Penulisan Kedua

Penulisan Kedua

Implementasi Adaptive Artificial Intelligence pada game Capture The Flag dengan metode Dynamic Scripting

(1Chandra Mahendra, 2Vera Suryani, ST. MT., 3Gandeva Bayu, ST.MT)

Primawan Satrio1, Agung Toto Wibowo, S.T.,  M.T. 2, Bayu Munajat, S.T., M.T.3

1primawan.satrio@gmail.com, 2agungtoto@telkomuniversity.ac.id, 3bayumunajat@telkomuniversity.ac.id

Dynamic Scripting

Dynamic   scripting (DS)   memenuhi   lima   dari   delapan kebutuhan komputasional dan fungsional, yaitu :

-       Speed  (computational):  DS cepat secara komputasional, karena DS hanya membutuhkan ekstraksi dari rulebase dan mengganti bobot setiap perulangan.

-     Effectiveness  (computational):  Efektivitas  dari  DS

teruji ketika semua aturan di rulebase masuk akal, berdasarkan domain knowledge yang sesuai. Setiap aksi dimana agent mengeksekusi melalui skrip yang mengandung  aturan-aturan  ini,  adalah  aksi  yang paling tidak efektif (walaupun itu mungkin tidak sesuai untuk beberapa situasi). Dengan catatan jika seorang pengembang game membuat kesalahan dan memasukkan sebuah aturan yang kurang cerdas di rulebase, teknik DS akan segera  meng-alokasi-kan aturan ini ke bobot nilai terendah. Oleh karena itu, kebutuhan dari efektivitas haruslah terpenuhi bahkan jika rulebase terdapat beberapa aturan yang kurang cerdas. Singkatnya, jika kebanyakan aturan di rulebase adalah kurang cerdas, algoritma DS tidak akan mampu untuk membangkitkan game AI yang cukup.

Robustness (computational):

algoritma      DS merupakan algoritma yang handal, karena bobot dari sebuah aturan di rulebase merepresentasikan sebuah kegunaan secara statis, diturunkan dari beberapa sampel Fitness yang diharapkan dari skrip yang terdapat   dari   aturan   tersebut. 

Sebuah hukuman(penalty) yang kurang tepat  tidak akan menghilangkan sebuah aturan dari rulebase, dan akan diberi keringanan ketika aturan tersebut dipilih kembali, atau bahkan ketika aturan lain terkena hukuman.   Sama   halnya   ketika   sebuah   hadiah (reward) mengakibatkan sebuah aturan kurang cerdas dipilih lebih sering, dimana hanya mengakibatkan itu akan mengumpulkan hukuman yang kurang cepat lebih cepat.

Clarity  (functional):  algoritma  DS  membangkitkan skrip, dimana skripnya bisa dengan mudah dipahami oleh pengembang game.

Variety  (functional): algoritma DS  membangkitkan skrip baru untuk setiap agent, dan skrip baru ini menyediakan variasi di behavior nya.

Dynamic scripting adalah teknik online competitive machine- learning untuk game AI, sehingga bisa di-klasifikasi-kan sebagai optimasi stokastik. Dynamic scripting menjaga beberapa rulebase, satu dari setiap kelas agent di dalam game. Setiap kali sebuah instance sebuah agent dibangkitkan, rulebase digunakan untuk membuat skrip baru yang mengendalikan behavior setiap agent. Probabilitas setiap aturan yang ditentukan untuk sebuah skrip dipengaruhi oleh nilai  bobot  yang  dipasang  di  setiap  aturan.  Tujuan  dari dynamic  scripting  adalah  untuk  mengadaptasikan bobot  di setiap  rulebase sehingga nilai  fitness yang diharapkan dari setiap behavior didefinisikan dari skrip yang dibangkitkan meningkat   secara   drastis,   bahkan   di   lingkungan   yang cenderung berubah-berubah.

Rumus yang digunakan untuk team-fitness yaitu :

Dalam rumus team-fitness, g merujuk ke tim, c merujuk ke agent, Ng    N adalah total jumlah agents di tim g, dan ht(c) N  adalah nyawa agent c  di  waktu t.  Hasil dari rumus  ini adalah, apabila sebuah tim memiliki fitness 0, maka dianggap kalah. Dan apabila tum yang memiliki fitness > 0 maka dianggap menang.

Rumus yang digunakan untuk agent-fitness yaitu :

Dimana g adalah tim dimana agent a berada. Rumus ini mengandung empat komponen : (1) F(g), adalah fitness untuk tim g, diturunkan dari rumus team-fitness. (2) A(a)     [0,1], dimana adalah rata-rata dari kemampuan bertahan dari agent a, (3) B(g)    [0,1] dimana adalah parameter nyawa dari semua agents di tim g, dan (4) C(g)    [0,1] dimana adalah parameter besarnya kerusakan yang telah diberikan semua agent di tim lawan g.

Algorithm 1 Script Generation

Algoritma 1 merepresentasikan prosedur pembangkitan skrip. Di  algoritma ini,  fungsi  ‘InsertInScript’ menambah sebuah baris skrip ke skrip. jika baris skrip tersebut sudah terdapat di skrip, fungsi tersebut tidak mempunyai efek, dan mengembalikan nilai ‘false’. Di sisi lain, baris skrip tersebut dimasukkan dan fungsi nya mengembalikan nilai ‘true’. Algoritma ini bertujuan untuk meletakkan baris 'scriptsize' di dalam skrip, tapi mungkin berakhir dengan baris skrip yang lebih sedikit jika membutuhkan lebih dari percobaan 'maxtries' untuk menemukan sebuah baris baru. Fungsi ‘FinishScript’ menambahkan satu atau lebih bari skrip yang secara umum bisa diaplikasikan ke skrip, untuk meyakinkan bahwa skrip tersebut akan selalu menemukan cara untuk mengeksekusi.

Algorithm 2 Weight Adjustment

Fungsi   ‘CalculateAdjustment’   meng-kalkulasi-kan   hadiah, atau hukuman untuk setiap diterimanya aturan yang telah diaktifkan. Parameter 'Fitness' adalah tolak ukur dari peformansi    skrip    tersebut    ketika    dijalankan.    Fungsi

‘DistributeRemainder’   mendistribusikan   perbedaan   antara total bobot yang sekarang, dan total semua bobot asli.

Secara umum,'Fitness' ini akan diimplementasikan sebagai perulangan di atas semua bobot, menyerahkan sebagian kecil pecahan dari sisa untuk setiap bobot jika itu tidak menyebabkan  bobot  tersebut  melebihi  batas  bobot,  hingga 'remainder' nya nol. Ketika banyak dari bobot di rulebases mencapai batas bobot, ini bisa menjadi proses yang menghabiskan sangat banyak waktu yang benar-benar mengganggu    game play.    Sebagai    solusi,    bagian    dari 'remainder' bisa di bawa ke panggilan penyesuaian bobot berikutnya.

C.  Capture The Flag

Game dengan genre CTF diadaptasi dari genre Real Time Strategy (RTS), atau Turn Based Strategy (TBS). Game CTF merupakan game yang bertujuan dimana setiap tim harus menguasai satu tempat yang dikategorikan sebagai tempat bendera musuh untuk  memenangkan permainan. Pemenang bisa didapat dari tim mana yang paling banyak menguasai tempat bendera musuh, atau hingga waktu yang ditentukan habis. Game CTF memerlukan strategi tim untuk bertahan, dan menyerang tim musuh. Game ini juga membutuhkan kemampuan individual seperti kecepatan berlari, menganalisa medan permainan, dll.

SKENARIO SIMULASI

A.  Analisis Kebutuhan Sistem

Untuk  tahap  perancangan sistem,  simulasi  membutuhkan sebuah tools yang mampi mengimplementasikan 'script generation' & 'weight adjustment' secara online learning, dan parameter performansi yang jelas. Dalam hal ini, parameter performansi yang dimaksud adalah 'skor'.

Proses tahapan dalam membangun simulasi dapat di lihat pada gambar berikut :

B.  Perancangan Simulasi

1.    Blue bot vs red bot

Player akan mengendalikan pihak blue bot untuk melawan red bot.Pemain akan berperan sebagai AI Commander, yang artinya hanya akan memerintahkan secara global, bukan secara mikro seperti game RTS pada umumnya.

2.    Aturan dasar dari AI Sandbox yang digunakan Beberapa  perubahan  seperti  jarak  pandang  bot,  kecepatanberjalan,  waktu  tunda  saat  botberputar  untuk  mengambil posisi menembak akan diseimbangkan lagi apabila diperlukan. Ada tujuh aturan dasar dari game ini, yaitu :

Satu  bot  yang  mengambil  posisi  bertahan  di  arah yang tepat, akan selalu menang melawan bot yang menyerang.Satu bot yang menyerang dengan arah yang tepat, akan selalu menang melawan bot yang sedang menyerbu.Dua  bot  yang  menyerang  satu  bot  akan  menang, setelah terdapat satu korban dari pihak yang menyerang Dua  bot  yang  menyerbu  satu  bot  akan  menang, setelah terdapat satu korban dari pihak yang menyerbu.Satu bot yang menyerbu akan menang melawan bot yang bertahan menghadap arah yang kurang tepat.Untuk konsep bendera, ada dua aturan dasar, yaitu :

Saat   ada   bendera  yang  jatuh  setelah  bot   yang membawa ditembak oleh pihak lawan, bendera hanya bisa diambil oleh pihak bot yang membawa sebelumnya.

Setelah sekian detik bendera tersebut tidak ada yang mengambil, bendera tersebut akan kembali lagi ke tempat semula.

Untuk konsep bertarung, bot akan otomatis meng-handle ini. Ada tiga aturan dasar yaitu :

Jeda  menembak  dari  berjalan  atau  berlari  (jeda menembak dari berlari akan lebih lama)

Jeda menembak untuk berputar, dan mengambil garis lurus pada target.

Waktu jeda menembak yang konstan (0,5 detik)

3.    AI Commander

AI Commander berperan sebagai otak dari kubu merah atau biru. Disini, AI Commander berperan sebagai strategic level untuk AI pada game ini. Beberapa  aturan  yang  diimplementasikan  untuk  AI Commander ini adalah :

4. Empat perintah global untuk bot

Sebagai AI Commander,  perintah yang bisa diberikan untuk bot adalah :

Defend - Bot akan mengambil posisi jongkok, dan fokus membidik musuh di sekitarnya. Membidik berakibat tembakan sangat akurat, dan  mematikan. Akan tetapi jarak pandang terbatas, dan butuh waktu untuk di-set ke posisi seperti ini.

Attack   –   Bot   akan   menyerang  ke   posisi   yang ditentukan.  Jika  ada  bot  musuh  yang  terlihat,  bot akan langsung menembak

Charge – Bot akan menyarang ke posisi yang telah ditentukan dengan kondisi berlari. Gerakan ini lebih cepat dari Attack tetapi mendapat pinalti waktu tunda untuk menembak.

 Move   -   Berjalan   meng-eksplorasi   peta.   Dalam kondisi ini, bot tidak akan menyerang musuh yang masuk dalam jangkauan tembak.

1.1.1Ruang Lingkup Simulasi

Simulasi dijalankan dengan spesifikasi sebagai berikut :

Perangkat lunak

1. AI Sandbox 0.20.9 dengan 4 AI yang diujikan.
2.  Eclipse  dengan  plugin  PyDev  untuk  memprogram AAI dengan bahasa Python.
3. Microsoft   Office   untuk    pengolahan   data    dan penulisan laporan.

Perangkat keras

1.  Single CPU
2. 50 GB HDD
3.  2048 Mb RAM

C.  Skenario Simulasi

Pada simulasi yang dijalankan terdapat berbagai macam faktor yang akan mempengaruhi output yang dihasilkan, baik secara langsung  maupun  tidak  langsung. Untuk itu, perlu didefinisikan terlebih dahulu pemodelan simulasi secara umum untuk mengetahui faktor apa saja yang berpengaruh saat proses simulasi berlangsung.

Capture The Flag SDK adalah simulasi yang digunakan untuk menguji   commander   yang   beradaptasi   lewat   AI   buatan pemain, dan dijalankan dengan AI Sandbox™. AI yang dibuat akan memerintah bot dari tim sendiri, dan beradaptasi untuk mengalahkan tim lawan di beberapa variasi level. Game ini dimainkan oleh dua tim oleh bot, dimana poin nya diperoleh kapanpun sebuah tim mengambil bendera tim lain dan mengembalikan nya ke lokasi dimana bendera mencetak skor. Pemenangnya adalah tim yang mencetak paling banyak poin. Bendera dan bot akan kembali hidup secara sinkron pada interval yang teratur sampai game berakhir. Bot di game ini tidak bisa dikontrol secara interaktif, tetapi mereka dikendalikan oleh AI commander strategis yang dibuat di Python.

Blok  diagram  ini  menjelaskan  tentang  bagaimana  seluruh

proses pada Tugas Akhir ini.

Gambar III.1 Blok diagram simulasi CTF

Penggambaran proses  implementasi untuk  AAI  pada  game CTF ini dijabarkan menjadi lima tahap, yaitu insialisasi gameinfo.py, jalankan class LevelInfo(object), commander memberi perintah(informasi) ke bot, update weight adaptation & learning rate, dan looping hingga skor atau batas waktu yang ditentukan.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Alexander Nareyek , Game AI Is Dead. Long Live GameAI!: National Univesity of Singapore, 2007.

[2] J Hagelback and S.J. Johansson , Measuring player experience on runtime dynamic difficulty scaling in an RTS game., 2009.

[3] Schaeffer J, "‘A Gamut of Games’," Artificial IntelligenceMagazine 22(3), pp. 29–46, 2001.

[4] Haomiao Huang and Jerry Ding, A Differential Game Approach to Planning in Adversarial Scenarios: A. Berkeley: NASA (NNA06CN22A) AFOSR, 2011.

[5] J van Waveren and J Rothkrantz, "Artificial player forQuake III arena," International Journal of Intelligent Games& Simulation 1, 2003.

[6] Marc S Atkin , David L Westbrook , and Paul R Cohen , Capture the Flag: Military Simulation Meets Computer Games.: IN PROCEEDINGS OF AAAI SPRING SYMPOSIUM SERIES ON AI AND COMPUTER GAMES,1999.

[7] Bijan Fazlollahi and Mihir A Parikh , Adaptive DecisionSupport Systems.: Georgia State University, 1997.

[8] A Ram , S Ontanon , and M Mehta , Artificial Intelligence for Adaptive Computer Games., 2007.Evolutionary Learning., 2005.

[9] P Spronck and D.W Aha , Automatically Acquiring

Domain Knowledge For Adaptive Game AI Using

·         Pengenalan Komputer” karangan Jogiyanto Hartono, MBA, Ph.D

·         Artificial Intelligence, Sri Kusumadewi, Graha Ilmu Yogyakarta, 2003

·         Artificial Intelligence, Sandi Setiawan, Andi Offset Yogyakarta, 1993

·         Mengenal Artificial Intelligence, Suparman, Andi Offset Yogyakarta, 1991.

·         http://siferrsaankes.blogspot.com/2012/05/kecerdasaan-buatan.html

·         http://setiyanugroho.wordpress.com/2011/04/12/kecerdasan-buatan-dalam-game/

·         http://blog-habibie.blogspot.co.id/2012/05/artificial-intelligence-pada-game.html

Penulisan Pertama

a.      Pengertian Teknologi game

            Teknologi game terdiri dari dua kata, yaitu Teknologi dan Game. Teknologi adalah keseluruhan fasilitas untuk menyediakan sesuatu yang dibutuhkan bagi kelangsungan dan kenyamanan hidup manusia. Secara umum teknologi dapat didefinisikan sebagai entitas, benda maupun bukan benda yang diciptakan secara terpadu melalui perbuatan dan pemikiran untuk mencapai suatu tujuan.

            Sedangkan Game adalah permainan yang menggunakan interaksi antarmuka  pengguna melalui gambar yang dihasilkan oleh piranti video.

            Jadi dapat kita simpulkan bahwa Teknologi Game berarti proses baik berupa yang dilakukan sistem atau perangkat keras yang diberlakukan dalam upaya untuk mendukung kinerja dari game.

b.      Bisnis Game Komputer

            Contoh untuk bisnis dalam game komputer itu beragam. Seperti kita dituntut melakukan pembayaran untuk game tersebut. Maksud dari pembayaran ini adalah bagaimana perusahaan game online mendapatkan uang dari gamesnya. Bedasarkan kategori ini games online dapat dibedakan menjadi 2 yaitu :

A.    Pay Per Item, game yang berada pada category ini merupakan game yang bisa diinstall atau dimainkan secara gratis, dan game ini biasanya mengenakan biaya pada pemainnya apabila pemainnya ingin cepat menaikkan level atau membeli barang (item) langka yang tidak pernah dijumpai pada permainan. Jenis game seperti ini yang paling dijumpai di Indonesia. Contoh: Gunbound, Ragnarok, Ghost Online.

B.     Pay per Play, game ini harus dibeli dan diinstal secara legal karena pada saat diinstal game terebut akan mendaftarkan pemain ke internet langsung dan apabila yang diinstal adalah program bajakan maka secara otomatis system akan memblokirnya. Contoh: War of Warcraft.

c.       3D Engine

            3D (tiga dimensi) yaitu adanya dimensi tebal pada gambar sehingga menjadikan gambar jauh lebih nyata dari pada gambar dua dimensi. Bisaanya bidang tiga dimensi dinyatakan dengan sumbu X Y dan Z.

            Sebuah tiga dimensi (3D) mesin, sering disebut mesin permainan, adalah sistem yang digunakan untuk simulasi komputer virtual. Mesin permainan yang umum digunakan dalam video game, meskipun aplikasi non-hiburan lainnya juga ada. Sebuah mesin 3D memiliki beberapa area fungsi, yang bekerja sama untuk menciptakan sebuah lingkungan virtual immersive. Komponen render dari mesin permainan menghitung tampilan visual adegan, sementara komponen fisika menentukan bagaimana objek yang berbeda harus berinteraksi. Beberapa mesin juga mencakup fitur seperti scripting dan kecerdasan buatan untuk meningkatkan perasaan realisme.

Game engine mempunyai tipe-tipe diantaranya:

·         Roll-your-own game engine

            Game engine tipe ini lebih disukai karena kemungkinan besar dapat digunakan gratis. selain itu, game engine tipe ini memperbolehkan para developer lebih fleksibel dalam mengintegrasikan komponen yang diinginkan untuk dibentuk sebagai game engine mereka sendiri. Kelemahan dari tipe game engine ini banyak engine yang dibuat dengan cara semacam ini malah menyerang balik developernya

·         Mostly-ready game engines

            Game engine biasanya sudah memberikan fitur-fitur kepada developer game seperti GUI, physiscs, libraries model, texture dan lain-lain. Engine  ini memiliki beberapa batasan, terutama jika dibandingkan dengan game engine sebelumnya yang benar-benar terbuka lebar. Hal ini ditujukan agar tidak terjadi banyak error yang mungkin terjadi setelah sebuah game yang menggunakan engine ini dirilis dan masih memungkinkan game engine-nya tersebut untuk mengoptimalkan kinerja game-nya. Contoh tipe game engine seperti ini adalah Unreal Engine, Source Engine, id Tech Engine dan sebagainya yang sudah sangat optimal dibandingkan jika harus membuat dari awal. Dengan hal ini dapat menyingkat menghemat waktu dan biaya dari para developer game.

·         Point-and-click engines

            Engine ini merupakan engine yang sangat dibatasi, tapi dibuat dengan sangat user friendly. Developer game bahkan bisa mulai membuat game sendiri menggunakan engine seperti GameMaker, Torque Game Builder dan Unity3D. Dengan sedikit memanfaatkan coding, sudah bisa merilis game.  Kekurangannya terletak pada terbatasnya jenis interaksi yang bisa dilakukan dan biasanya hal ini mencakup semuanya, mulai dari grafis hingga tata suara. Tapi bukan berarti game engine jenis ini tidak berguna, bagi developer cerdas dan memiliki kreativitas tinggi, game engine seperti ini bisa dirubah menjadi sebuah game menyenangkan. Game engine ini memang ditujukan bagi developer yang ingin menyingkat waktu pemrogramman dan merilis game-game mereka secepatnya

Beberapa elemen yang ada di dalam game engine adalah :

a.       Tools/Data

            Dalam pengembangan game, dibutuhkan data yang tidak semudah menuliskan text files. Dalam pengembangan game, paling tidak dibutuhkan beberapa tools seperti 3d model editor, level editor dan graphics programs.

b.      System

            System adalah bagian dari game engine yang berfungsi untuk melakukan komunikasi dengan hardware yang berada di dalam mesin. Jika game engine sudah dibuat dengan baik maka system ini adalah satu-satunya bagian yang membutuhkan perubahan yang cukup banyak apabila dilakukan implementasi pada platform yang berbeda. Di dalam system sendiri terdapat beberapa sub system yaitu graphics, input, sound, timer, configuration. System sendiri bertanggung jawab untuk melakukan inisialisasi, update dan mematikan sub system yang terdapat di dalamnya.

c.       Console

Dengan menambahkan console, kita dapat merubah setting game dan setting game engine di dalam game tanpa perlu melakukan restart pada game tersebut. Console sendiri lebih sering digunakan dalam proses debugging. Apabila game engine tersebut mengalami error kita tinggal mengoutputkan error message tersebut ke dalam console tanpa harus melakukan restart. Console dapat dihidupkan dan dimatikan sesuai keinginan.

d.      Support

Support adalah bagian yang paling sering digunakan oleh system di dalam game engine. Support sendiri berisi rumus-rumus matematika yang biasa digunakan, vector, matrix, memory manager, file loader. Merupakan dasar dari game engine dan hampir digunakan semua projek game engine.

e.       Renderer/Engine Core

Pada game engine, engine core / renderer terdiri dari beberapa sub yaitu visibility, Collision Detection dan Response, Camera, Static Geometry, Dynamic Geometry, Particle Systems, Billboarding, Meshes, Skybox, Lighting, Fogging, Vertex Shading, dan Output.

f.       Game Interface

Game interface sendiri merupakan layer diantara game engine dan game itu sendiri. Berfungsi sebagai control yang bertujuan untuk memberikan interface apabila di dalam game engine tersebut terdapat fungsi fungsi yang bersifat dinamis sehingga memudahkan untuk mengembangkan game tersebut.

g.      The Game

Merupakan inti dari penggunaan game engine sendiri, sehingga terserah kita bagaimana mengembangkan game tersebut.

Game Development Tools

            Game development tools adalah software yang mempunyai spesialisasi yang membantu atau memfasilitasi pembuatan computer atau video game. Beberapa tugas dapat ditangani oleh game development tools termasuk konversi beberapa kelengkapan dari video game seperti 3D model dan texture ke dalam format yang diperlukan oleh game, level editing serta script compilation.

Pada saat pengembangannya. Game development seringkali menemui kendala. Hal berikut ini adalah beberapa alasan kenapa game development tools dibilang gagal :

a.       Game development yang di design seiring waktu berjalan

b.      System model dari design game development game tersebut

c.       Menerapkan teknologi yang salah untuk menekan biaya

d.      Interface yang terlalu kompleks

e.       Terlalu banyak fitur-fitur tambahan

f.        Merancang untuk user yang sudah advance

Beberapa contoh game development tools :

a.       RAD Game tools

b.      Java Game Development Tools

c.       Garage games game development tools

Sumber :

https://www.klikmania.net/sejarah-dan-perkembangan-teknologi-game/

http://andriyanaade.blogspot.co.id/2015/04/teknologi-game-dan-bisnis-game-dalam.html

http://tugaslagitugas.blogspot.com/2013/05/pengertian-sederhana-tentang-apa-itu-2d.html

https://rickykurn.wordpress.com/2012/03/08/apa-itu-game-engine/

http://octianaeni.blogspot.com/2013/04/pengenalan-game-engine.html