PředmětyPředměty(verze: 978)
Předmět, akademický rok 2025/2026
   Přihlásit přes CAS
Umělá inteligence pro počítačové hry - NAIL139
Anglický název: Artificial Intelligence for Computer Games
Zajišťuje: Katedra softwaru a výuky informatiky (32-KSVI)
Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
Platnost: od 2025
Semestr: zimní
E-Kredity: 5
Rozsah, examinace: zimní s.:2/2, Z+Zk [HT]
Počet míst: neomezen
Minimální obsazenost: neomezen
4EU+: ne
Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: angličtina
Způsob výuky: prezenční
Garant: doc. RNDr. Tomáš Dvořák, CSc.
Vyučující: Adam Dingle, M.Sc.
doc. RNDr. Tomáš Dvořák, CSc.
Mgr. Peter Guba
Mgr. David Šosvald
Neslučitelnost : NAIL122, NAIL134
Záměnnost : NAIL122, NAIL134
Je neslučitelnost pro: NAIL134
Je záměnnost pro: NAIL134
Anotace -
Předmět je zaměřen na pokročilé techniky umělé inteligence, které mohou být použity na implementaci široké škály chování, od navigace složitého terénu po ovládání jednotek ve strategických hrách běžících v reálném čase. Důraz je kladen na příklady z praxe.
Poslední úprava: Holan Tomáš, RNDr., Ph.D. (16.05.2025)
Cíl předmětu -

Získat přehled o algoritmech a přístupech běžně používaných v různých typech her.

Poslední úprava: Holan Tomáš, RNDr., Ph.D. (16.05.2025)
Podmínky zakončení předmětu -

Předmět je zakončen úspěšným složením zkoušky a získáním zápočtu.

Ke složení zkoušky není nutné získat zápočet.

K získání zápočtu se požaduje aktivní participace na cvičení a implementace vybraného algoritmu prezentovaného v rámci přednášky.

Poslední úprava: Dvořák Tomáš, doc. RNDr., CSc. (16.05.2025)
Literatura -

ADIL, Khan, et al. State-of-the-art and open challenges in RTS game-AI and Starcraft. International Journal of Advanced Computer Science & Applications, 2017, 8.12: 16-24.

BROWNE, Cameron B., et al. A survey of Monte Carlo tree search methods. IEEE Transactions on Computational Intelligence and AI in games, 2012, 4.1: 1-43.

CHURCHILL, David, et al. Starcraft bots and competitions. In: Encyclopedia of Computer Graphics and Games. Cham: Springer International Publishing, 2024, pp. 1742-1759.

COULOM, Rémi. Efficient selectivity and backup operators in Monte-Carlo tree search. In: 5th International Conference on Computer and Games. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2006, pp. 72-83.

FIORINI, Paolo; SHILLER, Zvi. Motion planning in dynamic environments using velocity obstacles. The International Journal of Robotics Research 17.7 (1998): 760-772.

GOLDBERG, Andrew V; HARRELSON, Chris. Computing the shortest path: A* search meets graph theory. SODA '05: Proceedings of the Sixteenth Annual ACM-SIAM Symposium on Discrete Algorithms, pp. 156 - 165.

HARABOR, Daniel; GRASTIEN, Alban. The JPS pathfinding system. Proceedings of the International Symposium on Combinatorial Search. Vol. 3. No. 1. 2012.

ONTANÓN, Santiago, et al. RTS AI problems and techniques. In: Encyclopedia of Computer Graphics and Games. Cham: Springer International Publishing, 2024, pp. 1595-1605.

ORKIN, Jeff. Three states and a plan: the AI of FEAR. In: Game Developers Conference. San Jose, California: CMP Game Group, 2006. p. 4.

RABIN, Steven (ed.). Game AI Pro: Collected Wisdom of Game AI Professionals. CRC Press, 2013.

REYNOLDS, Craig W. Steering behaviors for autonomous characters. In: Game Developers Conference, vol. 1999, pp. 763-782. 1999.

RUSSELL, Stuart J.; NORVIG, Peter, 2020. Artificial Intelligence: A Modern Approach (4th Edition). Pearson. ISBN 978-0134610993.

SILVER, David, et al. Mastering the game of Go without human knowledge. Nature 550.7676 (2017): 354-359.

SILVER, David, et al. A general reinforcement learning algorithm that masters chess, shogi, and Go through self-play. Science 362.6419 (2018): 1140-1144.

ŠUSTR, Z., et al. MetaCentrum, the Czech Virtualized NGI. In: EGEE Technical Forum. 2009.

ŚWIECHOWSKI, Maciej, et al. Monte Carlo tree search: A review of recent modifications and applications. Artificial Intelligence Review, 2023, 56.3: 2497-2562.

VAN DER BURG, Jur; LIN, Ming; MANOCHA, Dinesh. Reciprocal velocity obstacles for real-time multi-agent navigation. 2008 IEEE International Conference on Robotics and Automation. IEEE, 2008.

Poslední úprava: Dvořák Tomáš, doc. RNDr., CSc. (18.05.2025)
Metody výuky -

V rámci přednášek a cvičení budou prezentovány různé algoritmy a případové studie. Studenti budou mít za úkol implementovat některé z probíraných algoritmů a v týmu navrhnout vlastní implementací AI pro hru dle vlastního výběru.

Poslední úprava: Dvořák Tomáš, doc. RNDr., CSc. (16.05.2025)
Sylabus -
  • Architektury agentů, reprezentace stavů hry, forward model
  • Navigace: steering, velocity obstacles, hledání cest, JPS, A*, oboucestný A*, A* varianty, navigation mesh, way-points
  • Výpočty na gridu, optimalizace parametrů
  • Plánovací metody: goal-oriented action planning, hierarchical task networks
  • Monte Carlo Tree Search a jeho úpravy pro různé typy her
  • Strojové učení ve hrách, AlphaZero
  • Výzvy umělé inteligence v real-timeových strategických hrách a jejich možná řešení

Poslední úprava: Holan Tomáš, RNDr., Ph.D. (16.05.2025)
 
Univerzita Karlova | Informační systém UK