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Forschungsprojekt 17. Oktober 2017

Künstliche Intelligenz und Games

Game Development und Artifical Intelligence gehören zu den Fachgebieten, die der akademische Mitarbeiter Andreas Stiegler an der Hochschule der Medien (HdM) betreut. Für seine Doktorarbeit hat er beide Bereiche kombiniert: Er entwickelte eine Künstliche Intelligenz (KI) für das Strategiespiel "Hearthstone", damit Solopartien gegen den PC zur Herausforderung werden. Im Interview spricht er über sein Projekt und weshalb die Verbindung von KI und Games nicht selbstverständlich sind.

Entwickelt wurde eine Künstliche Intelligenz für das Kartenstrategiespiel "Hearthstone". (Foto: Screenshot Hearthstone)
Entwickelt wurde eine Künstliche Intelligenz für das Kartenstrategiespiel "Hearthstone". (Foto: Screenshot Hearthstone)

Was war die Motivation für ihre Doktorarbeit?

Stiegler: Ich gehöre zur Generation "Star Trek". Dabei faszinierte mich schon als Kind die Rolle des Androiden Lt. Commander Data, dem Roboter mit leistungsfähigem Gehirn, dessen größter Wunsch es ist, Mensch zu werden. Davon sind wir zwar noch ein gutes Stück entfernt, aber in Betreuung von HdM-Professor Dr. Johannes Maucher, haben wir ein spannendes Projekt entworfen. Das Forschungsprojekt in Zusammenarbeit mit der University of the West of Scotland ist ein Ansatz, um eine Player-Level Künstliche Intelligenz für komplexe Strategiespiele zu entwickeln. Hier hat sich besonders das Trading-Card Game "Hearthstone" angeboten. Spannend ist dabei, dass ich auf einer semantischen Beschreibung des Spiels aufbaue, das heißt die Bedeutung der Spielregeln werden von der Künstlichen Intelligenz erfasst und ausgewertet. 

Passen Spiele und Künstliche Intelligenz zusammen?

Stiegler: Künstliche Intelligenz und die Games-Branche - da ist jahrelang nur wenig passiert, um die Verbindung auszubauen. Zwar sind seitens der Forschung viele wissenschaftliche Voraussetzungen für den Einsatz Künstlicher Intelligenz bei Spielen vorhanden, doch der Informationsfluss zwischen Forschung und Gamer funktioniert nicht. Das liegt vermutlich daran, dass Forscher die Ansprüche der Spiele-Entwickler oft nicht kennen und nicht wissen, worauf es ankommt, damit ein Strategiespiel auch technisch umsetzbar und spannend bleibt: Man kann ja eine beeindruckende Künstliche Intelligenz für ein Spiel entwickeln, aber wenn die nicht auf einem typischen Spiele-PC läuft, bringt das für den Praxiseinsatz leider nichts. Die Spiele-Entwickler wiederum wissen oft nicht, was technisch - und mit welchem Aufwand - möglich ist.

Worin geht es bei Ihrem Forschungsprojekt?

Stiegler: Wer schon öfter gegen einen Computer in einem Game gespielt hat, der kennt das Problem, dass Züge der Maschine sich wiederholen und das Spiel auf einmal eintönig wird. Das gilt auch wenn der Player sich für den Modus "Solo-Abenteuer" im Kartenstrategiespiel "Hearthstone" entscheidet. Die bisherigen Lösungen der Spieleentwicklung basieren zumeist auf den Eingaben von Autoren. Sie geben der Künstlichen Intelligenz die Antworten und Spielzüge als "Prebaking" vor, die sich irgendwann im Spielverlauf dann natürlich wiederholen. Bei meinem Forschungsprojekt wird die Künstliche Intelligenz dynamisch und unvorhersehbarer. Der springende Punkt ist, dass die Künstliche Intelligenz nicht auf Expertenwissen zurückgreifen muss, sondern selbst die Regeln des Spiels versteht und daraus eine Strategie entwickelt. So soll sie zu einer echten Herausforderung, auch für die routinierten Spieler werden.

Worauf haben Sie bei Ihrer Forschungsarbeit Wert gelegt?

Stiegler: Ich ging von drei Hypothesen aus. Erstens: Die Künstliche Intelligenz muss den Sinn einer Strategie hinterfragen können. Zweitens: Die Künstliche Intelligenz sammelt Wissen im Laufe des Spieles. Drittens: Die Künstliche Intelligenz kann aus diesem Wissen eine Entscheidung selbstständig treffen. Ausgehend von diesen drei Hypothesen ist klar: Statt auf die Eingaben von Spieleentwicklern zurückzugreifen erfasst der Computer, was für eine Bedeutung zum Beispiel das Spielen einer Zauberkarte hat. Diese Erkenntnis wird gespeichert und daraus eine dynamische Strategie abgeleitet. Am Ende des Tages hat die Künstliche Intelligenz eine Art "Wikipedia" zur Verfügung, in der sie die Regeln des Spiels nachlesen kann. So ist die Künstliche Intelligenz in der Lage den Gegenspieler immer wieder aufs Neue herauszufordern, auch in unvorhersehbaren Situation.

Wie hat die Branche auf ihre Forschungsarbeit reagiert?

Stiegler: Aus akademischer Sicht hatte ich schon viele spannende Diskussionen und Beiträge. So wurde in einem der bekanntesten Games AI-Journal  "IEEE Transactions on Computational Intelligence and AI in Games" mein Paper "Symbolic Reasoning for Hearthstone" veröffentlicht. Auf Seiten der Spiele-Industrie arbeiten wir gerade an zwei Spielen, die meinen Ansatz verwenden werden.

Wie geht es in der Zukunft mit Ihrer Entwicklung weiter?

Stiegler: Zum einen kann das Konzept meiner Künstlichen Intelligenz auch für andere Spiele langfristig verwendet werden. Zum anderen wäre es vorstellbar, dass die Künstliche Intelligenz nicht mehr nur Gegenspieler, sondern auch Trainer oder Regisseur für Top-Player wird. Gerade betreue Ich zum Beispiel eine interessante Bachelor Arbeit von Julia Naemi Winzer, bei der wir mal ausloten wollen, was die künstlerischen Anforderungen an eine Artifical Intelligence (AI) wären, die live Soundeffekte und Musik für ein Spiel steuert -  so ähnlich wie ein digitaler Dirigent.

 

Das Interview führte Eva Tilgner. 

Kontakt

Name:
Andreas Stiegler  Elektronische Visitenkarte
Funktion:
Akademischer Mitarbeiter
Studiengang:
Medieninformatik (Bachelor)
Fakultät:
Fakultät Druck und Medien
Raum:
Büro (Eingang 3B), Nobelstraße 5 (Nobelstraße 5)
Telefon:
0711 8923-2754
E-Mail:
stiegler@hdm-stuttgart.de

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