机器智能实验机器智能实验 主讲教师：马修军主讲教师：马修军 课程类型：主干基础实验课课程类型：主干基础实验课 适适 用用 专专 业业 ： 智智 能能 科科 学学 与与 技技 术术 专专 业业实实 验验 学学 时时 ： 周周 学学 时时 3 实验学分：实验学分： 2开开 课课 单单 位位 ： 北北 京京 大大 学学 信信 息息 科科 学学 学学 院院 智能科学系智能科学系 机器智能实验机器智能实验 在游戏中试验、体验人工智能 在游戏平台上展示人工智能威力 美国军方通过暴雪魔兽世界的服务器公开测试 一 种 新 型 人 工 智 能 ， 看 它 是 否 能 成 功 地 将 自 己 冒充成人类玩家。 Secondlife与人工智能:Edd Hifeng目录 课程简介 虚拟世界仿真环境介绍 仿真实验环境的重要性 虚拟世界平台介绍 课程实验环境平台选择 实验课内容安排 目标收获 参考书课程简介 人工智能研究的一个主要目标是构造具 有一定智能的人工系统，使机器能够胜 任一些通常需要人类智能才能完成的复 杂工作 ,实现机器智能。本课程基于三维 虚拟世界仿真实验环境，通过仿真实验 实现人工智能的核心基础理论和方法。 机器智能仿真实验可以使同学把精力完 全投入到机器智能的上层决策中来，无 需考虑机器硬件问题。仿真实验环境平台的意义仿真实验环境平台的意义 仿真环境提供了一个完全分布式控制和实时同步的多智能 体环境，在 实时同步和有噪声的对抗环境 中，研究多智能 体的智能策略问题。在仿真环境中，每个人工机器都是一 个独立的智能体，服务器提供world环境和场景计算，实 时同步的计算各智能体策略动作对环境的改变。机器智能 仿真实验可以使同学把精力完全投入到机器智能的上层决 策中来，无需考虑机器硬件问题。 相对于硬件系统的物理机器人，虚拟智能体具有更广泛的 感知和运动能力、更低的成本和更高的可靠性。 实例：机器人竞赛仿真组，通过仿真环境检验机器人智能策略 机器人足球世界杯（Robot Cup）：机器人组和仿真组 救援（RoboCupRescue）：机器人组和仿真组虚拟世界仿真实验平台介绍 什么是虚拟世界？ 三维（3D ）+ 3C （Construction, Commerce, Communication） 化身系统 虚拟环境 交流工具课程实验仿真平台 仿真实验平台服务器：OpenSimulator 一个与Secondlife 兼容的开源虚拟世界平台 实验客户端：Secondlife Viewer+ Lsl脚 本语言 强大的脚本语言便于实现机器智能算法与控 制 丰富的脚本实例第二人生：Second Life 分布式实时三维仿真平台 - simulators 每个服务器（ simulator）负责维护各自 的内容和环境Connecting to Isle 1Side connections to adjacentIsle 1 Isle 2 Isle 3simulators Isle 4 Isle 5 Isle 6Simulators第二人生：Second Life 服务器：Simulators，又称 Region：通 常对应一个单独的 CPU 每个region 256256米 几个Region可以连成大的岛（island） 负责： 三维虚拟世界几何运算（Geometry / Prims） 用户化身（Avatars ） 本地消息 (whisper, say, shout) 语音聊天（Voice-chat） 与客户网络连接（Client-server networking）第二人生：Second Life 每个服务器 simulator 维护各自用户化身avatarsIsle 1即时通讯 (chat/IM)物理状态，冲突检测 用户资产 Inventory动作和动画Animations）第二人生：Second Life 服务器simulator 分布式存储和管理三维 物体 （prims Isle 1变形处理 纹理物理状态 物体组合嵌套第二人生：Second Life Primitives can hold any type of object Primitives, scripts, animations, sounds, etc LSL 脚本语言支持交互互动 Prime的 行 为 LSL ScriptsChange primitive appearanceInteract with other primitives Interact with avatars PhysicsQuery remote resources Many more!第二人生：化身系统Avatars 用户的虚拟表现 外表：体型、皮肤、头发、衣服等 虚拟资产 虚拟资产权限 私有动作 私有声音 私有物品和脚本 即时通讯 状态和动作 Position, orientation, velocity, colliding, physics, etc第二人生：化身系统Avatars 能够创建物体 与三维物体交互（touch等） 通过脚本完成 穿戴物体（Attach prims） 聊天 (whisper, say, shout) 也可通过脚本完成 activate scripts 自由游览漫游 Ground-based (walk, run) Air-based (fly) Predefined animations2009-9-2 14 Instant navigation (teleportation)第二人生：三维物体 Primitives 7种基本类型 Box, cylinder, prism, sphere, torus, tube, ring 1 特殊类型：雕刻体 Sculpted prim第二人生：三维物体 Primitives 7种基本材质material types Stone, metal, glass, wood, flesh, plastic, rubber 状态参数 Physical Flexible (automatically non-physical) Texture Color Bumpiness Lighting Transparency 16Linden Script Language (LSL) Embedded in a prim (or a group of prims) Not in avatars Each prim in a group can have a script Scripts between linked prims are faster All scripts in a prim are run Similar to C or Java But with an emphasis on states and events Events trigger behaviors (functions) Can also cause a change of state18LSL: Getting Started Creating a script1. Open the prim “Create” menu2. Select a prim3. Find the contents of the prim4. Select “Create a new script” The default scriptdefaultstate_entry()llSay(0, Hello, Avatar!);touch_start(integer total_number)2009-9-2llSay(0, Touched.);9-9-2 1LSL: States State is used to determine which “behavior” should beused default /default state is mandatorystate_entry()llSay(0, turning on!); llSetColor(, ALL_SIDES);touch_start(integer total_number)state offstate off;state_entry()llSay(0, turning off!); llSetColor(, ALL_SIDES);touch_start(integer total_number)state default;200 9Triggers a change of stateA new stateLSL: Events Weve seen two events state_entry - When a state is activated touch_start When an object is touched A few others which may be useful at_target when a prim reaches its target collision when a prim collideshttp_response response to http request (used when working with remote resources)sensor when a sensor call returns something Note: Sensors are useful for tracking and following Documentation: http:/wiki.secondlife.com/wiki/LSL_Portal2009-9-2 20实验课内容安排 在课程内容设置上，采用适量基本原理和方法 的 实 验 内 容 为 基 本 内 容 ， 增 加 了 一 系 列 综 合 性 实 验 和 开 放 性 创 新 实 验 问 题 ， 在 实 验 内 容 方 面 注 重 研 究 性 实 验 中 的 创 新 问 题 。 实 验 内 容 分 为 三 个 层 次 ： 基 本 原 理 的 基 础 实 验 、 综 合 实 验 和 研 究 性 实 验 。 在 后 两 者 实 验 内 容 中 ， 注 重 和 最 新 的 人 工 智 能 研 究 热 点 问 题 进 行 关 联 ， 目 的 是 通 过 研 究 性 实 验 ， 提 高 独 立 解 决 问 题 的 能 力 和 创新意识。课程内容 仿真实验环境实习 熟悉实验环境及软件 虚拟化身、姿势和动作实验 基础实验课程内容 虚拟机器人建模实验 虚拟世界脚本语言实验 人- 机器人对话：交互操纵虚拟机器人实验 机器人队形实验：群体协作 综合实验课程内容虚 拟 机 器 人 自 动 导 航 实 验 ： 感 知 、 推 理 和 行 为群体智能实验：蚂蚁觅食仿真人工生命实验： 简单人工生命游戏实验； 高级人工鱼实验课程内容 开放性实验（分组选作）现实世界应急演练场景仿真实验机器人救援竞赛设计机器人囚徒困境游戏图书阅览导航智能推荐实验目标收获 认识和了解虚拟世界平台 掌握Secondlife建造技巧和高级脚本 加深对人工智能理论和方法的理解 提高实验技能和方法参考书