Студенты Самарского политеха разработали компьютерную игру на основе мультиагентных технологий

Студенты кафедры «Информатика и вычислительная техника» создали интерактивное пособие по работе эмерджентного (от английского emergent - «всплывающий» или «вспыхивающий») искусственного интеллекта (ИИ) в виде игровой среды «Муравьи против пауков». В основе игровой механики - мультиагентные технологии, которые позволяют взаимодействовать программным роботам (агентам) в едином виртуальном мире. Таким образом, будущие программисты осваивают способы создания самоорганизующихся и эволюционирующих, информационно-технических систем, подобных биологическим. Колония муравьёв — яркий пример такой системы в живой природе. В одиночку муравьи почти беспомощны, но вместе они способны противостоять разным угрозам и решать сложные задачи. По сюжету игры муравьи объединяются в группы, чтобы перетащить яблоки в муравейник и защититься от пауков.

В составе команды разработчиков – студенты второго курса Роман Гуськов, Никита Лебедев, Марк Кандеев, Артём Тавкевич, Виталий Шишенков под руководством доктора технических наук Петра Скобелева, кандидата технических наук Владимира Ларюхина и аспиранта Дмитрия Новичкова. Они создали программу, которая показывает принципы работы эмерджентного ИИ. Смысл в том, что отдельные программные агенты изначально довольно просты. Всё кардинальным образом меняется, когда роботы начинают взаимодействовать для достижения общей цели, кооперируясь и конкурируя друг с другом. Происходит «вспышка» искусственного интеллекта, дающая совершенно неожиданный результат. Этот процесс наглядно показывает игра «Муравьи против пауков».

Каждому из игровых агентов (муравей или паук) можно дать имя, настроить поведение и цели, которые будет выполнять. Муравьи объединяются в группы, перетаскивают яблоки, убегают от пауков и формируют защитные сообщества, а пауки нападают и поедают муравьёв. Игровая сессия заканчивается победой муравьёв, если они сумели перетаскать все яблоки в муравейник, или победой пауков, если они уничтожили всех муравьёв. Пользователь же, предварительно настроив параметры, наблюдает за тем, как один искусственный интеллект сражается с другим.  

Программа умеет представлять игровые ситуации в виде графиков, которые отображают активность муравьёв и пауков. Пользователь может настраивать радиус обзора муравьёв, скорость пауков или массу яблок. При сборе яблок энергия муравьёв может возрастать, пауки же «подзаряжаются», поедая муравьёв. 

Вообще,  разработка наших студентов - это аналог настольной игры «Жизнь», в котором игроки управляют жизненными сценариями, попутно анализируя влияние игровых стратегий на результат. Чтобы играть в «Муравьёв против пауков», специальной подготовки не требуется. Пользователь просто наблюдает за запущенным процессом.

Сейчас игра доступна на компьютере с операционной системой  Windows. Ребята планируют доработать игровую среду, добавить новые задачи, новых агентов и создать веб-версию.

Кроме этого, планируется сделать платформу-полигон, на которой студенты в рамках соревновательного процесса смогут программировать и дорабатывать коллективный интеллект разных колоний муравьев,  запускать сражения между этими колониями, чтобы сравнить, какая окажется сильнее.

Владимир Ларюхин, кандидат технических наук:

- Последние три года на кафедре мы активно внедряем эмерджентный искусственный интеллект и мультиагентные технологии в образовательный процесс. Студенты изучают то, что в дальнейшем пригодится им для работы с беспилотными автоматизированными системами (БАС), которые автономно решают целевые задачи, аналогично муравьям, взаимодействующим с пауками. Также, искусственный интеллект используется для создания промышленных мультиагентных систем управления ресурсами предприятий и сложных социотехнических систем. 

Фото пресс-службы Самарского политеха.