Goal Oriented Action Planning for Agent Simulations

Abstract

The objective of this thesis is to create an easy to use and performant goal oriented action planner for interactive real-time and turn-based agent simulations. The system will be used in personal projects.

Goal oriented action planning is an artificial intelligence architecture which decouples what the agent can do from what the agent will do. This allows the system to come up with optimal solutions for manifold challenges and increases the flexibility of the AI design process.

The development of the planner consists of system architecture design, programming and optimization. A variety of programming paradigms, technologies and techniques were used in the process: A* pathfinding algorithm for planning, ANTLR syntax parser for creating custom file formats, data oriented programming for optimization and Unity for the example project production.

Overall the project was a success. The planner works as expected and the example project demonstrates planning functionality in a simulated environment. Nonetheless the development of the system is far from over as there is always room for improvement and refinement based on the needs of future projects.

Opinnäytetyössä tehtiin helppokäyttöinen ja tehokas tavoitteellinen tehtäväsuunnittelija reaaliaikaisiin ja vuoropohjaisiin agenttisimulaatioihin. Järjestelmää tullaan käyttämään henkilökohtaisissa projekteissa.

Tavoitteellinen tehtäväsuunnittelu on tekoälyarkkitehtuuri, joka erottaa toisistaan agentin toiminnot ja toimintajärjestyksen. Tämä mahdollistaa optimaalisten ratkaisujen löytymisen moniin haasteisiin ja lisää tekoälysuunnittelun joustavuutta.

Tehtäväsuunnittelijan kehitys koostuu järjestelmäarkkitehtuurista, ohjelmoinnista ja optimoinnista. Työn toteutuksessa käytettiin monenlaisia ohjelmointimalleja, teknologioita ja tekniikoita: A*-polunetsintäalgoritmia tehtäväsuunnitteluun, ANTLR-syntaksijäsentäjää tiedostomuotoiluun, dataorientoitunutta ohjelmointia optimointiin ja Unity-kehitysympäristöä esimerkkiprojektin tuotantoon.

Kaiken kaikkiaan projekti onnistui. Tehtäväsuunnittelija valmistui tavoitteiden mukaisesti ja esimerkkiprojekti esittelee suunnittelijan toimintaa simulaatioympäristössä. Järjestelmän kehitystyö jatkuu tulevien projektien tarpeiden mukaisesti.