Acción coordinada

Inteligencia Artificial
para Videojuegos
Evaluación y coordinación
Acción coordinada

● Hasta ahora, hemos hablado mucho de
Evaluación, pero si hay varios agentes,
necesitamos Coordinación (entre ellos... y
con el jugador)
Acción coordinada 2
Motivación

● Por enésima vez, hablamos de Pac-Man
(1980), porque los fantasmas comparten un
ritmo y dependen unos de otros (aunque no
haya “coordinación” explícita)
● Dragon Quest IV (1990)
introdujo la opción “Tactics”
para asignar ciertas rutinas
de combate a tus NPCs
compañeros, y coordinarlos
manualmente de ese modo
Hitos históricos

● Los RTS ya dijimos que necesitan usar
muchas técnicas de IA (y en tiempo real)
○ Quizá algo más evaluación, que coordinación
● Y también tenemos FPSs
como Half-Life (1998) o
Medal of Honor (1999) donde
los enemigos ya se
coordinaban para eliminarte
○ Ej. Uno corre para pasarte,
rodearte y atacar desde el flanco
(versión 3D de aquel famoso arcade Golden Axe)
Hitos históricos

● En la segunda década del siglo XXI hemos
visto IAs cada vez más cooperativas
○ No sólo enemigos que se coordinan entre ellos, sino
NPCs y escuadrones enteros que responden al
liderazgo implícito en las acciones del jugador
○ Algunas IAs reciben órdenes
explícitas (Tom Clancy's
Rainbow Six, Ryse: Son of
Rome…), otras identifican
la intención del jugador y
actúan en base a eso para
apoyarle...
¡son los llamados NPCs compañeros! Acción coordinada 5
Hitos históricos

● Vamos a hablar sobre la táctica de la acción
grupal, y ya no sólo de la individual
○ Personajes autónomos que coordinan sus acciones
(con alguna técnica centralizada, o dejando que
“emerja” la cooperación)
○ O bien obedecen órdenes explícitas del jugador, o
incluso que interpreten sus intenciones
Acción coordinada
COORDINATED ACTION

● Pueden plantearse sistemas de IA multicapa
○ Poner una IA no sólo tras cada NPC (capa inferior)
sino también tras cada grupo, o tras cada ejército
entero (capas superiores)
■ Cada capa decide, navega o realiza movimientos
a su nivel (controle grupos o individuos)
■ Para simplificar, el NPC con más limitaciones se
toma como “cuello de botella” del grupo
(heurística segura)
IA multicapa
MULTI-TIER AI

● El desplazamiento en grupo que vimos era
una especie de movimiento grupal
● La navegación grupal también existiría,
sería la normal… pero ensanchando los
“pasillos” del escenario
○ En cuanto a info. táctica, los valores de la peor
unidad (= cuello de botella) se usan para el grupo
○ Ej. Análisis del terreno con gradiente y proximidad
IA multicapa

● El sistema multicapa requiere mecanismos
de comunicación entre capas
○ La decisión última de un agente
suele ser individual, pero
considerando las
órdenes simples recibidas
■ Objetivos, info táctica
de zonas a evitar...
○ Ej. Si el movimiento
grupal detecta un atasco,
podría necesitar mandar
un aviso de alarma
IA multicapa
* En general se
envían órdenes de
arriba a abajo…
aunque también
circula alguna
información de
abajo a arriba
TOP-DOWN APPROACH vs.
BOTTOM-UP APPROACH

● El sistema multicapa requiere buenos
mecanismos de gestión de ejecución
○ Algo más sofisticados, como un sistema jerárquico
de programación de tareas para ejecutar los
comportamientos en el momento y en el orden
adecuados... ¡y sólo cuando sean necesarios!
IA multicapa
SCHEDULING

● Incorporar al jugador puede frustrar, si este
contradice las órdenes “grupales” de la IA
○ Podemos modificar el sistema multicapa para que
el jugador sea quien da las órdenes principales
IA multicapa
* Acompañar al
jugador es difícil y
el escenario a veces
se diseña para
evitar que los NPCs
puedan hacer otra
cosa distinta :-D

● Si permitimos órdenes explícitas del
jugador, puedes simplemente sustituir la IA
de la capa superior por el jugador
○ Ej. Juegos RTS
○ En SOCOM (2002) se dan
órdenes algo interpretables
(defender un sitio, fuego
de cobertura, etc.) mientras
que en Full Spectrum Warrior
(2004) puedes controlar con
precisión agentes a bajo nivel
(similar a los RTS, más fácil)
IA multicapa

● En ocasiones se consigue que aparezca
cooperación emergente entre NPCs
○ Simplemente tomando decisiones que tienen en
cuenta a sus compañeros de grupo
○ ¡Es fantástico cuando ocurre, pues no hace falta
ninguna capa con IA táctica por encima!
Cooperación emergente
EMERGENT COOPERATION

● Máquina de estados jerárquica para una
escuadra militar (4 soldados)
○ “Aparentan” coordinarse… y si perdiésemos a uno,
la misma técnica seguiría funcionando bien
Ejemplo

● La escalabilidad será reducida si se tienen
muchos modos distintos de comportamiento
○ Ej. Los comportamientos de direccionamiento
escalan mejor que las máquinas de estados
○ Hay que evitar que salgan “oscilaciones” rápidas de
un estado a otro... a veces basta con dejar algo de
histéresis (tiempo entre cambios de estado)
○ Lo mejor es que sólo parte del
sistema sea emergente, para que
esta parte sí pueda escalar
realmente

● La predictibilidad empeora con la
emergencia y con ello el hacer pruebas
○ Lo emergente es divertido, sí… pero lo cierto es
que lo que suele emerger son comportamientos de
grupo casi siempre… estúpidos
○ Cuando todo es impredecible o hay muchos
interbloqueos, se acaba por meter alguna capa de
IA por encima, diseñada
explícitamente para no perder
del todo el control

● Por último, una manera muy creíble de
realizar acciones grupales es guionizándolas
● Estos guiones predefinidos usan
○ Cambios de estado, sin acciones de personajes
○ Animaciones, a veces de varios personajes a la vez
○ Acciones de alto nivel, generalmente órdenes
tácticas de la IA para provocar movimientos
(comportamientos de direccionamiento)
○ Acciones compuestas, varias acciones
a la vez
○ Acciones en secuencia, varias acciones
en serie
○ ... Acción coordinada 17
Acciones grupales guionizadas
SCRIPTING GROUP ACTIONS

● Ej. Fútbol
americano
○ Sin sincronizar
los guiones,
las “jugadas
ensayadas”
no podrían
funcionar
Ejemplos

● Para sincronizar hace falta añadir al menos
estas 2 acciones especiales para coordinarse
(no hacen falta condicionales, bucles…)
○ Envío de señales a otros personajes
○ Espera de señales que llegarán de otros personajes
○ Si se confunden las señales (porque se mandan
demasiadas a la vez, etc.) se puede usar un sistema
de paso de mensajes más elaborado, donde se
especifique el destinatario, por ejemplo
Acciones grupales guionizadas
SIGNAL
WAIT

● Existe abundante documentación militar
histórica y actual (OTAN, Defensa EEUU…)
● De hecho se usan
en las propias
guías tácticas
de videojuegos
como CS:Go
o ARMA
Ejemplos

● Guión con el que una escuadra
militar toma una estancia al asalto
○ Suele tener partes específicas (Ej. sólo funciona
con equipos de 4 miembros) y otras genéricas (Ej.
se adapta a la forma de la habitación)
Ejemplos
Paso 1 Paso 2
Paso 3
Paso 4 (en
posición)
Posición final adaptable a la
habitación
* Esto es del U.S. Army Field Manual 3-06.11:
Combined Arms Operations in Urban Terrain

● ¿Cómo funciona la IA multicapa?
A. Enviando órdenes de abajo a arriba
B. Tienen IA los personajes y los grupos de personajes
C. Navegando con el mejor miembro del grupo
D. Integrando al jugador como un agente más
● Desarrolla tu respuesta (en texto libre)
Participación

* Excepto el contenido multimedia de terceros autores
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www.federicopeinado.es
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