Ανάπτυξη Ευφυών Πρακτόρων Ηλεκτρονικών Παιχνιδιών Με Τη Χρήση Γενετικών Αλγορίθμων

Abstract

Την τελευταία δεκαετία, τα ηλεκτρονικά παιχνίδια αποτελούν ένα ιδιαίτερα δημοφιλές πεδίοεφαρμογής των σύγχρονων μεθόδων του ευρύτερου κλάδου της τεχνητής νοημοσύνης. Καθώς οι απαι-τήσεις για ευφυή συμπεριφορά στα παιχνίδια αυξάνονται συνεχώς, η εφαρμογή αυτών των τεχνικώνξεπερνά το πλαίσιο δοκιμαστικού χαρακτήρα και αποκτά πρακτικούς σκοπούς. Ευριστικές μέθοδοι,νευρωνικά δίκτυα, δέντρα αναζήτησης και εξελικτικοί αλγόριθμοι είναι οι σημαντικότερες τεχνικέςπου έχουν χρησιμοποιηθεί μέχρι σήμερα στην προσπάθεια ανάπτυξης νοημοσύνης, ικανής να είναιανταγωνιστική για τους ανθρώπους.Στόχος της συγκεκριμένης διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη της χρήσης εξελικτικών αλγο-ρίθμων, συγκεκριμένα των γενετικών αλγορίθμων, για τη δημιουργία πρακτόρων ελέγχου του βασι-κού χαρακτήρα σε ηλεκτρονικά παιχνίδια. Οι Γενετικοί Αλγόριθμοι βασίζονται στη Δαρβινική Θεω-ρία της εξέλιξης, προσομοιώνοντας στον υπολογιστή τη λογική της αναπαραγωγής και της επιβίωσηςτων ικανότερων ατόμων, όπως συμβαίνει στη φύση. Πρόκειται για μία μέθοδο δοκιμής-σφάλματοςμέχρι την εύρεση ικανοποιητικής λύσης για ένα πρόβλημα. Στην παρούσα εργασία, εξετάζεται μίαεναλλακτική προσέγγιση της εφαρμογής ΓΑ σε ηλεκτρονικά παιχνίδια, όσον αφορά την κωδικοποίησητου προβλήματος. Η βασική ιδέα είναι η κωδικοποίηση των καταστάσεων του κόσμου του παιχνιδιού,σε αντίθεση με τις κλασσικές τεχνικές στις οποίες κωδικοποιείται η ακολουθία των κινήσεων.Οι πράκτορες υλοποιήθηκαν στην πλατφόρμα του Γενικού Διαγωνισμού Ηλεκτρονικών Παιχνι-διών με χρήση Τεχνητής Νοημοσύνης (GVG-AI), η οποία διαθέτει το κατάλληλο υπόβαθρο για τηνανάπτυξη τέτοιων εφαρμογών. Σχεδιάστηκαν τρεις διαφορετικές εκδοχές ενός πράκτορα για το παι-χνίδι Zelda που περιλαμβάνεται στη συγκεκριμένη πλατφόρμα. Σε όλες τις εκδοχές στόχος είναι ηεύρεση της βέλτιστης κίνησης ανάλογα με την κατάσταση του κόσμου, διαφέρουν όμως ως προς τασημεία του κόσμου που λαμβάνονται υπόψιν. Αρχικά τα σημεία εξετάστηκαν ένα προς ένα ενώ στησυνέχεια δοκιμάστηκε η κωδικοποίηση τους ανά ομάδες.Στο τέλος αξιολογούνται τα αποτελέσματα και παρουσιάζονται μελλοντικές κατευθύνσεις για τηνεπέκταση του ίδιου πράκτορα σε ένα δεύτερο παιχνίδι και για τα περιθώρια γενίκευσης αυτής τηςτεχνικής.