Nvidia が AI を使用して 40 周年を記念してパックマンを再現

Nvidia は本日、ナムコ コインオプの 40 周年記念イベントで、古典的なパックマンを完全にシミュレートするニューラル ネットワークを作成したことを明らかにしました。一見すると、これは大したことではないように聞こえるかもしれません。パックマンは、単純化された静的な環境で行われる比較的単純なゲームなので、AI を使用してルールを学習し、ゲーム ロジックを完全に複製することは困難です。非常に複雑に聞こえます。それが起こっているのではないことを除いて。ここにはエンジン、ゲーム ロジック、ゲームの AI 再現に使用される従来のラスタライザーはありません。代わりに、ピクセルごとのレベルで生成されるすべてのものは、パックマンの動作についてニューラル ネットワークが「知っている」ことに基づいて、ニューラル ネットワークから直接取得されます。このパックマンの演出は基本的に、AI がそうすべきだと「考える」ように実行され、驚くべきことに、それは機能します。

Nvidia は、GameGAN (GAN は「敵対的生成ネットワーク」を意味します) と呼ばれるものに取り組んでいます。これは、ジェネレーターとディスクリミネーターという、互いに作用する 2 つのニューラル ネットワークを使用して機能します。これは、AI が生成したレトロ ゲーム用の高解像度テクスチャ パックの作成など、多くのアプリケーションに広く使用されているのと同じ種類の AI です。

Nvidia の GameGAN の場合、AI は、ゲームが一般的にどのように動作するか、およびユーザー入力が画面上の動作にどのような影響を与えるかを「学習」する前に、50,000 のパックマン ゲームを学習しました。 「これは、GAN ベースのニューラル ネットワークを使用してゲーム エンジンをエミュレートする最初の研究です」と、NVIDIA 研究者であり、このプロジェクトの主著者である Seung-Wook Kim 氏は述べています。 「私たちは、ゲーム内を移動するエージェントの脚本を見るだけで、AI が環境のルールを学習できるかどうかを確認したかったのです。そして、実際に学習できました。」

Nvidia は、人間のプレイヤーに 50,000 ラウンドのパックマンをプレイさせるのではなく、代わりにゲームをプレイできる 2 番目の AI を訓練し、独自の AI レンディションを作成するために必要なデータを GameGAN に提供しました。これには、誰が見てもいくつかの問題がありました。プレイヤー AI はすぐにパックマンのルールを学習し、死亡することなく一貫してゲームに勝つことができました。これは、GameGAN にいくつかの重要なデータ ポイントが欠けていたことを意味します。この点は修正する必要がありました。しかし、プロセスの最後には、GameGAN は、パックマンがどのように動作するか、どのように見えるか、ユーザー入力にどのように反応するか、さまざまなゴーストがどのように異なる行動パターンを示すかを認識するニューラル ネットワークを所有しており、これらすべてを再現することができました。独自のバージョン。

このニューラル ネットワークを実行すると、AI のゲームに関する知識によって各フレームが生成され、各フレームの個々のピクセルに至るまでゲームが開始されます。誤った推論に基づいて小さなレンダリング エラーが発生する可能性がありますが、AI は元のゲームとまったく同じように動作するパックマンを再作成しているとされています。ニューラル ネットワークはリアルタイムで実行され、エンジニアとの電話会議では、新しいフレームが 20 ミリ秒ごとに生成されると言われました (これは 50 fps に相当します)。

Nvidia の研究部門には、パックマンの再現以外にも AI に関する大きな計画があることは明らかです。 GameGAN は、さまざまなレベルで実行されている同じゲームを研究し、独自のステージの生成を開始できるため、開発者の貴重な時間を節約できる可能性があると述べています。 「最終的には、ビデオを見たり、環境内でエージェントが行動するのを見るだけで、運転ルールや物理法則を模倣することを学習できる AI を手に入れることができるでしょう。GameGAN はそのための第一歩です。」 Nvidia トロント研究所所長の Sanja Fidler 氏は次のように述べています。ゲームを超えたアプリケーションは事実上無限であり、完全自律型自動運転車向けの AI への Nvidia の投資はよく知られています。

では、GameGAN AI はどれほど優れているのでしょうか?パックマンは Nvidia のニューラル ネットワークを介してどの程度正しく再現されていますか?プリンの証拠は明らかにテイスティングにあり、同社はAIプレイグラウンドショーケースの一部として今年後半にパックマンAIをリリースする予定だ。それをテストするのが本当に楽しみです。