Curso teórico-práctico sobre Inteligencia Artificial para Videojuegos (IAV) basado en el modelo de propone Ian Millington en su libro, impartido en la Universidad Complutense de Madrid.

1. Inteligencia Artificial
para Videojuegos
Decisión
Máquina de estados

2. ● A menudo los personajes de videojuego
están haciendo siempre lo mismo
○ Hasta que ocurre algo que les hace cambiar
○ Ej. Patrullan y patrullan… hasta que encuentran al
avatar del jugador y entonces: comienzan a pelear
Máquina de estados 2
Motivación

3. ● La máquina de estados decide según el
conocimiento externo (como el árbol de
decisión) pero también según el interno
○ ¡Junto con la
guionización, es la
técnica de decisión más
utilizada en la industria!
Máquina de estados 3
Motivación

4. ● De nuevo, los fantasmas de Pac-Man (1980)
tienen las primeras máquinas de estados de
la historia (codificadas “a fuego”) que
“parecen inteligentes”
● Llevan décadas usándose
○ Golden Axe (1989) fue
pionero en tener enemigos
que corren y te rodean, con
una máquina de estados
Máquina de estados 4
Hitos históricos

5. ● Las máquinas de estados se sofisticaron y
popularizaron con los bots del género FPS
○ Entonces eran cruciales, había poco juego online
○ Se combinaban con otras técnicas como anotar
escenarios con puntos de ruta y de acción, usar
mallas de navegación, etc.
Máquina de estados 5
Hitos históricos
Quake 3 Arena
(1999)
Unreal Tournament
1999
etc. * Lenguaje Quake-C

6. ● También llamada máquina de estados
finitos, son el modelo más flexible y
popular del comportamiento en juegos
○ La toma de decisiones reside en las transiciones
Máquina de estados 6
Máquina de estados
FINITE STATE MACHINE (FSM)
STATE MACHINE

7. ● Muy a menudo, cuando
hay prisa por optimizar
se recurre a soluciones
ad hoc como una
máquina de estados
codificada “a fuego”
○ Decidir con lo básico:
switch (= ifs) y enumerados
Máquina de estados 7
Máquina de estados
HARD-CODED
FSMs

8. Máquina de estados 8
Pseudocódigo

9. Máquina de estados 9
Pseudocódigo
Espacio = O(1)
Tiempo = O(m)
donde m es el número de
transiciones por estado

10. ● Interfaces del estado y de la transición
Máquina de estados 10
Pseudocódigo
* Acciones DURANTE, ANTES y DESPUÉS del estado...

11. ● A menudo los estados son estructuras que
se leen de fichero y sus transiciones se
generalizan a combinación de condiciones
Máquina de estados 11
Transiciones generalizadas
*¡Tendrás que programarte lo
que es una condición lógica!

12. Máquina de estados 12
Pseudocódigo

13. Máquina de estados 13
Pseudocódigo

14. ● Se usa tanto para decisión de agentes
racionales, como para implementar el bucle
de juego o el flujo de los menús
Máquina de estados 14
Múltiples usos

15. ● Si tenemos el típico
agente inteligente que es
un robot limpiador, su
máquina de estados admite variantes
○ No determinista
■ Ej. Aleatoria
○ De estado múltiple
○ …
○ Jerárquicas
■ Para reducir tamaño
y reutilizar código
en ciertos casos
Máquina de estados 15
Variantes
HIERARCHICAL
FSM (HFSM)

16. ● Se usan las máquinas de estados jerárquicas
si el agente puede recibir interrupciones
○ Ej. Alarma que hace que interrumpa su patrulla
○ ¡La implementación de transiciones se complica!
● Pueden combinarse
con árboles de decisión
○ Precisamente
sustituyendo las
transiciones condicionales
por árboles de decisión
Máquina de estados 16
Máquina de estados jerárquica

17. ● Así se implementan las “interrupciones” en
máquinas de estados (Ej. nivel de energía)
Máquina de estados 17
Máquina de estados jerárquica

18. ● Versión mejorada con una máquina de
estados jerárquica (estados con subestados)
Máquina de estados 18
Máquina de estados jerárquica
H* señala el “subestado histórico”
por dónde empezará el estado,
aunque al salir, se recordará el
último subestado en el que estuvo

19. ● Máquina de estados jerárquica con una
transición que cruza la jerarquía
Máquina de estados 19
Máquina de estados jerárquica

20. ● ¿Cómo se define un estado aquí?
A. Por sus acciones y sus transiciones
B. Por sus acciones de entrada y de salida
C. Por sus acciones de entrada, salida y de estado
D. Por sus transiciones
● Desarrolla tu respuesta (en texto libre)
Máquina de estados 20
Participación

21. ● de Byl, P.: Finite State Machines
https://learn.unity.com/project/finite-state-machin
es-1
● Millington, I.: Artificial Intelligence for Games. CRC
Press, 3rd Edition (2019)
● Unity: Introduction to Visual Scripting
https://learn.unity.com/project/introduction-to-vis
ual-scripting
● Unity: Script Machines and State Machines
https://docs.unity3d.com/Packages/com.unity.visua
lscripting@1.8/manual/vs-graph-machine-types.html
Máquina de estados 21
Más información

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