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【CEDEC 2012】次世代キャラクターAIの構築に必要な理論と知識とは

日本が後塵を拝しているこの分野で海外へ向けて盛り返すべく、次世代AIの構築に必要な理論や概念について、スクウェア・エニックスのリードAIサーチャーである三宅陽一郎氏が「次世代ゲームと人工知能」と題したセッションを行いました。

ゲームビジネス その他
三宅陽一郎氏(スクウェア・エニックス)
  • 三宅陽一郎氏(スクウェア・エニックス)
  • 次世代キャラクターAIとは
  • 設計の進め方
  • 知性の階層構造
  • 知性の階層構造と反射レベル
  • 知能とは
  • 知能の構造の作り方
  • 高度で多様なAIの作り方
日本が後塵を拝しているこの分野で海外へ向けて盛り返すべく、次世代AIの構築に必要な理論や概念について、スクウェア・エニックスのリードAIサーチャーである三宅陽一郎氏が「次世代ゲームと人工知能」と題したセッションを行いました。

本セッションでは具体的な構築方法ではなく、構築に必要な理論や概念の解説、そしてそれをもとにした構築の手順が示されました。

■次世代AIとは

まずはじめに、氏の定義によれば次世代AIとは

・より深くゲームの世界に参加していく
・環境を認識し、かつ自分自身も認識する
・自意識をもち、自身の身体を感じる
・高度から低度の多岐にわたる意思決定を行う

とされています。こうしたAIと接することで、ユーザーに新しい感覚を与えることができるとしています。

■設計の進め方

設計を進める際には、AIに想定されるストーリーリストをメンバーでリストアップしていくことが必要とされます。ストーリーリストとは、AIの動作を具体的に記述したもので、プログラマーやデザイナーなど、職種に関係なく持ち寄ってリストアップしていきます。例えば、

・風の向きを認識して風上から火を放って敵を攻撃する
・翌日が休みなので、金曜日は飲んで帰る
・枝を集めて仲間と一緒に自分自身で巣を作る

といったストーリーリストを100~200程度集めてから、具体的な作業にうつっていくようにするべきだということです。

■知能における情報の流れ(インフォメーションフロー)とは

そもそも知能は、下層から「世界」「身体」「知性」「無意識」「意識」という5つの階層から成り立っています。

「世界」から何らかの刺激を受けることで、3つの階層を通り、「意識」まで到達したところで、意思決定を行い、「世界」に向けて行動が実行されます。しかし、全ての行動が意思決定を基準とするものではなく、「身体」や「知性」で感じた刺激がそのまま「反射」として実行されることもあります。(スライド画像参照)

このように、各階層ごとに環境から得た情報をもとに行動(反射)できると同時に、上位の階層の命令を受け入れることもできるという知能の構造を「サブサンプション構造」といいます。

以上のことから三宅氏は知能の構造の作り方としては

1、「身体」レベルの反射や自動制御を作る
2、「知能」における反射システムを作る
3、意思決定のシステムを作る
4、それらを多層的に組み合わせる

ことで、人間の知能構造に近い構築が可能だとしました。

■知覚と作用

例えばAIがオブジェクトを発見した際、どのようなことを知覚するのでしょうか。スカイを例にした、三宅氏による知覚の分類は以下の4つになります。

・対象の性質・・・物質固有の性質(大きい、緑色、丸い)
・クオリア・・・主観的な感覚(つやつや、いきいき、おいしそう)
・アフォーダンス・・・行為の可能性=「~ができる」(「食べることができる」「転がすことができる」「叩くことができる」)
・行為のヒントとなる情報(「ここを叩けばいい」)

生物は知覚により、身体による行為の創造(叩く、食べる、転がす等)をします。すなわち作用するということです。つまり知覚器官と作用器官の双方によって対象(オブジェクト)を捉えているのです。これは昆虫なども同じで、あらゆる生物にあてはまります。これこそが「現実(主観世界)」の構成要素であり、この世界を「環世界」といいます。

また、生物と対象には「感覚と実行の環」ができています。つまり、生物は最初に知覚し、なにがしかの行為をし、その対象の特性などを感覚として蓄積していきます。その最たる例は赤ちゃんです。触る、叩くといった原始的な行為を組み合わせたり、道具を使用することで高度化していきます。同じく感覚も、原初的な感覚を組み合わせていくことで高度化していきます。この高度化こそが生物の知的高度さを表しています。

高度で多様なAIも、同じように作成することができます。まずは、原初的な感覚から高度な感覚を構成し、同じく原初的な行為から高度な行為を構成します。つまり、認識アルゴリズムは知識ジェネレーターであり、意識決定アルゴリズムは行為ジェネレーターと同義になります。

先ほどの解説どおり、生物は感覚器官と作用器官によって環世界(主観世界)を構成しています。ゲームで例えるなら、オブジェクトも、空間も、状況も環世界を構成する要素であり、多層的な構造になっています。

三宅氏は情報の構造のつくりかたとしては、

1、オブジェクト・状況・環境に対する知識表現を作る
2、知覚表現・作用表現の2種類を作る
3、AIに扱わせたい対象はできるだけ表現する
4、それらがAIの主観世界(環世界)を作成する
5、高度な主観世界を作るには、高度な知性を作る

という順序で構成していけば良いということです。

■AIの思考について

ゲーム分野においてはマシンの持つ意識(Machine Consciousness)についてはあまり研究されてきませんでしたが、最近は盛り上がりつつあるということです。そこで、三宅氏はゲーム分野のAIについてもMCを考えていくべきだと指摘しました。現在発売されているFPSのAAAタイトルには黒板モデル(=ブラックボードアーキテクチャ)が用いられているということですが、どのように、システムを構築すればいいのでしょうか。

三宅氏によって詳しい説明がされた理論は「Global Workspace Theory(GWT)」です。この理論をもとに、まず始めにステージ(ワーキングメモリ)をつくります。この領域に、アテンション(注意の対象≒モンスター、オブジェクト、状況など)が存在します。次に、思考をできるだけ小さな単位に分割した「プロセッサー」(=黒板モデルではKnowledge Source(KS)と呼ばれる)として実装します。そして、センサーから注目するオブジェクトを実際に書き込みます。最後に特定のオブジェクトと特定の「プロセッサー」が結びつくようにして、「プロセッサー」同士が連携できる仕組みを考えていけばよいということです。

しかし、実際には注意物は一つではありません。多くの対象が環世界に存在するので、上記で作り出されたステージを複数用意することで、複数の注意物を相互補完することが可能になります。

■世界と身体の情報の流れ

まず、「世界(環境・オブジェクト)」の知識表現は意識から作用対象として見える世界の像と、世界・無意識から意識に与えられる世界の像、表現の2種類があります。つまり、冒頭でも登場したインフォメーションフローと同じ構造になるということです。

世界の表現は多層的(=マルチレイヤー構造)な表現になります。また、それぞれの階層で、作用としての表現と知覚としての表現があります。意識に近い表現ほど、「抽象・簡単化」され、世界に近い表現ほど、「具体・複雑」になっていきます。そして、この世界の知識表現と、全く同じ構造になっているのが「身体」の知識表現です。

世界と身体の知覚表現・作用表現を同じ階層化表現にし、各階層で身体と世界の表現をくみあわせることで、各階層の思考のために土台ができあがっています。

■記憶の構造とは

最後に解説された記憶の構造ですが、まず、「AIの思考について」の項で説明された「ステージ」に登場した注意の対象についての記憶をワーキングメモリ(記憶の海)にスタック(保存)します。スタックされた記憶は、例えば同じモンスターに出会った際にはその都度スタックされていきます。再び同じモンスターと出会うと、そのモンスターと戦った記憶がワーキングメモリからマッチングされ、記憶がリコール(呼び出し)されます。一つ一つの記憶は、あくまでステージ上でアテンションされた存在なので、ある対象物に対する記憶から得た知識は、専門家が受け持っていると見なすことができるということです。

また、人間の記憶の特徴として、マルチスケールな記憶システムの構造があげられます。一度「ワーキングメモリ」にスタックされた記憶は、「短期記憶」「長期記憶」「固定記憶」とより確実な記憶になっていきます。ワーキングメモリに存在していた記憶が、「短期記憶」になり、リコールを繰り返すことで定着化していきます。

このことから実際にゲームのAIに生かすには、

1、ワーキングメモリ~固定記憶まで複数の記憶領域を用意する
2、ワーキングメモリには知覚した(ステージに乗った)情報を、時刻情報を付けて書き込むみ、必要な情報も付加しておく
3、「ステージでフォーカスされたアテンションの対象」に対応する情報を持つ記憶をリコールし、対象に情報を追加する
4、ステージ上の対象に知識が追加されたら、その知識を再びワーキングメモリに取り込む。この作業を繰り返し、記憶の流れを作る

といった作業が必要になります。

最後に、三宅氏はも言ったように、「今回のセッションはAIを構築するにあたり、必要な概念を伝える」という内容でした。実際の構築作業などについては、11月開催予定のスクウェア・エニックスオープンカンファレンス等でも講演があるということなので、興味のある方は、参加してみてはどうでしょうか。
《宮崎 紘輔》

タンクトップおじさん 宮崎 紘輔

Game*Spark、インサイドを運営するイードのゲームメディア及びアニメメディアの事業責任者でもあるただのニンゲン。 日本の新卒一括採用システムに反旗を翻すべく、一日18時間くらいゲームをしてアニメを見るというささやかな抵抗を6年続けていたが、親には勘当されそうになるし、バイト先の社長は逮捕されるしでインサイド編集部に無気力バイトとして転がり込む。 偶然も重なって2017年にゲームメディアの統括となり、ポジションが空位になっていたGame*Sparkの編集長的ポジションに就くも、ちょっとしたハプニングもあって2022年7月をもって編集長の席を譲る。 夢はイードのゲームメディア群を日本のゲーム業界で一目置かれる存在にすること、ゲームやアニメを自分達で出すこと(ウィザードリィでちょっと実現)、日本武道館でライブすること、グラストンベリーのヘッドライナーになること……など。

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