Da Atari a Doom: come Google sta ridefinendo i videogiochi con l'intelligenza artificiale

L'industria dei videogiochi, oggi vale $347 miliardi, è diventato un attore importante nel mondo dell'intrattenimento, coinvolgendo più di tre miliardi di persone a livello globale. Ciò che è iniziato con titoli semplici come Pong e Space Invaders si è evoluto in giochi più sofisticati come Doom, che ha stabilito nuovi standard con la sua grafica 3D e l'esperienza su console domestica. Oggi, il settore è alle porte di una nuova era, influenzato dai progressi dell'intelligenza artificiale (IA). A guidare questa trasformazione è Google, che utilizza le sue vaste risorse e tecnologie per ridefinire il modo in cui i videogiochi vengono creati, giocati e vissuti. Questo articolo esplora il percorso di Google nella ridefinizione dei videogiochi.

L'inizio: l'intelligenza artificiale per giocare ai giochi Atari

L'utilizzo dell'intelligenza artificiale da parte di Google nei videogiochi è iniziato con uno sviluppo critico: la creazione di un'intelligenza artificiale in grado di riconoscere gli ambienti di gioco e di reagire come un giocatore umano. In questo primo lavoro, hanno introdotto un agente di apprendimento di rinforzo profondo che potesse apprendere strategie di controllo direttamente dal gameplay. Centrale per questo sviluppo era una rete neurale convoluzionale, addestrata usando Q-apprendimento, che elaborava i pixel grezzi dello schermo e li convertiva in azioni specifiche del gioco in base allo stato corrente.

I ricercatori hanno applicato questo modello a sette Atari 2600 giochi senza modificare l'architettura o l'algoritmo di apprendimento. I risultati sono stati impressionanti: il modello ha superato i metodi precedenti in sei giochi e ha superato le prestazioni umane in tre. Questo sviluppo ha evidenziato il potenziale dell'IA per gestire videogiochi complessi e interattivi con nient'altro che un input visivo.

Questa svolta ha gettato le basi per successi successivi, come quello di DeepMind AlphaGo sconfiggendo un campione del mondo di Go. Il successo degli agenti AI nel padroneggiare giochi impegnativi ha da allora stimolato ulteriori ricerche su applicazioni nel mondo reale, tra cui sistemi interattivi e robotica. L'influenza di questo sviluppo è ancora avvertita nei campi dell'apprendimento automatico e dell'AI oggi.

AlphaStar: AI per apprendere strategie di gioco complesse per StarCraft II

Sulla base dei primi successi nel campo dell'intelligenza artificiale, Google ha puntato a una sfida più complessa: Starcraft II. Questo gioco di strategia in tempo reale è noto per la sua complessità, poiché i giocatori devono controllare eserciti, gestire risorse ed eseguire strategie in tempo reale. Nel 2019, Google ha introdotto AlphaStar, un agente AI in grado di giocare a StarCraft II a livello professionale.

Lo sviluppo di AlphaStar ha utilizzato un mix di apprendimento di rinforzo profondo e apprendimento per imitazioneInizialmente ha imparato guardando i replay dei giocatori professionisti, poi ha migliorato giocando autonomamente, eseguendo milioni di partite per perfezionare le proprie strategie. Questo risultato ha dimostrato la capacità dell'IA di gestire complesse partite di strategia in tempo reale, ottenendo risultati pari a quelli dei giocatori umani.

Oltre i singoli giochi: verso un'intelligenza artificiale più generalista per i giochi

L'ultimo progresso di Google segna il passaggio dalla padronanza di singoli giochi alla creazione di un agente di intelligenza artificiale più versatile. Di recente, i ricercatori di Google hanno introdotto SIMA, abbreviazione di Scalable Instructable Multiworld Agent, un nuovo modello di intelligenza artificiale progettato per navigare in vari ambienti di gioco utilizzando istruzioni in linguaggio naturale. A differenza dei modelli precedenti che richiedevano l'accesso al codice sorgente di un gioco o ad API personalizzate, SIMA opera con due input: immagini sullo schermo e semplici comandi in linguaggio naturale.

SIMA traduce queste istruzioni in azioni da tastiera e mouse per controllare il personaggio principale del gioco. Questo metodo consente di interagire con diverse ambientazioni virtuali in un modo che rispecchia il gameplay umano. La ricerca ha dimostrato che l'IA addestrata in più partite offre prestazioni migliori rispetto a quelle addestrate in una singola partita, evidenziando il potenziale di SIMA nel guidare una nuova era di IA generalista o di base per i videogiochi.

Il lavoro in corso di Google mira ad ampliare le capacità di SIMA, esplorando come agenti così versatili e basati sul linguaggio possano essere sviluppati in diversi ambienti di gioco. Questo sviluppo rappresenta un passo significativo verso la creazione di un'intelligenza artificiale in grado di adattarsi e prosperare in diversi contesti interattivi.

AI generativa per la progettazione di giochi

Di recente, Google ha ampliato la sua attenzione dal miglioramento del gameplay allo sviluppo di strumenti che supportano il game design. Questo cambiamento è guidato dai progressi nell'intelligenza artificiale generativa, in particolare nella generazione di immagini e video. Uno sviluppo significativo è l'utilizzo dell'intelligenza artificiale per creare personaggi non giocanti (NPC) che rispondono alle azioni del giocatore in modi più realistici e imprevedibili.

Inoltre, Google ha esplorato la generazione di contenuti procedurali, in cui l'intelligenza artificiale aiuta a progettare livelli, ambienti e interi mondi di gioco in base a regole o modelli specifici. Questo metodo può semplificare lo sviluppo e offrire ai giocatori esperienze uniche e personalizzate a ogni partita, suscitando un senso di curiosità e anticipazione. Un esempio degno di nota è Genio, uno strumento che consente agli utenti di progettare videogiochi 2D fornendo un'immagine o una descrizione. Questo approccio rende lo sviluppo di giochi più accessibile, anche per coloro che non hanno competenze di programmazione.

L'innovazione di Genie risiede nella sua capacità di apprendere da vari filmati di giochi platform 2D anziché basarsi su istruzioni esplicite o dati etichettati. Questa capacità consente a Genie di comprendere in modo più efficace le meccaniche di gioco, la fisica e gli elementi di design. Gli utenti possono iniziare con un'idea di base o uno schizzo e Genie genererà un ambiente di gioco completo, inclusi ambientazioni, personaggi, ostacoli e meccaniche di gioco.

AI generativa per lo sviluppo di giochi

Sulla base di precedenti progressi, Google ha recentemente introdotto il suo progetto più ambizioso, mirato a semplificare il complesso e dispendioso processo di sviluppo di giochi che tradizionalmente richiedeva una codifica estesa e competenze specialistiche. Di recente, hanno introdotto GameNGen, uno strumento di intelligenza artificiale generativa progettato per semplificare il processo di sviluppo dei giochi. GameNGen consente agli sviluppatori di creare interi mondi di gioco e narrazioni utilizzando prompt in linguaggio naturale, riducendo significativamente il tempo e lo sforzo necessari per creare un gioco. Sfruttando l'intelligenza artificiale generativa, GameNGen può generare risorse di gioco, ambienti e trame unici, consentendo agli sviluppatori di concentrarsi maggiormente sulla creatività piuttosto che sugli aspetti tecnici. Ad esempio, i ricercatori hanno utilizzato GameNGen per sviluppare una versione completa di Destino, dimostrando le sue capacità e aprendo la strada a un processo di sviluppo dei giochi più efficiente e accessibile.

La tecnologia alla base di GameNGen prevede un processo di formazione in due fasi. Innanzitutto, un agente AI viene addestrato a giocare a Doom, creando dati di gioco. Questi dati addestrano quindi un modello AI generativo che prevede i frame futuri in base alle azioni e alle immagini precedenti. Il risultato è un modello di diffusione generativa in grado di produrre un gameplay in tempo reale senza i componenti tradizionali del motore di gioco. Questo passaggio dalla codifica manuale alla generazione guidata dall'AI segna una pietra miliare significativa nello sviluppo di giochi, offrendo un modo più efficiente e accessibile per creare giochi di alta qualità per studi più piccoli e singoli creatori.

 Conclusione

I recenti progressi di Google nell'intelligenza artificiale sono destinati a rimodellare radicalmente l'industria del gaming. Con strumenti come GameNGen che consentono la creazione di mondi di gioco dettagliati e SIMA che offre interazioni di gioco versatili, l'intelligenza artificiale sta trasformando non solo il modo in cui vengono realizzati i giochi, ma anche il modo in cui vengono vissuti.

Mentre l'IA continua a evolversi, promette di migliorare la creatività e l'efficienza nello sviluppo dei giochi. Gli sviluppatori avranno nuove opportunità di esplorare idee innovative e offrire esperienze più coinvolgenti e immersive. Questo cambiamento segna un momento significativo nell'evoluzione in corso dei videogiochi, sottolineando il ruolo crescente dell'IA nel plasmare il futuro dell'intrattenimento interattivo.