Inteligencia Artificial para Videojuegos

La inteligencia artificial es una disciplina importante dentro del desarrollo de videojuegos. Gracias a ella es posible contar con personajes creíbles y comportamientos complejos en los videojuegos actuales.

Los grandes bloques a tratar serían:

1. Introducción
2. Percepción y movimiento
3. Navegación
4. Decisión
5. Evaluación y coordinación
6. Cuestiones avanzadas

Material docente

Federico Peinado, profesor en la Universidad Complutense, ha impartido varios años esta asignatura en el Grado en Desarrollo de Videojuegos. Las diapositivas del curso 2021-2022 están disponibles libremente entre todas las que ha compartido en SlideShare. Puedes descargar un fichero ZIP con todas ellas aquí mismo:

Durante los cursos 2017-2018 y 2018-2019, junto a sus alumnos, realizaron también una transcripción de los apuntes de clase para establecer las bases de este proyecto de aprendizaje de la Wikiversidad.

Proyecto final

Para evaluar la asignatura se realiza una prueba final en forma de proyecto individual de tema libre, a elegir por el alumno en consenso con el profesor, y se evalúa de forma similar a las prácticas.

Como ejemplo, estos son algunos temas que han escogido los alumnos para realizar el proyecto final de la asignatura:

• Resolutor automático de El Trenecito, minijuego de El profesor Layton y la llamada del espectro. Consiste en conducir trenes por las vías para que atraviesen todas las estaciones, reponiendo combustible en algunos puntos.
• Simulador de coches de choque en una feria. Consiste en conducir estos coches evitando ser golpeado y tratando de golpear a otros para sacarlos de la pista.
• Controlador para un juego del género Tower Defense, tipo Plantas vs. Zombies. Consiste en recolectar recursos y desplegar una serie de unidades en el escenario para tratar de resistir los ataques enemigos y acabar destruyendo al contrario.
• Controlador para el juego Rodent Rundown de Wii Party. Consiste en perseguir a un ratón en un laberinto para arrebatarle una llave y poder así salir del mismo, antes que lo haga tu rival.
• Simulador de vida social tipo Los Sims. Consiste en personajes que comen, duermen, pasan al baño, trabajan se divierten de forma autónoma, interactuando entre ellos y con el escenario.
• Jefe final en un juego de combate tipo Sekiro: Shadows Die Twice. Consiste en un enemigo con capacidad de esquivar tus ataques y atacarte adaptándose al escenario.
• Controlador para un juego del género de la estrategia en tiempo real con niebla de guerra, tipo Age of Empires. Consiste en enviar tropas a recoger recursos o a combatir, mientras se intenta defender una base.
• Simulador de camarero en una cafetería de una ciudad turística. Consiste en tomar nota, servir y cobrar a los clientes que van llegando, antes de que se cansen de esperar y se marchen.
• Simulador de terreno con dinosaurios tipo Parque Jurásico. Consiste en tener varias especies con distintos comportamientos agresivos o sociales entre sí, estableciendo una cadena alimentaria.
• Controlador automático para el juego de cartas del Póker. Consiste en tomar decisiones sobre las apuestas a realizar en cada ronda.
• Generador de mazmorras para juegos del género rogue-like. Consiste en construir un complejo de estancias y pasillos, con enemigos repartidos por todo el nivel.
• Personaje acompañante del jugador en el FPS Microgame de Unity. Consiste en una mascota que te sigue y te ayuda también a descubrir a los enemigos y vencerlos.
• Controlador automático para un juego de mesa de estrategia como Hannibal. Consiste en replicar el juego sin multijugador, pero con un oponente que tome decisiones solo.

También puede ser interesante partir de microgames o plantillas de juego en Unity, para añadirles IA.

Referencias

Bibliografía básica recomendada en la asignatura, especialmente Artificial Intelligence for Games de Ian Millington. Los enlaces indican que hay ejemplares disponibles para los alumnos de la universidad.

• Aversa, D.: Unity Artificial Intelligence Programming. Add powerful, believable, and fun AI entities in your game with the power of Unity. Packt Publishing, 5th Edition (2022)
  GitHub – PacktPublishing/Unity-Artificial-Intelligence-Programming-Fifth-Edition: Unity Artificial Intelligence Programming – Fifth Edition, published by Packt (también hay repositorio de la cuarta edición de 2018, libro digital UCM, publicada junto a Sithu Kyaw, A. y otros)
  https://www.davideaversa.it/ (su web personal)
• Millington, I.: Artificial Intelligence for Games. Taylor & Francis Group (3rd Edition 2019, libro digital UCM)
  GitHub – idmillington/aicore: Now obsolete code accompanying the first (2005) edition of the book «Artificial Intelligence for Games» (Repositorio obsoleto)
• Palacios, J.: Unity 2018 Artificial Intelligence Cookbook. Packt Publishing, 2nd Revised edition (2018, libro digital UCM)
  GitHub – PacktPublishing/Unity-2018-Artificial-Intelligence-Cookbook-Second-Edition: Unity 2018 Artificial Intelligence Cookbook – Second Edition, published by Packt
• Russell, S., Norvig, P.: Artificial Intelligence: A Modern Approach. Pearson Education Limited, 4th Global Edition (2021). Tenemos libro digital UCM de la tercera edición.
  https://aima.cs.berkeley.edu/
  https://github.com/aimacode/

Más información

Más bibliografía recomendada e información para completar.

• Buckland, M.: Programming Game AI by Example. Jones and Bartlett Publishers (2004)
• Champandard, A.: AIGameDev.com Youtube Channel
  https://www.youtube.com/channel/UCciyXw05pnBeuGpUZJ4wscQ 
• Champandard, A., Kreuger, L.: AI Game Development: Synthetic Creatures with Learning and Reactive Behaviors. New Riders Publishing (2003)
• Cossu, S.M.: Beginning Game AI with Unity: Programming Artificial Intelligence with C#. Apress (2021, libro digital UCM)
  GitHub – Apress/beginning-game-ai-unity: Source Code for ‘Beginning Game AI with Unity’ by Sebastiano Cossu
• DeLoura, M. et al.: Game Programming Gems (Series 2000-2010)
• de Byl, P.: The Beginner’s Guide to Artificial Intelligence (Unity 2022). Udemy (2022)
• GDC: Game Developers Conference (Charlas de programación en IA)
  https://www.youtube.com/c/Gdconf 
• González-Calero, P.A., Gómez-Martín, M.A.: Artificial Intelligence for Computer Games (2011)
• Magnusson, J: GameDev Pensieve, sobre distintos temas de desarrollo e IA para videojuegos
• Rabin, S.: AI Game Programming Wisdom (Series 2002-2008)
• Rabin, S.: Game AI Pro: Collected Wisdom of Game AI Professionals (Series 2013-2017)
  https://www.gameaipro.com 
• Rabin, S.: Game AI Pro 360: Guide to Architecture. Taylor & Francis Group (2019)
• Rabin, S.: Game AI Pro 360: Guide to Character Behavior. Taylor & Francis Group (2019)
• Rabin, S.: Game AI Pro 360: Guide to Movement & Pathfinding. Taylor & Francis Group (2019)
• Rabin, S.: Game AI Pro 360: Guide to Tactics and Strategy. Taylor & Francis Group (2019)
• Roberts, P.: Artificial Intelligence in Games. CRC Press (2022)
  Artificial Intelligence in Games – 1st Edition – Paul Roberts – Routl (routledge.com) (con material para el estudiante)
• Shaker, N., Togelius, J., Nelson, M.J.: Procedural Content Generation in Games. Springer (2016)
• Tecnologería: RUN (Entrevistas a programadores de IA)
  https://tecnologeria.com/run
• Thompson, T.: AI and Games & AI and Games++
  https://www.youtube.com/user/tthompso
  https://www.youtube.com/channel/UCFiZI2f2E43t3KERLew_TBg
• Wagner, B.: Effective C#: 50 Specific Ways to Improve Your C#. Addison-Wesley Educational Publishers Inc, 3rd Edition (2016)
• Wagner, B.: More Effective C#: 50 Specific Ways to Improve Your C#. Addison-Wesley Educational Publishers Inc, 2nd Edition (2017)
• Yannakakis, G.N., Togelius, J.: Artificial Intelligence and Games. Springer (2018, libro digital UCM)

Unity ofrece una extensa plataforma de aprendizaje sobre su entorno de desarrollo y Microsoft tiene también un buen sitio web para C#.

Lista de congresos, competiciones y eventos industriales que aborden específicamente la cuestión de la Game AI, Inteligencia Artificial para Videojuegos:

• AAAI Conference on Artificial Intelligence and Interactive Digital Entertainment lleva funcionado desde 1999 -eso sí, con otros nombres- hasta el último que se ha celebrado en 2024.
• AIGameDev, estuvo funcionando de 2008 a 2015, lo llevaba Alex J. Champandard y su mujer Petra, y llegó a promover un evento cuyo último nombre es Nucl.ai Conference.
• AI Utopia and Dystopia: How Artificial Intelligence and Games Are Shaping Futures fue organizado por la Games Ground, feria berlinesa del videojuego, en colaboración con la Foundation for Digital Games Culture de Alemania, en 2024.
• Analytics and AI in Gaming, parece que lo hicieron en Dubai en 2023.
• Artificial Intelligence and Games, sexta escuela de verano ya.
  AI and Games Conference, nuevo congreso de 2024 y seguramente tendrá versión en 2025, con la marca del famoso canal de YouTube de Tommy Thompson.
• Game AI North sólo se celebró en octubre de 2017 en Copenhague.
• Game AI Summit lleva realizándose muchos años como parte de la GDC (-2025)
• Game On no es sólo de IA en juegos, pero empezó a funcionar en 2003, aunque hubo un parón de varios años y en 2018 se ha vuelto a retomar anualmente.
• IEEE Conference on Games (COG) ha tenido evento en 2024 y en 2019 fue en Londres. Anteriormente se llamaba IEEE Symposium on Computational Intelligence and Games (CIG).
• Nucl.ai Conference tenía un potente enfoque industrial pero sólo se hizo en 2015 y 2016; antes se llamaba Game/AI Conference y empezó en Paris (2010), además de hacerse también una vez en Viena.