CoSECiVi'16 - Computación Efímera: identificando retos para la investigación en videojuegos
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Este documento describe la computación efímera y sus aplicaciones potenciales en las principales áreas de investigación de videojuegos. La computación efímera se refiere al uso de recursos computacionales de corta duración para tareas complejas. El documento discute cómo la generación de contenido efímero y la adaptación de algoritmos a la naturaleza efímera de recursos podrían mejorar áreas como la inteligencia artificial de personajes no jugadores, la planificación, la generación de contenido y la narrativa. El documento concluye que la
CoSECiVi'16 - Computación Efímera: identificando retos para la investigación en videojuegos
- 1. COMPUTACIÓN EFÍMERA EN VIDEOJUEGOS ARIEL EDUARDO VÁZQUEZ NÚÑEZ ANTONIO J. FERNÁNDEZ LEIVA [email protected], [email protected]
- 2. ÍNDICE 1. Introducción 2. Investigación en videojuegos 3. Principales áreas de investigación en videojuegos 4. Aplicaciones en juegos comerciales 5. Resumen 6. Conclusiones y trabajo futuro 2/20
- 3. COMPUTACIÓN EFÍMERA, ¿QUÉ ES? ◊ Efímero: “Pasajero, de corta duración”. ◊ Computación efímera (Eph-C): “El uso y la explotación de recursos computacionales de naturaleza efímera (transitorios y de un corto tiempo de vida) para llevar a cabo tareas computacionales complejas" 3/20
- 4. MOTIVACIÓN ◊ Recursos desaprovechados o infra explotados: • Millones de dispositivos conectados cuya potencia computacional no se aprovecha ◊ Cambio de perspectiva: • Tradicionalmente se busca compensar la volatilidad de los recursos, ocultando su naturaleza • Nuevo enfoque: Aprovechar la naturaleza volátil de los recursos Inconvenientes Ventaja 4/20
- 5. INVESTIGACIÓN EN VIDEOJUEGOS ◊ Videojuegos: una de las industrias con mayor expansión y crecimiento en los últimos años ◊ Reclama investigación en todas sus áreas, desde diseño a post-producción ◊ Beneficios: • Reducción de costes • Mejoras en la experiencia de juego • Abre nuevas posibilidades ◊ Inteligencia Artificial (IA) como principal herramienta 5/20
- 6. PRINCIPALES RETOS PARA LA IA EN VIDEOJUEGOS • Las 10 áreas clave para el futuro de la IA en videojuegos, según un consenso de expertos en el seminario de Dagstuhl sobre Artificial and Computational Intelligence in Games 1. Aprendizaje de comportamientos para jugadores no humanos (NPC). 2. Búsqueda y planificación. 3. Modelado del jugador. 4. Desarrollo de juegos que sirvan como bancos de pruebas para las técnicas de IA. 5. Generación automática/procedimental de contenidos. 6. Narrativa computacional. 7. Generación de agentes creíbles. 8. Diseño de juegos asistido por IA. 9. Obtención de jugadores de videojuegos generales. 10. Aplicación de la IA en juegos comerciales 6/20
- 7. APRENDIZAJE DE COMPORTAMIENTOS PARA NPC ◊ Objetivo: • Jugadores controlados por IA que aprendan a jugar a los juegos ◊ Técnicas utilizadas: • Aprendizaje por refuerzo • Redes neuronales • Árboles de decisión • … • La inclusión de objetivos secundarios o nuevas mecánicas dificulta esta tarea ◊ Mejoras de la Eph-C: • Incluir la percepción de eventos o estados de juego efímeros • Ignorarlos o adaptarse para mejorar su estrategia 7/20
- 8. BÚSQUEDA Y PLANIFICACIÓN ◊ Objetivo: • Trazar rutas óptimas hacia objetivos • Planificar tareas o acciones para lograr objetivos ◊ Técnicas utilizadas: • Algoritmo A* • Steering behaviours • Campos potenciales • … ◊ Mejoras de la Eph-C: • Adaptar algoritmos para adaptarse a la aparición/desaparición de obstáculos, atajos, objetivos… 8/20
- 9. MODELO DE JUGADOR ◊ Objetivo: • Obtener modelos de comportamiento/cognitivos del jugador • Estudiar la percepción, comportamiento y/o emociones del jugador • Conocer detalles de los jugadores para adaptar los juegos a su experiencia ◊ Posibilidades: • Juegos dinámicos • Juegos adaptativos • Experiencia única para cada jugador ◊ Mejoras de la Eph-C: • Incluir comportamientos efímeros a los modelos • Generar eventos o contenido efímeros para sorprender o provocar emociones al jugador 9/20
- 10. VIDEOJUEGOS COMO BANCO DE PRUEBAS DE IA ◊ Objetivo: • Crear entornos de prueba para diferentes aplicaciones de la Inteligencia Artificial • Simular entornos físicos complejos, sociales… reales o ficticios • Competiciones para estimular la investigación en IA ◊ Ejemplos: • Student Starcraft AI Tournament - http://sscaitournament.com/ • Fighting Game AI Competition – http://www.ice.ci.ritsumei.ac.jp/~ftgaic/ • The AI Games competitions (diversos juegos) - http://theaigames.com/competitions ◊ Mejoras de la Eph-C: • Incluir eventos efímeros y espontáneos que aumenten el realismo de los entornos • Aumentar la complejidad de los entornos para conseguir IAs mas robustas 10/20
- 11. GENERACIÓN AUTOMÁTICA DE CONTENIDOS ◊ Objetivo: • Utilizar técnicas de IA para generar contenidos para videojuegos • Reducir costes de producción • Mejorar la experiencia del usuario y la rejugabilidad de los juegos ◊ Recursos generados: • Mapas • Objetos • Texturas • … ◊ Mejoras de la Eph-C: • Incluir contenidos efímeros o transitorios durante la generación • Objetivos, objetos, misiones secundarias… 11/20
- 12. NARRATIVA COMPUTACIONAL ◊ Objetivo: • Aplicar técnicas de generación de contenidos a la narrativa • Generar historias y/o diálogos • Conseguir narrativas atractivas y consistentes supone un gran reto ◊ Posibilidades: • Generar conversaciones y opciones computacionalmente • Generar misiones o capítulos secundarios completos ◊ Mejoras de la Eph-C: • Incluir narrativas o fragmentos de tiempo limitado de vida • Conseguir historias únicas e irrepetibles 12/20
- 13. AGENTES CREÍBLES ◊ Objetivo: • Conseguir comportamientos humanos en bots • No basta con cumplir objetivos, sino hacerlo de forma creíble • Competir para confundir a los humanos ( Test de Turing) ◊ Problemas: • La IA tiende a buscar la forma óptima de lograr sus objetivos • Los humanos no siempre somos 100% racionales ◊ Mejoras de la Eph-C: • Generar comportamientos o emociones efímeras • Mejora su capacidad de imitar la impredictibilidad del comportamiento humano 13/20
- 14. DISEÑO DE JUEGO ASISTIDO POR IA ◊ Objetivo: • Extender la utilidad de la IA al propio diseño de juego • Generar reglas o mecánicas de juego mediante IA • Obtener ideas no contempladas sobre las que seguir trabajando ◊ Posibilidades: • Generar mecánicas o reglas secundarias mediante IA • Generar y evaluar ideas automáticamente y utilizarlas como fuente de inspiración ◊ Mejoras de la Eph-C: • Incluir reglas de juego o mecánicas efímeras • Contemplar la posibilidad de generar por completo juegos efímeros 14/20
- 15. INTELIGENCIA ARTIFICIAL GENERAL ◊ Objetivo: • Conseguir una IA capaz de jugar a diferentes juegos sin cambiar su código • Aprendizaje mediante observación o basándose únicamente en las reglas • Imitar comportamiento humano al enfrentarse a un juego nuevo • Evitar la fuerte especialización de las IAs ( un juego – una IA ) ◊ Técnicas más usadas: • Algoritmos genéticos • Montecarlo Tree Search (MCTS) ◊ Mejoras de la Eph-C: • Adaptar los algoritmos para incluir eventos / reglas efímeros • Contemplar la posibilidad de aplicarlos a juegos efímeros 15/20
- 16. APLICACIONES SOBRE JUEGOS COMERCIALES ◊ Juegos de localización(Ingress): • Generar objetivos efímeros para controlar o dirigir movimientos de jugadores ◊ RTS o MOBA (Starcraft, League of Legends) • Generar o eliminar recursos efímeros para equilibrar partidas ◊ RPG (The Witcher, Skyrim) • Incluir personajes o misiones efímeras, que podrían aparecer de forma espontánea y durante un tiempo limitado 16/20
- 17. RESUMEN ◊ Aplicaciones de la computación efímera en las principales áreas de investigación ◊ Se pueden agrupar en dos tipos: ◊ Generación: Generar nuevos contenidos para mejorar la experiencia o cumplir objetivos ◊ Adaptación: Modificar algoritmos y estructuras para tener en cuenta la naturaleza efímera de recursos 17/20
- 18. CONCLUSIONES Y TRABAJO FUTURO ◊ La computación efímera es un campo completamente nuevo que pretende cambiar la forma de percibir los recursos ◊ Todas las principales áreas de investigación en videojuegos se pueden beneficiar ampliamente de la Eph-C ◊ A pesar de su novedad, ya se pueden contemplar algunas de sus aplicaciones en juegos comerciales ◊ Si se profundiza su investigación , se abrirán multitud de nuevas posibilidades y líneas de investigación ◊ Sus resultados podrían expandirse a otros sectores o industrias 18/20
- 19. ¡GRACIAS POR SU ATENCIÓN! ¿Preguntas? 19//20
- 20. COMPUTACIÓN EFÍMERA EN VIDEOJUEGOS ARIEL EDUARDO VÁZQUEZ NÚÑEZ ANTONIO J. FERNÁNDEZ LEIVA