Künstliche Intelligenz in Videospielen: Herausforderungen und Grenzen

(Aus IGM 03/10)Jahrzehntelang haben uns Computer­geg­ner mit vorhersehbaren und teils abwegigen Aktionen genervt. Doch so langsam legen die Pixelkollegen eine gewisse Unberechenbarkeit an den Tag. Künstliche Intelligenz sorgt dafür, dass Videospiele spannender werden und größere Zielgruppen finden.

Ganz im Norden von Los Santos, in den Mulholland Hills, steht Madd Doggs Bude. In diesem Gangster-Schuppen gibt es eine Bar, und in der Bar steht ein Arcade-Automat. Wenn der Held von GTA San Andreas mal Ab­­wechslung braucht, spielt er an dem Auto­maten das Spiel Go Go Space Monkey: ein simples Shoot ‘em up im Stile von Space In­vaders, bei dem ein Affe heranfliegende Ufos abballert. Immer wieder trifft man in 3D-Spie­len der Nullerjahre auf ähnliche Re­fe­renzen an die gute alte Zeit der Arcade-Ga­mes. Diese Spiele-im-Spiel sind ein willkommenes Re­tro-Gimmick für die Gamer, verraten aber auch etwas von der Sehnsucht der Game-De­signer nach der guten alten Zeit, als niemand von „intelligenten Spielen“ schwafelte. Ren­nen, springen, schießen waren die Ingre­dien­zen einer hübsch umgrenzten virtuellen Welt. Heute hingegen müssen sich Game-Designer mit einer Vielzahl von Forderungen herumplagen: Die Spielefans wollen nahtlos unterhalten werden, die Publisher wollen maximale Leistung zu minimalem Preis, die Politik nimmt Spiele immer dann als Sündenbock her, wenn sie es gerade braucht. Dass alle Spie­le doof sind und doof machen, werden zwar nur Ewiggestrige be­haupten. Aber dass es stumpfsinnige Massen­ware gibt, wird auch nie­mand leugnen. Viel­leicht sollte man sich zunächst einmal zwei Fragen stellen: Was sind überhaupt „intelligente“ Spiele? Und: Warum sollte man denn unbedingt welche entwickeln wollen?

Gut gemachte Spiele können sich durch vieles auszeichnen: ein eingängiges Spielkon­zept, eine spannende Geschichte und vieles mehr. Als „intelligent“ könnte man Spiele be­zeichnen, die sich zusätzlich an die Bedürf­nisse des Spielers anpassen. Denn damit erreichen sie wahrscheinlich ein größeres Publi­kum als jene Spiele, die nur auf eine oder we­nige erfolgreiche Zutaten vertrauen. An Nut­zer anpassen können sich Spiele in vielerlei Hinsicht: beim Schwierigkeitsgrad, bei der Steu­erung, bei der Lernkurve und ganz allgemein bei der Art und Weise, wie sie auf Hand­lungen des Spielers reagieren. Anpassung aber bedeutet, dass die Maschine „mitdenken“ muss – und dafür braucht sie Künstliche In­tel­ligenz (KI). Geprägt wurde der Begriff be­reits in den fünfziger Jahren vom US-Infor­matiker John McCarthy. Ganz allgemein versteht man unter Künstlicher Intelligenz den Versuch, menschenähnliche Intelligenz am Com­puter nachzubilden oder zumindest durch einfache Algorithmen zu simulieren. Die Wissenschaft erforscht sie im Zusammen­hang mit Expertensystemen, Robotik sowie Sprach- und Mustererkennung.

Populär wurde KI durch die Duelle zwischen Schachweltmeister Garry Kasparov und dem IBM-Rechner Deep Blue oder auch durch Fernsehserien wie Knight Rider und Fil­me wie Steven Spielbergs A.I.. Nicht zuletzt durch diese Fiktionalisierungen entstand in der Öffentlichkeit eine Erwartungshaltung, die KI bis jetzt nicht einlösen konnte: Die For­schung ist weit davon entfernt, menschliche Intelligenz auch nur annäherungsweise nachbilden zu können. Das ist aber natürlich kein Grund, auf KI in Videospielen zu verzichten. Aus KI-Sicht sind heutige Games noch vergleichsweise dumm, die meisten Computer­gegner verhalten sich nicht einmal entfernt menschlich. Wie ist diese Stagnation zu erklären? Und wann werden Videospiele endlich klug?

Spiele-KI: Für diesen Begriff gibt es keine einheitliche Definition. „Jedes Game-Studio ver­steht darunter etwas anderes“, sagt An­dreas Gerber. „Die einen meinen damit Na­vigation und Movement, die anderen Path­finding, sprich: ,Wie komme ich von A nach B’. Auch das klassische Scripting wird manchmal auch als KI bezeichnet.“ Gerber ist Grün­der und Chef der xaitment GmbH mit Sitz in Saarbrücken. Seine Firma entwickelt seit 2004 KI-Middleware für Spiele-Studios und gehört zu den weltweit führenden Anbietern in diesem Bereich. Navigation, Pathfinding, Move­ment, Scripting – kurz: alles, was nötig ist, damit sich die Spielfiguren bewegen lassen – be­zeichnet Andreas Gerber als Standard-KI. „Die High-Level-KI hingegen bezeichnet Ver­fahren, die auch dem kritischen Blick eines Uni­versitätsprofessors standhalten.“ High-Le­vel-KI geht weg von dem gescripteten Ver­halten und reagiert darauf, wie der Spieler das Spiel spielt. Der Non-Player Charakter (NPC) handelt dabei autonom, flexibel und interaktiv. Gerber gibt ein Beispiel, wie der NPC auch Gefühle simulieren kann: „Emotionales Ver­hal­ten in Spielen kann letztlich immer wieder auf einfache Mechanismen abgebildet werden. Als KI-Programmierer bzw. KI-Designer definiert man verschiedene Zustände: Ist der NPC ‘freudig gestimmt’ und es passieren dann immer mehr Dinge, die ihn ärgern, wech­selt er irgendwann in den Zustand ‘ verärgert’ und handelt dann entsprechend.“ Die Übergänge sind meist noch wesentlich komplexer und werden von bestimmten Wahr­schein­lichkeiten und Abhängigkeiten zwischen Ereignissen beeinflusst, damit der NPC nicht immer gleich agiert.

High-Level-KI wird auch in aktuellen Spie­len immer noch zu selten eingesetzt, findet Andreas Gerber. Ein paar gute Ansätze gebe es zwar schon: „Halo hat seit dem ersten Spiel eine tolle KI. Auch bei Divinity 2: Ego Draconis ziehen die NPCs teilweise Rückschlüsse auf das Spielerverhalten.“ Ansonsten aber sehe es KI-technisch ziemlich mau aus, so Gerber. Mit seiner Einschätzung steht der xaitment-Chef keineswegs alleine da: Auch der Spiele-Entwickler Carsten Orthbandt sieht beim The­ma KI für Games großen Nachholbedarf. Orthbandt, der einst das Berliner Spiele­Ent­wicklungs­Kombinat mitbegründete und Spie­le wie Paraworld und Wiggles schuf, setzt heute mit seiner Firma pixeltamer.net auf web­basierte Games. Sein Urteil: „Es gibt einen Haufen guter Spiele, aber die meisten arbeiten mit vorgefertigten Blöcken von Verhal­tens­weisen. Das würde ich nichts als herausstechend intelligent bezeichnen.“ Gerade aber Online-Games wie World of Warcraft könnten von ausgefeilter KI profitieren, so der Ent­wickler: „Als Hersteller muss man damit rechnen, dass es Spieler gibt, die zehn Stunden spielen, und solche, die zehn Monate spielen. Für beide Nutzergruppen interessante Inhalte ohne große Wiederholungen anzubieten, ist eine echte Herausforderung.“ Einer der großen Kritikpunkte bei aktuellen MMORPGs sei, dass die Singleplayer-Storyline irgendwann stark nachlässt. „Man kann ja nicht für jeden Spieler eine eigene Storyline entwerfen – sie muss generiert werden. Da kommt dann die KI ins Spiel“, so Orthbandt. Von KI-generiertem Singleplayer-Content kann auch der Multiplayer profitieren, wenn es gelingt, die unterschiedlichen Stories miteinander zu verweben.

Dass High-Level-KI in der Games-Branche noch so wenig Anwendung findet, hat vor allem finanzielle Gründe. Marktunter­su­- ch­ungen zufolge setzen in Amerika und Asien etwa ein Viertel aller Studios zugekaufte KI-Engines ein, der Rest setzt weiter auf Inhouse-Entwicklung.

„Viele Unternehmen sind noch sehr vorsichtig“, berichtet Andreas Gerber, „ganz nach dem Motto: Ich kaufe mir lieber nichts Fremdes ein, das ich nicht kenne und beherrsche.“ Jedoch planen die Unternehmen zu wenig Geld für die Inhouse-Entwicklung der KI ein. Gerber erläutert das an einem Vergleich: „Wir haben in unsere beiden High-Level-Produkte xaitKnow und xaitThink meh­rere Personenjahre an Aufwand gesteckt. Das kann ein klassisches Team kaum leisten. Zwei Entwickler, die eine KI über ein Jahr hinweg aufbauen, kosten schnell 100.000 bis 150.000 Euro. So viel Geld würde kein Game-Studio einfach so investieren. Dafür sind die Budgets zu klein.“ Verständnis für die zurückhaltende Politik der Studios zeigt der KI-For­scher Klaus Jantke, der am Fraunhofer-Ins­titut für Digitale Medientechnologie (IDMT) in Ilmenau die Abteilung Kindermedien leitet. Jantke kann nachvollziehen, „wenn die Spiele­wirtschaft da einen minimalistischen Weg geht. Bei der Spielegrafik tut sie so viel wie irgend möglich, weil das, was man sieht, die Kaufentscheidung beeinflusst.“ Innere Quali­täten eines Games würden aber erst nach längerem Spielen sichtbar, so Jantke: „Folglich macht die Industrie da nur so viel wie nötig.“

KI in Games dürfte spätestens dann sehr wichtig werden, wenn bei der Spielegrafik eine Sättigung eintritt. Schon jetzt müssen Firmen sehr viel Geld investieren, um aus der Masse der Prachtgrafiken herauszuragen. Dass Künstliche Intelligenz als Verkaufs­argu­ment dienen kann, zeigt der Game-Jour­na­lismus: Mittlerweile wird in fast allen Rezen­sionen die KI berücksichtigt und geht auch in die Gesamtbewertung ein. Impulse für die Ent­wicklung und Nutzung von Spiele-KI sollten aber nicht nur aus der Wirtschaft kommen, fordert Klaus Jantke, auch die Politik gehöre in die Pflicht genommen: „Wenn man eine Innovation will, muss man die auch mit nicht-marktwirtschaftlichen Mitteln fördern. Das ist bei Spielen nicht anders als zum Bei­spiel bei der Solarenergie.“ Gerade im Bereich Serious Games, in dem Jantke forscht, gebe es qualitätsmäßig noch viel Luft nach oben: „Es ist doch gesellschaftlich wünschenswert, dass Serious Games besser werden. Künstliche In­telli­genz kann beim Thema Playability sehr viel leisten. Durch flexible Anpassung an un­ter­schiedliche Spielertypen ließe sich ein viel größeres Publikum erreichen.“ Studien an Schul­klassen hätten gezeigt, dass selbst preisgekrönte Lernspiele häufig an der Primär­ziel­gruppe – den schwächeren Schülern – vor­­bei­­gingen. „KI könnte den Frustfaktor re­­­­duzieren helfen, nicht nur bei Serious Ga­mes .“

Auch Carsten Orthbandt sieht eine wichtige Aufgabe von KI darin, den Nutzerkreis von Videospielen zu erweitern. Bestes Beispiel sei­en die Casual Games. „Um Wii-Gesten oder Natal-Kamerabilder zu interpretieren, braucht es ein gerüttelt Maß an Künstlicher Intelligenz. Das ist zwar keine klassische KI, es kommen aber ähnliche Algorithmen zum Einsatz“, sagt Orthbandt. Eine intuitive Steu­erung biete den Vorteil, das man das eigentliche Spiel komplexer gestalten könne: „Die kognitiven Res­sourcen des Spielers lassen sich dann anderweitig nutzen.“ Aber auch im Spiel ließe sich der Lernprozess verbessern, so Orthbandt. „Nur die wenigsten Spiele haben gute Tu­torials. KI kann versuchen, dem Spie­ler an den richtigen Stellen Tipps zu geben.“ Sie beobachtet das Spielverhalten und analysiert, wann Hilfe­stellungen wirklich notwendig sind: „Zu viele Tipps können den Spieler vor den Kopf stoßen, gerade dann, wenn er das Spiel nicht zum ersten Mal spielt.“ Be­sondere Heraus­for­derungen sieht Orth­bandt bei den MMORPGs, deren Spiel­tiefe einen kontinuierlichen Infor­ma­tions­­nach­schub nötig macht.

Die Simulation menschlicher Gedanken und Emotionen ist – trotz zahlreicher Rück­schläge – weiter eines der Hauptanliegen der KI-Forschung. Da stellt sich natürlich die Frage, ob Künstliche Intelligenz in Spielen ir­gendwann einmal mehr sein kann als das bloße Verrechnen von Stimmungspunkten und Abgleichen von Handlungshierarchien. Werden wir irgendwann in ein virtuelles Wirts­haus gehen, ein Bier bestellen und dann mit dem Wirt über Gott und die Welt plaudern können? Die KI-Experten sind skeptisch. „Die menschliche Sprache ist reich an Mehrdeutigkeiten und sehr kontextabhängig“, sagt Carsten Orthbandt, „das alles zu er­fassen, ist für einen Computer noch nicht möglich.” Klaus Jantke glaubt nicht, dass es „in absehbarer Zeit genügend Forschungs- und Entwicklungskompetenz geben wird, um das zu realisieren“. Andreas Gerber ist überzeugt, dass „ein Computergegner in dieser Hinsicht nie so gut sein wird wie ein Mensch“. Der unvergleichliche Reiz von Online-Spielen liege doch gerade darin, es mit echten Men­schen zu tun zu haben, deren Emotionen man interpretieren könne. „Als Mensch wird man aber immer wissen, wenn man einen Com­puter­gegner vor sich hat.“ Besonders tragisch findet Gerber das nicht: „Die Spielebranche hat gar nicht den Anspruch, die Realität exakt nachzubilden. Es muss nur so wirken – und Spaß machen.“ (feh)