS - Pathfinding A* https://www.youtube.com/watch?v=95aHGzzNCY8

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レベル キャラクターAI レベルを認識し、 自律的な判断を行い、 身体を動かす． 敵・味方 キャラクタ－ プレイヤー 情報獲得 スパーシャルAI 空間全般に関する思考 メタAI, キャラクターAIの為に 空間認識のためのデータを準備 ナビゲーション・データの管理 パス検索 戦術位置解析 オブジェクト認識 メタAI エージェントを動的に配置 レベル状況を監視 エージェントに指示 ゲームの流れを作る Order Ask & Report ゲーム全体をコントロール Support query query 頭脳として機能 MCS-AI動的 連携モデル

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スマートシティ

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人工知能の発展の方向

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新しい現実空間 ゲームエンジン クラウド 現実世界 （～1995） インターネット 人工知能による新しい空間 パソコン 現実がデジタル空間を内包していたはずが、 内包したデジタル空間が現実を変化させて行く。

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新しい現実空間 クラウド 現実世界 （～1995） インターネット 人工知能による新しい空間 パソコン 新しい現実空間 さらに、キーワードは「実世界指向」 ソフトウェアは身体を持って現実に出る。 それは現実世界を変貌させて行く。 「現実世界 2.0」

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IT技術による新しい現実空間のサービス（新規） ネット空間 現実空間 クラウド/人工知能 インターネット 進出・ 浸食 ロボット 実空間 センシング ドローン IoT 現在起こっていること ～ネット空間から現実空間への回帰 ゲーム空間 人工知能 https://www.ingress.com ゲームエンジン

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ゲームＡＩの特徴 リアルタイム インタラクティブ 身体を持つ ゲーム VR/AR ロボット・ 自動運転 デジタルサイネージ ドローン エージェント・サービス

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Enhancing Game Experiences with Character AI Andrew Moran, Jordan Carlton(Magic Leap, Magic Leap/Weta Workshop) https://gdcvault.com/play/1025829/Magic-Leap-Enhancing-Game-Experiences

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Enhancing Game Experiences with Character AI Andrew Moran, Jordan Carlton(Magic Leap, Magic Leap/Weta Workshop) https://gdcvault.com/play/1025829/Magic-Leap-Enhancing-Game-Experiences

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ビックデータ ｘ ディープラーニング から シミュレーション ｘ ディープラーニング へ

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人工知能全域 機械学習 ディープ ラーニング 統計 学習 コネクショニズム シンボリズム デジタルゲームAI 機械学習の導入には土台となるシミュレーション （物理、仕組み）が必要 シミュレーション技術

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技術の変わり目 ビックデータ ｘ ディープラーニング シミュレーション ｘ ディープラーニング データが貯まるところでディープラーニングを行い特徴抽出を行う シミュレーションでデータを貯めてディープラーニングを行う

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Google 「サッカーシミュレーター」による 強化学習の研究 https://automaton-media.com/articles/newsjp/20190613-95002/ シミュレーション 現実 機械学習 （ディープ ラーニン グ） https://ai.googleblog.com/2019/06/introducing-google-research-football.html

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シミュレーション 現実 機械学習 （ディープ ラーニン グ） DeepMind社「Capture the flag」による ディープラーニング学習 https://deepmind.com/blog/article/capture-the-flag-science

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AnyLogic「シミュレーションｘ機械学習」 サービス シミュレーション 現実 機械学習 （ディープ ラーニン グ） https://www.anylogic.com/warehouse-operations/

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Microsoft 「AirSim」による強化学習の研究 シミュレーション 現実 機械学習 （ディープ ラーニン グ） https://microsoft.github.io/AirSim/

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Nvidia「ドライビングシミュレーター」によ る強化学習の研究 シミュレーション 現実 機械学習 （ディープ ラーニン グ） https://www.nvidia.com/en-us/self-driving-cars/drive-constellation

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シミュレー ション これからの人工知能のフレームワーク 現実 機械学習 （ディープ ラーニン グ） この２つの技術の結びつきが、現実においても、仮想 空間においても、これからの協力な技術コアとなる。

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現実世界 デジタル ツイン 相互作用 ミラーワールド スマートシティ センシング AIによる干渉 With ディープラーニング

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スマートシティ＝都市自体が持つ知能 • 自律型AI 『ドラえもん』 • 人間拡張 『009』 • スマートシティ 『アップルシード』のオリュンポス

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情報空間の拡大 ～人工知能の舞台が広がる • やがて街全体が情報空間になる。 http://www.s-hoshino.com

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情報空間の拡大 ～人工知能の舞台が広がる • やがて街全体を制御する人工知能が出現する。 http://www.s-hoshino.com

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情報空間の拡大 ～人工知能の舞台が広がる http://www.s-hoshino.com ビックデータ インフラ としてのAI

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現実世界 デジタル ツイン 相互作用 ミラーワールド スマートシティ センシング AIによる干渉

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都市全体を監視・制御するAI 交通全般を制御するAI 各エリアを監視・制御するAI 各ビルを監視・制御するAI 道路を監視・制御す るAI 各広場を監視・制御す るAI 人の流れを監 視・制御するAI 抑止・委任 報告 抑止・委任 報告 抑止・委任 報告 都市 監視 制御 監視 制御 人 ドローン ロボット デジタル アバター 報告 命令 人 監視 制御 監視 制御

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レベル キャラクターAI レベルを認識し、 自律的な判断を行い、 身体を動かす． 敵・味方 キャラクタ－ プレイヤー 情報獲得 スパーシャルAI 空間全般に関する思考 メタAI, キャラクターAIの為に 空間認識のためのデータを準備 ナビゲーション・データの管理 パス検索 戦術位置解析 オブジェクト認識 メタAI エージェントを動的に配置 レベル状況を監視 エージェントに指示 ゲームの流れを作る Order Ask & Report ゲーム全体をコントロール Support query query 頭脳として機能 MCS-AI動的 連携モデル

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都市全体を監視・制御するAI 交通全般を制御するAI 各エリアを監視・制御するAI 各ビルを監視・制御するAI 道路を監視・制御す るAI 各広場を監視・制御す るAI 人の流れを監 視・制御するAI 抑止・委任 報告 抑止・委任 報告 抑止・委任 報告 都市 監視 制御 監視 制御 人 ドローン ロボット デジタル アバター 報告 命令 人 監視 制御 監視 制御 スマートシティへの応用 キャラクターAI ス パ ｜ シ ャ ル A I メタAI

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デジタル世界のエコシステム（AI, IA, A） 人間 知的アプリケーション（IA） IA IA アプリケーション（A） アプリケーション（A） アプリケーション（A） 自律型人工知能 自律型人工知能 IA エージェント エージェント エージェント

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都市全体を監視・制御するAI 交通全般を制御するAI 各エリアを監視・制御するAI 各ビルを監視・制御するAI 道路を監視・制御す るAI 各広場を監視・制御す るAI 人の流れを監 視・制御するAI 抑止・委任 報告 抑止・委任 報告 抑止・委任 報告 都市 監視 制御 監視 制御 人 ドローン ロボット デジタル アバター 報告 命令 人 監視 制御 監視 制御 スマートシティへの応用 キャラクターAI ス パ ｜ シ ャ ル A I メタAI

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人工知能と社会 ロボッ ト 世代 人口 人工 知能 少子高齢化社会 ロボットと人工知能で 少子高齢化社会を支える 人間と人工知能の関係はどうあるべきか

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人工知能は二種類ある。 社会インフラとなる人工知能。 個人をアシストする人工知能。 二つともこれからのビジネス。

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インフラとしての 人工知能 人間とペアを 組む人工知能 社会 インフラ パーソナル・ サービス 人間の心 人と人の間 /モバイル システム /ビックデータ