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人間的に上達する汎用ゲームAIの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K00514
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 エンタテインメント・ゲーム情報学
研究機関松江工業高等専門学校

研究代表者

橋本 剛  松江工業高等専門学校, 情報工学科, 教授 (40420335)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード強化学習 / 反復広化法 / 顕著性マップ / 汎用ゲームAI / 生物学的制約導入 / 弾幕シューティングAI / Muzero / ガイスター / MuZer / ロボット掃除機 / Gazebo シミュレータ / TurtleBot3 burger / 方策勾配 / UCT探索 / 不完全情報ゲーム / ドミニオン / 方策勾配法 / 反復広化 / Pomberman / 連鎖型パズルゲーム / DQN / 音楽ゲーム / ゲームAI / ぷよぷよ / 視覚的顕著性モデル / ニューロエボリューション / モノポリー / 汎用的機械学習 / Deep Q-Network / 弾幕シューティング / Ms.Pacman / 機械学習 / ゲーム / Deep Learning / テトリス / マリオ / 麻雀 / 熟達化 / 汎用人工知能 / シューティングゲーム
研究成果の概要

人間的に上達する汎用ゲームAIの実現を目指し、さまざまな題材で手法を開発した。人間の熟達化にヒントを得て反復広化法を提案し、まずはテトリスで、その後ぷよぷよやPommermanの強化学習でその効果を確認した。また、画像の色やエッジなどの特徴量から計算した人間の注視度、顕著性に着目し、顕著性マップを用いた強化学習手法を提案し、弾幕シューティングAIやMs.Pacmanの強化学習でその効果を確認した。他にも、スーパーマリオ無限1up学習、音楽ゲーム強化学習への生物学的制約導入による人間らしさ創出、ガイスターの紫駒探索法開発、実環境に近い環境をゲーム化しMuzeroで学習する手法などで成果を上げた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、AI強化学習の研究が世界中で盛んに行われているが、効率よく学習をさせるために、人間の学習に着目し、人間らしい強化学習を可能にするための手法をいくつか提案し、評価しやすいゲームAIで実装し実験によりその効果を示した。これら手法が強化学習に取り入れられることで、より少ない計算資源で高い学習効果を上げられる。また、音楽ゲーム強化学習への生物学的制約導入による人間らしさ創出、実環境に近い環境をゲーム化し学習する手法など、実社会に近い題材でも応用可能な成果を上げ強化学習の新たな方向性を示すことができた。

報告書

(7件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] 『紫駒』を用いたMinMax探索によるガイスターAIの研究2021

    • 著者名/発表者名
      川上直人,橋本 剛
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌

      巻: 62 号: 10 ページ: 1716-1723

    • DOI

      10.20729/00213202

    • NAID

      170000185636

    • 年月日
      2021-10-15
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 実環境タスクのMuZeroを用いた学習2023

    • 著者名/発表者名
      大賀 健伸 , 橋本 剛
    • 学会等名
      第49回情報処理学会ゲーム情報学研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] UCTに方策勾配法を用いるガイスターAIの研究2022

    • 著者名/発表者名
      青木 蓮樹 , 橋本 剛
    • 学会等名
      ゲームプログラミングワークショップ2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 暗闇シーン挿入によるVR酔い軽減方法の研究2021

    • 著者名/発表者名
      小川直輝,橋本剛
    • 学会等名
      第26回日本バーチャルリアリティ学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 強化学習による連鎖型落ち物パズルゲームの研究2021

    • 著者名/発表者名
      杉江矢, 橋本剛
    • 学会等名
      第45回情報処理学会ゲーム情報学研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ボンバーマンAIの強化学習における新手法の提案2021

    • 著者名/発表者名
      安藤優希, 橋本剛
    • 学会等名
      第45回情報処理学会ゲーム情報学研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 音楽ゲームのプレイヤAIにおける人間らしく振る舞う強化学習手法の提案2021

    • 著者名/発表者名
      坂本洸, 橋本剛
    • 学会等名
      第45回情報処理学会ゲーム情報学研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] モノポリーを題材とした交渉AIの研究2020

    • 著者名/発表者名
      宮廻秀行,橋本剛
    • 学会等名
      第43回情報処理学会ゲーム情報学研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 後退解析による詰めガイスター問題の列挙2020

    • 著者名/発表者名
      川上直人,池田心,石井岳史,橋本剛
    • 学会等名
      第43回情報処理学会ゲーム情報学研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ガイスターAIにおけるブラフ戦略の提案2020

    • 著者名/発表者名
      岸野圭汰,川上直人,橋本剛
    • 学会等名
      第43回情報処理学会ゲーム情報学研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ニューロエボリューションを用いた連鎖型パズルゲームAIの研究2019

    • 著者名/発表者名
      杉江 矢,橋本 剛
    • 学会等名
      第42回情報処理学会ゲーム情報学研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 石井岳史, 川上直人, 橋本剛, 池田心2019

    • 著者名/発表者名
      難しい詰めガイスター問題の生成法
    • 学会等名
      第 24 回 ゲーム・プログラミング ワークショップ 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Learning Method to Discover Secret Tricks Using Reinforcement learning2018

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi HASHIMOTO, Ryosuke TAKATA
    • 学会等名
      The 2nd NIT-NUU Bilateral Academic Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Map maze automatic creation program2018

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke NAKAMURA, Tsuyoshi HASHIMOTO
    • 学会等名
      The 2nd NIT-NUU Bilateral Academic Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 視覚的顕著性モデルを用いた汎用的機械学習法2018

    • 著者名/発表者名
      野村直也, 橋本剛
    • 学会等名
      第 23 回 ゲーム・プログラミング ワークショップ 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 完全情報ゲームの探索を用いたガイスターAI の研究2018

    • 著者名/発表者名
      川上 直人, 橋本 剛
    • 学会等名
      第 23 回 ゲーム・プログラミング ワークショップ 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 不完全情報ゲーム『ガイスター』における2種の詰め問題の提案と考察2018

    • 著者名/発表者名
      石井 岳史,川上 直人,橋本 剛,池田 心
    • 学会等名
      第41回情報処理学会ゲーム情報学研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] テトリスを題材にしたスケールダウンを利用した学習手法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      青木勢馬、橋本剛
    • 学会等名
      ゲームプログラミングワークショップ2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 弾幕シューティングゲームにおける汎用的機械学習法2017

    • 著者名/発表者名
      野村直也、橋本剛
    • 学会等名
      第39回情報処理学会ゲーム情報学研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 無限1UPを題材としたアクションゲームの裏技を発見する自己学習手法の提案2017

    • 著者名/発表者名
      高田亮介、橋本剛
    • 学会等名
      第39回情報処理学会ゲーム情報学研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2024-01-30  

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