IAMDinosaur

IAMDinossauro

Uma inteligência artificial simples para ensinar o dinossauro offline do Google Chrome a pular em cactos, usando Redes Neurais e um Algoritmo Genético simples.

Assista a este vídeo para vê-lo em ação e saber como funciona: Inteligência Artificial com o Dinossauro do Google

Instalação

1. Instale Node.js no seu computador.

2. Clone/baixe esta pasta para o seu computador.

3. execute npm install dentro desta pasta

4. Abra o jogo de dinossauro do Chrome e deixe o terminal de lado (DEVE estar na mesma tela) (Dica: vá para ferramentas de desenvolvedor e, em rede, defina como offline)

5. execute node index nesta pasta. Se o jogo foi localizado, moverá o cursor do mouse até a origem do floor do dinossauro. Pressione a tecla s no terminal para começar a aprender.

Como funciona

Temos 3 entradas diferentes lidas nos pixels da tela:

1. Distância do próximo cacto
2. Comprimento do próximo cacto
3. Velocidade do cacto atual

Temos também uma saída com 3 estados possíveis:

1. saída <0,45: Pressione a tecla PARA BAIXO
2. saída > 0,55: Pressione a tecla UP
3. padrão: solte ambas as teclas

Algoritmo Genético

Cada geração consiste em 12 redes neurais (genomas).

Cada genoma é testado com o jogo, mapeando constantemente as entradas lidas do jogo para as entradas da rede neural, e obtendo a saída/ativação da rede e aplicando-a às teclas do teclado.

Ao testar cada genoma, monitoramos sua “adequação” contando os cactos saltados no jogo.

Quando uma geração inteira se completa, removemos os piores genomas até atingir N genomas. Com esses N genomas, selecionamos dois aleatoriamente e cruzamos seus valores/configurações. Depois disso, aplicamos mutações aleatórias nos valores/configurações da Rede Neural, criando um novo genoma.

Fazemos o cruzamento/mutação até obtermos 12 genomas novamente e repetimos constantemente.

Implementação

Toda a implementação foi feita usando Node.js, com Synaptic (biblioteca de Rede Neural) e RobotJs (uma biblioteca para ler pixels e simular pressionamentos de teclas).

Existem alguns arquivos no projeto:

• index.js : reúne todas as coisas.

• Scanner.js : camada de abstração básica acima da biblioteca RobotJs que lê a tela como traçado de raio. Também possui algumas funções utilitárias.

• UI.js : escopo global para gerenciamento de UI. Ele inicializa e também atualiza a tela nas alterações.

• GameManipulator.js : Possui todo o código necessário para ler sensores e aplicar saídas ao jogo. Também é responsável por computar pontos, obter o estado do jogo e acionar callbacks/listeners para implementação real.

• Learner.js : É a implementação central do Algoritmo Genético. É aqui que a “mágica” acontece, percorrendo gerações, fazendo seleção “natural”, cruzamento, mutação...

Como: Carregar um genoma

1. Certifique-se de que o Genome esteja dentro da pasta genomes com uma extensão .json
2. Execute o programa
3. Clique na lista no terminal
4. Navegue para cima/para baixo até o arquivo desejado
5. Pressione enter (então, para começar, pressione s )

Alguns atalhos

1. Execute o programa
2. Pressione o para salvar a geração
3. Pressione ´escape´, ´q´ ou Cc para finalizar o processo

Esteja ciente de um bug do jogo

O jogo do dinossauro tem um bug irritante: ele começa a "desviar" para a direita com o tempo, fazendo com que o dinossauro fique deslocado incorretamente da origem do jogo. Isso faz com que o programa leia o dinossauro como um cacto, já que é da mesma cor.

Você pode corrigir isso atualizando continuamente a página ou colando este código dentro do console no inspetor de elementos:

 // Make sure the dino does not drift to the right
setInterval(function (){Runner.instance_.tRex.xPos = 21}, 2000)

Diretrizes de desenvolvimento

Por favor, siga o guia de estilo Node.js do Felix. Não é complexo e tem um ótimo padrão simples para as coisas.

Créditos

• Ivan Seidel
• João Pedro
• Tony Ngan A ideia veio dele