INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL APLICADA À JOGOS DIGITAIS: Uma análise das formas de Inteligência Artificial em jogos RTS (Real Time Strategy)

...

- Jogadas simultâneas (o jogo não se passa em turnos, todos podem realizar comandos simultaneamente). Adicionalmente as decisões são duráveis, ações tomadas não são instantâneas, mas sim levam uma certa quantia de tempo para serem concluídas;

- Jogos RTS são em “tempo real”, o que significa que cada jogador tem um pequeno tempo para decidir seu próximo movimento. Comparado ao xadrez, onde uma jogada pode levar vários minutos para ser realizada, em jogos de RTS, como StarCraft[3], o jogo executa a uma taxa de 24 frames/s, o que significa que os jogadores podem agir tão rápido quanto 42 ms[4], antes que o estado do jogo mude;

- Maioria dos jogos RTS são parcialmente observáveis: Os jogadores só podem ver partes do mapa que foram exploradas e que possuam alguma unidade ou estrutura aliada na área, fazendo o paralelo com a realidade nas guerras;

- Maioria dos jogos RTS são não determinísticos. Algumas ações possuem a chance de dar errado;

- A complexidade dos jogos, relativo a espaço-estado em termos do número de ações possíveis para cada ciclo de decisões são muito elevadas. No Xadrez, estima-se que há 1050 opções de estado, no Poker Texas Holdem cerca de 1080, no Go cerca de 10170, em comparação o número de estados possíveis em um jogo de RTS, como StarCraft, são estimados sejam muitas ordens de magnitude acima dos anteriores;

Desse modo, concluímos que métodos como árvore de busca, utilizados com frequência no xadrez não é uma opção válida, pois requer um refinamento maior no critério de análise das possibilidades de movimentação no mundo fechado dos RTS. Para cada tipo de atividade distinta no jogo RTS veremos que existem diversos tipos de Inteligências aplicadas para diferentes funções no jogo. Quais os métodos mais utilizados em cada atividade? Quais os pós e contras de cada método utilizado? Qual traz resultados ótimos relativo a ter um jogo mais dinâmico?

- Objetivos

- Geral

- Verificar a eficiência dos métodos de IA testando a eficiência deles isolados e combinados, dar suporte para estudos posteriores na produção de ferramentas que possam auxiliar os métodos estudados.

- Específico

- Melhorar o desempenho das Inteligências Artificiais nos jogos RTS;

- Detectar quais os erros mais comuns nos métodos de IA nos jogos RTS;

- Realizar o comparativo entre os métodos de IA utilizados nas diversas partes e fazer um levantamento dos meios ótimos;

- Produzir uma IA refinada capaz de sanar os problemas descritos na Problematização;

- Justificativa

Sem dúvidas a área de Jogos Digitais tem ganhado muito espaço e com isso houve diversos avanços em áreas como Computação Gráfica, Programação de Scripts e na própria Inteligência Artificial.

O Objetivo em Geral do estudo da Inteligência Artificial nos Jogos Digitais é procurar meios para que a população em geral tenha uma experiência mais prazerosa e interessante durante as partidas do jogo de sua preferência. Criando Inteligências capazes de dar o suporte necessário ao usuário ou desafiá-lo com táticas e métodos não tão rotineiros e corriqueiros como costumam ser. Métodos ótimos de IA darão uma maior aceitação e recepção de jogos relativo ao desenvolvimento cognitivo das pessoas e maior diversão em seus momentos de lazer.

Os Jogos RTS de um ponto de vista teórico é um dos gêneros mais desafiadores e complexos atualmente, pois o jogador deve estudar bem suas decisões e analisar as possibilidades ao seu redor para que seu desempenho e chances de vitória aumentem. Podemos analisar algumas Inteligência nesses jogos que são muito boas, mas em casos específicos. Uma IA capaz de derrotar os melhores jogadores de RTS é um grande desafio a ser concluído, pois há demasiados elementos e circunstâncias para serem computados e dar uma resposta ótima.

Como objetivo, uma análise será feita sobre os métodos mais utilizados de IA para as execuções das tarefas específicas do RTS e também um comparativo entre esses métodos, depois realizar o levantamento de dados e assim ver quais tem melhores resultados. Analisando os erros mais comuns nos métodos de Inteligência e quais medidas podem ser tomadas para que estes tenham o desempenho esperado.

O estudo de IA atualmente no Brasil é restrito, fazendo-se necessário muitas vezes realizar o estudo dessa área em outros países. Tal pesquisa vai incentivar a comunidade acadêmica a explorar e investir mais nessa área de pesquisa, impulsionando o mercado de jogos brasileiro e o estudo da IA.

A população terá um acesso maior e mais barato a jogos, uma vez que estes serão produzidos no Brasil. Relativo aos jogos RTS, com inteligências aprimoradas, desenvolverá a capacidade de raciocínio lógico e ajudar a tomar decisões analisando bem o contexto ao seu redor.

- Revisão Bibliográfica

O Campo de Inteligência Artificial aplicado a jogos RTS nos últimos anos tem avançado de forma significativa pois diversas organizações e grupos independentes vem incentivando o desenvolvimento da mesma devido a sua confiança no projeto e perspectiva de futuro no projeto. Como mostrou Otañón:

The field of real-time strategy (RTS) game AI has advanced significantly since Michael Buro’s call for research in this area [1]. Specifically, competitions like the Open Real-Time Strategy (ORTS) Game AI Competition (held from 2006 to 2009), the Artificial Intelligence and Interactive Digital Entertainment (AIIDE) StarCraft AI Competition (held since 2010), and the Computational Intelligence and Games (CIG) StarCraft RTS AI Competition (held since 2011) have motivated the exploration of many AI approaches in the context of RTS AI.[1]

A Inteligência Artificial por ser a etapa final no desenvolvimento, faz com que esse trabalho seja feito de forma rápida e por isso em muitos dos jogos RTS atualmente utilizam scripts que comandam sua forma de “pensar”, mas o seu pensamento é muito previsível, pois os scripts repetem comandos através de uma rotina, por isso se faz necessário a construção de IAs realmente com um poder analítico equivalente ao humano e desse modo torna-se menos previsível. Como constatado por Stene:

The development of a computer opponent for a game requires that most of the game engine has been completed, so AI development is