PAC-MAN, von einer KI nachgebaut

Pacman KI

Vierzig Jahre, nachdem PAC-MAN zum ersten Mal in den Spielhallen Japans Begeisterungsstürme auslöste, wurde der Retro-Klassiker mit Künstlicher Intelligenz neu erschaffen. Entwickelt wurde GameGAN vom NVIDIA Research Team. Es wurde mit 50.000 PAC-MAN-Episoden geschult und produziert eine voll funktionsfähige Version des Spiele-Klassikers ohne eine zugrundeliegende Spiel-Engine.

PAC-MAN ist ein Video- und Arcadespiel, das erstmals am 22. Mai 1980 von Namco in Japan als „Puck Man“ für Arcade-Automaten veröffentlicht wurde und in verschiedenen Varianten für so gut wie alle Betriebssysteme zur Verfügung steht. Der Name leitet sich von der japanischen Lautmalerei paku paku für „wiederholt den Mund öffnen und schließen“ und der Puck-förmigen Gestalt der Hauptfigur her ab. PAC-MAN wurde vom Spieledesigner Tōru Iwatani entworfen, der der Legende nach durch den Anblick einer Pizza, bei der ein Stück fehlte, inspiriert wurde.

NVIDIA ist vor allem für seine leistungsstarken Grafikkarten bekannt, die natürlich bei Gamern besonders beliebt sind. Das Unternehmen betreibt aber auch intensive Forschung auf dem Gebiet der künstlichen Intelligenz. Für ihr neuestes Projekt trainierten die Nvidia-Research-Forscher ein KI-System, welches das Spiel PAC-MAN durch einfaches Zuschauen „nachbaut“.

PAC-MAN von einer KI emuliert
Das leistungsstarke, neue KI-Modell hat das Game ohne Verständnis der grundlegenden Spielregeln mit durchaus überzeugenden Ergebnissen erstellt. GameGAN ist das erste neuronale Netzwerkmodell, das eine Computerspiel-Engine nachahmt, indem es sich sogenannte generative gegnerische Netzwerke (GANs) zunutze macht.

GAN-basierte Modelle bestehen aus zwei konkurrierenden neuronalen Netzen, einem Generator und einem Diskriminator. Mit GAN, das vom amerikanischen Informatiker und Autor Jan Goodfellow (ehem. Google) 2014 erfunden wurde, werden bereits seit Jahren beeindruckende Ergebnisse in vielen KI-Forschungsprojekten erzielt, wie zum Beispiel bei der Synthetisierung von Bildern, aber auch im Kunstbereich.

„Dies ist die erste Forschungsarbeit, die eine Spiele-Engine mit GAN-basierten neuronalen Netzwerken emuliert“, so Seung-Wook Kim, NVIDIA-Forscher

Während ein künstlicher Agent das von GAN generierte Spiel spielt, reagiert GameGAN auf die Aktionen des Agenten und generiert in Echtzeit neue Frames der Spielumgebung. GameGAN kann sogar Spiel-Layouts generieren, die es noch nie zuvor gesehen hat.

KI als Inspiration für Spieleentwickler
GameGAN könnte also von Spieleentwicklern genutzt werden, um automatisch Layouts für neue Spielebenen zu generieren, aber auch von KI-Forschern, um leichter Simulatorsysteme für das Training autonomer Maschinen zu entwickeln. So kann der kreative Prozess bei der Entwicklung neuer Level-Layouts und Charaktere beschleunigt werden. Selbst neue Spiele könnte die KI erfinden.

„All diese Dinge lernt es allein durch Zuschauen“, meint Nvidias Rev Lebaredian, Vizepräsident für Simulationstechnologie, in einem Briefing vor Journalisten im Mai 2020

Die NVIDIA-Forschungsarbeit ist in Zusammenarbeit mit dem Schöpfer von Pac-Man, Bandai Namco, entstanden. Und auch wenn die Arbeit noch nicht perfekt ist und der KI generierte PAC-MAN noch etwas verschwommen wirkt – die Grundlagen sind vorhanden.

PAC-MAN Künstliche Intelligenz

KI gesteuerte Roboter lernen durch Beobachtung
Die Schaffung einer KI, die die Regeln einer virtuellen Welt allein durch das Beobachten von Aktionen erlernen kann, wird dramatische Auswirkungen auf zukünftige Entwicklungen wie z.B.die Programmierung von Robotern haben.

NVIDIA Research beschäftigt mehr als 200 Wissenschaftler weltweit, die sich auf Bereiche wie KI, Computer Vision, selbstfahrende Autos, Robotik und Grafik konzentrieren. GameGAN wurde von Fidler, Kim, dem NVIDIA-Forscher Jonah Philion, dem Studenten Yuhao Zhou von der Universität Toronto und dem MIT-Professor Antonio Torralba entwickelt.

 

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