人工智能在游戏中的应用与未来展望
人工智能在游戏中的应用与未来展望摘要：人工智能是全球科技发展的一个热点,其在多个领域都有突出的应用。本文主要介绍了人工智能在游戏中的三大应用，并对其发展趋势和前景进行了相关讨论。
关键词：人工智能，游戏，发展应用，前景
一．人工智能概述人工智能（ArtificialIntelligence），英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能从诞生以来，理论和技术日益成熟，应用领域也不断扩大，在游戏中的应用也极为广泛，对玩家而言，游戏在玩法和开发上的拓展，能带来众多更有趣更精良的游戏；也会让体验变得更特别、更个性化、更令人回味。于整个产业来说，更多的创新和技术进步将推动产业的蓬勃发展，更加良性。
二．人工智能在游戏中的三类应用1.AI智能游戏引擎游戏AI引擎可以绕过算法，提供“傻瓜式”的创作平台和工具：帮助开发者简化游戏制作流程，降低制作难度，塑造随机地图和创造NPC等等。目前主流的游戏AI引擎有三类：AI渲染引擎、NPC制作引擎和游戏创作引擎。
常见的有3D游戏需要提高游戏画面的表现力度,不断提升3D图形技术的功能,游戏画面在设计时除了重视美术设计质量外,在游戏表现的各个环节需要编辑较多的数据,这个程序员带来较大的挑战,这些问题的解决归根到底是完善游戏引擎。游戏画面设计在引擎中一般采用层次的设计方式,需要不断明确人工智能技术在各个环节的作用。游戏引擎的主要结构包括三个:高层接口、中层接口和低层接口,具体来说,高层接口的作用是能够让用户使用人功智能技术调控中层接口,通过改变算法控制游戏中游戏角色的战术动作、攻击活动等进行操作,中层接口可以通过与底层接口相结合,控制底层接口中的动画和运动等变换速度快的画面,保证游戏中的角色能够做一些高难度的动作,为用户提供高质量的服务,底层接口的作用在于控制角色的动画与基本动作,并提供物理计算与3D渲染等功能,但是底层接口的功能只能操作角色的朝向和位置,不能进行跳跃的动作,这些动作需要由中层接口完成。
2.神经网络算法要让NPC更聪明一点，目前这方面的AI解决方案主要有这四种：
有限状态机、蒙特卡洛决策树、神经网络、遗传算法。在传统游戏中，最为广泛使用是有限状态自动机（FSM），这是一种专家型的预编程算法。与FSM相比，蒙特卡洛决策树（MCST）会多步联想做决策，而非只就当前形势。这种多元化的行为能带来玩家更强大的个性化交互游戏体验，但其难度和成本也更大，且无学习能力。MCST模式下的NPC最大的缺陷在于学习能力。他们不能从玩家那里学习任何东西，不会根据玩家的习惯性操作做出相应的变化。
而人工神经网络（ANN）和遗传算法则可以解决机器学习的问题。**但是，神经网络下的NPC是“不可控的”（“非线性”和“非常定性”特征导致），这给游戏的运营与维护带来不少的风险，NPC的行为将在不断学习中变得难以预测，游戏后期的调试变得异常困难，有可能出现脱轨的问题。**另一种技术——遗传算法（GeneticAlgorithm）创造了一个不可击败的敌人。**遗传算法是基于达尔文进化论提出的一种决策计算模型，计算机在模拟自然进化过程中寻求最优解。**体现在游戏上，NPC会根据以往的经验去优化策略，新一轮的进攻的“敌人”会接收“牺牲者”的意志，并针对玩家的过往策略逐个击破。这意味着越强大的玩家将面临越强大的敌人，并且没有尽头。主机游戏SHMUP中，游戏开发者就为玩家置入了运用遗传算法的敌人。他们让玩家反抗经过多代进化敌人的AI，当这一代又被击败时，遗传算法对AI进行排名并使用它们创造新一代的敌人来对抗玩家。在著名进化策略类游戏孢子和怪物系列都在遗传算法上有所突破。
3.AI操作系统人工智能操作系统的理论前身为20世纪60年代末由斯坦福大学提出的机器人操作系统，应具有通用操作系统所具备的所有功能，并且包括语音识别、机器视觉、执行器系统、和认知行为系统。在游戏中，相对于游戏引擎和算法开发方向而言，它可以直接识别玩家操作，使游戏产业第一次从间接的数字控制转向更自然的模拟控制。人工智能在游戏中的运用甚至帮助现实世界的进步。因为游戏能够为现实世界提供准确数据和测试平台，例如赛车游戏为自动驾驶提供数据支持等等。
三．对人工智能游戏的未来展望在过去的20年里，AI在游戏中取得了显着的进步。对于今天的游戏开发者来说，创造一个高效的A.I.系统与创造优质游戏和美妙的图像同样重要。每个工作室都开始为A.I.分配一个专门的编程团队。在游戏开发的早期阶段设计游戏。他们花费更多的资源和时间来建立多样化，称职和表现良好的非玩家角色（NPC）。更多的开发人员使用高品质的A.I.设计使他们的游戏在竞争日益激烈的市场中脱颖而出。
理想的目标是让玩家始终沉浸在游戏中。NPC应该让人觉得是活生生会呼吸的人，而且这种错觉在游戏中不会以任何方式被打破。人类的行为很有趣，像对话这种微妙的互动行为，在未来AI可能会实现。如果能在诸如此类的互动上有所突破，那么游戏中更多的部分将有更强的互动性。说不定会产生全新类型的游戏。
四．总结通过游戏展我们可以看到游戏AI正在向更高的质量，更适应玩家的需求，给玩家带来非凡体验的方向迅猛发展。也许我们所期待的、理想中的、极大拟人化的游戏AI将会很快得以实现，并且给我们的生活增添更多的快乐与色彩。而游戏AI也将为人类在人工智能方面的研究上添上非常重要的一笔！
人工智能专业：就业前景分析（附图表）
资料来源：允能智库、中商产业研究院整理
各城市人工智能发展实力
根据2018年《中国人工智能产业发展城市排行榜》，从企业规模、政策基础、学术技术、产业基础、和资本环境五个层面测评市场发展人工智能的实力和前景。北京、上海两地人工智能产业发展较为领先，深圳的各项指标表现优异，位居全国第三。在良好的发展环境下，深圳的人工智能产业发展已经初具规模，尤其是在技术落地，实现商业化方面具有先发优势。
数据来源：中商产业研究院整理
各城市人工智能人才需求
人工智能本身就是多技能的高度融合，不仅有传统技术与数据科学的融合，还有从数据采集，到数据存储、分析、应用、自动控制等过程的融合。随着人工智能落地应用的深化和进阶，技能的碰撞将不断增加，要求人工智能人才掌握多种技能、复杂维度解决问题不再是偶然。
BOSS直聘数据显示，2018年八成人工智能岗位集中在北京、上海、杭州、深圳和广州五大城市。北京以40.3%的占比遥遥领先，较其他城市有数量级优势；上海以14.5%位列第二；杭州以10.7%排名第三，略领先深圳的10.5%占比。广州占比4.1%，成都、南京分别占比2.7%和2.5%。
数据来源：BOSS直聘2018、中商产业研究院整理
人工智能行业市场广阔就业前景大好
近年来，我国在人工智能领域密集出台相关政策，更在2017、2018以及2019年连续三年的政府工作报告中提到人工智能，可以看出在世界主要大国纷纷在人工智能领域出台国家战略，抢占人工智能时代制高点的环境下，中国政府把人工智能上升到国家战略的决心。截至2018年11月，全国已有15个省市发布人工智能规划，其中12个制定了具体的产业规模发展目标。通过一系列政策与资金扶持，各省市不断强化当地人工智能的技术研发与应用，为人工智能产业提供了广阔发展前景。
资料来源：中商产业研究院整理
我国政府高度重视人工智能的技术进步与产业发展，人工智能已上升国家战略。《新一代人工智能发展规划》提出“到2030年，使中国成为世界主要人工智能创新中心”。人工智能市场前景巨大，随着人工智能技术的逐渐成熟，科技、制造业等业界巨头布局的深入，应用场景不断扩展。2018年中国人工智能市场规模约为238.2亿元，增长率达到56.6%。预计2019年，中国人工智能市场规模将超300亿元，到2020年这一规模将近500亿元。
数据来源：中商产业研究院整理
发展趋势
当前，我国人工智能产业发展的基础条件已经具备，未来十年内都将是人工智能技术加速普及的爆发期。人工智能专用芯片有望成为下一个爆发点，智能语音产业链逐渐成形，产业规模大幅提升。同时，人工智能具有显著的溢出效应，将带动其他相关技术的持续进步，助推传统产业转型升级和战略性新兴产业整体性突破。未来，人工智能将呈现四个主要发展趋势。
1、人工智能技术进入大规模商用阶段，人工智能产品全面进入消费级市场。
2、基于深度学习的人工智能的认知能力将达到人类专家顾问级别。
3、人工智能实用主义倾向显著，未来将成为一种可购买的智慧服务。
4、人工智能技术将严重冲击劳动密集型产业，改变全球经济生态。
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人工智能未来的发展方向是什么
第一个趋势是，全体IT巨头将重兵布局AI云服务，AI-a-a-S，意思是人工智能即服务，将成为未来趋势。AI是未来，已经是不证自明的事实，新老IT巨头不仅在自身业务里积极运用人工智能，同时也在积极利用云计算平台将AI服务提供给第三方。
从供给方来说呢，IT巨头们都很清楚，只要第三方使用自己的平台，就会把数据留在平台上，而这些数据将会是人工智能时代的一座大金矿。从需求方来说呢，那些应用企业可以利用大公司提供的AI云服务，提升自己的竞争力。所以，无论对于AI服务的提供商，还是使用AI服务的企业，这都是一种双赢的合作。
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第二个趋势是，新老人工智能企业将围绕智能入口展开白热化的争夺。在互联网时代，几乎每个入口都会引起争夺，而每个入口争夺的成功者都会变成下一个巨头。比如在Web2.0时代，互动社交的兴起形成了社交入口，造就了Facebook和腾讯。人工智能时代也不例外，激烈的争夺过后，必然会诞生下一个巨大的超级企业。
人工智能时代，服务的入口主要是自然语言的语音交互，自然语言处理会是人机交互的主要模式，谁能让机器更懂人类的语言，谁就能有可能取胜。人工智能会全面包围我们生活的方方面面，这意味着，人工智能入口的竞争会更加惨烈，而越早参与，获得越多的用户，胜利的几率就越大。
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第三个趋势是，人工智能将占领客厅，语音交互将成为主流电视应用。智能家居概念喊了很多年了，比尔·盖茨在1995年出版的《未来之路》里就做出了清晰的描述，但是这样的描述迄今都没有成为事实，核心原因就在于用户缺乏需求。
现在随着电视屏幕尺寸增大、视频内容爆炸性增长，传统的遥控器越来越难以满足人们使用电视的需求，语音为主的智能搜索和智能互动正在迅速崛起，自然语言交互将会成为操纵电视机的标准方式。三星等传统的电视厂商、Netflix和亚马逊等视频内容提供商、微软和谷歌等IT厂商都已经或将要推出自己的以电视为核心的语音互动产品，智能家居正在从电视机切入成为现实。
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第四个趋势是，智能玩具将成为AI最早成功的应用领域之一。如果利用AI来诊断病情，或是制造自动驾驶汽车，人们往往无法容忍它犯错误。但是玩具不同，人们对玩具的出错容忍度高。所以，在人工智能还没办法超越人类智能的今天，智能玩具恰恰是能够让人工智能获得初期市场认可的切入点。
事实上，现在已经有不少成功的案例了，比如2016年底，能和人玩游戏的智能玩具Cozmo热卖到断货。2017年更会有一大批的智能玩具上市。中国的玩具制造业虽然强大，但是没有什么品牌优势，如果中国的玩具公司和高科技公司合作，借助自己强大的制造实力和市场推广实力，顺势推出自己的品牌，将会获得巨大的商机。