Nástroje pro tvorbu chování virtuálních agentu v POSHi

• Název práce v češtině: Nástroje pro tvorbu chování virtuálních agentu v POSHi
• Název v anglickém jazyce: Tools for virtual agent behavior specification in POSH
• Klíčová slova: virtuální agenti, reaktivní plánování, nástroje, ladění
• Klíčová slova anglicky: virtual agents, reactive planning, development tools, debugging
• Akademický rok vypsání: 2010/2011
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra softwaru a výuky informatiky (32-KSVI)
• Vedoucí / školitel: Mgr. Jakub Gemrot, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 28.02.2011
• Datum zadání: 02.03.2011
• Datum a čas obhajoby: 27.05.2013 10:00
• Datum odevzdání elektronické podoby: 11.04.2013
• Datum odevzdání tištěné podoby: 11.04.2013
• Datum proběhlé obhajoby: 27.05.2013
• Oponenti: Ing. Antonín Komenda, Ph.D.

Zásady pro vypracování

Virtuální bytosti se za několik posledních let dostaly do popředí zájmu multi-agentních komunit a nacházejí uplatnění v armádních simulacích, terapeutických aplikacích či výukových počítačových hrách.

Virtualní bytost lze chápat jako příklad vtěleného agenta ve Wooldridgovském smyslu a tudíž je nutné, aby se v rámci svého prostředí dokázala chovat reaktivně a proaktivně. Pro implementaci jejich chování lze použít několik paradigmat, zejména se však používají techniky reaktivního plánování: konečné automaty, subsumční architektury, if-then pravidla či behaviorální stromy. Do této rodiny patří také plány pro reaktivní plánovač POSH.

Reaktivní plánovač POSH umožňuje zapisovat stromy chování v jazyce podobném LISPu za použití akčních a sensorických primitiv, které jsou implementovány v nativním jazyce virtuální bytosti. Tyto plány mají stromovitou strukturu a lze je tedy dobře vizualizovat.

V posledních letech na fakultě vznikla platforma Pogamut, která umožňuje rychlé prototypování chování virtuálních bytostí v prostředí počítačové hry Unreal Tournament 2004. Aktuálně lze v platformě zapisovat chování bytosti pomoci if-then pravidel v Javě nebo v POSHi.

Tvorba chování virtuálních bytostí v POSHi má však své problémy:
1) syntaxe POSHe je pro specifikaci plánů nepřehledná
2) jazyk plánů neumožňuje používání konstant či jednoduchých proměnných
3) neexistuje integrace mezi akčními a sensorickými primitivy v plánu a programovacím jazykem, ve kterém jsou tyto primitiva implementována
4) debugování plánů je možné pouze skrz logy POSHe

Student se v této práci zaměří právě na tyto problémy, zejména:
1) rozšíří jazyk POSHe o možnost práce s konstantami a proměnnými
2) vytvoří grafický editor, ve kterém bude možné plány vytvářet pomocí drag&drop
3) integruje grafický editor s prostředím Pogamutu, které umožní rychlou práci s akčními a sensorickými primitivy virtuální bytosti
4) navrhne a implementuje POSH debugger
5) vytvoří chování pro virtualní bytost v Pogamutu, na kterém ukáže výhody grafického editoru a POSH debuggeru

Seznam odborné literatury

Gemrot, J., Kadlec, R., Bida, M., Burkert, O., Pibil, R., Havlicek, J., Zemcak, L., Simlovic, J., Vansa, R., Stolba, M., Plch, T., Brom C.: Pogamut 3 Can Assist Developers in Building AI (Not Only) for
Their Videogame Agents. In: Agents for Games and Simulations, LNCS 5920, Springer(external link), 2009, pp. 1-15.

Champandard, A. J.: Behavior Trees for Next-Gen Game AI. Internet presentation. URL: http://aigamedev.com/insider/presentations/behavior-trees (18.1.2011)

Cyril Brom, Jakub Gemrot, Michal Bída, Ondrej Burkert, Sam J. Partington and I, POSH Tools for Game Agent Development by Students and Non-Programmers, in the proceedings of CGAMES06.

Samuel J. Partington and I, The Behavior Oriented Design of an Unreal Tournament Character. A case study of using BOD, presents a very complicated POSH plan. In the proceedings of Intelligent Virtual
Agents 2005. Final version is copyright Springer. Updated 23 June 2005.

Fu, D., Houlette, R., "The Ultimate Guide to FSMs in Games," AI Game Programming Wisdom II, Charles River Media (2004): pp. 283-302

Bryson, J.J.: Inteligence by design: Principles of Modularity and Coordination for Engineering Complex Adaptive Agent. PhD Thesis, MIT, Department of EECS, Cambridge, MA. (2001)

AiGameDev community. URL: http://aigamedev.com/ (18.1.2011)

Předběžná náplň práce

Práce se zabývá nástroji pro usnadnění vývoje chování virtuálních bytosti v POSHi.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

Thesis concerns with tools for virtual agent behavior development in POSH.