Inicios de la Inteligencia Artificial en Videojuegos
La Inteligencia Artificial (IA) siempre ha desempeñado un papel fundamental en la industria de los videojuegos, ya que se ha utilizado para crear desafiantes adversarios que parecen actuar de manera autónoma, emulando el comportamiento humano.
Los videojuegos surgieron de la curiosidad humana y la experimentación con los límites de la programación, y la IA desempeñó un papel clave en este proceso. Muchos proyectos relacionados con IA y videojuegos comenzaron como experimentos secundarios y evolucionaron para revolucionar la industria.
A medida que los lenguajes de programación de alto nivel se hicieron más accesibles, se facilitó el estudio y desarrollo del código. En este entorno, surgieron numerosos programas destinados a una variedad de aplicaciones, desde productividad y ofimática hasta entretenimiento. En la década de los 50, incluso se comenzó a explorar la incipiente IA.
A partir de esa década, la IA comenzó a pasar de ser un concepto teórico a una realidad práctica, y los videojuegos fueron uno de los campos donde se aplicó de manera temprana y exitosa.
A continuación les daré un repaso por los puntos más relevantes en el desarrollo de la Inteligencia Artificial en videojuegos a lo largo de la historia:
Árboles de Decisión en Juegos de texto (1950 – 1980)
Los primeros juegos desarrollados para PC en las décadas de 1950 a 1980 eran simples programas basados en texto que se ejecutaban en la consola. Estos juegos incluían títulos como juegos de trivia y cuestionarios, así como aventuras conversacionales como Zork y Dungeon.
Su mecánica se basaba en que los jugadores ingresaran palabras clave o respuestas de «Sí» o «No» a través del teclado, y dentro del código de estos juegos se implementaban árboles de decisión que conducían a diferentes finales según las respuestas del jugador.
En esos primeros días, la inteligencia artificial se entendía como algoritmos que dirigían la interacción dentro del juego para crear la ilusión de una voluntad por parte de los personajes no jugables. Esto significaba que las decisiones del jugador tenían consecuencias dentro del juego, y esta característica marcó los primeros pasos de la inteligencia artificial en el mundo de los videojuegos.
En retrospectiva, estos juegos pueden considerarse como los precursores de los «Libros Escoge tu Aventura» electrónicos, ya que permitían a los jugadores tomar decisiones que afectaban la historia y el resultado del juego.
Tic Tac Toe y Rogue
La evolución de la complejidad en los primeros juegos continuó a medida que se desarrollaron algoritmos con árboles de decisión cada vez más elaborados. Estos algoritmos incluían cálculos matemáticos que permitían que los personajes no jugables (NPC) exhibieran un nivel de juego desafiante para los jugadores. Ejemplos de juegos que destacaron en esta evolución incluyen el clásico TIC TAC TOE (también conocido como Gato o tres en raya) y juegos como Nim.
Sin embargo, el punto culminante de esta evolución llegó en 1980 con el desarrollo de Rogue, un juego icónico que marcó el inicio del género roguelike. Rogue introdujo innovaciones significativas, como la generación procedural de escenarios, la creación aleatoria de criaturas dentro de las mazmorras y su comportamiento, así como la inclusión de elementos como tesoros aleatorios o loot.
Debido a la aleatoriedad de las partidas y la falta de sistemas de guardado, Rogue introdujo el concepto de «Permadeath», lo que significa que una vez que el personaje del jugador moría, no se podía recuperar y se tenía que comenzar de nuevo desde el principio.
Rogue no solo influyó en el género roguelike, sino que también contribuyó al desarrollo de la inteligencia artificial en los videojuegos al presentar desafiantes enemigos controlados por la IA y escenarios generados de manera procedural, lo que hizo que cada partida fuera única y emocionante para los jugadores.
Algoritmos de Inteligencia Artificial en Videojuegos 2D (1977 – 2000)
En la evolución de los algoritmos de inteligencia artificial en los videojuegos 2D, podemos observar un período significativo que abarca desde 1977 hasta el año 2000. Durante este tiempo, con un mayor poder de procesamiento y sistemas de renderización más avanzados, comenzaron a surgir los primeros juegos 2D, inicialmente como aventuras gráficas que constaban de unas pocas imágenes en pantalla complementadas con texto.
Durante esta etapa, la compañía Sierra Entertainment se destacó al producir una gran cantidad de juegos que se convirtieron en clásicos y marcaron una época en la industria del videojuego.
Sin embargo, el avance en los algoritmos de inteligencia artificial dio un paso adelante con juegos como PONG. Estos juegos utilizaron varios campos de las matemáticas, como la trigonometría, para diseñar herramientas que permitieran predecir la trayectoria del balón. Además, se emplearon flujogramas que reaccionaban a la posición relativa de la pala en relación con la posición del balón.
En el caso de PONG, el uso de la trigonometría fue esencial para calcular la dirección y velocidad en la que la pelota se movería después de rebotar en las paletas. Los algoritmos de inteligencia artificial implementados en este juego permitieron que las paletas controladas por la computadora respondieran de manera eficiente a la posición y el movimiento de la pelota, creando así una experiencia de juego desafiante y emocionante para los jugadores.
Este período marcó un avance significativo en la aplicación de la inteligencia artificial en los videojuegos 2D, ya que se comenzaron a utilizar algoritmos más sofisticados y matemáticas avanzadas para mejorar la jugabilidad y la interacción en estos juegos.
PAC-MAN y DOOM
El avance en la inteligencia artificial (IA) en los videojuegos continuó con la programación de personajes no jugables (NPC) interactivos que se movían por la pantalla. Un ejemplo destacado de esto son los fantasmas en el juego PAC-MAN. Cada uno de estos personajes tenía comportamientos diferentes: uno perseguía al jugador mientras que otro huía de él, y todos ellos se movían por una cuadrícula en pantalla sin cruzar obstáculos como las paredes. Para lograr esto, se desarrollaron algoritmos que optimizaban la búsqueda de una trayectoria, como el famoso algoritmo A-Star o A*.
No obstante, el salto más grande en la IA de los videojuegos ocurrió con el equipo emblemático de id Software, que incluía a legendarios desarrolladores como John Carmack y John Romero. Este equipo revolucionó la IA en los videojuegos al crear un motor gráfico que produjo un efecto de pseudo 3D y dio origen al género de los First Person Shooters (FPS). Los primeros exponentes de este género, como Wolfenstein 3D, DOOM y Quake, marcaron un hito en la historia de los videojuegos.
Los NPC no solo buscaban al jugador cuando se acercaba, sino que también eran capaces de ejecutar ataques. Esta capacidad de los NPC para reaccionar de manera más dinámica y hostil hacia el jugador representó un gran avance en la IA de los videojuegos, ya que creaba una experiencia de juego mucho más inmersiva y desafiante.
En DOOM, por ejemplo, los enemigos no solo perseguían al jugador, sino que también se movían estratégicamente en el entorno y utilizaban tácticas para emboscar al protagonista, lo que contribuyó en gran medida al éxito y la popularidad de estos títulos.
Inteligencia Artificial en Videojuegos de Simulación 3D (1996 – 2008)
El período de 1996 a 2008 marcó un hito en la evolución de la inteligencia artificial (IA) en los videojuegos, especialmente en el contexto de los juegos de simulación 3D. En 1996, Quake de id Software se destacó como uno de los primeros juegos verdaderamente en 3D, y esta transición al 3D abriría nuevas oportunidades y desafíos en la industria de los videojuegos.
Antes de esta época, los juegos de estrategia y simulación, como SimCity en 2D (lanzado en 1989), habían sido populares. Sin embargo, fue con la llegada del 3D que estos juegos pudieron aprovechar su verdadero potencial. Maxis, la desarrolladora de SimCity, dio un gran paso adelante en el año 2000 con el revolucionario juego The Sims.
En The Sims, los jugadores interactuaban con personajes que simulaban comportamientos más complejos, incluyendo personalidades propias y objetivos de vida. Estos personajes reaccionaban a su entorno y a las decisiones de los jugadores, lo que incluía la gestión de relaciones entre NPCs.
El avance más significativo en la IA durante este período fue la creación de Vida Artificial simulada a través de Modelos Computacionales Basados en Agentes. Estos modelos permitieron simular las interacciones de agentes autónomos, como los NPCs en los videojuegos. Para lograr esto, se utilizaron conceptos avanzados de disciplinas como la Teoría de Juegos, la Sociología Informática, los Sistemas Complejos, los Sistemas Multi-agente y la Programación Evolutiva.
Gracias a estos avances, los NPCs en juegos como The Sims pudieron mostrar comportamientos más realistas y adaptativos, lo que enriqueció la experiencia de juego y abrió nuevas posibilidades para la simulación de comportamientos humanos en entornos virtuales. Este período sentó las bases para futuros desarrollos en la IA de los videojuegos y la simulación de la vida artificial en mundos virtuales en 3D.
The Sims y los RTS
El período que abarca desde los lanzamientos de The Sims hasta los juegos de Estrategia en Tiempo Real (RTS) y más allá, marcó un avance significativo en la inteligencia artificial (IA) en los videojuegos.
The Sims, desarrollado por Maxis, fue uno de los juegos pioneros en presentar modelos computacionales de IA más complejos. Este juego permitió a los jugadores interactuar con personajes virtuales que tomaban decisiones sobre la marcha basadas en las condiciones cambiantes del juego. Además, The Sims introdujo características innovadoras, como la herencia genética de atributos, como la apariencia y la personalidad de los personajes, lo que agregó un nivel adicional de realismo y complejidad a la IA.
En ese mismo período, surgieron los RTS (juegos de Estrategia en Tiempo Real) como Warcraft: Orcs & Humans, Command & Conquer y Age of Empires. Estos juegos incorporaban IA para la gestión de unidades y recursos, lo que permitía a los jugadores enfrentarse a oponentes controlados por la computadora que tomaban decisiones tácticas y estratégicas en tiempo real.
StarCraft 2 se convirtió en uno de los ejemplos más destacados de este género, con una IA capaz de tomar decisiones avanzadas en el campo de batalla y adaptarse a las tácticas del jugador.
Con el tiempo, la industria de los videojuegos se volvió más ambiciosa en términos de escala y complejidad. Surgieron juegos tipo Sandbox y de Mundo Abierto con mapas enormes y poblados por NPCs interactivos, como la saga The Elder Scrolls. Estos NPCs mostraban comportamientos más realistas y reaccionaban al entorno y a las acciones del jugador.
Luego, los entornos urbanos modernos y realistas, con tráfico vehicular simulado, se convirtieron en una tendencia, como se ve en la saga Grand Theft Auto. Estos juegos continuaron impulsando los límites de la IA al crear entornos virtuales cada vez más interactivos y realistas.
En resumen, este período representó una época dorada en el desarrollo de la IA en los videojuegos, con juegos que ofrecían experiencias más inmersivas y desafiantes gracias a la toma de decisiones autónoma de la IA y la simulación de comportamientos cada vez más complejos en entornos virtuales en expansión.
La Actualidad de la Inteligencia Artificial (desde el 2008)
La evolución de la Inteligencia Artificial en videojuegos desde 2008 ha seguido avanzando, y uno de los enfoques clave ha sido el desarrollo de herramientas auxiliares destinadas a personalizar y optimizar la experiencia del jugador. Un ejemplo notable es el «AI Director» de Left 4 Dead, lanzado en 2008. Este algoritmo juega un papel fundamental en la creación de una experiencia de juego dinámica y emocionante.
El AI Director de Left 4 Dead se encarga de dirigir el contenido del juego de manera que cada vez que los jugadores inician una campaña nueva, experimenten una experiencia única. Este enfoque es similar a la narrativa de una película con un ciclo de tres actos.
En la primera fase, el AI Director crea tensión gradualmente, introduciendo enemigos de manera más frecuente y llevando a los jugadores a través de escenarios más estrechos. En la segunda fase, el juego mantiene un ritmo constante de acción y proporciona los recursos necesarios para que los jugadores puedan seguir avanzando sin detenerse.
En este punto, el AI Director suele llevar a los jugadores a un enfrentamiento climático con un jefe u obstáculo importante. Finalmente, en la última fase del ciclo, el juego da a los jugadores un breve respiro para relajarse antes de comenzar el ciclo nuevamente, con nuevos desafíos y objetivos narrativos.
Esta implementación de la IA no solo aumenta la rejugabilidad del juego, sino que también crea una experiencia más inmersiva y cinematográfica, adaptándose a las acciones y habilidades de los jugadores para mantener el interés y la emoción en constante evolución. La IA en videojuegos modernos no solo se utiliza para controlar a los enemigos, sino también para dar forma a la narrativa y la experiencia general del juego de una manera altamente personalizada. Este enfoque ha demostrado ser muy efectivo en la creación de juegos que ofrecen una experiencia única en cada partida.
Middle-earth: Shadow of Mordor, lanzado en 2014, es realmente un hito en el uso de la inteligencia artificial en videojuegos de mundo abierto. Su Sistema Nemesis introdujo una capa de complejidad a los NPCs que fue verdaderamente innovadora. Este sistema permitía a los NPCs, en este caso, los Orcos, generar su propia narrativa separada de la trama principal del juego.
El Sistema Nemesis creaba rivalidades y relaciones entre los Orcos y el jugador de una manera dinámica y única en cada partida. Los Orcos que sobrevivían a los encuentros con el jugador podían ascender en las filas, recordar encuentros pasados y desarrollar deseos de venganza, lo que generaba una experiencia de juego altamente inmersiva y emocionante.
Es cierto que es lamentable que esta innovación esté limitada por la patente de Warner Bros Interactive Entertainment y que solo se haya utilizado en un juego adicional, Middle-earth: Shadow of War, lanzado en 2017. Sin embargo, el impacto que tuvo este sistema en la industria de los videojuegos fue significativo. Otros desarrolladores han reconocido su potencial y han experimentado con sistemas similares para crear experiencias de juego más ricas y dinámicas en juegos de mundo abierto.
A pesar de las limitaciones de la patente, el legado de Middle-earth: Shadow of Mordor perdura como un ejemplo de cómo la IA puede utilizarse para enriquecer la narrativa y la jugabilidad en juegos de mundo abierto, y sigue inspirando a la industria a explorar nuevas formas de implementar la IA de manera creativa en los videojuegos.
Conclusiones
Es cierto que en los últimos años hemos presenciado avances significativos en el campo de la inteligencia artificial, especialmente con el surgimiento de Grandes Modelos de Lenguaje como ChatGPT y Modelos de Difusión como DALL-E y Stable Diffusion. Estas soluciones han demostrado un potencial impresionante en la generación de texto, imágenes y videos, y han capturado la atención del público en general.
Sin embargo, es importante destacar que estos modelos son extremadamente pesados en términos de recursos computacionales y almacenamiento, lo que los hace poco prácticos para su integración directa en la mayoría de los videojuegos. Estos modelos pueden ocupar decenas de gigabytes en disco y requieren grandes cantidades de memoria RAM para funcionar eficazmente.
Dicho esto, la inteligencia artificial sigue desempeñando un papel crucial en la industria de los videojuegos, pero su aplicación se ha centrado más en modelos más pequeños y técnicas de Machine Learning. Estos modelos se utilizan para una variedad de propósitos, como mejorar la calidad de las animaciones, realizar el reescalado dinámico de texturas para optimizar el rendimiento en tiempo real, y para el control de calidad y pruebas de videojuegos.
En resumen, la inteligencia artificial sigue siendo una herramienta valiosa en la industria de los videojuegos, pero su aplicación varía según las necesidades y las limitaciones técnicas de cada juego. A medida que la tecnología avance, es probable que veamos más innovaciones y aplicaciones de la inteligencia artificial en la creación y mejora de experiencias de juego.
