Виртуальный червь с искусственным интеллектом

Ученые вставили мозг червя в робота Arduino

Несколько лет назад международная группа ученых разместила круглого червя Caenorhabditis elegans внутрь робота, собранного из кирпичиков Lego. Теперь они создали версию, в разработке которой каждый может принять участие. Она представляет собой биологически достоверную модель нейронной сети червя на платформе Arduino Uno.

C. elegans — нематоды, биология которых полностью изучена. Мы знаем все их гены, а их нервная система была исследована множество раз. В 2014 году коллектив ученых проекта OpenWorm записал все связи между 302 нейронами этого червя и смоделировал их в виде компьютерной программы. Целью проекта стало создание виртуального C. elegans.

Суперрастение спасет человечество от голода и изменений климата

Пока эта цель еще не достигнута, но ученым удалось тогда симулировать мозг этого организма, а затем загрузить его внутрь простого робота Lego, эквивалент ограниченных частей тела, имеющихся у червя — сонаров, служащих ему носом, и моторов, заменяющих двигательные нейроны по обеим сторонам его тела. После загрузки виртуальный мозг C. elegans смог взять под свой контроль робота безо всякого предварительного программирования, начал перемещаться, останавливаться перед препятствиями и разворачиваться безо всякой дополнительной помощи, используя только связи, имитирующие мозг червя.

Обратите внимание

Поразительное достижение 2014 года не позволяло, однако, из-за особенностей системы, собрав собственного робота, загрузить в него оцифрованную нейронную сеть круглого червя.

Новый проект с открытым кодом — Nematoduino — использует только 13 542 байта или 42% программной памяти совместимой с UNO платы и 825 байт (40%) SRAM. Остается достаточно места для добавления собственного кода и новых сенсоров.

Также было бы здорово придумать более изящный способ соединения двигательных нейронов с приводами, чем обычные колеса.

Есть и другие особенности, требующие улучшения. Например, стоило бы упростить процесс, запускающий работу отдельных нейронов.

И если это удастся, то в будущем, когда в распоряжении ученых появится более точная карта мозга человека, над которой уже ведется работа, можно будет если не загрузить сознание в компьютер, то, по крайней мере, существенно улучшить искусственные нейронные сети, пишет Science Alert.

Новый ИИ Nvidia создает пугающе убедительные фейковые видео

Разработав полную карту электрической совместимости мозга человека, нейробиологи Пенсильванского университета смогли объяснить связь между передними, височными и средними височными долями, которые отвечают за обработку воспоминаний.

Источник: https://hightech.fm/2017/12/11/nematoduino

Ученые оцифровали мозг червя и загрузили его в робота

Мозг – это не только набор электрических сигналов.

Ученые считают, что если мы сможем узнать абсолютно все о том, как он работает, то, по крайней мере в теории, сможем оцифровать чей-нибудь разум, а затем загрузить его в компьютер, тем самым создав фактически бессмертную цифровую личность, как это было, например, показано в фильме «Превосходство» с Джонни Деппом.

Звучит фантастически, безусловно, но ученые движутся в этом направлении. Если говорить о мозге человека, то мы даже близко к такому уровню не подобрались, однако некоторые успехи продемонстрировала команда международных ученых, которая оцифровала мозг круглого червя Caenorhabditis elegans.

Ученые очень хорошо изучили крошечную нематоду Caenorhabditis elegans. Нам известны все ее гены, а также особенность ее нервной системы.

Важно

Поэтому в 2014 году исследователи в рамках проекта OpenWorm смогли составить карту соединений между всеми 302 нейронами червя и на основе полученных данных создать цифровую версию системы его нейронов.

Основная задача проекта заключалась в полной репликации Caenorhabditis elegans в виде цифрового организма, однако исследователи решили пойти дальше и не только создали цифровую версию мозга нематоды, но еще и загрузили ее в простого робота, созданного из конструктора Lego.

Этот робот фактически является физическим воплощением червя и имеет все необходимые эквивалентные части тела нематоды: сонарный датчик, который действует в качестве обонятельной системы, и набор моторчиков, которые выполняют функцию моторных нейронов червя, с каждой стороны его тела. Удивительно, но без каких-либо заранее внесенных запрограммированных инструкций оцифрованная версия нейронной системы Caenorhabditis elegans действительно способна управлять роботом.

Тимоти Бусбице, учредитель проекта OpenWorm, в свою очередь, выложил на YouTube видео, в котором показана «жизнедеятельность» Lego-червя. Он двигается вперед-назад, останавливается и снова двигается.

Исследователи отмечают, что цифровая симуляция работы мозга червя неидеальна и в некоторых моментах упрощена. Например, ученым пришлось упростить процесс, выступающий триггером для активации искусственных нейронов.

Но факт того, что робот действительно двигается сам по себе, может останавливаться перед препятствием, а затем пятиться назад, используя для этого ничего более, чем просто оцифрованный код, имитирующий работу нейронов мозга червя — выглядит довольно впечатляюще.

Проект OpenWorm продолжает свою работу и является полностью открытым. На его имеются симуляционные модели и визуализация цифровой нематоды. Сейчас исследователи хотят восстановить работу некогда созданного ими iOS-приложения, позволяющего следить за деятельностью цифрового червя (этакий аналог «Тамагочи», только без прямого управления), поэтому ищут людей, готовых им помочь в этом деле.

И все же цифровые черви – это так, забава. Ключевая цель проекта заключается в создании коннектома — описания всех нейронных связей человеческого мозга. В итоге даже если мы не сможем загрузить наши мозги в компьютеры, а всего лишь научимся создавать их симуляционные модели, то даже это внесет существенный вклад в развитие искусственного интеллекта и в целом компьютерных систем.

Источник: https://Hi-News.ru/technology/uchenye-ocifrovali-mozg-chervya-i-zagruzili-ego-v-robota.html

Создан робот Lego с интеллектом червя

Черви аскариды являются своеобразными лидерами в области искусственного интеллекта, что дает возможность смоделировать их мозг с помощью компьютера.

Проект под названием Open Worm объединяет ученых и программистов со всего мира с целью воссоздания общего поведения нематоды (Caenorhabditis elegans) в вычислительной машине.

Open source проект недавно сделал свой первый серьезный прорыв, когда его программное обеспечение, действующее по образу нейронов нервной системы червя, управляло роботом Lego.

Датчики машины, без предварительного программирования, сделали робота способным вести себя аналогично Caenorhabditis elegans, приближаясь и отодвигаясь от препятствия или от пищи.

Разработчики говорят, что через некоторое время Lego робот начнет избегать хищников или искать себе вторую половинку. Это выглядит сегодня несколько фантастично, но искусственный интеллект, как известно, происходит из области научной фантастики.

Нейроны носа червя заменены в роботе датчиком сонара, а моторные нейроны, идущие по обеим сторонам Caenorhabditis elegans, реплицируются на левый и правый двигатели Lego робота.

Данный проект пока ожидает экспертной оценки, а ученые и исследователи остерегаются делать какие-либо смелые утверждения о том, насколько точно движения робота напоминали биологическое поведение червя, но результаты были, тем не менее, впечатляющими.

«Я бы сказал, что мы прошли только 20-30% пути»,- сказал Стивен Ларсон, руководитель проекта.

Совет

Эксперимент направлен на создание цифровой модели червя в виртуальной среде и робота с упругим телом, образованным эластичными мышцами. Пока же робот оснащен колесами и жестким корпусом. В перспективе он будет имитировать червя полностью, вплоть до мышц во всех нужных местах.

Нематоды Caenorhabditis elegans были выбраны из-за простоты их биологической структуры. Но все равно, сложность эксперимента была такой, что команде пришлось сузить проект только до трети нейронов червя.

Цифровая версия червя будет выпущена в интернете в июне этого года, и позволит любому любопытному принять участие в экспериментах.

Ларсон сказал, что концепция open source будет ключом к успеху и позволит достичь быстрого прогресса проекта. В настоящее время в нем участвуют более 60 участников из 15 стран и все они привносят свой уникальный взгляд на проблемы, возникающие в результате исследований.

Проект существует уже 4 года, но наиболее существенных успехов удалось добиться только сейчас.

Источник: http://ftimes.ru/science-it/1088-sozdan-robot-lego-s-intellektom-chervya/

Искусственный интеллект совершил реверс-инжиниринг механизма регенерации плоских червей

8 июня 2015 в 21:14 (МСК) | сохранено8 июня 2015 в 21:14 (МСК)<\p>
Планария удивлена прогрессом в области ИИ / Википедия

Впервые при помощи искусственного интеллекта учёными-биологами было получено решение задачи, над которой они бились более 100 лет. Ими была получена модель, в соответствии с которой плоские черви планарии отращивают утерянные части тела. Это не только первая биологическая модель, полученная искусственным интеллектом, но и в принципе первая подробная модель этого процесса.

Чтобы приблизить мечту человека о выращивании новых органов, учёным требуется понять точный механизм того, как эти органы вырастают у живых организмов.

С одной стороны, более-менее известна роль ДНК и генетических компонентов организмов на молекулярном уровне.

Обратите внимание

С другой стороны, непонятно, как на основании этой информации клетки выстраиваются до нужного размера, формы и ориентации. Такими исследованиями и занимаются в частном университете Тафтса, США.

“Большинство современных моделей регенерации — это диаграммы и генетические эксперименты, из которых видно, какие гены за что отвечают. Отлично — но из этого никак не следует, какую же результирующую форму примет организм. Непонятно, как просчитать, что получится из этого набора генов — дерево, осьминог или человек«,- говорит профессор биологии и директор центра регенерации и эволюционной биологии Тафтса, Майкл Левин.«Большинство моделей показывают некоторые необходимые для этого процесса компоненты, но не показывают, что именно и как влияет на форму. Нам нужны алгоритмы и модели построения организма, которым можно было бы точно следовать и которые бы не были непонятными или двусмысленными. Делаешь по рецепту, и получаешь нужную форму». Левин в соавторстве с Дэниелем Лобо разработали компьютерный алгоритм, который, используя эволюционные вычисления, строит генетические регуляторные сети. Эти сети, постепенно эволюционируя, учатся предсказывать результаты экспериментов, которые были проведены в реальных лабораториях.

Регуляторные генетические сети в клетках представляют собой наборы различных сегментов ДНК, которые взаимодействуют друг с другом опосредованно, и отвечают за генерацию определённых белков. Учёные искали регуляторную сеть, которая бы, будучи исполненной в каждой клетке виртуального червя, привела к тем же результатам, что и лабораторные эксперименты.

Обучаясь на результатах исследований, алгоритм, в конце концов, научился правильно предсказывать результаты лабораторных экспериментов и выдал модель работы регуляторных сетей. В результате, говорит Левин, была получена единственная существующая на сегодня механистическая модель, которая объясняет, как именно генетический код превращается в живого червя.

«Одним из удивительных открытий стало то, что найденная алгоритмом модель не получилась сложной, запутанной и недоступной для понимания человеком.

Напротив, это довольно простая модель, которую легко можно понять,- говорит Левин.

— Всё это демонстрирует тот факт, что ИИ может помогать во всех областях науки — не только в обработке больших объёмов данных, но и в поисках значения этих данных».

Источник: https://sohabr.net/habr/post/380333/?version=104210

Лучший искусственный интеллект в играх, или Почему ИИ — это подделка

Сражаясь с компьютерным противником, часто воображаешь его гораздо умнее, чем он есть на самом деле. Однако стоит приметить оплошность, и иллюзия рассеивается.

Игроманияhttps://www.igromania.ru/https://www.igromania.ru/

Сражаясь с компьютерным противником, часто воображаешь его гораздо умнее, чем он есть на самом деле. Однако стоит приметить оплошность, и иллюзия рассеивается, ведь даже шедевральный искусственный интеллект — это не разум, а хитроумная маскировка его отсутствия. В общем, здесь вам не Westworld.

Мы поговорим о лучших ИИ, встречавшихся в компьютерных играх.

Словосочетание «искусственный интеллект» звучит весомо и даже возвышенно. Представляется нечто загадочное и непостижимое, над чем работают настоящие гуру программирования, владеющие тайными, почти мистическими знаниями. Они наделяют машину способностью думать подобно человеку!

Однако игровой ИИ — это всего лишь набор правил и алгоритмов. Иногда сложных, иногда не очень. В качестве примера возьмём игру «Ним», в которой двое поочерёдно берут предметы из кучек. Или крестики-нолики. В обоих случаях программа сводится к простому алгоритму: компьютер поочерёдно просчитывает все возможные ходы, а затем выбирает наиболее выгодный.

Игру го компьютер осилил с гораздо большим трудом, чем шахматы. Это стало возможно только благодаря последним успехам в области нейросетей.

Читайте также:  Роботы отправятся к марсу

Привычные нам игры, по большей части, ушли недалеко. Скажем, для стратегии в реальном времени самая сложная часть — это алгоритм поиска пути. Чтобы каждый юнит мог передвигаться и обходить препятствия, компьютер непрерывно просчитывает сотни вариантов маршрута и выбирает самый короткий.

А как же противники? Они кажутся сверхмозгом в основном благодаря искусственным преимуществам в ресурсах и возможности управлять всем хозяйством одновременно, остальное суть набор правил вроде атак волнами и последовательности постройки зданий. Опытные игроки хорошо об этом знают и неизменно находят слабые места.

Важно

Nimrod — один из первых компьютеров с графическим интерфейсом. Разрешение его «дисплея» — 4 на 7 точек, то есть 28 лампочек.

Про «Ним» мы вспомнили не просто так — программа, которая могла в ней участвовать, стала первым в истории игровым ИИ.

Её сделали в 1951 году и запускали на разработанном под это дело компьютере Nimrod: «Электронный мозг, который работает быстрее человеческого!» — гласила реклама.

Несмотря на скромные начальные возможности, искусственный интеллект вошёл в игры почти с самого появления компьютеров — намного проще научить машину взаимодействовать с людьми в рамках жёстко заданных правил, чем в реальном мире.

В качестве примера игры с интересным ИИ часто приводят The Sims, ведь чтобы изображать повседневную жизнь людей, компьютер, наверное, должен думать как человек.

Мы видим персонажа, который встаёт с кровати, идёт в туалет, чистит зубы и завтракает.

Но на деле сим не принимает никаких решений, за него «думают» окружающие предметы. Зубная щётка, унитаз и холодильник «рекламируют» себя: они снабжены записями об улучшении разных характеристик.

Еда восполнит четыре единицы голода, раковина — две единицы гигиены, посещение туалета — три единицы мочевого пузыря.

Кажется, что симы всё время о чём-то думают.

Игра умножает каждый из показателей на соответствующие нужды персонажа и пересчитывает всё в очки счастья: чем дольше сим не ходил в туалет, тем больше счастья принесёт ему комната для размышлений.

Учитываются и прописанные персональные предпочтения, и расстояние до объектов. Социальная жизнь строится на том же принципе: когда кому-то из симов «станет скучно», он придёт поболтать — восполнить нужду.

Совет

Чтобы лучше представить себе этот алгоритм, создатель Sims Уилл Райт предлагает вообразить «ландшафт счастья» (happyscape): поверхность, на которой высота означает получаемое на ней количество счастья. Персонаж выбирает любой из ближайших холмов и использует манящий его предмет. Когда нужда будет удовлетворена, холм разглаживается, а сим переходит к покорению следующей вершины.

Иногда подопечные начинают творить откровенную ерунду — всё потому, что разработчики нарочно заложили изъян. Алгоритм берёт верхнюю часть списка нужных действий и выбирает из него случайным образом: сим может сесть смотреть телевизор, проигнорировав позывы мочевого пузыря. Если б персонажи сами отлично справлялись, это не оставило бы работы для игрока — иногда ИИ приходится нарочно портить.

В SimCity (2013) много «фоновых людей», но здесь, в отличие от Sims, они полностью лишены интеллекта: просто ходят на работу и обратно, подобно тому, как в дома поступает вода и электричество.

Порой разработчики пытаются создать ИИ, который действительно моделировал бы работу человеческого мозга, но таких примеров единицы. Наиболее знаменитый из них — игра о питомцах, под названием Creatures.

В 1992 году британский учёный Стив Гранд решил попробовать себя в разработке коммерческого софта. Он предлагал потенциальным инвесторам идею виртуального питомца — мыши, которая жила бы на рабочем столе Windows.

Она должна была постепенно обучаться новым трюкам благодаря заложенной нейросети.

Норнам в Creatures предстоит освоить большой и красивый мир.

Позже идея превратилась в полноценную игру о виртуальных персонажах — норнах.

Пушистое создание вылупляется из яйца, а человек должен помочь ему познать мир: научить каждому слову, повторяя его по много раз и показывая на то, что оно означает, а также заставлять выполнять простейшие действия, поощряя хорошее поведение. Тем не менее норны часто забывают уроки и ошибаются — это и есть огромное достижение разработчиков.

В основе искусственного интеллекта каждого питомца лежит нейросеть из тысячи нейронов, поделённая на кластеры. Каждый кластер выполняет одну из задач: чувства, фокусировка внимания, память и принятие решений. Норны ассоциируют действия с поощрениями и наказаниями и делают обобщения на основе предыдущего опыта, что помогает им действовать в новых условиях.

Общая схема мозга норна.

Поведение норнов регулируется теми же гормонами, что и у живых существ, поэтому они могут жаждать общения и развлечений, равно как чувствовать боль, голод, усталость и так далее, — всё это отражается на балансе химических элементов их крови в специальной консоли.

Каждое действие приходится втолковывать по много раз.

Так должна была выглядеть четвёртая часть Creatures, но до разработки дело не дошло.

Обратите внимание

Есть и другие примеры того, как искусственный интеллект изображает питомца со сложным поведением: вспомним гигантских зверей из Black & White, щеночков из Nintendogs или норовистого Трико из The Last Guardian. Однако имитация развития и обучения по-прежнему остаётся редкостью.

Все жаловались на капризы Трико, но разве не так ведут себя настоящие питомцы?

Вне индустрии компьютерных игр существуют научные проекты настоящей симуляции живых существ.

В рамках проекта OpenWorm (на картинках) учёные воссоздали физическую модель тела круглого червя с тремя сотнями работающих нервных клеток: в виртуальном окружении червь ведёт себя так же, как вёл бы в жизни.

А резонансный Human Brain Project, в который европейское правительство вложило миллиард евро, пытается воссоздать в машине человеческий мозг. Правда, до этого пока очень далеко.

До сих пор мы обсуждали тихие и спокойные игры. Как насчёт шутеров? В них ИИ должен принимать решения не просто на ходу, а на бегу. И пусть здесь компьютерные противники не растут и не развиваются (продолжительность их жизни чаще всего измеряется секундами), но они должны составлять достойную конкуренцию человеку. Или хотя бы не казаться слишком тупыми.

Wolfenstein 3D

В ранних шутерах вроде Wolfenstein 3D и Doom с искусственным интеллектом всё было просто: монстры поворачивались в сторону игрока, бежали к нему и стреляли, как только он входит в комнату, — вот и весь алгоритм. В Quake их поведение уже стало достаточно сложным, чтобы игру начали критиковать за плохой ИИ.

Ом-ном-ном!

Первым же шутером, заслуживающим в этом плане внимания, стал Half-Life. Там были и дружественные персонажи, и сражения, не зависевшие от участия игрока, и прочие нетривиальные вещи. Чтобы сделать мир живым и подвижным, разработчикам из Valve пришлось написать огромное количество скриптов.

Например, совсем недавно обнаружилось, что у персонажей и монстров в Half-Life есть обоняние: свежий труп в течение тридцати секунд испускает запах, и если, например, неподалёку бродит буллсквид, то он непременно прибежит полакомиться. Люди же, проходя мимо, заметят, что пахнет не очень.

Важно

По-настоящему интересное поведение компьютерных противников появилось в игре Halo: к примеру, когда умирает лидер отряда, его подручные могут смекнуть, что дело плохо, и разбежаться. К тому же они стараются действовать сообща, даже зовут друг друга на помощь.

В Halo 2 социальная жизнь солдат ковенанта стала ещё более сложной благодаря системе, что позволяет противникам вовлекать друг друга в действие. Работает это примерно как в Sims: ИИ одного персонажа опрашивает остальных, не готовы ли они помочь, и те соглашаются, если не заняты.

Например, человечек видит проезжающую машину и просит водителя подобрать его. То же касается и диалогов: если два солдата смотрят на что-то одно, они начнут это обсуждать.

Оказалось, что предсказуемость — это очень важно. «Если я подбираюсь к пехотинцу и внезапно на него нападаю, я могу ожидать, что он испугается и убежит.

Будет неправильно, если он будет убегать только в половине случаев, — это помешает игроку строить планы. Мы решили, что действия должны быть предсказуемыми, а их последствия — нет. Пехотинец всегда будет убегать, но куда именно он убежит, игрок не знает», — рассказывает Крис Батчер, программист, отвечающий за ИИ в Halo.

Ещё более интересное поведение демонстрирует армия дьявольски хитрых клонированных солдат из F.E.A.R.. Контекстная информация в ИИ врагов позволяет им не просто действовать сообща, но прикрывать друг друга, прятаться за укрытиями вроде столов и книжных шкафов, открывать двери, выбивать окна, и так далее.

Но даже самый замысловатый ИИ в шутерах умён только при хорошо продуманных уровнях. Немалая часть «мозга» противников опять же заложена в окружение: дизайнеры уровней прописывают выгодные для стрельбы места и точки укрытий.

Ну и конечно, при тестировании выявляются случаи, когда противник выбирает недосягаемую цель и печально упирается в стену. Вот такой вот интеллект!

F.E.A.R.

Разработчики придумывают всё более красивые методы заставить нас думать, что мы имеем дело с равным противником. В компьютерной графике подобный обман называется «дым и зеркала», и точно так же, как компьютеру не под силу реальные оптика и физика, не может он и воссоздать интеллект человека. Приходится идти на уловки.

Впереди тем не менее всё то же непаханое поле. Да, можно обойтись и простыми скриптами — играть всё равно будет весело, но крутой ИИ полностью меняет игровой процесс. Учитывая последние достижения в области нейросетей, можно ожидать не просто улучшения разума противников в играх, но и появления совершенно новых механик.

Вспомним проект DeepMind

Источник: https://www.igromania.ru/article/29712/Luchshiy_iskusstvennyy_intellekt_v_igrah_ili_Pochemu_II-yeto_poddelka.html

Начнёт ли «червь» мыслить?

Сначала учёные досконально изучили тело червя, обладающего простейшими нервами. Затем с помощью компьютера построили его виртуальную модель и воссоздали всю структуру его нервной системы. Сами авторы эксперимента считают его первым шагом на пути к созданию искусственного разума.

…Под микроскопом то дергается, то застывает в неподвижности, то сворачивается клубком прозрачный червячок. Свет от лампочки причиняет ему страдания. Это нематода — самый простой организм, у которого есть нервная система. Но уже есть и виртуальная модель нематоды — «червяк», который живет в компьютере, но тоже всё чувствует — поверхность, по которой ползет, свои мышцы и даже преграду.

Читайте также:  Роботы ero - "пожирающие" бетон

Для ученых, изучающих работу мозга, видео с «червяком» — как голливудский блокбастер. «Червяк» — не герой компьютерной игры, поведение которого запрограммировано заранее. Его действия непредсказуемы, как у живого. Это еще не искусственный интеллект, но уже искусственная нервная система.

Научный сотрудник Института систем информатики СО РАН имени А.П. Ершова Андрей Пальянов рассказывает:

— Вот эти серые конусообразные штуковины символизируют мышцы. 300 нейронов имеет объект и 95 мышечных клеток — все они здесь представлены. А маленькие сферы и соединения между ними — это те самые нейроны.

Сначала ученые построили в виртуальном пространстве тело «червя». Все пропорции соблюдены, даже форма и принцип сокращения мышц такие же, как у настоящей нематоды. Но чтобы это тело оживить, нужно было перенести в компьютер всю структуру нервной системы.

— Все, что светится, — это нервная система, которую мы будем изучать, — поясняет Андрей Пальянов.

Совет

Во флуоресцентном свете видны все нервные клетки нематоды и связи между ними. Их немного, и они давно описаны. Но даже сейчас еще не всю эту информацию смогли перенести в компьютер — слишком сложная работа для нейрофизиологов и программистов.

— Живая нематода включает такие системы, которые мы не можем пока воспроизводить, — это система пищеварения, размножения, деления клеток, — говорит ученый.

Эти молодые ученые из новосибирского Академгородка уже получили известность среди своих коллег в Америке и Европе. Там давно проводятся эксперименты по созданию искусственного интеллекта. Крупные исследователи переносят в компьютеры знания о структуре нейронных связей в человеческом мозге.

— Объем мозга человека — десять в одиннадцатой степени нейронов — это настолько много, что сегодня невозможно представить компьютер, который способен вместить весь человеческий мозг, если бы его удалось оцифровать, — рассказывает Пальянов.

Создатели «червяка» не настолько амбициозны. Да и компьютеры у них не такие мощные. Но, создав пусть простую нервную систему, но зато целую, а не часть, они тоже рассчитывают приблизить человечество к пониманию того, где там, в мозгу, скрывается личность.

Источник: https://vn.ru/news-102951/

Черты «умного» искусственного интеллекта в играх — Gamedev на DTF

Предсказуемость и адаптация под действия игрока.

Марк Браун — автор видеоблога Game Maker's Toolkit, посвященного геймдизайну — разобрался, чем характеризуется хороший искусственный интеллект в видеоиграх и как заставить игрока поверить, что его враги действительно умны. Редакция DTF перевела и расшифровала ролик.

Когда речь заходит о хорошем искусственном интеллекте в играх, все вспоминают одни и те же проекты: F.E.A.R., Halo 2 и первую Half-Life.

Действительно, в них очень умные враги, однако их объединяет ещё кое-что: во всех трёх играх у противников много здоровья и они ведут себя агрессивно. Они всеми силами пытаются выследить и убить игрока.

Благодаря этому искусственный интеллект кажется намного умнее, чем он есть на самом деле.

Разработчики из студии Bungie заметили это ещё во время разработки первой части Halo. Студия провела тест с двумя версиями игры. Искусственный интеллект в обеих был одинаковым, но в одной у врагов были уменьшены количество очков здоровья и урон, который они наносили игроку, а в другой — увеличены. В первом случае лишь 8% игроков называли противников в игре «очень умными», а во втором — 43%.

Но агрессивные враги нужны не каждой игре. К такому выводу пришли и в id Software, во время работы на DOOM (2016). Изначально планировалось, что противники будут бежать на игрока, как только его увидят, но из-за этого пользователям приходилось обороняться. Позднее студия изменила поведение врагов, заставив их стоять на месте некоторое время. Это позволяет игрокам начинать атаку.

Как и всё в геймдизайне, ИИ должен работать на создание опыта, задуманного разработчиками. Поэтому агрессивный искусственный интеллект подходит ксеноморфу в Alien: Isolation, но будет не к месту в Batman: Arkham Asylum.

Хороший ИИ позволяет игроку обманывать себя

Как, например, владельцы магазинов в The Elder Scrolls V: Skyrim, которым можно надеть ведро на голову и обокрасть, или противники в Uncharted, которых игрок может застать врасплох, резко высунувшись из-за укрытия.

В играх серии Far Cry в пользователя могут одновременно стрелять только несколько противников, а в некоторых моментах игр серии Batman: Arkham враги не могут повернуться к игроку лицом, чтобы тому было легче к ним подобраться.

Совет

Вы можете не замечать этих тонкостей, но вы точно почувствуете, если их не будет. Они позволяют сделать игру более честной.

Хороший ИИ сообщает вам, о чем он думает

Чаще всего это реализовано через переговоры между противниками. Например, когда охранники произносят что-то вроде: «Кажется, там кто-то есть». Но искусственный интеллект может передавать свои «мысли» и другими способами: анимацией или конусами зрения.

Из-за этого противники кажутся игроку умнее. Пользователь может не заметить, что ИИ обладает сложной системой принятия решений и навыками наблюдения: например если враг не начнёт вслух подозревать, что какая-то дверь на локации открыта неспроста. Кроме того, такие «маяки» позволяют игроку предугадать действия искусственного интеллекта и спланировать свои собственные.

Хороший ИИ предсказуем

В 2004 году техлид разработки Halo Крис Бучер (Chris Butcher) сказал: «Цель не в том, чтобы создать что-то непредсказуемое. Нам нужен ИИ, который будет последователен, чтобы игрок понимал, как он отреагирует на те или иные действия».

Когда вы играете, вы начинаете понимать, как здесь всё работает. Например — красные бочки взрываются от выстрела. Теперь вы можете использовать это знание себе на пользу. Но такая схема применима и к ИИ.

Обратите внимание

Если отключение генератора заставляет противников отправиться посмотреть на причину неполадки со светом, вы можете спланировать свои действия исходя из этой информации.

Предсказуемость не делает игру легче. В Spelunky действия всех врагов прописаны заранее, поэтому избежать или убить их не составляет труда. Но только до тех пор, пока они не начинают действовать в группе или взаимодействовать с другими персонажами.

Хороший ИИ может взаимодействовать с игровыми системами

В The Legend Of Zelda: Breath of the Wild враги не слепо бегут навстречу игроку, но подбирают оружие, поджигают свои деревянные дубины, пинают бомбы в направлении Линка и даже кидают в него своих соратников. Из-за этого противники также кажутся умнее.

Внедряя ИИ в игровые механики, мы получаем большое количество интересных способов расправы над врагами.

Хороший ИИ реагирует на игрока

Реакция может быть простой, как страх, который испытывают противники в играх про Бэтмена, когда игрок избавляется от их подельников, так и что-то сложное, вроде системы Nemesis в Shadow of Mordor.

В последнем случае орки запоминают столкновения с пользователем. Например, если вы убежите с поля боя, при следующей встрече противник вам это припомнит. Это отличный способ создавать для игрока личные истории.

Реакцией на пользователя может стать и адаптация ИИ его действиям. Она также не обязательно должна быть такой же сложной как в Killer Instinct или Forza. ИИ может следить за игроком так, как это сделано в Metal Gear Solid V: The Phantom Pain.

Здесь искусственный интеллект отслеживает, сколько раз пользователь убил противников выстрелом в голову, как часто проникал на базы незамеченным и в какое время суток он предпочитает осуществлять операции.

ИИ адаптируется, ориентируясь на эти параметры, в результате чего враги начинают носить шлемы и приборы ночного видения или устанавливать ловушки.

Таким образом игра вынуждает пользователя придумывать новые стратегии.

Похожая система реализована и в Alien: Isolation, где ксеноморф получает новые способности так, будто он адаптируется под поведение игрока.

Важно

Одним из самых известных примеров того, как ИИ подстраивается под манеру игры пользователя, можно считать систему «режиссёра» в Left 4 Dead. Она позволяет создать правильное настроение или подогнать игроков, натравливая на них тем больше зомби, чем увереннее пользователи продвигаются вперёд.

Но похожая технология использовалась ещё в Pac-man. В этой игре приведения, порой, прекращают гоняться за игроком и отправляются в один из четырёх углов лабиринта.

У хорошего ии есть цели, помимо убийства игрока

В игре Rainworld противники охотятся и сражаются друг с другом за территорию, поэтому иногда лучше просто обойти их стороной. В S.T.A.L.K.E.R. можно натолкнуться на перестрелки между разными фракциями. Однако эта система не работает за пределами локаций, в которой находится игрок.

В Waking Mars можно создавать целые экосистемы, наблюдая за тем, как одни виды животных и растений взаимодействуют с другими. Такие биомы развиваются даже тогда, когда вы исследуете другие части игрового мира.

Хороший ИИ — это не только враги

Некоторые разработчики мухлюют, делая компаньонов под управлением искусственного интеллекта неуязвимыми, как Элизабет в Bioshock Infinite. Если посмотреть на миссии по сопровождению NPC в других играх, то это решение выглядит мудрым. Но дружественные персонажи могут быть не только беззащитными девочками, которые следуют за игроком.

В The Last Guardian вас сопровождает огромный зверь Трику и он сам может сражаться с противниками. Однако он нервничает, когда поблизости находятся витражи, разбить под силу которые только игроку. Таким образом ИИ работает вместе с пользователем.

В Event[0] разработчики вдохновлялись чат-ботами и дали игроку возможность разговаривать с ИИ, чтобы решать загадки, а в Final Fantasy XV, один из ваших друзей — Промпто — делает фотоснимки по ходу приключения. Это совсем никак не влияет на геймплей, но делает путешествие более личным.

Враги, которые ведут себя глупо, «вырывают» нас из игры, а победа над такими противниками не приносит удовлетворения.

Поэтому разработчикам следует развивать соответствующие технологии и создавать ИИ, в поведение которых будет больше нюансов.

Но важно помнить, что игровой искусственный интеллект — это не только техническая, но и дизайнерская проблема. Каждая игра должна подходить к этом вопросу по-разному.

#технологии #геймдизайн #long

Материал опубликован пользователем. Нажмите кнопку «Написать», чтобы поделиться мнением или рассказать о своём проекте.

Читайте также:  Почему уничтожение человечества станет для искусственного интеллекта невыполнимой задачей?

Написать

Источник: https://dtf.ru/gamedev/8747-cherty-umnogo-iskusstvennogo-intellekta-v-igrah

Искусственный интеллект ещё не изобретён, но им уже пугают

Как говорил один мудрец, трудно искать чёрную кошку в тёмной комнате, особенно если её там нет. То же с искусственным интеллектом — сложно составить представление о том, чего ещё не существует.

Кинематограф и литература успешно справляются со своими задачами по формированию у зрителей и читателей шаблонных образов рукотворного разума. Конечно же, не стоит воспринимать созданные на экране и в прозе образы буквально — всё-таки речь идёт о художественных произведениях, а не о научных исследованиях.

Совет

Однако основных идей, эксплуатируемых киношниками и писателями в данном случае, всего две — вреден будет искусственный интеллект для человечества или, напротив, исключительно полезен.

Учёные, занимающиеся данной проблематикой, рассуждают более тонко — они считают, что искусственный интеллект всё равно рано или поздно будет создан, а уж полярность в этом случае по силам расставить самому человеку.

Рассудит или поработит?

Некоторые сторонники создания искусственного интеллекта считают, что он станет чем-то вроде «барина», который «приедет и рассудит» — то есть подобный разум должен значительно облегчить жизнь его создателям и остальным землянам. Скептики полагают обратное: вот создадим его на свою голову, а он нас самих и поработит — будем у искусственного интеллекта на побегушках до тех пор, пока он не изведет человечество на корню.

Эта точка зрения также продукт менталитета землян — кому как не нам знать о технологии поступательного, бездумного (а нередко и целенаправленного) уничтожения себе подобных, природы, целых видов животных и растений… Есть и ещё один аспект данной проблемы — как ни странно, теологический. Допустит ли Всевышний, Тот, по Чьему образу и подобию все мы созданы, изобретение искусственного интеллекта, не накажет ли безрассудное человечество за то, что осмелилось само творить нечто обладающее разумом?

Допустим, искусственный разум будет иметь массу преимуществ перед человеческим — наверняка, по сути, это будет усовершенствованный компьютер, способный принимать оптимальные решения в максимально короткие сроки.

Но сможет ли он полностью заменить человека? Наверное, нет. Для этого прежде всего самому человеку необходимо познать себя настолько хорошо, насколько это вообще возможно.

А пока значительная часть возможностей человеческого организма вообще не используется — о чём говорить?

Руководство японского автоконцерна Toyota приняло решение инвестировать в разработку проекта AI пятьдесят миллионов долларов. Об этом сегодня утром сообщили средства массовой информации страны восходящего солнца.

Ответственным за инициативу о разработке автомобилей с искусственным интеллектом является доктор Джил Пратт.

Обратите внимание

Именно он предложил оснастить современные транспортные средства системой искусственного ума, якобы это значительно облегчит

Научные работники из Новосибирска, которые пытаются создать живой искусственный организм, рассказали определенные подробности разработки модели нервной системы, созданной на компьютере.

Учеными сделана специальная программа, которая дает возможность воспроизводить реакцию на внешнюю среду нервной системы, а также органов чувств.

Как говорят специалисты, за 5 лет они создали компьютерную модель многоклеточного, хорошо изученного, организма, то есть червя нематоды. Уже существует версия модели нейросетей, которые контролируют

Новозеландские специалисты создали искусственный интеллект на основе биологических нейронных сетей, который полностью имитирует поведение маленькой девочки, которую назвали Baby X.

Искусственная девочка управляется специальными психобиологическими алгоритмами, разработанными учеными.

Данный ребенок может радоваться, грустить, интересоваться окружающей средой и выражать свои эмоции на экране монитора

Источник: http://school9-st.ru/index-344.htm

Искусственный живой червь

Версия для печати
Вернуться к списку
26.11.2011

Источник: Interfax, Обозреватель Вера Широкова

Сибирские ученые создают первый в мире компьютерный аналог живого существа.

“Цель нашего проекта – создать первый в мире виртуальный организм, основываясь на данных о строении реального живого существа”, – рассказал Interfax- Russia.ru руководитель проекта, ученый секретарь Института систем информатики им. А.П. Ершова Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН) Андрей Пальянов.

Создаваемая учеными компьютерная модель живого существа должна стать полным аналогом своего “реального прообраза”, вплоть до того, что она будет полностью повторять его поведение.

Начать исследователи решили с малого, причем в прямом и переносном смысле, – они создают цифровую модель крошечного круглого червя, нематоды, научное название которого C. Elegans. Пока в центре эксперимента простейший организм, но это лишь первый и необходимый шаг на пути к пониманию работы нервной системы.

Конечно, все, кто занимаются подобными исследованиями, надеются в итоге, рано или поздно, разгадать тайну сознания человека. Идея создания искусственного интеллекта уже много лет будоражит умы ученых.

“Сегодня большой интерес представляет собой вопрос о принципиальной возможности копирования, переноса личности человека на другой носитель. По сути, он эквивалентен вопросу о возможности создания искусственного интеллекта.

Существуют принципиально различные точки зрения, и окончательный ответ может быть дан только в случае непосредственного создания такой искусственной системы. В случае с человеком дополнительная сложность состоит в том, что мы не знаем, что такое сознание.

В случае же простейшего организма, такого как нематода, по крайней мере, на первый взгляд, этой проблемы нет”, – пояснил ученый.

“Виртуальным организмом будет управлять электронная копия биологической нейронной сети, точно повторяющая строение своего реального прообраза. На примере нематоды C.

Elegans, вся нервная система которой состоит из 302 нейронов (для сравнения, у человека их около 100 миллиардов), мы хотим выяснить, будет ли электронная копия вести себя так же как и оригинал в широком спектре ситуаций”, – отметил Андрей Пальянов.

Нематоду C. Elegans ученые называют “ключом к проблеме интеллекта”. По словам Андрея Пальянова, нобелевский лауреат 2002 года Джон Сальстон, получивший премию за исследование этого организма, сказал: “Когда мы разгадаем червя – мы поймем жизнь”.

Важно

Крошечный червячок C. Elegans единственный на сегодняшний день организм, который ученые изучили почти досконально: им известен почти весь его коннектом – совокупность нейронов, межнейронных и нейро-мышечных связей, клеток-сенсоров и ряд других важных параметров.

Других столь же изученных организмов более нет. Во многом это связано с удивительно малым размером его нервной системы – у принципиально более сложных животных, таких как моллюски и насекомые, количество нейронов уже измеряется десятками, а иногда и сотнями тысяч.

Совет

“Однако, несмотря на это, никто до сих пор не может объяснить принципов работы нервной системы.

Пока эта проблема остается нерешенной, сложно помыслить успешное движение вперед в плане изучения более сложных организмов, хотя, конечно, хочется надеяться, что этот первый шаг в самой дальней перспективе приведет к возможности создания “электронного мозга”, равного или превосходящего человеческий”, – отметил собеседник Interfax-Russia.ru.

Пока же, по его словам, создание полноценной виртуальной копии нематоды станет фундаментом для изучения нервной системы значительно более сложных существ и позволит существенно расширить возможности проектирования искусственных нейронных сетей. Это очень важно не только для нейробиологов, но и для исследователей, занимающихся проблемами искусственного интеллекта.

Ученые Сибирского отделения РАН “живого” компьютерного червячка пытаются создать с 2007 года.

Сначала они сделали механическую модель тела нематоды – компьютерную модель гибкого каркаса из пружин и точечных масс, снабженную мышечной системой, расположение каждой клетки которой (всего их 95) соответствует реальному биологическому прообразу.

Потом был самый серьезный этап – создание фрагмента нервной системы из нескольких десятков нейронов, отвечающей за управление мышцами, которые могут сокращаться под действием нервных импульсов от моторных нейронов.

Кроме того, исследователи разработали и так называемую модель физического окружения с необходимыми действующими физическими законами. Она необходима для того, чтобы компьютерная нематода могла “жить реальной жизнью”, а исследователи – наблюдать ее поведение. Модель уже “умеет” повторять многие действия живого червя.

“Модель позволяет наблюдать реалистичное поступательное движение вперед и назад, свойственное и настоящей нематоде, а при встрече препятствия – поворот и продолжение движение вдоль него.

Совет

Более сложные движения, а также изменение скорости или направления, повороты, поисковое поведение, реакция избегания раздражителя сейчас достигаются при участии дополнительных сигналов из головного нервного узла, до полноценной работы которого в рамках модели еще далеко”, – рассказывает Андрей Пальянов.

Для того чтобы создать искусственный фрагмент нервной системы, ученые использовали данные, полученные исследователями, оцифровавшими нервную ткань нематоды. Это была отдельная большая работа.

“Тысячи микрофотографий тончайших срезов нематоды, на которых видны не только отдельные клетки, но и органеллы (структуры в клетках растений и животных, которые выполняют определенные функции – двигательную, рецепторную, выделительную и т.д.

– ИФ), клеточные ядра, ионные каналы синапсов (связей нейронных клеток – ИФ), микроструктура отдельных мышечных волокон были отсканированы и введены в компьютер для того, чтобы реконструировать трехмерную структуру каждой клетки нематоды.

Каждая взрослая особь состоит из 959 клеток, из них 302 – это нейроны, 95 – мышцы тела, а количество связей “нейрон-нейрон” и “нейрон-мышца” оценивается примерно в 7 тыс. Каждую такую связь можно увидеть и проследить на детальной трехмерной схеме”, – пояснил руководитель проекта.

Эти данные необходимы для построения динамической модели, в которой все системы связаны и взаимодействуют между собой.

“Рецепторы, отслеживающие внутреннее состояние организма или сигналы из внешнего мира, рано или поздно запустят сигнал “голод” или “опасность”, активируются соответствующие нервные контуры, которые, в свою очередь, запустят соответствующую ситуации двигательную активность – вот уже и проявление “жизни”. А разве у нас не так?”, – отметил Андрей Пальянов.

Если изначально исследование сибирских ученых задумывалось как самостоятельный проект, то теперь он стал частью проекта международного.

“Этой задачей занимались и раньше – первая попытка создания виртуального C. Elegans была предпринята в 2005 году. Но, как правило, это были небольшие коллективы.

Однако в данном случае явно требуется объединение усилий экспериментаторов, теоретиков, специалистов в области нейробиологии, биофизики, компьютерного моделирования, программирования, высокопроизводительных вычислений.

Мы понимали это и с самого начала старались идти на контакт с коллегами по задаче”, – рассказал собеседник Interfax-Russia.ru.

Поэтому, в начале 2011 года коллектив Сибирского отделения РАН по разработке виртуальной нематоды C. Elegans пригласили присоединиться к международному проекту “Open Worm”, объединяющему ученых из США, Италии, Ирландии и вот теперь и России.

Обратите внимание

Руководит проектом исследователь–нейробиолог из Калифорнийского университета (Сан–Диего) Стивен Ларсон. Цель проекта “Open Worm” – разработка детальной, вплоть до клеточного уровня, действующей модели C.

Elegans, включая все системы организма, которая позволит подробно изучить и понять механизмы работы нервной системы этого организма.

Источник: http://www.ras.ru/digest/showdnews.aspx?id=fbf9a389-759d-43ed-8de3-6fe08a2ee23c&print=1

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector