1 Formation Introduction à lIA de bas niveau

2 Exemples dapplication de la simulation pour la formation Sécurité civile –Formation à lévacuation de lieux publics –Intervention des premiers secours –Organisation des secours –Prévention du sur-accident Industrie –Planification de la production –Préparation dintervention –Organisation de la sécurité Sécurité du territoire –Formation à lintervention –Entrainement à lusage de la force –Formation à la gestion de foule Militaire –Formation au convoi –Formation au maintien de la paix –Entrainement à la guérilla en millieu urbain –Formation à lutilisation des moyens de la guerre électronique. La mise en situation réaliste prime sur le comportement émotionnel humain des acteurs

3 LIA permet de contrôler et de piloter les personnages non-joueurs Simulation avec joueur : –Les PNJ comme personnages principaux En interaction directe avec le joueur (police, formation aua convoiu, guérilla urbaine) Membre de léquipe du joueur (équipe de pompiers, bataillon militaire, groupe dintervention, équipe de maintenance) –Les PNJs comme second rôles : Pas dinteraction directe avec le joueur, mais essentiel pour lefficacité de la simulation (foule dissimulant un individu dangereux, opérateurs dans lindustrie interférant avec une équipe de maintenance, passants dans une opération de police) –NPCs comme personnages annexes : Aucune interaction, mais nécessaires pour le réalisme de la simulation (piétons dans un simulateur de conduite) Simulation sans joueur : –Les PNJs deviennent lobjectif de la simulation Préparation de mission Etude de mouvement de foule Le défi de lIA : permettre à de nombreux personnages dinteragir de façon réaliste EN TEMPS REEL

4 Les composants dune simulation Interface joueur, instructeur, autres systèmes… Calcul des mouvements des objets affects par les lois de la physique Sons (stereo, 3D…) Chef dorchestre Affichage de la scène, avec le niveau dinformation visuelle approprié (niveau de détail, animations, effets spéciaux, camera…) Calculs de fumée, de bruit, modules de communication, systèmes de vision radar, sonar, nocturne, communication … Moteur de simulation Scénario Divers Sons IA Moteur de visu 3D Moteur de son Interfaces Moteur de physique Eléments statiques Eléments dynamiques Capteurs Divers Percevoir, décider, agir

5 Moteur de simulation Moteur de visu 3D Moteur de son Interfaces Moteur de physique IA Le rôle de lIA nest pas de reproduire lhumain DiversSons Eléments statiques Scénario Eléments dynamiques Capteurs Divers IA de haut niveau Emotions Apprentissage Adaptation Interprétation Facteurs humains « cerveau droit » (aléatoire, intuitif, holistique, synthétique, subjectif, considère lensemble) Sujet majeur de recherche, applications limitées en simulation Comportement de bas niveau Suivre un chemin Courir, marcher, Aller vers, tourner, regarder Sagenouiller, ramper, Tirer Acceptable pour quelques PNJs, le réalisme dépendant de la qualité et de la complexité du scénario (coordination des actions, réalisme des personnages) Difficile à modifier, et à transférer dune simulation à lautre

6 Moteur de simulation IA Capteurs Divers Moteur de visu 3D Moteur de son Interfaces Moteur de physique Virtual Character behaviour Calcule les éléments nécessaires pour le processus de décision autonome de chaque entité Prend la décision Propose laction résultante LIA pour la simulation : comportement de haut niveau ou IA de bas niveau DiversSons Eléments statiques Scénario Eléments dynamiques Démo des gardes du corps Démo des araignées IA de bas niveau Approche « cerveau gauche » (logique, séquentiel, rationnel, analytique, objectif, regarde les détails…)

7 LIA permet dexécuter un scénario de façon réaliste Moteur de simulation IA Capteurs Divers Moteur de visu 3D Moteur de son Interfaces Moteur de Physique AutresSons Elements statiques Scénario Eléments dynamiques Exécuter un ordre complexe Coordonner avec les autres Sadapter à lenvironnement Prendre des décisions autonomes Comprendre lenvironnement Percevoir lenvironnement LIA autorise une complexité sans limite, et réduit les coûts de production de la simulation

8 Les simulations doivent prendre en compte les spécificités culturelles et régionales Les comportements varient selon les cultures, lenvironnement, et la formation (éducation, entrainement) : –Un soldat et un civil ne fuient pas pareil –Chaque pays a une doctrine militaire spécifique –Les règles de conduite diffèrent selon les pays –Les habitudes de conduites, les comportements de foule sont spécifiques à chaque pays –Lorganisation des espaces publics dépend de leur destination (immeuble, pont, stade, centre commercial, aéroport, station de métro, de train) Cependant lIA a besoin de services de base puissants et rapides, pour produire des comportements réalistes, fluides, continus et naturels : –Calcul de chemin optimum (au plus court, sous contraintes…) –Suivi de chemin, lissage –Evitement dynamique –Comportement déquipe –Adaptation à la modification dynamique de la topologie… LIA est un mélange de briques de comportement paramétrables et adaptables, de services danalyse topologique, et dalgorithmes puissants

9 Complex behaviours can not be scripted Production chain –Creating and animating a crowd is possible, but very much time consuming Create entities Create by hand the path for each entity Create a script for each entity (to control starting point, speed…) –Some constrains are extremely complex to solve Make sure that paths will take into account obstacles Change behaviour when an exogenous event occurs Move many people avoiding each others Keep behaviour realistic when environment changes (a pedestrian can not keep walking quietly in the middle of a shoot out) Predictability –Sometimes, predictability is wanted (like in basic fire-arm trainer for police, for procedure training and rehearsal) –In most cases, predictability kills the purpose of training –AI can introduce any level of unpredictability, from fully random to linked to players behaviour –But AI can also be completely repeatable Past a certain level of complexity and realism, AI becomes a necessity

10 Perception is key for behaviour, and requires pre-processed topological data PerceptionDecisionAction Understand situationDecide what to doDo it Production constraints Behavior generation paradigm Real time analysis of 3D rendering data is too costly Production of 3D topological data by extracting 3D AI data from 3D terrain data Pre-processing for dynamic analysis Distributed environment, easy integration, generic architecture Easy modification of scenario 3D topology representation of the world for each kind of entity 3D topology analysis for « intelligent » perception (not « blind man with a stick ») Other perceptions Hear, smell… Other NPCs. A scenario to follow Individual goal Team goal Action capability (« tool- box ») A brain to think Decide for an action Chose the appropriate path Decision is turned into next frame intended movement The laws of physics are solicited through the physics engine

11 Example of application: Homeland security Building design –Passenger flow simulation (airports, railway or tube stations, shopping centers) –Bottlenecks evaluation in emergency evacuation (railway station, tube station, sky scrapers, stadiums) –Test of traffic signals –Test of CCTV cameras positioning –Training of security, first aid and firemen Urban design –Traffic simulation –Exceptional event simulation (sport event, public display) –Realistic visualisation of urban environment Sensitive locations design and operation –Plant design: traffic study during construction –Plant operation: maintenance scenario evaluation, operation rehearsal, training –Critical scenario evaluation: terrorist threat, accident, emergency evacuation Most simulation require full 3D Most simulation require real time (training) Most simulations require AI (large number of NPCs)

12 Merci de votre attention