Polyphony Digital byla nedávno odhalena Gran Turismo Sophienový systém řízení umělé inteligence, který se objeví v Gran Turismo 7. Technologie byla vyvinuta ve spolupráci s 25členným týmem Sony AI s využitím nejnovějších pokroků v oblasti strojového učení. Výzkum týmu byl zveřejněn v Příroda A GT Sophy testovala (a porazila!) některé z nejlepších světových jezdců Gran Turismo Živá událost v Tokiu minulý rok.
Odhalení GT Sophy však vyvolalo téměř tolik otázek, kolik jich zodpovědělo. Jak přesně technologie funguje? Jak bude vlastně integrován? GT7A jaká jsou tam omezení?
Abychom vám pomohli odpovědět na všechny tyto otázky, studovali jsme Příroda Publikace hovořila s tvůrcem série Gran Turismo Kazunorim Yamauchi a ředitelem Sony AI America Peterem Wurmanem v exkluzivním rozhovoru. Tohle jsme se naučili.
Jak Sophie vlastně funguje
Jako „hráč“ Sophie vidí virtuální prostředí Gran Turismo jako statickou mapu s levou, pravou a středovou linií definovanou jako 3D body. Dráha před Sophy je rozdělena na 60 rovnoměrně rozmístěných segmentů, přičemž délka každého segmentu se dynamicky vypočítává podle rychlosti vozidla. Každý klip představuje přibližně 6 sekund cesty v jednom okamžiku.
Sophy má také přístup k určitým informacím o tom, co auto dělá ve svém prostředí, včetně 3D rychlosti, úhlové rychlosti, zrychlení, zatížení každé pneumatiky a úhlu prokluzu pneumatiky. Zná také postup vozidla po dráze, sklon povrchu koleje, směr vozidla k ose koleje a přední hrany. Sophy je hrou upozorněna, pokud se vozidlo dostane do kontaktu s výchozími hranicemi tratě nebo jede mimo ně.
Pokud jde o ovládací prvky, Sophy má přístup pouze ke vstupům zrychlení, brzdění a řízení vlevo/vpravo. Tyto vstupy může modulovat pouze s frekvencí 10 Hz, tedy zhruba každých 100 milisekund. Nemá přístup k řazení, kontrole trakce, vyvážení brzd ani žádným jiným parametrům běžně dostupným pro lidské hráče.
Tyto proměnné prostředí a omezené vstupy jsou předloženy Sophii a ona pak začne pracovat. Pomocí pokročilých algoritmů „strojového učení“ prohání cestu znovu a znovu. Je to „odměněno“ – sportovně – tím, že objedete trať v co nejkratším čase, a „potrestáno“ – opět ve sportovním slova smyslu – pokud se dotknete zdí nebo jiných aut nebo vyjedete mimo hrací plochu.
„GT Sophy byla vyškolena pomocí posilovacího učení,“ vysvětlil ředitel Sony AI America Peter Wehrmann. „V podstatě jsme jí dali odměny za to, že udělala pokrok na trati nebo předjela jiné auto, a pokuty za to, když opustí trať nebo narazí do jiných aut. Abychom se ujistili, že se naučila, jak se chovat v soutěžních závodních scénářích, zapojili jsme dealera spoustu různých závodních situací s několika různými typy protivníků. S dostatečným tréninkem, pomocí pokusů a omylů, se dokázal naučit, jak zacházet s jinými auty. Mezi tím, že je dostatečně agresivní, abyste si udrželi jízdní linii, byla velmi tenká hranice. příliš agresivní a způsobující nehody a dostávat sankce“.
Worman dále popsal nejnáročnější výzvy při skutečném zpracování dat. Nejtěžší bylo přijít na to, jak tyto informace co nejefektivněji prezentovat neuronovým sítím. Například pomocí pokusů a omylů jsme zjistili, že nakódování přibližně 6 sekund blížící se trati bylo dostatečnou informací pro GT Sophy, aby se mohla rozhodnout o svých jízdních liniích,“ vysvětlil. agent, který byl agresivní a zároveň sportovní.“
To vše Sophy dělá v reálném čase na skutečném systému PlayStation 4 se speciální edicí Gran Turismo Sport který hlásí požadovaná polohová data a přijímá řídicí vstupy přes síťové připojení. Sophy kód spouštějí servery, které komunikují s PlayStation přes síť. Aby se proces urychlil, Sophy ovládá 20 vozů, které se pohybují po trati současně. Výsledky jsou ukládány do serverů vybavených čipy NVIDIA V100 nebo A100 a GPU na úrovni serveru navržených pro zpracování dat AI a strojového učení.
Je důležité si uvědomit, že tento druh výpočetního výkonu je potřeba pouze k „vytvoření“ Sophy, nikoli k jejímu spuštění. Proces strojového učení nakonec vede k „modelům“, které lze následně implementovat na skromnějším hardwaru.
„Sophy learning se zpracovává paralelně s výpočetními prostředky v cloudu, ale pokud právě implementujete již získanou síť, pak je místní PS5 více než dost,“ vysvětlil Kazunori Yamauchi. „Tato asymetrie výpočetního výkonu je obecným rysem neuronových sítí.“
V čem je Sophie jiná
AI v závodních hrách byla vždy jakousi „černou skříňkou“. Herní vývojáři jen zřídka diskutují o tom, jak to vlastně funguje, ale je to důležitá součást závodních her, se kterou komunikují všichni hráči. Byli jsme zvědaví, abychom se dozvěděli více o tom, jak umělá inteligence Gran Turismo fungovala v minulosti a čím je Sophy tak odlišná.
Jak nám ukázal Kazunori Yamauchi, proces strojového učení poskytuje Sophy více pravidel chování, než dokážou vymyslet lidští programátoři, ale tato strategie má také své nevýhody.
Yamauchi-san vysvětluje: „Umělá inteligence byla dosud založena na pravidlech, takže v zásadě funguje jako program ‚když-pak‘.“ Ale bez ohledu na to, kolik takových pravidel je přidáno, nedokáže zvládnout jiné podmínky a prostředí než ty specifikované. Na druhou stranu Sophy v rámci své síťové vrstvy generuje obrovské množství implicitních pravidel, se kterými si lidé nemohou poradit. Díky tomu jsou schopni se přizpůsobit různým podmínkám a prostředí. Ale protože jsou tato pravidla implicitní, znamená to, že není možné, aby se naučili „specifické chování“, které by bylo jednoduché pro AI založenou na pravidlech. „
Jak by se Sophie objevila Gran Turismo 7
Ačkoli Sophy byla vyvinuta v průběhu několika posledních let pomocí Gran Turismo SportTechnologie se poprvé objeví ve skutečnosti Gran Turismo 7 V budoucí aktualizaci hry. Oznámení Kazunoriho Yamauchiho bylo lehké na detaily, takže jsme se ho s nadšením zeptali.
„Je možné, že se Sophie objeví před hráčem ve třech podobách,“ vysvětlil Yamauchi-san. „Jako učitel, který hráče učí jízdu, student, který se od hráčů učí sportovnímu chování, a jako kamarád, který s ním závodí. Nevylučoval bych možnost nastavení Spec B, kde je hráč ředitelem závodu a Sophie je řidič.“
Sophy lze také použít jako nástroj ve hře samotné. „V zásadě je možné použít Sophy pro nastavení BOP,“ dodal Yamauchi. „Pokud to bylo jen o sladění časů na kolo různých vozů, lze to udělat hned. Ale protože nastavení BoP není jen o časech na kolo, nenecháme to všechno na Sophii, ale určitě to pomůže vytvořit BoP.“ .“
Sophie se stále učí
Jakmile byla Sophy odhalena, byli jsme zvědaví dozvědět se více o jejích omezeních. Tým Sony AI si je plně vědom toho, jak se může Sophy zlepšit, a samotná technologie je stále aktivně vyvíjena.
Například v současné iteraci je Sophy trénována na konkrétních cestách ve specifických podmínkách, ale tým očekává, že se technologie dokáže přizpůsobit. „Tyto verze GT Sophy byly trénovány na specifických kombinacích tratí vozidla,“ vysvětlil Warman. „Zlepšení jízdních výkonů prodejce na stejné úrovni s úpravami výkonu vozidla je součástí naší budoucí práce. Tato verze GT Sophy také nebyla vyškolena na ekologické rozdíly, ale očekáváme, že technologie budou za těchto podmínek fungovat i nadále.“
Když Sophy debutovala jako super řidička schopná porazit nejlepší světové hráče Gran Turismo, okamžitě se objevily otázky a obavy ohledně její schopnosti přizpůsobit se méně konkurenceschopným lidským řidičům.
Podle Petera Wehrmanna se Sophy umí přizpůsobit tím, že bude jezdit doslova jako novější řidič, než jen uměle zpomalovat. „Je to také součást naší budoucí práce,“ vysvětlil ředitel Sony AI America. „Naším cílem je vytvořit faktor, který ve „pomalém“ režimu jede jako méně zkušený řidič, spíše než aby byl nějakým způsobem handicapován, jako je svévolné zrychlování nebo zpomalování v rozporu s fyzikou.“
Prvotním cílem Sony AI bylo vyvinout rychlejší a konkurenceschopnější AI, na které pak mohli stavět a vyvinout univerzální nástroj, díky kterému by byla hra zábavnější pro všechny. „Naším cílem v tomto projektu bylo ukázat, že dokážeme vytvořit agenta, který může závodit s nejlepšími hráči na světě. Naším konečným cílem je vytvořit agenta, který dokáže hráčům všech typů poskytnout vzrušující závodní zážitek,“ zdůraznil Warman.
Více informací
Výzkum a vývoj, který se týká dnešních videoher – zejména her Gran Turismo – jsou obvykle chráněny jako obchodní tajemství. Díky tomu je transparentnost vývoje Sophy osvěžující a pro zájemce neuvěřitelně cool.
Pokud byste se chtěli ponořit hlouběji a dozvědět se více o vnitřním fungování Sophy, můžete si přečíst celý recenzovaný dokument ve vydání z 10. února 2022 Příroda Vědecký časopis. Článek a shrnutí K dispozici ke stažení s předplatným. Volný přístup k PřírodaInformujte se u místní knihovny nebo univerzity.
O Sophy se určitě ještě dozvíme více GT7Vyšla 4. března 2022. A jako obvykle budeme každou novinku bedlivě sledovat, jakmile bude odhalena. Zůstaňte naladěni!
Podívejte se na další články o Gran Turismo Sophy a Kazunori Yamauchi.
„Obhájce Twitteru. Zombie fanatik. Hudební fanoušek. Milovník cestování. Webový expert. Pivní guru. Kávový fanatik.“
