Polyphony Digital è stato recentemente rivelato Gran Turismo Sophieun nuovo sistema di guida di intelligenza artificiale che apparirà in Gran Turismo 7. La tecnologia è stata sviluppata in collaborazione con il team di 25 persone di Sony AI, utilizzando gli ultimi progressi nell’apprendimento automatico. La ricerca del team è stata pubblicata in natura E GT Sophie ha testato (e sconfitto!) alcuni dei migliori piloti di Gran Turismo del mondo Evento dal vivo a Tokyo l’anno scorso.
Tuttavia, la rivelazione di GT Sophia ha sollevato quasi tante domande quante risposte. Come funziona esattamente la tecnologia? Come sarà effettivamente integrato? GT7E che tipo di restrizioni ci sono?
Per aiutare a rispondere a tutte queste domande, abbiamo studiato natura La pubblicazione ha parlato con il creatore della serie Gran Turismo Kazunori Yamauchi e il direttore di Sony AI America Peter Wurman in un’intervista esclusiva. Questo è ciò che abbiamo imparato.
Come funziona effettivamente Sophie
In qualità di “giocatore”, Sophie vede l’ambiente virtuale di Gran Turismo come una mappa statica, con le linee sinistra, destra e centrale definite come punti 3D. La pista davanti alla Sophy è divisa in 60 segmenti equidistanti, con la lunghezza di ogni segmento calcolata dinamicamente dalla velocità del veicolo. Ogni clip rappresenta circa 6 secondi di viaggio alla volta.
Sophy ha anche accesso a determinate informazioni su ciò che l’auto sta facendo nel suo ambiente, tra cui velocità 3D, velocità angolare, accelerazione, carico su ogni pneumatico e angoli di slittamento degli pneumatici. È inoltre a conoscenza dell’avanzamento del veicolo lungo la pista, della pendenza della superficie della pista, della direzione del veicolo rispetto alla linea centrale della pista e dei bordi anteriori. Sophy viene avvisata dal gioco se il veicolo entra in contatto o viaggia al di fuori dei confini del percorso predefinito del gioco.
In termini di controlli, la Sophy ha accesso solo agli input di accelerazione, frenata e sterzo sinistro/destro. Può modulare questi ingressi solo a una frequenza di 10 Hz, o all’incirca ogni 100 millisecondi. Non ha accesso al cambio marcia, al controllo della trazione, al bilanciamento dei freni o ad altri parametri normalmente disponibili per i giocatori umani.
Queste variabili ambientali e input limitati vengono presentati a Sophie, che quindi inizia a lavorare. Utilizzando algoritmi avanzati di “apprendimento automatico”, guida il percorso più e più volte. Viene “premiato” – sportivamente – girando per la pista nel minor tempo possibile, e “punito” – sempre in termini sportivi – se si entra in contatto con muri o altre vetture o si esce dai limiti.
“GT Sophy è stata addestrata utilizzando l’apprendimento per rinforzo”, ha spiegato Peter Wehrmann, direttore di Sony AI America. “In sostanza, le abbiamo dato ricompense per i progressi lungo la pista o per aver superato un’altra macchina e sanzioni per quando lascia la pista o si schianta contro altre auto. Per assicurarci che imparasse a comportarsi in scenari di gara competitivi, abbiamo messo la concessionaria in molte situazioni di gara diverse con diversi tipi di avversari. Con abbastanza pratica, attraverso tentativi ed errori, è stato in grado di imparare a gestire altre auto. C’era una linea molto sottile tra essere abbastanza aggressivi da mantenere la tua linea di guida ed essere troppo aggressivo e causando incidenti e ottenendo sanzioni”.
Worman ha continuato descrivendo le sfide più difficili nell’elaborazione effettiva dei dati. La parte difficile è stata capire come presentare queste informazioni alle reti neurali nel modo più efficiente. Ad esempio, attraverso prove ed errori, abbiamo scoperto che la codifica di circa 6 secondi di pista in arrivo era un’informazione sufficiente per consentire alla GT Sophy di prendere decisioni sulle sue linee di guida “, ha spiegato. “Un’altra grande sfida è stata bilanciare i segnali di ricompensa e punizione per produrre un agente che era allo stesso tempo aggressivo e sportivo. “il buono”.
Sophy fa tutto questo in tempo reale, sulle vere PlayStation 4 con un’edizione speciale di Gran Turismo Sport che riporta i dati di posizione richiesti e accetta input di controllo su una connessione di rete. Il codice Sophie viene eseguito dai server che comunicano con le PlayStation sulla rete. Per accelerare il processo, Sophie controlla 20 auto che viaggiano in pista contemporaneamente. I risultati vengono inseriti in server dotati di chip NVIDIA V100 o A100 e GPU a livello di server progettate per elaborare dati di intelligenza artificiale e machine learning.
È importante notare che questo tipo di potenza di calcolo è necessaria solo per “creare” Sophy, non per eseguirla. Il processo di apprendimento automatico porta alla fine a “modelli” che possono quindi essere implementati su hardware più modesto.
“Sophy learning viene elaborato in parallelo con le risorse informatiche nel cloud, ma se stai semplicemente implementando una rete già acquisita, la PS5 on-premise è più che sufficiente”, ha spiegato Kazunori Yamauchi. “Questa asimmetria della potenza di calcolo è una caratteristica generale delle reti neurali”.
In che modo Sophie è diversa
L’IA nei giochi di corse è sempre stata una specie di “scatola nera”. Gli sviluppatori di giochi discutono raramente di come funziona effettivamente, ma è una parte importante dei giochi di corse con cui tutti i giocatori interagiscono. Siamo stati curiosi di saperne di più su come l’IA di Gran Turismo ha funzionato in passato e cosa rende Sophie così diversa.
Come ci ha mostrato Kazunori Yamauchi, il processo di apprendimento automatico fornisce a Sophy più regole di comportamento di quelle che i programmatori umani possono escogitare, ma questa strategia ha anche i suoi svantaggi.
Yamauchi-san spiega: “Finora l’intelligenza artificiale è stata basata su regole, quindi funziona fondamentalmente come un programma ‘se-allora’”. Ma indipendentemente dal numero di regole aggiunte, non può gestire condizioni e ambienti diversi da quelli specificati. D’altra parte, Sophie genera un’enorme quantità di regole implicite che gli esseri umani non possono gestire, all’interno del suo livello di rete. Di conseguenza sono in grado di adattarsi a condizioni e ambienti diversi. Ma poiché queste regole sono implicite, ciò significa che non è possibile far loro apprendere un “comportamento specifico” che sarebbe semplice per un’IA basata su regole. “
Come apparirebbe Sophie Gran Turismo 7
Sebbene Sophie sia stata sviluppata negli ultimi anni utilizzando Gran Turismo SportLa tecnologia apparirà per la prima volta nella realtà Gran Turismo 7 In un futuro aggiornamento del gioco. L’annuncio di Kazunori Yamauchi era leggero sui dettagli, quindi era qualcosa di cui eravamo entusiasti di chiederglielo.
“È possibile che Sophie appaia davanti al giocatore in tre forme”, ha spiegato Yamauchi-san. “Come insegnante che insegna la guida ai giocatori, come studente che impara la sportività dai giocatori e come amico che corre con lui. Non escluderei la possibilità di ambientare la Spec B, dove il giocatore è il direttore di gara e Sophie è l’autista”.
Sophie può anche essere usata come strumento nel gioco stesso. “In linea di principio, è possibile utilizzare Sophy per le impostazioni BOP”, ha aggiunto Yamauchi. “Se si trattasse solo di allineare i tempi sul giro delle diverse auto, può essere fatto ora. Ma poiché le impostazioni del BoP non riguardano solo i tempi sul giro, non lasceremo tutto a Sophie, ma aiuterà sicuramente a creare BoP .”
Sophie sta ancora imparando
Una volta che Sophie è stata rivelata, eravamo curiosi di saperne di più sui suoi limiti. Il team di Sony AI è pienamente consapevole di come Sophie può migliorare e la tecnologia stessa è ancora in fase di sviluppo attivo.
Ad esempio, nell’attuale iterazione, Sophy viene addestrata su percorsi specifici in condizioni specifiche, ma il team si aspetta che la tecnologia sia in grado di adattarsi. “Queste versioni della GT Sophy sono state addestrate su combinazioni specifiche di tracce di veicoli”, ha spiegato Warman. “Il miglioramento delle prestazioni di guida del concessionario alla pari con le modifiche alle prestazioni del veicolo fa parte del nostro lavoro futuro. Anche questa versione della GT Sophy non è stata addestrata per le differenze ambientali, ma ci aspettiamo che le tecnologie continuino a funzionare in queste condizioni”.
Quando Sophie ha debuttato come super pilota in grado di sconfiggere i migliori giocatori di Gran Turismo del mondo, sono emerse immediatamente domande e preoccupazioni sulla sua capacità di adattarsi a piloti umani meno competitivi.
Secondo Peter Wehrmann, la Sophy può adattarsi guidando letteralmente come un nuovo pilota piuttosto che decelerando artificialmente. “Questo fa anche parte del nostro lavoro futuro”, ha spiegato il direttore di Sony AI America. “Il nostro obiettivo è creare un fattore che, quando è in modalità ‘lenta’, guidi come un pilota meno esperto, piuttosto che essere handicappato in qualche modo, ad esempio accelerando o rallentando arbitrariamente in violazione della fisica”.
L’obiettivo iniziale di Sony AI era quello di sviluppare un’IA più veloce e competitiva, sulla quale avrebbero poi potuto sviluppare uno strumento generico che avrebbe reso il gioco più divertente per tutti. “Il nostro obiettivo con questo progetto era mostrare che possiamo creare un agente in grado di gareggiare con i migliori giocatori del mondo. Il nostro obiettivo finale è creare un agente in grado di offrire ai giocatori di tutti i tipi un’esperienza di corsa emozionante”, ha sottolineato Warman.
Più dettagli
La ricerca e lo sviluppo dei videogiochi di oggi, in particolare i giochi Gran Turismo, sono generalmente protetti come segreti commerciali. Ciò rende la trasparenza dello sviluppo di Sophie più rinfrescante e incredibilmente interessante per gli interessati.
Se desideri approfondire e saperne di più sul funzionamento interno di Sophie, puoi leggere l’intero articolo sottoposto a revisione paritaria nel numero del 10 febbraio 2022 di natura Giornale scientifico. Articolo e sintesi Disponibile per il download con abbonamento. Accesso gratuito a naturaVerifica con la tua biblioteca o università locale.
Siamo sicuri di saperne di più su Sophie ancora GT7È stato rilasciato il 4 marzo 2022. E come al solito, terremo d’occhio tutte le novità non appena verranno rivelate. Rimani sintonizzato!
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