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.
Фото: Пресс-центр СамГТУТаким образом, будущие программисты осваивают способы создания самоорганизующихся и эволюционирующих информационно-технических систем, подобных биологическим. Колония муравьев — 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, Артем 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. Все 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 муравьев. Игровая сессия заканчивается победой муравьев, если они сумели перетаскать все яблоки в муравейник, или победой пауков, если они уничтожили всех муравьев. 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 муравьев и пауков. Пользователь может настраивать радиус обзора муравьев, скорость пауков или массу яблок. При сборе яблок энергия муравьев может возрастать, пауки же "подзаряжаются", поедая муравьев.
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 "Муравьев 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".
