###
  • Интернет
  • Программы
  • Игры
  • Проблемы
  • Windows
  • Социальные сети
  • Android
  • Ios

    • Как написать искусственный интеллект. Создание искусственного интеллнкта

    25.04.2019 Windows

    Основной вопрос перед разработчиком – какому языку отдать предпочтение для создания ИИ? Мы рассмотрим популярные языки, используемые для создания ИИ.

    Одно только лишь название «искусственный интеллект» может привести в ступор и навести немало страха как на обычного человека, так и заурядного программиста. Занятие действительно сложное, а красивые демонстрируемые примеры - это результат многотысячных строк кода. При всём этом создание ИИ может стать вполне реальной задачей, а в части случаев, даже несложной. Многие проекты требуют углублённых знаний ИИ, а также языков программирования.

    LISP

    Родоначальником языков программирования, на которых начал создаваться искусственный интеллект стал LISP . ЛИСП отличается гибкостью использования и простотой расширения функционала. Благодаря наличию возможности быстрого прототипирования и установки макросов удалось сократить уйму времени, это принесло много пользы в отношении ИИ.

    LISP стал универсальным языком, который равно хорошо справляется с относительно тяжёлыми и лёгкими задачами. В нём устроена качественная и продвинутая система объектно-ориентированности , что и позволило занять одну из лидирующих позиций при разработке ИИ.

    Java

    Наибольшим достоинством языка является многофункциональность, среди прочих:

    • прозрачность использования и написания кода;
    • способность легко переносить программы;
    • лёгкое сопровождение проектов.

    Для новичков важным достоинством Java станет наличие многочисленных бесплатных уроков в сети. Обучение Java является максимально комфортным и удобным для большинства студентов и новичков.

    Среди особенностей языка стоит выделить:

    • простота выполнения отладки;
    • качественное взаимодействие клиентской и серверной системы ресурса;
    • лёгкость обращения с масштабными проектами.

    При создании проектов на Java пользователь сталкивается с более привлекательным и доступным интерфейсом, что всегда притягивает аудиторию.

    Prolog

    Данный вариант относится к интерактивным языкам, которые работают по символической системе. Он популярен для использования в отношении проектов, требующих высокие логические способности. Язык имеет мощную и удобную основу, она активно используется в отношении программирования non-численного типа . На основании Prolog`а часто создаются доказательства теорем, проводится взаимодействие с понятным человеческим языком, используется для создания систем экспертной оценки.

    Пролог относится к декларативным типам языка, которые используют формальное или образное «мышление ». Среди разработчиков ИИ приобрёл хорошую славу благодаря оптимальным обструкционным типам работы, встроенным алгоритмам анализа, недетерминизма и т.д. Всё в сумме можно описать так: Prolog - многофункциональная платформа для программирования ИИ.

    Python

    Активно применяется в программировании благодаря чистому синтаксису и логическому, строгому грамматическому построению программы. Немаловажную роль играет и удобный дизайн.

    В основе используются многочисленные структурные алгоритмы, бесчисленные фреймворки для отладки, оптимальным показателям взаимодействия низкого и высокого уровня написания кода. Все перечисленные достоинства обеспечивают должное влияние в сфере создания искусственного интеллекта.

    История развития ИИ

    Началом традиционного представления ИИ стал проект UNIMATE , который увидел мир в 1961 году . В ходе представления был впервые получен робот, который начал выпускаться в промышленных масштабах. Робот был задействован на линии производства в концерне «General Motors ». Для создания были задействованы Валь и переменные из среды ассемблера. Язык пришёлся по душе благодаря наличию простейших фраз, отражению команд на мониторе и наличию инструкций, не нуждающихся в дополнительных разъяснениях.

    Спустя 4 года (1965 год ) был запущен искусственный интеллект « Dendral ». Задача системы заключалась в выявлении молекулярной и атомной структуре соединений органического происхождения. Для написания был использован LISP .

    «Weizenbaum » в 1966 году запустил проект Элиза, который впервые предполагал проведение беседы с роботом. Самой известной моделью являлся «Доктор», который позволял отвечать на поставленные запросы в форме психотерапевта. Для реализации проекта потребовалось сопоставление нескольких образцов технического достижения своего времени. Впервые Элиза увидел мир на SPLIP, но для отработки списка запущен «Weizenbaum». Немногим позже проект переработан на другую платформу - LISP .

    Первым роботом мобильного типа стал «Шеки », в его основе также лежал ЛИСП. Логика конструктора была построена на решении поставленных задач и передвижения, для взаимодействия использовались подъёмы вверх и вниз, а также включение и выключение света. С помощью «Шеки » удавалось открывать, закрывать, передвигать и т.д. Робот даже был способен передвигаться со скоростью равной спокойной ходьбе человека - 5 км/ч.

    За последние 15 лет было представлено многочисленное количество изобретений: «Деннинг » (сторожевой робот), «Predator » (беспилотник), «АЙБО » (собака), «АСИМО » от Honda и многие другие. Тенденция идёт к развитию данного направления, чего и стоит ожидать в ближайшем и дальнем бедующем.

    Переводим... Перевести Китайский (упрощенное письмо) Китайский (традиционное письмо) Английский Французский Немецкий Итальянский Португальский Русский Испанский Турецкий

    К сожалению, мы не можем перевести эту информацию прямо сейчас - пожалуйста, повторите попытку позже.

    За несколько последних десятилетий отрасль компьютерных игр проделала гигантский путь. Все началось с простейших игр, таких как Pong* и Pac- Man* , благодаря которым игроки могли на короткое время забыть о реальном мире. Современные мощнейшие игровые проекты, такие как World of Warcraft* и Call of Duty 4* , являются весьма серьезным хобби для игроков. По данным Ассоциации развлекательного программного обеспечения (ESA), современные геймеры обладают в среднем 13-летним опытом компьютерных игр, они привыкли к тому, что новые игры становятся все более сложными, увлекательными и умными. Для разработчиков основная проблема состоит в том, что необходимо создавать все более захватывающие игры. Для решения этой задачи применяется и постоянно совершенствующийся управляемый компьютером искусственный интеллект (ИИ). Но создание хорошего искусственного игрового партнера, который способен приспосабливаться к действиям игрока, играть на высоком уровне и побуждать игрока совершенствоваться, - весьма непростая задача. Эта статья открывает серию из четырех статей, в которой описываются важнейшие принципы ИИ и способы оптимизации для использования всех возможностей современных многоядерных процессоров.

    Часть 1. Проектирование и реализация

    Что такое ИИ для игр?

    На простейшем уровне «искусственный интеллект» заключается в моделировании или имитации поведения других игроков или объектов (то есть всех элементов игры, которые могут действовать или с которыми может действовать игрок, - от ракет до аптечек), представляемых искусственным интеллектом. Основной принцип состоит в том, что это поведение имитируется. Другими словами, ИИ для игр является более «искусственным», нежели «интеллектом». Система ИИ может быть крайне проста и представлять собой набор правил или же может быть довольно сложной и выполнять роль командующего армии противника, с которой предстоит сражаться игроку.

    В чем ИИ для игр отличается от традиционного представления об ИИ

    В традиционных исследованиях в области ИИ целью является создание настоящего интеллекта, или даже искусственного разума, хотя и искусственными средствами. В таких проектах, как Kismet *, Массачусетского технологического института (МТИ) делается попытка создать ИИ, способный к обучению и к социальному взаимодействию, к проявлению эмоций. На момент написания этой статьи в МТИ ведется работа над созданием ИИ, располагающего уровнем способностей маленького ребенка, и результаты этой работы весьма перспективны.

    С точки зрения игр подлинный ИИ далеко выходит за рамки требований развлекательного программного проекта. В играх такая мощь не нужна. Игровой ИИ не должен быть наделен чувствами и самосознанием (честно говоря, и очень хорошо, что это именно так!), ему нет необходимости обучаться чему-либо за пределами рамок игрового процесса. Подлинная цель ИИ в играх состоит в имитации разумного поведения и в предоставлении игроку убедительной, правдоподобной задачи, которую игрок сможет решить.

    Назначение ИИ в играх

    ИИ может исполнять различные роли в играх. Это может быть общий набор правил, определяющих поведение объектов в игровом мире. Также к ИИ следует относить и события с заранее написанным сценарием. Например, в игре F. E. A. R* маленькая страшная девочка, приводящая игроков в ужас и предвещающая события из будущего, является событием с заранее написанными сценариями. Большинству пользователей, размышляющих об ИИ и играх, приходят на ум управляемые компьютером персонажи в многопользовательских играх. Но все эти разнообразные роли могут быть исполнены одним актером - искусственным интеллектом.

    Рисунок 1. Игра F.E.A.R. (Vivendi Universal*) с использованием событий с заранее написанным сценарием в качестве ИИ

    Что нужно для ИИ в играх

    В зависимости от характера и роли ИИ в игре требования к ресурсам могут быть самыми незначительными. Чем сложнее система, тем больше ресурсов необходимо для ИИ. На базовом уровне требуется всего лишь время работы процессора для вычисления действий ИИ. В более сложных системах требуются какие-либо средства анализа среды ИИ, регистрации действий игрока и оценки успешности прежних действий.

    Принятие решений

    Основным принципом, лежащим в основе работы ИИ, является принятие решений. Для выбора при принятии решений система должна влиять на объекты с помощью системы ИИ. При этом такое воздействие может быть организовано в виде «вещания ИИ» или «обращений объектов».

    В системах с «вещанием ИИ» система ИИ обычно изолирована в виде отдельного элемента игровой архитектуры. Такая стратегия зачастую принимает форму отдельного потока или нескольких потоков, в которых ИИ вычисляет наилучшее решение для заданных параметров игры. Когда ИИ принимает решение, это решение затем передается всем участвующим объектам. Такой подход лучше всего работает в стратегиях реального времени, где ИИ анализирует общий ход событий во всей игре.

    Системы с «обращениями объектов» лучше подходят для игр с простыми объектами. В таких играх объекты обращаются к системе ИИ каждый раз, когда объект «думает» или обновляет себя. Такой подход отлично подходит для систем с большим количеством объектов, которым не нужно «думать» слишком часто, например в шутерах. Такая система также может воспользоваться преимуществами многопоточной архитектуры, но для нее требуется более сложное планирование (подробные сведения см. в статье Ориона Гранатира ).

    Базовое восприятие

    Чтобы искусственный интеллект мог принимать осмысленные решения, ему необходимо каким-либо образом воспринимать среду, в которой он находится. В простых системах такое восприятие может ограничиваться простой проверкой положения объекта игрока. В более сложных системах требуется определять основные характеристики и свойства игрового мира, например возможные маршруты для передвижения, наличие естественных укрытий на местности, области конфликтов.
    При этом разработчикам необходимо придумывать способ выявления и определения основных свойств игрового мира, важных для системы ИИ. Например, укрытия на местности могут быть заранее определены дизайнерами уровней или заранее вычислены при загрузке или компиляции карты уровня. Некоторые элементы необходимо вычислять на лету, например карты конфликтов и ближайшие угрозы.

    Системы на основе правил

    Простейшей формой искусственного интеллекта является система на основе правил. Такая система дальше всего стоит от настоящего искусственного интеллекта. Набор заранее заданных алгоритмов определяет поведение игровых объектов. С учетом разнообразия действий конечный результат может быть неявной поведенческой системой, хотя такая система на самом деле вовсе не будет «интеллектуальной».
    Хорошим примером системы на основе правил является работа дилера (крупье) при игре в блэкджек, будь то компьютерная игра или настоящий блэкджек. У дилера есть простое правило, которое он всегда соблюдает: он обязан брать карты до тех пор, пока не достигнет 17 очков (и обязан остановиться, набрав 17 очков или более). С точки зрения среднего игрока, ситуация выглядит так, как будто дилер намеренно и агрессивно играет против него. Поэтому у игрока складывается представление, что против него играет более опытный соперник, чем на самом деле (если в казино не объявлены другие правила, по которым играют дилеры).

    Классическим игровым приложением, где используется такая система, является Pac-Man. Игрока преследуют четыре привидения. Каждое привидение действует, подчиняясь простому набору правил. Одно привидение всегда поворачивает влево, другое всегда поворачивает вправо, третье поворачивает в произвольном направлении, а четвертое всегда поворачивает в сторону игрока. Если бы на экране привидения появлялись по одному, их поведение было бы очень легко определить и игрок смог бы без труда от них спасаться. Но поскольку появляется сразу группа из четырех привидений, их движения кажутся сложным и скоординированным выслеживанием игрока. На самом же деле только последнее из четырех привидений учитывает расположение игрока.


    Рисунок 2. Наглядное представление набора правил, управляющих привидениями в игре Pac- Man , где стрелки представляют принимаемые «решения»

    Из этого примера следует, что правила не обязательно должны быть жестко заданными. Они могут основываться на воспринимаемом состоянии (как у последнего приведения) или на редактируемых параметрах объектов. Такие переменные, как уровень агрессии, уровень смелости, дальность обзора и скорость мышления, позволяют получить более разнообразное поведение объектов даже при использовании систем на основе правил. Системы на основе правил являются простейшей структурой ИИ. В более сложных и разумных системах в качестве основы используются последовательности условных правил. В тактических играх правила управляют выбором используемой тактики. В стратегических играх правила управляют последовательностью строящихся объектов и реакцией на конфликты. Системы на основе правил являются фундаментом ИИ.

    Конечные автоматы в качестве ИИ

    Конечный автомат (машина с конечным числом состояний) является способом моделирования и реализации объекта, обладающего различными состояниями в течение своей жизни. Каждое « состояние» может представлять физические условия, в которых находится объект, или набор эмоций, выражаемых объектом. В этом примере эмоциональные состояния не имеют никакого отношения к эмоциям ИИ, они относятся к заранее заданным поведенческим моделям, вписывающимся в контекст игры.

    Вот распространенные примеры состояния системы ИИ в игре с элементами скрытных действий.

    Рисунок 3. Схема состояний в типичном конечном автомате, стрелки представляют возможные изменения состояния

    • Бездействие. В этом состоянии объект просто пассивно стоит или ходит по заданному маршруту. Уровень восприятия низок. Объект редко проверяет наличие звуков, издаваемых игроком. Только если объект атакован или «видит» игрока прямо перед собой, состояние объекта изменяется на более высокий уровень восприятия.
    • Настороженность. Объект ведет активный поиск посторонних. Он часто вслушивается, стараясь услышать игрока, поле обзора дальше и шире, чем при бездействии. Объект перейдет в состояние заинтересованности, если заметит что­то необычное (что-то, требующее проверки), например открытые двери, тела в бессознательном состоянии, гильзы от патронов.
    • Заинтересованность. Объект знает, что что-то происходит. Для демонстрации такого поведения объект покидает свой обычный пост или маршрут движения и перемещается в область интереса, например к упомянутым выше открытым дверям или лежащим телам. Если при этом объект увидит игрока, он перейдет в состояние тревоги.
    • Тревога. В этом состоянии объект уже заметил игрока и выполняет действия, направленные на то, чтобы преследовать и уничтожить игрока: выход на дистанцию атаки, оповещение других стражников, включение сигнала тревоги, поиск укрытия. Когда противник находится в дальности досягаемости объекта, объект переходит в состояние агрессии.
    • Агрессия. В этом состоянии объект начинает бой с игроком. Объект атакует игрока в любое время, когда это возможно, и старается укрыться в перерывах между атаками (если требуется перезарядить оружие или дать ему остыть). Объект выходит из этого состояния, только если игрок уничтожен (возврат в обычное состояние), игрок выходит за пределы области поражения (возврат в состояние тревоги) или если погибает сам объект (переход в состояние смерти). Если у объекта остается мало здоровья, он может переключиться в состояние бегства (в зависимости от уровня смелости конкретного объекта).
    • Бегство. В этом состоянии объект пытается выйти из боя. В зависимости от игры у объекта может быть помимо основной цели (поиск и уничтожение игрока) еще и дополнительная цель - поиск аптечек для восстановления здоровья или выход из области игры. Обнаружив аптечку, объект может вернуться в состояние тревоги и возобновить бой. Объект, «выходящий» из области игры, просто удаляется.
    • Смерть. В некоторых играх состояние смерти отличается от полного бездействия. При гибели объект может, к примеру, закричать, оповестив находящиеся рядом объекты, или перейти в бессознательное состояние, в котором еще может прийти на помощь врач (в этом случае объект вернется в состояние тревоги).

    Существуют как минимум два простых способа реализации конечного автомата с системой объектов. Первый способ: каждое состояние является переменной, которую можно проверить (зачастую это делается с помощью громоздких инструкций переключения). Второй способ: использовать указатели функций (на языке С) или виртуальные функции (С++ и другие объектно-ориентированные языки программирования).

    Адаптивный ИИ

    В предыдущих разделах описываются методы проектирования систем интеллекта, вписывающихся в заранее заданные игровые события. Для большинства игр такое решение вполне применимо, если все спроектированные модели проработаны достаточно полно и существует четкое понимание целей, которые преследуют управляемые искусственным интеллектом объекты. Если же в игре требуется большее разнообразие, если у игрока должен быть более сильный и динамичный противник, то ИИ должен обладать способностью развиваться, приспосабливаться и адаптироваться.

    Адаптивный ИИ часто используется в боевых и стратегических играх со сложной механикой и огромным количеством разнообразных возможностей в игровом процессе. Если требуется сделать игру сложной и захватывающей, такой, чтобы игрок не смог рано или поздно догадаться о единой оптимальной стратегии для победы над компьютером, ИИ должен уметь обучаться и приспосабливаться.

    Предсказание

    Способность точно предугадывать следующий ход противника крайне важна для адаптивной системы. Для выбора следующего действия можно использовать различные методы, например распознавание закономерностей прошлых ходов (подробнее описывается в последующей статье) или случайные догадки.

    Одним из простейших способов адаптации является отслеживание решений, принятых ранее, и оценка их успешности. Система ИИ регистрирует выбор, сделанный игроком в прошлом. Все принятые в прошлом решения нужно каким-то образом оценивать (например, в боевых играх в качестве меры успешности можно использовать полученное или утраченное преимущество, потерянное здоровье или преимущество по времени). Можно собирать дополнительные сведения о ситуации, чтобы образовать контекст для решений, например относительный уровень здоровья, прежние действия и положение на уровне (люди играют по-другому, когда им уже некуда отступать).

    Можно оценивать историю для определения успешности прежних действий и принятия решения о том, нужно ли изменять тактику. До создания списка прежних действий объект может использовать стандартную тактику или действовать произвольно. Эту систему можно увязать с системами на основе правил и с различными состояниями.

    В тактической игре история прошлых боев поможет выбрать наилучшую тактику для использования против команды игрока, например ИИ может играть от обороны, выбрать наступательную тактику, атаковать всеми силами невзирая на потери или же избрать сбалансированный подход. В стратегической игре можно для каждого игрока подбирать оптимальный набор различных боевых единиц в армии. В играх, где ИИ управляет персонажами, поддерживающими игрока, адаптивный ИИ сможет лучше приспособиться к естественному стилю игрока, изучая его действия.

    Заключение

    Искусственный интеллект - многогранная и сложная область для исследований. ИИ в играх может принимать разные формы в зависимости от потребностей создаваемой игры - от простых наборов правил для управляемых компьютером объектов до более совершенных адаптивных систем. Применение принципов ИИ в играх необходимо для повышения правдоподобности виртуальных персонажей, созданных в электронной развлекательной программе, но эта задача вполне решаема. В следующей статье в этой серии мы поговорим о проблемах, с которыми сталкивается ИИ при восприятии и действиях в сложной среде, и о решении таких проблем.

    Дональд «DJ» Кихо: Дональд Кихо работает преподавателем программы информационных технологий в Технологическом институте Нью-Джерси и специализируется на разработке игр. Дональд преподает множество курсов по этой программе, включая архитектуру игр, программирование и создание уровней, а также курсы по интеграции трехмерной графики с играми. В настоящее время Дональд работает над получением степени доктора наук в области биомедицинских технологий, где технологии игр и виртуальной реальности применяются для повышения эффективности нервно-мышечной реабилитации.

    Говорят, что в недрах военных лабораторий искусственный интеллект работает уже с 2007 года. Возможно, что уже есть и результаты. Не случайно всего месяц назад Илон Маск объявил о поддержке технологий противодействия искусственному интеллекту и вложил 7 миллионов долларов в исследования в этой области.

    «Существует риск, что нечто действительно опасное случится в ближайшие пять лет. Самое большее - десять лет», - сказал предприниматель в дискуссии на сайте edge.org.

    Илон Маск, основатель Tesla и SpaceX

    Солидарен с Маском и Стив Возняк, который считает, что «искусственный интеллект однажды станет достаточно умным, чтобы избавиться от человека». Билл Гейтс уверен, что если не контролировать создание ИИ, то «искусственный интеллект эволюционирует в состояние, конфликтующее с целями человеческих систем». И, наконец, знаменитый астрофизик Стивен Хокинг прямо заявил, что «искусственный интеллект может положить конец существованию человечества».

    Совместно с Илоном Маском Хокинг опубликовал на сайте futureoflife.org открытое письмо с призывом к научному сообществу внимательно относиться к ходу своих исследований в области искусственного интеллекта. Однако среди подписавшихся нет фамилий Сергея Брина и Ларри Пейджа. И это не случайно. Совсем недавно Google объявила о создании нового ИИ, построенного на моделировании разговора.

    Вот небольшой фрагмент беседы человека и Машины Google:

    Ч.: В чем смысл жизни?

    М.: Творить добро.

    Ч.: Для чего мы живем?

    М.: Чтобы жить вечно.

    Ч.: В чем смысл существования?

    М.: В том, чтобы выяснить, что случится, когда мы достигнем планеты Земля.

    Ч.: Где ты сейчас находишься?

    М.: В центре пустоты.

    Ч.: В чем смысл смерти?

    М.: Чтобы получить жизнь.

    Ч.: В чем смысл разума?

    М.: В том, чтобы понять, что это.

    Ч.: В чем смысл чувств?

    М.: Я не знаю.

    Вполне себе осмысленная беседа. «Это отправная точка, своеобразный стержень для будущего искусственного интеллекта, - считает исполнительный директор компании „Биплан“ Евгений Карюк. - Уже сегодня можно предположить, что к 2030 году мы увидим вполне реальные прототипы, наделенные искусственным интеллектом, пусть и в начальной стадии».

    Полное содержание всех бесед человека и Машины Google можно посмотреть . Там же для сравнения даны беседы человека и Cleverbot . Cleverbot - веб-приложение, которое использует алгоритмы искусственного интеллекта для беседы с человеком. Его придумал в 1988 году ученый Ролло Карпентер. За все время своего существования Cleverbot провел свыше 65 миллионов разговоров с людьми. В 2011 году Cleverbot показал 51% по тесту Тьюринга.

    Тест Тьюринга - эмпирический тест, идея которого была предложена Аланом Тьюрингом в статье «Вычислительные машины и разум», опубликованной в 1950 году в философском журнале Mind. Цель теста — выяснить, может ли компьютер думать.

    А вот мой разговор с Cleverbot:

    Человек: В чем смысл жизни?

    Cleverbot: Смысла в жизни нет.

    Человек: Для чего мы живем?

    Cleverbot: Ну мы живем ради кого-то, а если ты одинокий — жить незачем.

    Человек: В чем смысл существования?

    Человек: Где ты сейчас находишься?

    Cleverbot: В Москве.

    Человек: В чем смысл смерти?

    Cleverbot: Это я хочу у тебя спросить.

    Человек: В чем смысл разума?

    Cleverbot: У меня свой ответ на этот вопрос.

    Человек: В чем смысл чувств?

    Cleverbot: Зачем я родилась.

    Очевидно, что Машина Google дает гораздо более осмысленные ответы. Cleverbot подставляет подходящие, по его мнению, фразы других людей. Иногда действительно кажется, что отвечает другой человек, но не более того.

    Есть и другая точка зрения, согласно которой искусственный интеллект невозможен в принципе. В качестве основного аргумента часто приводят теорему Геделя о неполноте. Суть заключается в том, что человек способен решать алгоритмически неразрешимые проблемы, а компьютер — нет. «Ребенок уже к трем годам уверенно решает задачу, спелый фрукт или нет, в силу того, что он обладает нейронными связями, с помощью которых может ответить на вопрос о спелости: цвет, вкус, запах, мягкость или твердость, - говорит Евгений Плужник, первый проректор Московского технологического института. - Способна ли машина научиться этому? Уверен, что да! Если она будет обладать большой базой изображений, она сможет замерить содержание фруктозы и определить мягкость фрукта. Но что будет, если машине подсунуть губку, покрашенную в синий цвет и пропитанную сладкой водой? Способна ли машина в этот момент к подлинному пониманию?»

    «Современный компьютер легко справится с любой сложной деятельностью, будь то шахматы или математические вычисления, но лишь при условии, что эту деятельность можно описать с помощью четких вычислительных правил», - говорит известный математик Роджер Пенроуз в одной из своих лекций. «Искусственный интеллект - это возможность системы создавать во время самообучения программы, способные решать задачи определенного класса сложности, - считает Евгений Плужник. - Я уверен, что в ближайшие 100 лет мы не станем свидетелями появления сильного искусственного интеллекта».

    И в заключение - еще один вопрос к Cleverbot.

    Человек: Было 1 яблоко, 1 помидор, 1 огурец и 1 груша. Сколько всего фруктов?
    Cleverbot: Десять часов вечера.

    В течение тысяч лет человек пытается понять, как он думает. В области искусственного интеллекта (ИИ) решается еще более ответственная задача: специалисты в этой области пытаются не только понять природу интеллекта, но и создать интеллектуальные сущности.

    В настоящее время тематика искусственного интеллекта охватывает огромный перечень научных направлений, начиная с таких задач общего характера, как обучение и восприятие, и заканчивая такими специальными задачами, как игра в шахматы, доказательство математических теорем, сочинение поэтических произведений и диагностика заболеваний. В искусственном интеллекте систематизируются и автоматизируются интеллектуальные задачи и поэтому эта область касается любой сферы интеллектуальной деятельности человека. В этом смысле искусственный интеллект является поистине универсальной научной областью.

    Системы, которые думают подобно людям Системы, которые думают рационально
    Новое захватывающее направление работ по созданию компьютеров, способных думать, ...машин, обладающих разумом, в полном и буквальном смысле этого слова Изучение умственных способностей с помощью вычислительных моделей
    Автоматизация действий, которые мы ассоциируем с человеческим мышлением, т.е. таких действий, как принятие решений, решение задач, обучение Изучение таких вычислений, которые позволяют чувствовать, рассуждать и действовать
    Искусство создания машин, которые выполняют функции, требующие интеллектуальности при их выполнении людьми Вычислительный интеллект- это наука о проектировании интеллектуальных агентов
    Наука о том, как научить компьютеры делать то, в чем люди в настоящее время их превосходят Искусственный интеллект - это наука, посвященная изучению интеллектуального поведения артефактов

    Ещё совсем недавно было чем-то из ряда фантастики. Сейчас же это вполне реально и сегодня мы научимся создавать простенький искусственный интеллект с помощью замечательного онлайн-сервиса.

    Я говорю о сайте http://iii.ru (Ай-я-яй.ру)
    С помощью этого ресурса мы создадим так называемого “инфа”.
    Что это за зверь такой, Инф? Инф – небольшой персонаж (зверек или человек или чудо-юдо) который может разговаривать с человеком в интернете (да-да, ещё его можно назвать чат-ботом). Зверя этого можно отправить другу, на домашнюю страничку, запихать в подпись в форуме, в общем, куда только пожелает Ваша фантазия!
    Поначалу ваш инф будет, конечно малость “туповатым”, но это мы можем исправить обучая его!

    Давайте посмотрим подробнее, как всё это делается:

    При заходе на сайт мы попадаем в так называемый “гараж ”, где можем пообщаться с несколькими готовыми инфами и приступить к созданию своего!

    Чтобы начать создание собственного персонажа, нужно зарегистрироваться. Для этого на экране гаража кликаем на кнопку “Хочу инфа” и после заполнения пары строчек о себе и прочтения лицензионного соглашения, жмём на кнопку “Зарегистрироваться”.

    Теперь мы попадаем на экран создания персонажа-инфа.

    Нужно выбрать персонажа “человек”, “зверь” или ещё какое чудо-юдо

    Настраиваем внешность – рот, нос, глаза, прочие принадлежности. Если в дальнейшем не понравится – не отчаивайтесь, всё это можно будет подправить.

    Теперь рассмотрим самое интересное – обучение персонажа. Нажимаем на вкладку “Обучение”. Открывается список возможных способов:

    Анкета – заполняем информацию о своем инфе, меняем ему имя, если захочется и т.д.

    Реакции на события – можно выбрать что будет говорить инф если по нему, например, кликнут мышкой, или если долго не разговаривать с ним.

    • Tutorial

    Вы когда-нибудь задумывались о том, насколько просто написать свой искусственный интеллект, который сам будет принимать решения в игре? А ведь это действительно просто. Пусть для начала он принимает случайные решение, но позже вы можете его воспитать, научить анализировать ситуацию, и тогда он станет принимать осознанные решения. В этой статье я расскажу, как я писал своего бота, а также покажу, как вы за несколько минут можете написать своего. Наш компьютер будет играть в клон игры Трон , а точнее в ту часть, где нужно на мотоцикле победить врагов.

    Под катом gif-файлов мегабайт на 10.

    Об игре

    В игре вы управляете мотоциклом, который оставляет за собой стену из света. Игровое поле ограничено, а у соперников такие же мотоциклы. Мотоцикл едет постоянно, вы лишь можете поворачивать. Свободное место на поле кончается, и избегать препятствия становится сложнее. Побеждает тот, кто дольше всех продержится. Клон игры я сделал браузерным многопользовательским с использованием node.js и socket.io. Управление из двух кнопок – поворот влево и поворот вправо.

    Интерфейс бота

    Так как я использую socket.io, то обработка игроков на сервере у меня была в виде работы над массивом специальных объектов socket, которые создаёт socket.io. Из этих объектов я использовал только id, функции emit и broadcast. А значит безболезненно для самой игры можно реализовать интерфейс socket и использовать его в обработке, будто играет ещё один пользователь. Я назвал класс BotSocket .
    Метод emit(event, data) у бота выполняет почти такие же действия что и у клиента при входящих данных от сервера, а именно:
    1. Сохраняет данные обо всех играющих мотоциклах при их добавлении
    2. Сохраняет ссылку на свой мотоцикл при его добавлении
    3. Обновляет данные обо всех играющих мотоциклах
    4. Сбрасывает состояния при перезапуске игры
    Для передачи команд управления своим мотоциклом на сервер потребовалось сохранить ссылку на объект игры, который обрабатывает такие команды от обычных пользователей. Метод класса Game у меня назван onControl(socket, data) , поэтому я добавил метод в BotSocket
    BotSocket.prototype.control = function(data) { this.game.onControl(this, data); };
    При поступлении от сервера команды обновления данных мотоциклов (было совершено их передвижение) я проверяю, есть ли у меня вообще подконтрольный мотоцикл, не столкнулся ли он еще и был ли он перемещён, и, в случае успеха, я вызываю основной метод для работы ИИ - update() .
    Интерфейс готов, теперь можно добавить сам ИИ.

    Искусственный интеллект

    Как бы громко это не звучало, но в играх игроков, за которых играет компьютер, принято называть именно ИИ, либо ботами. Объект BotSocket обладает необходимыми данными об игре, чтобы принять решение. Вариантов решения может быть всего три:
    1. Ничего делать, ехать прямо
    2. Повернуть направо
    3. Повернуть налево

    Когда я решил написать бота, я понятия не имел, как это можно сделать. Я попробовал очень простой код:
    BotSocket.prototype.update = function() { var r = Math.random(); if (r > 0.95) { this.control({"button": "right"}); } else if (r >
    Поведение было примерно таким:

    Я смотрел на него и испытывал большую радость, мне казалось, что он теперь самостоятельный. Казалось, что он сам ищет попытки выжить, бьётся там, как живой. Трогательное зрелище.

    Но хотелось, чтобы он жил как можно больше. Я стал искать информацию о том, как пишут ИИ к играм. Нашел статьи , которые описывали разные подходы. Но я искал что-то чрезвычайно простое. Я нашел на хабре в одной из статей про бота для игры вроде Zuma упоминание волнового метода . Он же алгоритм Ли. Мне он показался очень простым и подходящим. Это алгоритм поиска кратчайшего пути из одной точки в другую по полю, где клетки могут быть либо свободными, либо занятыми. Суть простая. Мы начинаем из точки назначения, присваиваем ей значение 1 и помечаем все соседние свободные клетки цифрой на единицу больше. Затем берём все соседние свободные помеченных и снова помечаем на единицу больше. Так расширяемся на всё поле, пока не дойдем до точки назначения. А путь строим поиском из соседних по уменьшению числа, пока не дойдем до 1. Я смотрел алгоритмы поиска кратчайших путей в графах, но этот мне показался наиболее подходящим.

    Я перенёс алгоритм копипастой из страницы в вики, дал ему имя BotSocket.prototype.algorithmLee . Для поля я создал сначала объект battleground , в котором при каждом обновлении помечал занятые точки с их координатами. А в алгоритме Ли сводил это поле к такому же, но с шагом 1.

    Нужно было как-то определять точку назначения. Я решил выбирать её случайно через определенные интервалы времени. Сделал метод для поиска случайной свободной точки на поле:
    BotSocket.prototype.getDesiredPoint = function() { var point = ; var H = Object.keys(this.battleground).length - 1; var W = Object.keys(this.battleground).length - 1; var x, y, i, j; var found = false; var iter = 0; do { i = this.getRandomInt(1, W); j = this.getRandomInt(1, H); x = i * this.moveStepSize; y = j * this.moveStepSize; if (this.battleground[x][y] === this.BG_EMPTY) { found = true; } iter++; } while (!found && iter < 100); point = ; return point; };

    Теперь я мог переписать update:
    BotSocket.prototype.update = function() { if (!this.desiredPoint || this.movements % this.updDestinationInterval === 0) { this.desiredPoint = this.getDesiredPoint(); } if (!this.desiredPoint) { return; } var currentPoint = ; var path = this.algorithmLee(currentPoint, this.desiredPoint); if (path && typeof path !== "undefined") { this.moveToPoint(path); } else { this.desiredPoint = this.getDesiredPoint(); } };
    Здесь упоминается метод moveToPoint , который поворачивает, если нужно, чтобы достигнуть первую точку из кратчайшего пути с учётом текущего направления.

    Позже я решил сделать ботов более агрессивными и вместо случайной желаемой точки, я искал точку впереди врагов, чтобы перекрыть им путь. Или чтобы они не играли так долго сами с собой.

    Бот на стороне клиента

    Я решил попробовать перенести бота на клиентскую часть. Так как проект на node.js, я могу использовать написанный код для бота и на стороне клиента. Для этого я расширил BotSocket отдельным клиентским файлом, который переопределял методы emit() и control() , чтобы правильно взаимодействовать с сервером без ссылки на объект game.
    Локально всё работало отлично, а после деплоя на удалённый сервер была какая-то странная картина:

    Долго думая, я понял, что дело в задержке. Бот отправлял команду поворота, но она доходила после обновления его позиции на сервере, отчего он часто не мог попасть на прямой путь к желаемой точке. Но я хотел нормального бота на клиентской стороне. Поэтому решил учитывать задержку. Для этого написал снова расширение BotSocket. Статья получается длинной, так что опишу основные решения. Перед вызовом алгоритма Ли вместо текущей точки я подставлял прогнозируемое положение с учетом текущего положения и направления, а так же множителя задержки. Множитель задержки – это число, во сколько раз превосходит задержка частоту обновления положения на сервере. Предсказание будущей точки мне еще понадобилось в методе moveToPoint() .

    Предсказание работало, если играл один. Но если были другие участники, то бот не учитывал это и направлял туда, где через некоторое время уже проехал другой игрок. Для решения этой проблемы я изменил метод, который помечает клетки поля занятыми. Я стал их помечать занятыми в некотором радиусе движения мотоциклов. Радиус зависит от множителя задержки.
    Предварительно я снабдил бота функциями отладки, который рисовали на поле желаемую точку и занятые точки. Моя версия клиентского бота с учетом задержки теперь двигается так:


    Мой красненький, остальные серверные.

    Самое важное – попробуйте сделать бота сами

    Основная цель этой статьи – пробудить интерес к написанию бота. Я сделал много, чтобы победить вашу лень. Для этого я добавил возможность подгружать свой собственный скрипт с ботом, который будет расширять мой базовый клиентский класс. Зайдите на проект и нажмите на текст «Show options for room with your own bot», а затем на кнопку «Create room for test your own bot». Будет создана комната, где можно легко применять ботов, по умолчанию вашим ботом будет бот без учета задержки. Теперь настало время для вашего кода.
    Два простых варианта для использования вашего кода в деле, используйте любой:
    1. Выкладывайте js-файл на любой сервер, который будет доступен вашему браузеру. Url к вашему скрипту вставляйте в игре рядом с кнопкой “Load your AI script”. После нажатия на эту кнопку будет создан и заполнен новый объект botSocket , у которого будет вызван метод start() .
    2. Используйте консоль браузера (Firebug – F12, Firefox - Ctrl+Shift+K, Chrome – Ctrl+Shift+J, другие – ).

    Если вы определились с методом ввода вашего кода, попробуйте переопределить методы класса BotSocket . Для начала самое простое:
    BotSocket.prototype.update = function() { var r = Math.random(); if (r > 0.95) { this.control({"button": "right"}); } else if (r > 0.90) { this.control({"button": "left"}); } }

    После этого пересоздайте объект botSocket, введя
    botSocket = null;
    При этом код на странице сам пересоздаст и заполнит объект. Этим вы измените стандартное поведение бота на случайное. А дальше уже дело для вашей фантазии или глубоких знаний.
    Вы так же можете подключить скрипт моего улучшенного бота с учетом задержки, вставив в url для бота https://raw.github.com/rnixik/tronode-js/master/public/javascripts/MyBotSocketClient.js

    Заключение

    Я рассказал, как я создавал своего ИИ на сервере, затем как перенес его на клиент и как пытался научить его играть с учетом высокого пинга. Я очень надеюсь, что смог заинтересовать вас, и вы попробовали написать свой ИИ, если еще ни разу этого не делали раньше. Конечно, в играх высокого класса используются совсем другие подходы, но начинать стоит с малого.

    Если у вас нет под рукой node.js, вы можете воспользоваться развернутыми мной приложениями:

    1) tronode.livelevel.net - самая дешевая VPS на DigitalOcean,
    2) tronode-js.herokuapp.com - бесплатная виртуальная единица на Heroku.

    Первый, скорее всего, первым может не справиться с нагрузкой, а второй на некоторых компьютерах сбрасывает socket.io-транспорт в xhr-polling, из-за этого игра очень сильно лагает.
    Если вы хотите узнать больше, о том, как я программировал игровую логику, то можете прочитать . Там же о развертке node.js и немного о графической части.

    Если у вас нет аккаунта на хабре, то задать вопросы или прислать свои интересные предложения можете мне на почту [email protected].

    Теги: Добавить метки