sanderkelevra
Почему ИИ — это подделка ( 21 фото + 2 видео )
Сражаясь с компьютерным противником, часто воображаешь его гораздо умнее, чем он есть на самом деле. Однако стоит приметить оплошность, и иллюзия рассеивается, ведь даже шедевральный искусственный интеллект — это не разум, а хитроумная маскировка его отсутствия. В общем, здесь вам не Westworld.
Мы поговорим о лучших ИИ, встречавшихся в компьютерных играх.
Ложные ИИдолы
Словосочетание «искусственный интеллект» звучит весомо и даже возвышенно. Представляется нечто загадочное и непостижимое, над чем работают настоящие гуру программирования, владеющие тайными, почти мистическими знаниями. Они наделяют машину способностью думать подобно человеку!
Однако игровой ИИ — это всего лишь набор правил и алгоритмов. Иногда сложных, иногда не очень. В качестве примера возьмём игру «Ним», в которой двое поочерёдно берут предметы из кучек. Или крестики-нолики. В обоих случаях программа сводится к простому алгоритму: компьютер поочерёдно просчитывает все возможные ходы, а затем выбирает наиболее выгодный.
Игру го компьютер одолел с гораздо большим трудом, чем шахматы. Это стало возможно только благодаря последним успехам в области нейросетей.
Привычные нам игры, по большей части, ушли недалеко. Скажем, для стратегии в реальном времени самая сложная часть — это алгоритм поиска пути. Чтобы каждый юнит мог передвигаться и обходить препятствия, компьютер непрерывно просчитывает сотни вариантов маршрута и выбирает самый короткий.
А как же противники? Они кажутся сверхмозгом в основном благодаря искусственным преимуществам в ресурсах и возможности управлять всем хозяйством одновременно, остальное суть набор правил вроде атак волнами и последовательности постройки зданий. Опытные игроки хорошо об этом знают и неизменно находят слабые места.
Nimrod — один из первых компьютеров с графическим интерфейсом. Разрешение его «дисплея» — 4 на 7 точек, то есть 28 лампочек.
Про «Ним» мы вспомнили не просто так — программа, которая могла в ней участвовать, стала первым в истории игровым ИИ. Её сделали в 1951 году и запускали на разработанном под это дело компьютере Nimrod: «Электронный мозг, который работает быстрее человеческого!» — гласила реклама.
Несмотря на скромные начальные возможности, искусственный интеллект вошёл в игры почти с самого появления компьютеров — намного проще научить машину взаимодействовать с людьми в рамках жёстко заданных правил, чем в реальном мире.
Ум в предметах
В качестве примера игры с интересным ИИ часто приводят The Sims, ведь чтобы изображать повседневную жизнь людей, компьютер, наверное, должен думать как человек.
Мы видим персонажа, который встаёт с кровати, идёт в туалет, чистит зубы и завтракает. Но на деле сим не принимает никаких решений, за него «думают» окружающие предметы. Зубная щётка, унитаз и холодильник «рекламируют» себя: они снабжены записями об улучшении разных характеристик. Еда восполнит четыре единицы голода, раковина — две единицы гигиены, посещение туалета — три единицы мочевого пузыря.
Кажется, что симы всё время о чём-то думают.
Игра умножает каждый из показателей на соответствующие нужды персонажа и пересчитывает всё в очки счастья: чем дольше сим не ходил в туалет, тем больше счастья принесёт ему комната для размышлений. Учитываются и прописанные персональные предпочтения, и расстояние до объектов. Социальная жизнь строится на том же принципе: когда кому-то из симов «станет скучно», он придёт поболтать — восполнить нужду.
Чтобы лучше представить себе этот алгоритм, создатель Sims Уилл Райт предлагает вообразить «ландшафт счастья» (happyscape): поверхность, на которой высота означает получаемое на ней количество счастья. Персонаж выбирает любой из ближайших холмов и использует манящий его предмет. Когда нужда будет удовлетворена, холм разглаживается, а сим переходит к покорению следующей вершины.
Девушка или холодильник? Пожалуй, холодильник!
Голод утолён, пора общаться — пирамида Маслоу в действии.
Иногда подопечные начинают творить откровенную ерунду — всё потому, что разработчики нарочно заложили изъян. Алгоритм берёт верхнюю часть списка нужных действий и выбирает из него случайным образом: сим может сесть смотреть телевизор, проигнорировав позывы мочевого пузыря. Если б персонажи сами отлично справлялись, это не оставило бы работы для игрока — иногда ИИ приходится нарочно портить.
В SimCity (2013) много «фоновых людей», но здесь, в отличие от Sims, они полностью лишены интеллекта: просто ходят на работу и обратно, подобно тому, как в дома поступает вода и электричество.
Нейроны и норны
Порой разработчики пытаются создать ИИ, который действительно моделировал бы работу человеческого мозга, но таких примеров единицы. Наиболее знаменитый из них — игра о питомцах, под названием Creatures.
В 1992 году британский учёный Стив Гранд решил попробовать себя в разработке коммерческого софта. Он предлагал потенциальным инвесторам идею виртуального питомца — мыши, которая жила бы на рабочем столе Windows. Она должна была постепенно обучаться новым трюкам благодаря заложенной нейросети.
Норнам в Creatures предстоит освоить большой и красивый мир.
Позже идея превратилась в полноценную игру о виртуальных персонажах — норнах. Пушистое создание вылупляется из яйца, а человек должен помочь ему познать мир: научить каждому слову, повторяя его по много раз и показывая на то, что оно означает, а также заставлять выполнять простейшие действия, поощряя хорошее поведение. Тем не менее норны часто забывают уроки и ошибаются — это и есть огромное достижение разработчиков.
В основе искусственного интеллекта каждого питомца лежит нейросеть из тысячи нейронов, поделённая на кластеры. Каждый кластер выполняет одну из задач: чувства, фокусировка внимания, память и принятие решений. Норны ассоциируют действия с поощрениями и наказаниями и делают обобщения на основе предыдущего опыта, что помогает им действовать в новых условиях.
Общая схема мозга норна.
Поведение норнов регулируется теми же гормонами, что и у живых существ, поэтому они могут жаждать общения и развлечений, равно как чувствовать боль, голод, усталость и так далее, — всё это отражается на балансе химических элементов их крови в специальной консоли.
Каждое действие приходится втолковывать по много раз.
Так должна была выглядеть четвёртая часть Creatures, но до разработки дело не дошло.
Есть и другие примеры того, как искусственный интеллект изображает питомца со сложным поведением: вспомним гигантских зверей из Black & White, щеночков из Nintendogs или норовистого Трико из The Last Guardian. Однако имитация развития и обучения по-прежнему остаётся редкостью.
Все жаловались на капризы Трико, но разве не так ведут себя настоящие питомцы?
Вне индустрии компьютерных игр существуют научные проекты настоящей симуляции живых существ. В рамках проекта OpenWorm (на картинках) учёные воссоздали физическую модель тела круглого червя с тремя сотнями работающих нервных клеток: в виртуальном окружении червь ведёт себя так же, как вёл бы в жизни. А резонансный Human Brain Project, в который европейское правительство вложило миллиард евро, пытается воссоздать в машине человеческий мозг. Правда, до этого пока очень далеко.
Запах свежих трупов
До сих пор мы обсуждали тихие и спокойные игры. Как насчёт шутеров? В них ИИ должен принимать решения не просто на ходу, а на бегу. И пусть здесь компьютерные противники не растут и не развиваются (продолжительность их жизни чаще всего измеряется секундами), но они должны составлять достойную конкуренцию человеку. Или хотя бы не казаться слишком тупыми.
Wolfenstein 3D
В ранних шутерах вроде Wolfenstein 3D и Doom с искусственным интеллектом всё было просто: монстры поворачивались в сторону игрока, бежали к нему и стреляли, как только он входит в комнату, — вот и весь алгоритм. В Quake их поведение уже стало достаточно сложным, чтобы игру начали критиковать за плохой ИИ.
Ом-ном-ном!
Первым же шутером, заслуживающим в этом плане внимания, стал Half-Life. Там были и дружественные персонажи, и сражения, не зависевшие от участия игрока, и прочие нетривиальные вещи. Чтобы сделать мир живым и подвижным, разработчикам из Valve пришлось написать огромное количество скриптов. Например, совсем недавно обнаружилось, что у персонажей и монстров в Half-Life есть обоняние: свежий труп в течение тридцати секунд испускает запах, и если, например, неподалёку бродит буллсквид, то он непременно прибежит полакомиться. Люди же, проходя мимо, заметят, что пахнет не очень.
Враги Мастер Чифа
По-настоящему интересное поведение компьютерных противников появилось в игре Halo: к примеру, когда умирает лидер отряда, его подручные могут смекнуть, что дело плохо, и разбежаться. К тому же они стараются действовать сообща, даже зовут друг друга на помощь.
В Halo 2 социальная жизнь солдат ковенанта стала ещё более сложной благодаря системе, что позволяет противникам вовлекать друг друга в действие. Работает это примерно как в Sims: ИИ одного персонажа опрашивает остальных, не готовы ли они помочь, и те соглашаются, если не заняты. Например, человечек видит проезжающую машину и просит водителя подобрать его. То же касается и диалогов: если два солдата смотрят на что-то одно, они начнут это обсуждать.
Оказалось, что предсказуемость — это очень важно. «Если я подбираюсь к пехотинцу и внезапно на него нападаю, я могу ожидать, что он испугается и убежит. Будет неправильно, если он будет убегать только в половине случаев, — это помешает игроку строить планы. Мы решили, что действия должны быть предсказуемыми, а их последствия — нет. Пехотинец всегда будет убегать, но куда именно он убежит, игрок не знает», — рассказывает Крис Батчер, программист, отвечающий за ИИ в Halo.
Ещё более интересное поведение демонстрирует армия дьявольски хитрых клонированных солдат из F.E.A.R.. Контекстная информация в ИИ врагов позволяет им не просто действовать сообща, но прикрывать друг друга, прятаться за укрытиями вроде столов и книжных шкафов, открывать двери, выбивать окна, и так далее.
Но даже самый замысловатый ИИ в шутерах умён только при хорошо продуманных уровнях. Немалая часть «мозга» противников опять же заложена в окружение: дизайнеры уровней прописывают выгодные для стрельбы места и точки укрытий. Ну и конечно, при тестировании выявляются случаи, когда противник выбирает недосягаемую цель и печально упирается в стену. Вот такой вот интеллект!
F.E.A.R.
Разработчики придумывают всё более красивые методы заставить нас думать, что мы имеем дело с равным противником. В компьютерной графике подобный обман называется «дым и зеркала», и точно так же, как компьютеру не под силу реальные оптика и физика, не может он и воссоздать интеллект человека. Приходится идти на уловки.
Впереди тем не менее всё то же непаханое поле. Да, можно обойтись и простыми скриптами — играть всё равно будет весело, но крутой ИИ полностью меняет игровой процесс. Учитывая последние достижения в области нейросетей, можно ожидать не просто улучшения разума противников в играх, но и появления совершенно новых механик.
Вспомним проект DeepMind, в рамках которого исследователи из Google ставят разные эксперименты с нейросетями, в том числе учат их играть в компьютерные игры. Всего за несколько часов компьютер становится профессионалом по одной из старых игр для Atari.
Если ждать достаточно долго, можно проникнуться своим несовершенством.
Не исключено, что, идя по этому пути, можно создать свирепейших соперников для современных игр. Или наоборот — разумных компаньонов. Кто знает?
Мы поговорим о лучших ИИ, встречавшихся в компьютерных играх.
Ложные ИИдолы
Словосочетание «искусственный интеллект» звучит весомо и даже возвышенно. Представляется нечто загадочное и непостижимое, над чем работают настоящие гуру программирования, владеющие тайными, почти мистическими знаниями. Они наделяют машину способностью думать подобно человеку!
Однако игровой ИИ — это всего лишь набор правил и алгоритмов. Иногда сложных, иногда не очень. В качестве примера возьмём игру «Ним», в которой двое поочерёдно берут предметы из кучек. Или крестики-нолики. В обоих случаях программа сводится к простому алгоритму: компьютер поочерёдно просчитывает все возможные ходы, а затем выбирает наиболее выгодный.
Игру го компьютер одолел с гораздо большим трудом, чем шахматы. Это стало возможно только благодаря последним успехам в области нейросетей.
Привычные нам игры, по большей части, ушли недалеко. Скажем, для стратегии в реальном времени самая сложная часть — это алгоритм поиска пути. Чтобы каждый юнит мог передвигаться и обходить препятствия, компьютер непрерывно просчитывает сотни вариантов маршрута и выбирает самый короткий.
А как же противники? Они кажутся сверхмозгом в основном благодаря искусственным преимуществам в ресурсах и возможности управлять всем хозяйством одновременно, остальное суть набор правил вроде атак волнами и последовательности постройки зданий. Опытные игроки хорошо об этом знают и неизменно находят слабые места.
Nimrod — один из первых компьютеров с графическим интерфейсом. Разрешение его «дисплея» — 4 на 7 точек, то есть 28 лампочек.
Про «Ним» мы вспомнили не просто так — программа, которая могла в ней участвовать, стала первым в истории игровым ИИ. Её сделали в 1951 году и запускали на разработанном под это дело компьютере Nimrod: «Электронный мозг, который работает быстрее человеческого!» — гласила реклама.
Несмотря на скромные начальные возможности, искусственный интеллект вошёл в игры почти с самого появления компьютеров — намного проще научить машину взаимодействовать с людьми в рамках жёстко заданных правил, чем в реальном мире.
Ум в предметах
В качестве примера игры с интересным ИИ часто приводят The Sims, ведь чтобы изображать повседневную жизнь людей, компьютер, наверное, должен думать как человек.
Мы видим персонажа, который встаёт с кровати, идёт в туалет, чистит зубы и завтракает. Но на деле сим не принимает никаких решений, за него «думают» окружающие предметы. Зубная щётка, унитаз и холодильник «рекламируют» себя: они снабжены записями об улучшении разных характеристик. Еда восполнит четыре единицы голода, раковина — две единицы гигиены, посещение туалета — три единицы мочевого пузыря.
Кажется, что симы всё время о чём-то думают.
Игра умножает каждый из показателей на соответствующие нужды персонажа и пересчитывает всё в очки счастья: чем дольше сим не ходил в туалет, тем больше счастья принесёт ему комната для размышлений. Учитываются и прописанные персональные предпочтения, и расстояние до объектов. Социальная жизнь строится на том же принципе: когда кому-то из симов «станет скучно», он придёт поболтать — восполнить нужду.
Чтобы лучше представить себе этот алгоритм, создатель Sims Уилл Райт предлагает вообразить «ландшафт счастья» (happyscape): поверхность, на которой высота означает получаемое на ней количество счастья. Персонаж выбирает любой из ближайших холмов и использует манящий его предмет. Когда нужда будет удовлетворена, холм разглаживается, а сим переходит к покорению следующей вершины.
Девушка или холодильник? Пожалуй, холодильник!
Голод утолён, пора общаться — пирамида Маслоу в действии.
Иногда подопечные начинают творить откровенную ерунду — всё потому, что разработчики нарочно заложили изъян. Алгоритм берёт верхнюю часть списка нужных действий и выбирает из него случайным образом: сим может сесть смотреть телевизор, проигнорировав позывы мочевого пузыря. Если б персонажи сами отлично справлялись, это не оставило бы работы для игрока — иногда ИИ приходится нарочно портить.
В SimCity (2013) много «фоновых людей», но здесь, в отличие от Sims, они полностью лишены интеллекта: просто ходят на работу и обратно, подобно тому, как в дома поступает вода и электричество.
Нейроны и норны
Порой разработчики пытаются создать ИИ, который действительно моделировал бы работу человеческого мозга, но таких примеров единицы. Наиболее знаменитый из них — игра о питомцах, под названием Creatures.
В 1992 году британский учёный Стив Гранд решил попробовать себя в разработке коммерческого софта. Он предлагал потенциальным инвесторам идею виртуального питомца — мыши, которая жила бы на рабочем столе Windows. Она должна была постепенно обучаться новым трюкам благодаря заложенной нейросети.
Норнам в Creatures предстоит освоить большой и красивый мир.
Позже идея превратилась в полноценную игру о виртуальных персонажах — норнах. Пушистое создание вылупляется из яйца, а человек должен помочь ему познать мир: научить каждому слову, повторяя его по много раз и показывая на то, что оно означает, а также заставлять выполнять простейшие действия, поощряя хорошее поведение. Тем не менее норны часто забывают уроки и ошибаются — это и есть огромное достижение разработчиков.
В основе искусственного интеллекта каждого питомца лежит нейросеть из тысячи нейронов, поделённая на кластеры. Каждый кластер выполняет одну из задач: чувства, фокусировка внимания, память и принятие решений. Норны ассоциируют действия с поощрениями и наказаниями и делают обобщения на основе предыдущего опыта, что помогает им действовать в новых условиях.
Общая схема мозга норна.
Поведение норнов регулируется теми же гормонами, что и у живых существ, поэтому они могут жаждать общения и развлечений, равно как чувствовать боль, голод, усталость и так далее, — всё это отражается на балансе химических элементов их крови в специальной консоли.
Каждое действие приходится втолковывать по много раз.
Так должна была выглядеть четвёртая часть Creatures, но до разработки дело не дошло.
Есть и другие примеры того, как искусственный интеллект изображает питомца со сложным поведением: вспомним гигантских зверей из Black & White, щеночков из Nintendogs или норовистого Трико из The Last Guardian. Однако имитация развития и обучения по-прежнему остаётся редкостью.
Все жаловались на капризы Трико, но разве не так ведут себя настоящие питомцы?
Вне индустрии компьютерных игр существуют научные проекты настоящей симуляции живых существ. В рамках проекта OpenWorm (на картинках) учёные воссоздали физическую модель тела круглого червя с тремя сотнями работающих нервных клеток: в виртуальном окружении червь ведёт себя так же, как вёл бы в жизни. А резонансный Human Brain Project, в который европейское правительство вложило миллиард евро, пытается воссоздать в машине человеческий мозг. Правда, до этого пока очень далеко.
Запах свежих трупов
До сих пор мы обсуждали тихие и спокойные игры. Как насчёт шутеров? В них ИИ должен принимать решения не просто на ходу, а на бегу. И пусть здесь компьютерные противники не растут и не развиваются (продолжительность их жизни чаще всего измеряется секундами), но они должны составлять достойную конкуренцию человеку. Или хотя бы не казаться слишком тупыми.
Wolfenstein 3D
В ранних шутерах вроде Wolfenstein 3D и Doom с искусственным интеллектом всё было просто: монстры поворачивались в сторону игрока, бежали к нему и стреляли, как только он входит в комнату, — вот и весь алгоритм. В Quake их поведение уже стало достаточно сложным, чтобы игру начали критиковать за плохой ИИ.
Ом-ном-ном!
Первым же шутером, заслуживающим в этом плане внимания, стал Half-Life. Там были и дружественные персонажи, и сражения, не зависевшие от участия игрока, и прочие нетривиальные вещи. Чтобы сделать мир живым и подвижным, разработчикам из Valve пришлось написать огромное количество скриптов. Например, совсем недавно обнаружилось, что у персонажей и монстров в Half-Life есть обоняние: свежий труп в течение тридцати секунд испускает запах, и если, например, неподалёку бродит буллсквид, то он непременно прибежит полакомиться. Люди же, проходя мимо, заметят, что пахнет не очень.
Враги Мастер Чифа
По-настоящему интересное поведение компьютерных противников появилось в игре Halo: к примеру, когда умирает лидер отряда, его подручные могут смекнуть, что дело плохо, и разбежаться. К тому же они стараются действовать сообща, даже зовут друг друга на помощь.
В Halo 2 социальная жизнь солдат ковенанта стала ещё более сложной благодаря системе, что позволяет противникам вовлекать друг друга в действие. Работает это примерно как в Sims: ИИ одного персонажа опрашивает остальных, не готовы ли они помочь, и те соглашаются, если не заняты. Например, человечек видит проезжающую машину и просит водителя подобрать его. То же касается и диалогов: если два солдата смотрят на что-то одно, они начнут это обсуждать.
Оказалось, что предсказуемость — это очень важно. «Если я подбираюсь к пехотинцу и внезапно на него нападаю, я могу ожидать, что он испугается и убежит. Будет неправильно, если он будет убегать только в половине случаев, — это помешает игроку строить планы. Мы решили, что действия должны быть предсказуемыми, а их последствия — нет. Пехотинец всегда будет убегать, но куда именно он убежит, игрок не знает», — рассказывает Крис Батчер, программист, отвечающий за ИИ в Halo.
Ещё более интересное поведение демонстрирует армия дьявольски хитрых клонированных солдат из F.E.A.R.. Контекстная информация в ИИ врагов позволяет им не просто действовать сообща, но прикрывать друг друга, прятаться за укрытиями вроде столов и книжных шкафов, открывать двери, выбивать окна, и так далее.
Но даже самый замысловатый ИИ в шутерах умён только при хорошо продуманных уровнях. Немалая часть «мозга» противников опять же заложена в окружение: дизайнеры уровней прописывают выгодные для стрельбы места и точки укрытий. Ну и конечно, при тестировании выявляются случаи, когда противник выбирает недосягаемую цель и печально упирается в стену. Вот такой вот интеллект!
F.E.A.R.
Разработчики придумывают всё более красивые методы заставить нас думать, что мы имеем дело с равным противником. В компьютерной графике подобный обман называется «дым и зеркала», и точно так же, как компьютеру не под силу реальные оптика и физика, не может он и воссоздать интеллект человека. Приходится идти на уловки.
Впереди тем не менее всё то же непаханое поле. Да, можно обойтись и простыми скриптами — играть всё равно будет весело, но крутой ИИ полностью меняет игровой процесс. Учитывая последние достижения в области нейросетей, можно ожидать не просто улучшения разума противников в играх, но и появления совершенно новых механик.
Вспомним проект DeepMind, в рамках которого исследователи из Google ставят разные эксперименты с нейросетями, в том числе учат их играть в компьютерные игры. Всего за несколько часов компьютер становится профессионалом по одной из старых игр для Atari.
Если ждать достаточно долго, можно проникнуться своим несовершенством.
Не исключено, что, идя по этому пути, можно создать свирепейших соперников для современных игр. Или наоборот — разумных компаньонов. Кто знает?
Взято: Тут
2