Luonnonvalinnan mallinnus peliympäristössä

Abstract

Insinöörityössä tutkittiin luonnonvalinnan toimintaa ja sen soveltuvuutta osaksi peliympäristöä. Työn tavoitteena oli käydä läpi käytöspuutekniikalla luotu tekoäly, luoda luonnonvalinnan avulla toimiva peliympäristö ja pohtia luonnonvalinnan mekanismien hyödyntämistä peleissä.

Työn toteuttamiseen käytettiin Unity-pelimoottoria. Pelimoottorilla luotiin elinympäristö kahdelle eri lajille: ketuille ja jäniksille. Lajien tekoälyn pohjaksi luotiin yksinkertainen käytöspuu. Työssä lajin yksilöt muuttuvat luonnonvalinnan periaatteiden pohjalta.

Insinöörityön tuloksena saatiin luotua lajeille toimiva tekoäly, joka pääosin täyttää tekoälylle asetetut kriteerit. Luonnonvalinnan mallintaminen tehtiin populaation geeneissä tapahtuvien mutaatioiden avulla. Simulaatio onnistui näyttämään, miten epätasapainoisia monet ekosysteemit ovat ja että tasapainoisen elinympäristön luominen ilman ulkoisia tekijöitä voi olla haasteellista ja usein sattuman varassa.

Työstä ilmeni, että täysin luonnonvalinnan mekanismeilla toimiva peliympäristö ei välttämättä ole hyvä tapa luoda ekosysteemiä peliympäristöön sen satunnaisuuden takia. Vaikka luonnonvalinta on tehokas tapa muuttaa peliympäristöä, sen suuntaa on vaikea ennustaa.

This thesis examines the mechanisms of natural selection and its suitability as part of a game environment. The goal of the study is to explore the use of behavior tree-based artificial intelligence (AI), create a functioning gaming environment utilizing natural selection, and discuss the use of natural selection mechanisms in games.

The Unity game engine was used for the implementation of the game. An ecosystem was created using the game engine for two different species: foxes and rabbits. The AI for each species was created based on a simple behavior tree. In the study, the individuals of each species change based on principles of natural selection.

A functioning AI was created for each species, which overall meets the criteria set for the AI. The modeling of the natural selection occurred through mutations in the population’s genes. The simulation successfully showed that creating a balanced ecosystem without external factors can be challenging, often relying on chance.

The conclusion of this study is that a gaming environment based on natural selection mechanisms alone may not be a good way to create ecosystems in a game environment due to its randomness. Even though natural selection is an effective way to alter a game environment, its direction is difficult to predict.