O Uso da Inteligência Artificial no Desenvolvimento de Jogos

O Uso da Inteligência Artificial no Desenvolvimento de Jogos

Fernanda Rodrigues Erthal

 Escola Politécnica – Universidade Do Vale Do Itajaí (UNIVALI)

Balneário Camboriú – SC – Brasil

ferthal@edu.univali.br

Abstract. This paper aims to expand the knowledge about the use of artificial intelligence as a tool in the production of games as well as analyze what is being discussed on the topic, analyzing different articles and publications that address the subject.

Resumo. Este artigo tem como objetivo amplificar os conhecimentos acerca da utilização da inteligência artificial como ferramenta na produção de jogos bem como analisar o que está sendo discutido acerca do tema, analisando diferentes artigos e publicações que abordam o assunto.

1. Introdução

A Inteligência Artificial (IA) é uma área da Ciência da Computação que se concentra na investigação e no desenvolvimento de sistemas computacionais que podem replicar diversas facetas da mente humana, incluindo habilidades como raciocínio, percepção, tomada de decisões e resolução de problemas (Silva, 2013).

Para os pesquisadores de inteligência artificial, a mente humana é vista como um computador, e o estudo dos programas computacionais é essencial para compreender nossas atividades mentais. A IA possibilita a criação de programas que replicam habilidades humanas, como raciocinar, perceber o mundo, falar e compreender linguagem. Isso distingue a IA de disciplinas como cibernética e computação, reunindo-as em um projeto mais amplo: produzir comportamento inteligente. Embora algumas máquinas já executem tarefas inteligentes, como fazer chamadas telefônicas ou lavar roupas, a verdadeira preocupação da IA é desvendar a natureza da mente humana, exigindo que essas máquinas realizem tarefas de forma similar aos humanos (Teixeira, 2019).

Nos últimos anos, a inteligência artificial vem sendo um assunto cada vez mais discutido na sociedade. Entretanto, quando se fala de desenvolvimento de jogos esse é um tema ainda mais abordado. Com a rápida evolução da tecnologia, ferramentas de inteligência artificial como ChatGPT e DALL-E ficaram cada vez mais acessíveis ao público geral e ainda mais refinadas, o que gerou uma oportunidade para empresas de desenvolvimento de jogos utilizarem as mesmas como forma de acelerar e facilitar os processos de produção de jogos.

O uso da inteligência artificial em jogos cresceu conforme os jogos eletrônicos foram evoluindo e se tornando mais complexos. A IA se tornou essencial nos jogos de forma que foram criadas diversas ferramentas de inteligência artificial voltadas para o desenvolvimento de jogos (Pereira, 2019).

Classificamos jogos como qualquer atividade com regras para fins de entretenimento. Geralmente os jogos devem ser interativos, competitivos e devem ter objetivos, possuem regras simples e de extrema importância, como as que definem o início e o fim do jogo. Um jogo eletrônico é definido como o que utiliza a tecnologia de um computador (Xexéo, 2013).

Para Johan Huizinga (2008), um jogo é algo que ultrapassa os limites físicos e biológicos, sendo um fenômeno não material, visto que podemos observar tanto seres humanos quanto animais brincando e jogando.

À vista disso, fica clara então a importância da discussão dessa temática e, mais ainda, a difusão da mesma. O presente artigo foi elaborado através de uma revisão de literatura, na qual foram selecionadas pesquisas e discussões de diversos autores acerca da temática do uso da inteligência artificial no desenvolvimento de jogos a fim de destacar a importância do uso dessas ferramentas.

2. Metodologia

O presente artigo seria elaborado, inicialmente, através de uma revisão sistemática da literatura, entretanto, foi necessário realizar a troca da metodologia, visto que não seria possível ter o número de revisores necessários para uma revisão sistemática. Portanto, levando em consideração que, para revisões integrativas da literatura, geralmente, o número de revisores não é uma questão,  adotou-se a mesma como metodologia escolhida para o presente trabalho. 

Realizou-se, então, uma revisão integrativa de literatura, onde foram selecionadas e reunidas pesquisas e discussões de diversos autores acerca da temática do uso da inteligência artificial para o desenvolvimento de jogos.

2.1. Pergunta de pesquisa

A pergunta que essa revisão integrativa de literatura busca responder é:

• O que está sendo debatido a respeito do uso de inteligência artificial no desenvolvimento de jogos?

2.2. Estratégia de Busca

Para esta etapa, foram definidas duas classificações para a composição das estratégias de busca: Fonte de Pesquisa e Termos de busca.

2.2.1. Fonte de Pesquisa

Para trazer um número maior de resultados, foi escolhida a Pesquisa Integrada da Biblioteca Univali, que retorna simultaneamente resultados do Acervo Univali, Portal CAPES, EBSCO, Biblioteca A, Saraiva, Vlex, Portal de Periódicos Univali, Scielo Livros, Scielo Periódicos, Diretórios de Acesso Aberto e Repositórios Internacionais de Teses e Dissertações. Utilizou-se um filtro de data de publicação para o período dos últimos 10 anos. Foram selecionados apenas artigos acadêmicos, teses e dissertações, desconsiderando revistas, livros e ensaios jornalísticos. A busca também se limitou a resultados apenas em inglês e português.

2.2.2. Termos de Busca

Para a realização da pesquisa foram utilizados os seguintes termos de busca: SU artificial intelligence AND SU game development AND SU game design, de forma que os resultados devessem incluir os três termos como assunto. Como expansores de busca, esses termos foram buscados também no texto completo dos artigos assim como foram aplicados assuntos relevantes na exibição de resultados.

2.3. Critérios de Inclusão e Exclusão

Inicialmente foram encontrados 72 resultados. A partir disso, foi realizada outra seleção, a fim de afunilar os resultados para garantir a precisão dos artigos, onde foram excluídos:

• Estudos que focavam no uso da inteligência artificial para outros meios que não o desenvolvimento de games;
• Estudos que tinham foco na inteligência artificial em si ao invés do seu uso no desenvolvimento de jogos; 
• Estudos que relatam a produção de um jogo que utilizava inteligência artificial, mas que não focava na mesma;
• Estudos que estavam em outro idioma que não português e inglês;
• Estudos que nada tinham a ver com as temáticas procuradas, tendo aparecido nos resultados de busca apenas por conter um ou dois dos termos buscados, mas que tratavam de outras temáticas.

Após essa segunda seleção, se totalizaram cerca de 18 estudos a serem analisados. Após isso, foi realizada a leitura completa do resumo de cada um dos estudos selecionados, refletindo se estavam de acordo com os critérios de busca e se correspondiam ao que estava sendo procurado a fim de responder às perguntas de pesquisa.

Por fim, 6 trabalhos foram considerados para a análise final, como pode ser verificado no Quadro 1.

Quadro 1 - Amostra dos trabalhos a serem analisados

Ano	Título	Autor
2020	Languages of games and play: A systematic mapping study	Riemer van Rozen
2015	Artificial Intelligence in Video Games: Towards a Unified Framework	Firas Safadi; Raphaël Fonteneau; Damien Ernst
2017	Comparison of Different Artificial Intelligence Techniques Applied in a Multiplayer Shooter	Largo Iglesias, Elisabet
2017	Artificial Intelligence in Unity Game Engine	Yu, Li
2024	Generative artificial intelligences: Challenges and benefits for game development	Linkinen, Tomi
2016	Building robust real-time game AI : simplifying & automating integral process steps in multi-platform design	Gaudl, Swen

3. Resultados 

Este artigo tem o objetivo de levantar o que foi debatido a respeito do uso da inteligência artificial no desenvolvimento de jogos. Após a leitura e análise completa de cada um dos trabalhos da amostra, os resultados foram sintetizados no subitem abaixo.

3.1. Contribuição de cada trabalho

Para a análise das contribuições de cada trabalho, optou-se por analisar os trabalhos individualmente ao invés de agrupá-los para uma análise geral.

Rozen (2020) explora, em seu trabalho, como linguagens, notas, padrões e ferramentas podem fornecer aos especialistas em jogos fundamentos teóricos e técnicas práticas para aumentar a produtividade e a qualidade do jogo. A contribuição do autor é a identificação e resumo de mais de 100 linguagens e sintetização de 15 perspectivas de pesquisa sobre o tema, cada uma ilustrada por resumos de linguagens selecionadas. 

Safadi, Fonteneau e Ernst (2015) tem como principal contribuição uma abordagem para o desenvolvimento de IAs para videogames com base no uso de uma estrutura conceitual unificada para criar uma camada conceitual entre o jogo e a inteligência artificial. Os autores propõem que essa IA conceitual possa servir como um mecanismo central adaptável a vários cenários de jogo, reduzindo a redundância e melhorando a qualidade da IA ao longo do tempo. Também sugerem que os desenvolvedores de jogos podem se beneficiar da ferramenta ao economizar tempo e melhorar a qualidade da IA, utilizando soluções existentes para problemas conceituais, enquanto ainda usam a IA tradicional para outras tarefas específicas, como histórias e comportamentos relacionados ao ambiente. Os autores também sugerem que este modelo poderia dar origem a um novo mercado de desenvolvimento de inteligência artificial para jogos, onde desenvolvedores competiriam ou colaborariam para criar soluções IA avançadas e comerciais ou uma estrutura aberta de AI que seria aprimorada ao longo do tempo.

Iglesias (2017) relata o desenvolvimento e implementação de seu projeto na Unreal Engine 4, e realiza a comparação entre técnicas de inteligência artificial, especificamente árvores de comportamento e Q-learning. A autora relata a criação e implementação de NPCs (personagens não-jogáveis) capazes de simular o comportamento humano, interagindo com elementos do ambiente e outros agentes, como atacar o jogador e evitar colisões. Além disso, a autora também desenvolveu inimigos capazes de adaptar seu comportamento às habilidades e estilo de jogo do jogador. A principal contribuição da autora é o relato da criação de agentes autônomos capazes de aprender em jogos com 5 minutos de duração.

Yu (2017) relata o desenvolvimento e implementação de um jogo chamado “Feels good to be evil”, com foco em inteligência artificial. A principal contribuição da autora é o relato da produção do jogo, além de dar visibilidade e informar o leitor sobre o tema.

Já Linkinen (2024), analisa os principais desafios e vantagens da inteligência artificial generativa (GAI) para a geração de conteúdo multimídia, especialmente para o desenvolvimento de jogos. O autor aponta como a inteligência artificial generativa tem potencial para aumentar a criatividade e melhorar o desenvolvimento de softwares. Ele também destaca como as descobertas feitas através da pesquisa defendem a integração do GAI em softwares existentes como fonte de inspiração e ferramenta de comunicação, com o objetivo de promover a compreensão e a usabilidade em aplicações GAI para desenvolvedores e pesquisadores.

Gaudl (2016) aborda a questão da redução do custo de design para autores humanos ao criar uma inteligência artificial baseada em comportamento para jogos. A principal contribuição do autor é a criação do Posh-Sharp, uma arquitetura de agentes que unifica análises sob um esquema comum e facilita o desenvolvimento iterativo e a divisão de tarefas entre design e implementação, além do desenvolvimento da Abordagem de Design Comportamental Ágil, inspirada no modelo Scrum. 

4. Discussão

Considerando os resultados obtidos no item 3.1, um ponto de destaque é a visão abrangente das inovações e desafios no campo da inteligência artificial (IA) aplicada aos jogos que esses resultados trazem. Isso aponta uma variedade grande de nuances a serem abordadas para esse mesmo tema, visto que cada um dos trabalhos analisados traz um ponto específico acerca da temática. É perceptível o papel crucial e diversificado da IA no desenvolvimento de jogos, bem como fica clara a contribuição de tais ferramentas para a produção, visto que a mesma acelera o processo de criação, mas também oferece novas formas de personalização e adaptação dinâmica dos conteúdos dos jogos. Além disso, o uso da inteligência artificial no desenvolvimento de jogos expande as fronteiras criativas e promove uma interação mais dinâmica e personalizada entre jogadores e ambientes virtuais, representando um campo de pesquisa e inovação em constante evolução.

Essa diversidade das contribuições e assuntos específicos abordados mostra uma grande variedade a ser explorada acerca do tema e uma oportunidade para pesquisadores que desejam desenvolver trabalhos sobre o assunto, visto que exemplifica na prática que, por ser um tema relativamente novo no meio acadêmico, existem diversas perguntas a serem respondidas e contribuições a serem feitas.

5. Considerações finais

Neste artigo foi analisado o uso da inteligência artificial no desenvolvimento de jogos. Ao adentrarmos esse tópico, fica clara a importância de se discutir a temática.

Acredita-se que um agente limitante do trabalho realizado seja o número de artigos analisados, tendo em vista o limite do próprio artigo e o número de trabalhos que se adequaram para análise. Além disso, o presente trabalho faz uma seleção específica de trabalhos que falam de inteligência artificial no desenvolvimento de jogos, entretanto não utiliza palavras específicas, podendo deixar de fora trabalhos que poderiam se encaixar no protocolo de seleção, mas que ficaram de fora por conter termos mais específicos do que os utilizados no protocolo de pesquisa. No entanto, esse agente limitante gera uma oportunidade para trabalhos futuros que se inspirem nesse, utilizando termos mais específicos em sua busca e assim, aprofundando os conhecimentos acerca da temática.

Outra possibilidade futura para complementação deste trabalho, seria a análise de um maior número de artigos, bem como uma nova análise abrangendo outras temáticas acerca do uso da inteligência artificial na indústria de jogos e/ou outros aspectos acerca do tema.

Referências

Xexéo, G. (2013) “O Que São Jogos?”, https://ludes.cos.ufrj.br/wp-content/uploads/2016/07/LJP1C01-O-que-sao-jogos-v2.pdf, Março.

Huizinga, J. (2008) “Homo Ludens - O Jogo Como Elemento da Cultura", 5th ed. São Paulo: Perspectiva.

Silva, R. (2013) “Inteligência Artificial”, http://reposicons.org/jspui/handle/123456789/3737, Março.

Teixeira, J. (2019). O que é inteligência artificial, E-Galáxia, 3ª edição.

Pereira, D. F. O. (2019) “A evolução da inteligência artificial em jogos eletrônicos”. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Tecnologia em Sistemas de Computação) - Instituto de Computação, Universidade Federal Fluminense, Niterói.

RIEMER VAN ROZEN. Languages of games and play: A systematic mapping study. ACM Computing Surveys, [s. l.], v. 53, n. 6, 2020.

FIRAS SAFADI; RAPHAËL FONTENEAU; DAMIEN ERNST. Artificial Intelligence in Video Games: Towards a Unified Framework. International Journal of Computer Games Technology, [s. l.], 2015. DOI 10.1155/2015/271296.

LARGO IGLESIAS, E. Comparison of Different Artificial Intelligence Techniques Applied in a Multiplayer Shooter. [s. l.], 2017. 

YU, L. Artificial Intelligence in Unity Game Engine. 2017. Oulun ammattikorkeakoulu, Finland, Europe, 2017.

LINKINEN, T. Generative artificial intelligences: Challenges and benefits for game development. 2024. Finland, Europe, 2024. 

GAUDL, S. Building robust real-time game AI : simplifying & automating integral process steps in multi-platform design. [s. l.], 2016. 

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Ficha completa da equipe:

Fernanda Rodrigues Erthal - Autora - https://frerthal.itch.io/

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Marcelo Dornbusch Lopes - Professor - https://m4rc3lo.itch.io/

Universidade do Vale do Itajaí - UNIVALI

Cesar Albenes Zeferino | Diretor da Escola Politécnica

Giorgio Gilwan | Coordenador do Curso de Design de Jogos

Rafael Kojiio | Coordenador Gamelab UNIVALI

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Artigo desenvolvido como requisito parcial para obtenção de aprovação na disciplinas: Programação Aplicada Avançada - Professor - Marcelo Dornbusch Lopes.