El papel de la inteligencia artificial en los videojuegos

Videojuegos e Inteligencia Artificial, una Sinergia Natural en esta Epoca de Cambios del Siglo XXI

¿Qué es un Video Juego?

Aunque para muchas personas el concepto de videojuegos es ya muy conocido en base a su experiencia personal y además observando a los jóvenes de nuestro tiempo (Millenials y Centennials es su mayoría), es importante poder establecer claramente, ¿qué es un videojuego?, ¿qué involucra sus alcances? El Primer Videojuego se puede considerar el Nought and Crosses (Cruz y Cero), también llamado OXO, desarrollado por Alexander S. Douglas en 1952 tal y como se describe en fib.upc.edu. De acuerdo a Wikipedia, “Un videojuego es un juego electrónico en el que una o más personas interactúan por medio de un controlador, con un dispositivo que muestra imágenes de vídeo. Este dispositivo electrónico, conocido genéricamente como «plataforma», puede ser una computadora, una máquina de arcada, una videoconsola o un dispositivo portátil, como por ejemplo un teléfono móvil, teléfono inteligente o tableta. La industria de los videojuegos es una de las principales en el mundo del arte y del entretenimiento”.

¿Qué es Inteligencia Artificial (IA)?

A fin de comprender qué es Inteligencia Artificial (IA), hay que establecer: ¿Qué se entiende por Inteligencia? La inteligencia humana es la facultad de la mente que permite aprender, entender, razonar, tomar decisiones y formarse una idea determinada de la realidad. El Dr. Howard Gardner, de la Universidad de Harvard, establece que “la inteligencia se puede definir como la capacidad de resolver problemas o elaborar productos que sean valiosos en una o más culturas”.

Considerando lo antes descrito, podemos establecer las 4 dimensiones en que Russell y Norvig, 2020 dividen lo que es IA.

Realmente hasta hoy día no se comprende muy bien cómo trabaja el cerebro y la mente humana, por tanto la inteligencia, lo cual hace un poco confuso a las personas; ¿cómo es esto que hay Inteligencia Artificial? Para los efectos de este escrito, tomaremos la definición de la Dra. Elaine Rich:

“El estudio de cómo lograr que los computadores realicen tareas que, por el momento, los humanos hacen mejor”
Rich & Knight, 1991.

Esta definición en nuestra opinión, es lo suficientemente flexible para describir lo que hoy es IA en sus diferentes formas:

  • Procesamiento del Lenguaje Natural
  • Algoritmos de Búsqueda
  • Visión Artificial
  • Representación del Conocimiento
  • Aprendizaje Automático
  • Robótica
  • Muchas áreas más

Lo crucial es que al final, a pesar de los desarrollos tecnológicos, sigue siendo la Persona Humana el centro de todos los sistemas.

¿Cuál es el presente y futuro de la IA?

La inteligencia artificial está impactando el futuro de prácticamente todas las industrias y todos los seres humanos. La inteligencia artificial ha actuado como el principal impulsor de tecnologías emergentes como big data, robótica e IoT y seguirá actuando como un innovador tecnológico en el futuro previsible.

La IA nace en 1950 a partir del artículo seminal de Alan Turing “COMPUTING MACHINERY AND INTELLIGENCE”, donde se promulgan principios, que de hecho algunos no se han cumplido a la fecha, pero se sigue investigando su viabilidad. De los primeros sistemas meramente incipientes de IA se evolucionó a los Sistemas Expertos (una de las tecnologías de IA que se usan en los videojuegos desde hace cierto tiempo) y a las Redes Neuronales Artificiales. Estás ultimas se dejaron de lado temporalmente, pues no existía la tecnología computacional que las hiciera viable pero ahora están más de moda.

A todo esto se añaden los avances en Procesamiento de Lenguaje Natural: ¿cómo entender a los humanos al hablar como el caso de Alexa de Amazon o al escribir?. Ciertamente la Inteligencia Artificial tiene muchas áreas diversas, las cuales al final son todas complementarias pues lo que se busca es emular el comportamiento del ser humano y este es el sistema más complejo conocido con excepción del universo mismo.

Sinergia entre Videojuegos e Inteligencia Artificial, un proceso natural.

La experimentación con juegos fue un área de investigación en IA desde sus inicios. Uno de los primeros ejemplos de IA es el juego computarizado de Nim realizado en 1951 y publicado en 1952. A pesar de ser tecnología avanzada en el año en que se hizo, 20 años antes de Pong (1972 - Atari Corporation), el juego tomó la forma de una caja relativamente pequeña y fue capaz de ganar juegos con regularidad incluso contra jugadores altamente capacitados. Y es que el “juego” es una forma natural en que se expresa el desarrollo de la Inteligencia Humana y por tanto muy conveniente para explorar la Inteligencia Artificial.

En los videojuegos, la IA permite generar comportamientos sensibles, adaptativos o inteligentes principalmente en personajes no jugadores (PNJ). Estos comportamientos son similares a la inteligencia humana. Como lo hemos indicado antes, la inteligencia artificial ha sido una parte integral de los videojuegos desde sus inicios en la década de 1950, ya que se logra producir la ilusión de inteligencia en el comportamiento de un agente electrónico (PNJ) que simula poder pensar, evaluar y actuar con ciertos principios de la optimización y coherencia para cumplir con una meta o propósito

¿Pueden pensar entonces los Personajes No Jugadores (PNJ) en videojuegos? La respuesta es NO, de hecho no existe al día de hoy Inteligencia Artificial que piense o reflexione sobre su propio actuar (algo que los seres humanos podemos hacer aun cuando no lo queramos).

La IA se define en dos ramas fundamentales:

Inteligencia Artificial Débil

: Solo reacciona a través de algoritmos sin realmente saber ¿qué? y ¿por qué lo hace?

Inteligencia Artificial Fuerte: La cual involucra nociones mentalísticas y con ello intencionalidad humana como la conciencia, ésta aún no se ha podido construir aunque es la meta real de IA – quizá con la ayuda de Computación Cuántica.

Para efectos de los Videojuegos (y juegos en general), se emplea entonces Inteligencia Artificial Débil, aquella principalmente representada por la computación simbólica de los sistemas expertos, con representación de conocimiento conocido como Chunks o Paquetes de Conocimiento expresados en Reglas del Tipo IF Then, que permiten evaluar hipótesis sobre el posible siguiente movimiento en base a los hechos o situación del juego, en un momento dado y así tomar decisiones. Adicionalmente a esto, se utilizan lo que se conoce como Árboles de Juego o Búsqueda (Search Trees), que son estructuras de datos de alto rendimiento que permiten representar las diferentes posiciones o estados en que se encuentra el “juego en cuestión”. Donde hay información completa de las posibles acciones del oponente en un momento dado y con ello evaluar de manera recursiva la mejor opción de movimiento; para tomar ventaja al oponente (ejemplos son Ajedrez, GO, Damas Chinas, Cruz y Cero y otros). La meta aquí es buscar un camino donde un PNJ se desplace eficientemente de un punto en un mapa a otro, teniendo en cuenta el terreno, los obstáculos y, posiblemente, "niebla de guerra" (si fuera el caso)

Algunas estrategias computacionales empleadas

Buscadores de Caminos: lleva la IA del punto A al punto B, generalmente de la manera más directa posible con menor costo (donde el costo puede ser distancia, esfuerzo o energía utilizada).

Máquinas de Estado Finito: son algoritmos o autómatas que permiten la transición entre diferentes comportamientos de los personajes.

“Como ejemplo concreto tenemos el método de búsqueda de árboles de Monte Carlo que permite crear obstáculos adicionales que el jugador debe superar. Dependiendo del resultado, selecciona un camino que proporciona el siguiente obstáculo para el jugador. En los videojuegos complejos, estos árboles pueden tener más ramas, siempre que el jugador pueda idear varias estrategias para superar el obstáculo”.

Inclusive en otros juegos se emplean las reglas del Teorema de Bayes de Probabilidad Condicional a fin de pronosticar cuál será el posible resultado de una acción que se tome, sobre todo cuando no se conoce toda la información de lo que puede jugar el oponente (ejemplo Domino, Poker y todo juego con información limitada).

Videojuegos de Combate y la Inteligencia Artificial.

Los videos con categoría de acción, tirador en primera persona o aventura, buscan que se lleve a cabo un buen un nivel de combate. La IA se emplea para que los PNJ reaccionen en forma más humana, o al menos parecerlo. En esta la IA buscará efectos realistas, tales como los sonidos hechos por el personaje o huellas que pudieron haber dejado atrás. Así el jugador puede realmente considerar la manera de acercarse o evitar a un enemigo.

Con el "instinto de supervivencia" la IA puede "mirar" para cubrirse en un tiroteo antes de tomar acciones que podrían dejarla vulnerable ante otros jugadores, tales como la recarga de un arma o lanzar una granada. Sin embargo, todavía hay una necesidad de mejora en este ámbito. A diferencia de un jugador humano, la IA debe ser programada para todos los escenarios posibles. Esto limita seriamente su capacidad para sorprender al jugador (es una IA Débil y por tanto no hay real aprendizaje de las acciones previas).

La IA también está involucrada con el equilibrio de la dificultad del juego, que consiste en el ajuste de la dificultad de un videojuego en tiempo real basado en la habilidad del jugador, proveyendo así la experiencia de realismo.

¿Qué viene en el futuro?

Considero que en el futuro (y de hecho presente) hay muchos elementos de incertidumbre. Es verdad que la Ciencia y la Tecnología están avanzado a un ritmo muy acelerado, sobre todo luego de la Pandemia COVID-19 que aún estamos viviendo. Sin embargo, siempre existe el límite actual de la falta de real conciencia de la IA con lo cual reflexionar sobre su propia acción, no es posible, entonces su proceso de aprendizaje es más a nivel matemático, a través de mecanismos de Aprendizaje Automático (Redes Neuranles Artificiales Profundas), el cual en realidad es opaco para el humano y por tanto muy complejo de mejorar.

Es plausible sin embargo, que el creciente uso de la Computación Cuántica (a la cuál dedicaremos un próximo artículo) permita acercar un poco más las capacidad de IA a lo que el ser humano tiene, pero eso está por verse. Considerando que los Videojuegos son un medio de entretenimiento y aprendizaje, no dudamos que se buscarán estrategias para hacerlos cada vez más reales teniendo el cuidado de los efectos colaterales que puedan ocasionar.

Los invitamos a escudriñar los desarrollos actuales y estudiar las ventajas de la IA en los Videojuegos, pero igualmente los potenciales daños que esto pueda ocasionar a fin de mantener un justo balance. Total, al final la Persona Humana sigue siendo el centro de todo sistema inventado por el hombre.