[📜일지] 유틸리티형 AI를 만들때 고민한 점.

[일본뇌염모기2(mosquitoindie1)]

IAUS 게임 AI를 만들면서 여러가지 고민해야 할 것들이 많았기에 그 과정을 공유한다.

인갤에서 가장 일반적인 게임 AI의 구현 방법으로 비헤이비어 트리 (BT)와 FSM이 있다.

이 두가지 시스템의 특징은, AI의 행동을 설계할 때 논리의 흐름으로 설계가 가능하다는것.

예를 들어서 다음과 같은 상황을 생각해보자.

눈 앞에 적이 존재하고, AI는 도망가야 할지 공격해야 할지 선택해야 한다.

자신의 체력이 적다면 도망가고, 체력이 많다면 공격하도록 디자인 한다고 하자.

이것을 BT로 나타낼 경우 이러한 그림이 된다.

여기서 주목해야 할 점이, BT의 경우 왼쪽에서 오른쪽으로 처리가 된다는것이다.

결국, 도망간다 라는 선택지가 공격한다 보다 우선순위가 높다 라는 뜻으로도 볼 수 있다.

또는, 체력이 낮은가? 라는 컨디셔널 체크가 가장 우선순위가 높다라고도 볼 수 있다.

여기서 주목해야 하는것은, BT에서는 행동의 우선순위라는것이 존재한다는것.

먼저 체크하고 싶은것. 또는 우선해서 고려하고 싶은것들을 왼쪽에 배치함으로서 자연스럽게 행동 논리를 구현할 수 있게 된다.

하지만 유틸리티 AI는 어떠한가?

유틸리티 AI는 BT와 다르게, 모든 선택 가능한 행동(액션) 중 평가치가 가장 높은 행동을 선택하는 시스템으로 되어있다.

각각의 액션을 평가하기 위해서 액션마다 평가 기준 (액시스) 가 존재하고, 그 액시스 값(0에서 1 사이)을 전부 곱해서 액션의 평가치가 계산된다.

여기에서 유틸리티 AI와 BT의 차이점이 나타난다.

BT의 경우, 행동의 우선순위를 정할 수 있지만, 유틸리티의 경우 저것만 가지고는 행동의 우선순위를 정할 수가 없다는것.

그렇다면 "체력이 낮으면 도망가고, 체력이 높으면 공격하라" 이 단순한 플로우를 유틸리티로 구현하려면 어떻게 해야 할까?

현재 나의 체력이 낮다고 가정했을 경우, 다음과 같이 표현 가능하다 .

나같은 경우, 우선순위가 높은 액션에 액션 가중치를 부여하는것으로 해결했다.

이렇게 구현할 경우, 공격한다 라는 액션은 체력 조건과 독립할 수 있다.

이런식으로 행동 우선순위를 유틸리티에서는 액션 가중치로 간단하게 구현 할 수 있다는것.

하지만 여기서 또 하나의 문제가 발생.

같은 행동인데 "누가" 그 행동을 하느냐에 따라 결과 다르게 나온다면? 밑의 예를 생각해보자.

이 상황에서, 만일 AI가 힐러이면 힐을 해야 하고, 딜러이면 공격을 해야 한다.

트리 구조로 이 논리 회로는 위의 문제와 동일하게 매우 간단하게 구현할 수 있다.

하지만 유틸리티 시스템에서는 어떻게 해야 할까?

모든 액시스의 평가값은 숫자 0~1 사이로 나타내야 한다는 룰을 지키면서, 어떻게 딜러 또는 힐러 라는 "클래스"의 개념을 액시스로 표현 가능한가?

나같은 경우 이런식으로 해결했다.

이런식으로 모든 액션에 대해 이 액션은 누구의 행동인가? 라는 액시스를 붙여주면 된다.

힐러 행동 이라는 액시스는, 힐러일 경우 1, 그 외는 0.5의 값을 리턴한다.

마찬가지로 딜러 행동 이라는 액시스는, 딜러일 경우 1, 그 외는 0.5의 값을 리턴한다.

힐러와 딜러행동에 쓰여진 식. 힐러행동의 경우, 힐러이면 x =1, 그 외는 x = 0을 인풋으로 한다.

그 결과 y값이 힐러일 때 1, 그 외는 0.5이 리턴된다.

요약하자면,

유틸리티 AI를 만들때 고민한점이

1. 액션의 우선순위를 어떻게 표현하는가

2. 숫자가 아닌 "클래스" 라는 개념을 어떻게 액시스로 표현하는가. 같은 액션에서 어떻게 다른 결과를 도출하는가

이것을 이렇게 해결했다라는 기록용 글

내가 잘못 이해하고 있거나 더 좋은 방법이 있다면 공유부탁

[익명(220.83)]

재밌는 글 입니다! 제가 tiktaktoe게임 ai를 구상할 때 사용한 weight를 주는 방법이랑 비슷해서 더 재밌는 것 같아요!

[익명(211.168)]

각각의 행동 가능성을 현재 판단 기준으로 가중치를 부여하고, 가장 높은 가중치를 가지고 있는 행동을 한다는 뜻인가?

[소닉쫄따구테일즈(dcz3xv7zgu14)]

참 애매하구만. IAUS가 중요도 가중치로 효율적이라 판단하는 액션을 수행하도록 만든 AI인데. 힐러Axis나 전사Axis같은 경우는 효율적인걸 계산하는게 아니라 직업에 따라 선호도가 더 높은 액션을 뽑히게 해주는건데. 나라면 이럴바에 저 AI를 초기화 할때 직업에 따라 특정 액션에 가중치를 건드릴거 같음. AI위 취지도 효율적인것을 점수로 환산해서 높은 점수의 액션을 수행하는건데, 저건 그게 아니잖음. 뭐 사람마다 접근방식이 다르긴 할텐데, 난 적어도 그렇게 하고있음

[소닉쫄따구테일즈(dcz3xv7zgu14)]

저 구조대로라면 직업이랑 상관없이 저 AI를 같이 써도 된다는 점은 괜찮을 것 같긴함. 근데 저런 선호도가중치 Axis를 이것저것 넣다보면 컨트롤이 힘들어질거같아서 일단 난 저렇겐 안하고있음

[일본뇌염모기2(mosquitoindie1)]

확실히 그렇네. 직업별로 액션의 가중치를 조절하는 방법도 있구나. 그렇다면 직업별로 액션별 가중치 수치를 정리해야 하겠군. 게다가 앞으로 "성향" 이라는 파라메터도 추가할 예정인데, 그렇게 생각하면 직업별 액션 가중치 데이터, 성향별 액션 가중치 데이터가 필요하게 되려나

[일본뇌염모기2(mosquitoindie1)]

저 위의 예제로 예를 들자면, 액션의 종류는 총 세개. 1. 아군 힐 하기 2. 적 공격하기 3. 도망가기 직업이 힐러일 경우, 각각의 액션에 대한 가중치는 아래와 같음. 1. 아군 힐하기 -> 1.5 2. 적 공격하기 -> 1 3. 도망가기 -> 0.5

[일본뇌염모기2(mosquitoindie1)]

직업이 딜러일 경우 각각의 액션에 대한 가중치는 아래와 같음. 1. 아군 힐하기 -> 0.5 2. 적 공격하기 -> 1.5 3. 도망가기 -> 1 여기에 성향 "겁쟁이" 와 성향 "공격적"을 추가한다 치면, 겁쟁이 힐러의 액션 가중치는 1. 아군 힐하기 -> 직업 1.5 * 성향 1 2. 적 공격하기 -> 직업 1 * 성향 1 3. 도망가기 -> 직업 0.5 * 성향 1.5 이런식으로 구현 가능하려나

[일본뇌염모기2(mosquitoindie1)]

이쪽이 관리도 쉬워보인다. 땡큐 이렇게 해볼게. 내가 잘못 이해하고 있거나 더 개선할점 있으면 알려줘

[일본뇌염모기2(mosquitoindie1)]

게다가 지금 다시 생각해보니까 위에 방법은 버그가 나오네. 하나의 액션에 하나의 직업 선호도만 있으면 문제가 없는데, 복수의 직업 선호도를 집어넣을경우, 예를 들어서 힐 액션에 힐러 axis, 버퍼 axis를 두개를 집어넣으면 여러가지 문제가 발생하기 시작될듯. 고맙다 덕분에 문제 발생전에 문제를 해결할 수 있었음

[소닉쫄따구테일즈(dcz3xv7zgu14)]

ㅇㅇ 나도 아직 심도깊게 쓰고있는 상황은 아니라서, 나도 허뎝임. 서로서로 도와주면 좋겠당. 나도 IAUS쓰는사람은 처음보거든 ㅎ 지금 나도 고민중인게 하나 있는데, 새로운 스킬을 배우거나, 사용할 수 있는 아이템이 추가가 되면, 이걸 IAUS에서는 어케처리하는게 바람직할지 고민중이야. 예를들면 회복포션이 있고 없고에 따라 IAUS가 쓸지 말지 하는 것 말이지. 회복포션쓰기액션->현재회복포션이있는가Axis,체력이30%미만인가Axis 로 만들지 아니면 회복포션을 얻었을때 동적으로 회복포션 쓰기액션을 IAUS에 추가해줄지, 이경우엔 현재회복포션이 있는가 Axis는 없겠지.

[소닉쫄따구테일즈(dcz3xv7zgu14)]

근데 대충 전자, 회복포션쓰기액션이 애초부터 정의되있는게 나을거같다고 생각이 최근에 든게. 회복포션을 보유하게됬을때 저 액션을 추가하게되면, 어떤 몬스터는 회복포션이 있어도 사용할줄 모를수도 있다는 경우도 게임에 있거든. 오크랑 엘프는 둘다 회복포션을 습득할순 있지만 엘프는 사용방법을 "안다"라는 것. 그건 회복포션쓰기액션이 애초부터 엘프에겐 정의가 되어있고 오크는 그렇지 않다는 것으로 생각했어. 그래서 일단은 미리 몬스터마다 다르게 액션이 주어진다는 것으로 결론은 냈음. 이건 나도 해보고 어느쪽이 더 효율적인지 따져볼 예정이야.

[일본뇌염모기2(mosquitoindie1)]

내 문제도 섞어서 좀 문제를 복잡하게 만들어보면 , * 직업 : 오크, 성향 : 공격적, 스킬 : 없음. * 직업 : 엘프, 성향 : 겁쟁이, 스킬 : 포션사용 이럴경우, 각각의 액션 리스트가 오크 액션리스트 : 공격 엘프 액션리스트 : 공격, 포션사용 대충 이렇게 되려나? 처음부터 오크 쪽에는 포션사용 액션을 넣지 않는다.

[일본뇌염모기2(mosquitoindie1)]

포션사용 액션의 액시스는 1. 회복포션 유무 있으면 1, 없으면 0 2. 회복포션 개수, 많을수록 1로 3. 자신의 체력 : 퍼센트가 적을수록 1로 거기에 액션 가중치로 겁쟁이일 경우 포션사용 액션 가중치 1.5

[일본뇌염모기2(mosquitoindie1)]

이럴경우 필요한 데이터는 1. 직업별 액션 리스트 2. 직업별 액션 가중치 데이터 3. 성향별 액션 가중치 데이터 4. 액션별 액시스 데이터 이렇게 4개를 관리해야 할듯. 성향이 없다면 성향관련은 빼서 3개일것이고

[일본뇌염모기2(mosquitoindie1)]

액션과 액시스 관리를 직업별로 하나의 엑셀 시트로 정리하는게 가능해질 듯. 하나의 직업에 관한 모든 정보 파악 가능하고, 추가 변경도 쉽게 될거 같으니까 나쁘지 않을거 같은데. 나는 이쪽으로 한번 해봄

[소닉쫄따구테일즈(dcz3xv7zgu14)]

너말대로보니까 성향이나 직업 가중치 데이터는 별개로 하는게 맞긴할거같다. 이게 Axis에 넣는건 아닌게, 예를들어 체력포션쓰기액션에 겁쟁이Axis를 넣으면 겁쟁이가 아닐경우0, 겁쟁이일경우1 해버리면 겁쟁이가 아니면 힐포션을 아예 안써버리거든. Axis는 전부 1이하이기 때문에, 겁쟁이Axis값이 1, 겁쟁이일경우 2 이런식으로하는건좀 아닌거같고 네말대로 가중치데이터로 별개로 적용하는게 맞는거같다