Este documento describe el desarrollo de una plataforma basada en Unity3D llamada Paintbol para aplicar técnicas de IA en videojuegos. Se presenta el juego Paintbol y su generador de mapas, así como varias IAs de prueba como RandomAI, BasicAI y HeuristicAI. Se realizaron experimentos enfrentando estas IAs entre sí, donde HeuristicAI obtuvo los mejores resultados. El trabajo futuro incluye mejorar la documentación, encapsulación y publicar la plataforma como reto de IA.

1. Applied Intelligence & Data Analysis
http://aida.ii.uam.es
Universidad Autónoma de Madrid
Applied Intelligence & Data Analysis
http://aida.ii.uam.es
Universidad Autónoma de Madrid
Desarrollo de una plataforma basada en Unity3D para la
aplicación de IA en videojuegos
Óscar Manuel Losada Suárez
Víctor Rodríguez Fernández
Cristian Ramírez Atencia
David Camacho Fernández
1

2. Índice
1. Introducción
2. Desarrollo de la plataforma
 Juego
 Generador de mapas
3. Experimentación
 IAs de test
 Resultados de los primeros experimentos
4. Conclusiones y trabajo futuro
2

3. Introducción
3
❖ Investigación de la Inteligencia Artificial en los videojuegos
➢ Creación procedimental de contenido
➢ Test de Turing (Human bots)
➢ Jugadores inteligentes (Foco de este trabajo)

4. Introducción
4
❖ Plataformas de Inteligencia Artificial basadas en videojuegos
➢ Integración y prueba de algoritmos de IA
■ Máquinas de estado, Árboles de comportamiento, algoritmos genéticos...
➢ Competiciones de agentes inteligentes en congresos internacionales
■ IEEE CIG, CEC
➢ Basadas en juegos clásicos
■ Ms. PacMan, Mario AI, Supertux, Starcraft

5. Introducción
5
❖ Objetivo: Desarrollar una nueva plataforma de aplicación de IA
➢ Entorno 3D basado en Unity3D
➢ Juego novedoso y estratégico, llamado Paintbol, con nuevas posibilidades para
la investigación de IA
■ Múltiples agentes
■ Análisis de terreno
■ Cooperación entre agentes independientes
■ Formación de jerarquías

6. Introducción
6
❖ Comparación de la plataforma Paintbol con el estado del arte
➢ Criterios de clasificación basados en el tipo de problema que se plantea a los
agentes inteligentes
■ Conocido/Desconocido, Accesible/Inaccesible, Determinista/No Determinista,
Dinámico/Estático, Discreto/Continuo, Solitario/Multijugador

7. Desarrollo de la plataforma
7
❖ Arquitectura de la plataforma

8. Juego: PaintBol
8
❖ Juego de acción táctica
❖ Entorno 3D
❖ Posibilidad IA vs IA
❖ 2 equipos de 5 jugadores (5
vidas por jugador)
❖ Penalización de 6 segundos
por muerte

9. Juego: PaintBol
9
❖ Sensores
➢ Vista
➢ Oído
❖ Actuadores (acciones):
➢ Movimientos (correr, andar, andar agachado)
➢ Comunicación
➢ Disparo
➢ Ataques en espacios cerrados
➢ Lanzar granadas

10. Juego: PaintBol
10
❖ Puntuación:
➢ Vidas quitadas
➢ Cuerpo a cuerpo
➢ Disparando
➢ Granadas
➢ Con Sigilo
➢ A la cabeza
➢ Muertes múltiples
➢ Fuego amigo
➢ Vidas restantes
➢ Granadas restantes
➢ Puntos por vidas quitadas
➢ Bonus por vida restante
➢ Bonus por granadas restantes
➢ Bonus por puntera
➢ Bonus por variedad

11. Generador de Mapas
11
Diagramas de Voronoi Definición tierra-agua Definición elevación del terreno
Definición ríosDefinición biomas
Definición
humedad

12. Generador de Mapas
12
Construcción de objetos del terreno Distribución de objetos del terreno
Resultado

13. Interfaz gráfica del Juego
13

14. Experimentación
14
❖ IAs de test
➢ Random AI
■ Decisiones pseudoaleatorias
■ rnd1 y rnd2 denotan los 2 valores
aleatorios generados cada turno

15. Experimentación
15
❖ IAs de test
➢ Basic AI
■ Basado completamente en un árbol de
decisión
■ No usa el sistema de comunicación
■ Apenas analiza ruidos

16. Experimentación
16
❖ IAs de test
➢ Heuristic AI
■ Busca a otros aliados y les sigue,
aumentando la probabilidad de
tener superioridad numérica en los
enfrentamientos
■ Tiene en jerarquías entre jugadores
del equipo
● Seguir a líderes
■ Análisis de ruidos
■ Aprovecha el sistema de
comunicaciones del juego

17. Experimentación
17
❖ IAs de test
➢ Heuristic AI
■ Combinación de un behavior tree y
submáquinas de estados a la hora
de definir el estado del jugador en
cada turno
■ Estados posibles
● Pursuing
● Following
● Investigating
● Roaming

18. Experimentación
18
❖ Diseño de los primeros experimentos
➢ 5 enfrentamientos por cada posible emparejamiento de IAs (total 15)
■ RandomAI - BasicAI
■ BasicAI - HeuristicAI
■ RandomAI - HeuristicAI
➢ Los enfrentamientos terminan cuando todos los jugadores de uno de los
equipos se quedan sin puntos de vida
➢ Los enfrentamientos duraron entre 30 y 60 minutos cada uno

19. Experimentación
19
❖ Resultados de los
primeros
experimentos
➢ Los agentes más
elaborados obtienen
consistentemente
mejores resultados
➢ La inmensa mayoría
de muertes se
obtuvieron mediante
disparos

20. Experimentación
20
❖ Resultados de los
primeros
experimentos
➢ Ningún jugador usó
con éxito las
granadas
■ Ausencia de muertes
múltiples y fuego
amigo
➢ Mejoras
■ Ausencia de bonus
por variedad
■ Ausencia de bonus
por disparos a la
cabeza

21. Conclusiones y trabajo futuro
21
❖ Contribuciones y ventajas de la plataforma desarrollada
➢ Entorno 3D (Unity)
➢ Aspectos de la IA enfocados: análisis de terrenos, creación de jerarquías,
sistema de comunicación multi-agente, trabajo en equipo.
❖ Trabajo futuro
➢ Mejora de la documentación
➢ Mejora en la encapsulación y extensibilidad de la API
➢ Publicación como challenge