デジタルゲームと
人工知能技術
三宅 陽一郎
2019.12.21
経歴
京都大学(数学) 大阪大学(原子核実験物理) 東京大学
(エネルギー工学/人工知能)
高エネルギー加速器研究所(半年ぐらい。修士論文)
http://www.facebook.com/youichiro.miyake
My Works (2004-2019)
AI for Game Titles
Books
ゲームAI
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
記号主義
デジタルゲームAIこれまで
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
記号主義
デジタルゲームAI
これから
ゲームの中、ゲームの外
ゲーム周辺AI
(外=開発、現実)
ゲームAI
(中=コンテンツ)
メタAI
キャラクター
AI
ナビゲーション
AI
開発支援
AI
QA-AI
自動バランス
AI
インターフェース
上のAI
データ
マイニング
シミュレーショ
ン技術ゲーム
可視化
ユーザーの
生体信号
フィールド
3つのAIの連携の例
ナビゲーション
AI
メタAI
キャラクターAI
状況を監視し、キーとなる役割を
適切なタイミングでエージェントに
指示する。
自律的な判断。
仲間同士の協調
地形を解析する
目的に応じた点を見つけ出す
目的地までのパスを計算する
Support
エージェントが自律的に戦闘・協調しつつ、ナビゲーションAIが
戦術的ポイントを教え、メタAIは、全体の戦闘の流れを作る。
空間スケール
時間スケール
0 時空間スケールによる体験の段階的形成
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
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
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
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
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
ニューラルネットワークの構造を進化させる
「Neuro Evolution」の技術
Mat Buckland, Chapter 11, AI techniques for game programming, Premier Press, 2002
(実行ファイルとソースコードがCD-ROMにあります)
これまでニューラルネットは、最初に構造を定義した後は変化しなかった。
動的にニューラルネットの構造を変化させる技術
Neuron Evoluation of Augmenting Topologies (NEAT)
強化学習
(例)格闘ゲームTaoFeng におけるキャラクター学習
Ralf Herbrich, Thore Graepel, Joaquin Quiñonero Candela Applied Games Group,Microsoft Research Cambridge
"Forza, Halo, Xbox Live The Magic of Research in Microsoft Products"
http://research.microsoft.com/en-us/projects/drivatar/ukstudentday.pptx
Microsoft Research Playing Machines: Machine Learning Applications in Computer Games
http://research.microsoft.com/en-us/projects/mlgames2008/
Video Games and Artificial Intelligence
http://research.microsoft.com/en-us/projects/ijcaiigames/
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
フィールド
3つのAIの連携の例
ナビゲーション
AI
メタAI
キャラクターAI
状況を監視し、キーとなる役割を
適切なタイミングでエージェントに
指示する。
自律的な判断。
仲間同士の協調
地形を解析する
目的に応じた点を見つけ出す
目的地までのパスを計算する
Support
エージェントが自律的に戦闘・協調しつつ、ナビゲーションAIが
戦術的ポイントを教え、メタAIは、全体の戦闘の流れを作る。
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
FarCry 4 の事例
Julien Varnier, Far Cry's AI: A Manifesto for Systemic Gameplay
http://archives.nucl.ai/recording/far-crys-ai-a-manifesto-for-systemic-gameplay/
現実空間
街
(スマートシティ)
クラウド
インターネット
シミュレーション空間の拡張=AIの拡張・進出
パソコン
AIの拡張
情報空間の拡大
~人工知能の舞台が広がる
http://www.s-hoshino.com
• 街そのものが人工知能になる = スマートシティ
情報空間の拡大
~人工知能の舞台が広がる
http://www.s-hoshino.com
• 街そのものが人工知能になる = スマートシティ
→ 街そのものがゲーム機
→ ゲームはスクリーンから街全体へ
→ ゲームAIは、ゲーム世界から現実世界へ
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
(メタAI)
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
現実世界
デジタルツイン
(3次元モデル)
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
現実世界
ミラーワールド
デジタルワールド
ARG
デジタルゲーム
都市を舞台にした
ゲーム
技術の進歩
時間軸
※横軸の数字はおおよそのものです
非技術的世界
機械化
コンピュータ化
電動化
人工知能(AI)化
人間拡張化
(Human Augmentation)
インターネット化
1760 19501870 1980 2010 2035
シンギュラリティ・ライン
人間を中心として外部へ向かって
環境・空間・身体に宿るインテリジェンス
一つの存在へとインタグレ―ションし、
新たなる知能を生み出す
拡張人間
(Augmented Human)
自律側AI
(Autonomous AI)
人工知能進化の方向
人間
側
人工
知能
現在の人間と人工知能の関係性
ア
ッ
プ
デ
|
ト
人と人工知能の
相互作用する場
(スマートシティ)
新しい人間と人工知能の関係性
ゲーム世界
人工知能アシスト
ゲーム世界
プレイヤー
人
仮想
人格
プレイヤー
仮想
人格
仮想身体 仮想身体
人
人
人
人工
知能
人
人工知能インターフェース
人工知能が導入される場所
① 人間
② 人工知能
③ 場
① 拡張人間
② 自律的人工知能
③インテリジェントな場
3D ラーニングによるプロシージャル技術
FarCry2 (Dunia Engine ) デモ
草原自動生成 時間システム
樹木自動生成 動的天候システム
動的天候システム
http://www.farcry2-hq.com/downloads,18,dunia-engine-nr1.htm
心身問題
キャラクター全体のアーキテクチャ
身体の状態を大きく定義
- 「走っている」「ジャンプしている」
「梯子を登っている」のか、などをステートで管理
- 状態ごとに行える行動を制限
- 反射的に行った行動(ダメージリアクションなど)
による身体の状態変化を、知能に知らせる
抽象的な意思決定を行う
アニメーションデータの再生を管理します。
アニメーション同士のブレンドをアーティストが調整
キャラクター全体のアーキテクチャ
身体の状態を大きく定義
- 「走っている」「ジャンプしている」
「梯子を登っている」のか、などをステートで管理
- 状態ごとに行える行動を制限
- 反射的に行った行動(ダメージリアクションなど)
による身体の状態変化を、知能に知らせる
抽象的な意思決定を行う
アニメーションデータの再生を管理します。
アニメーション同士のブレンドをアーティストが調整
品質保証のためのディープラーニング
テスターをAIに置き換える
AI
https://www.irasutoya.com
• https://www.ea.com/seed/news/self-learning-agents-play-
bf1
https://www.ea.com/seed/news/seed-imitation-learning-concurrent-actions
https://www.ea.com/seed/news/self-learning-agents-play-bf1
研究課題
•ゲーム全体への学習系アルゴリズムの適用(新しいRPG、新しいシューティング)
=記号主義(シンボリズム)とコネクショニズムの融合
•身体と意思決定をつなぐニューラルネッワーク
•スマートシティ(ARG, AR)におけるメタAI
•人間拡張の装置としてのAI (ラーニングによる適応)
•ディープラーニングxアート (プロシージャル技術)
•ディープラーニング、学習を用いた自動デバッグ
•ブロックチェインとゲーム

デジタルゲームにおける人工知能技術