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El secreto de Pacman y su efectiva inteligencia artificial: un caso de éxito

El secreto de Pacman y su efectiva inteligencia artificial: un caso de éxito

Por  /  22 de mayo de 2020       
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40 años de Pacman, se dice pronto. Aquel arcade supuso una revolución en los salones recreativos de los años ochenta. Sin tener una recepción prometedora en Japón, consiguió una respuesta explosiva en EEUU y más tarde en todo el mundo. Hoy nos preguntamos cuál es la clave de su éxito, y una de ellas está relacionada con su magnífica IA.

Pacman es uno de los videojuegos más icónicos e influyentes de la historia. Inicialmente conocido como "Puck Man", fue creado por Toru Iwatani bajo la marca Namco en el año 1980. Era una época en que Space Invaders y los videojuegos de matamarcianos suponían el género predominante. La llegada de la creación de Iwatani trajo una absoluta revolución a los salones recreativos de todo el mundo, no sólo por su distintiva jugabilidad, sino por su intuitividad y porque atraía a todo tipo de públicos (sin distinción).


Con motivo de su 40º aniversario, hemos querido rendir homenaje a este magnífico arcade, no repasando su historia, pero sí descubriendo una de las claves de su éxito: su ejemplar inteligencia artificial. Las rutinas que siguen los cuatro fantasmas sustentan la mecánica jugable de huida-persecución más importante del videojuego de Iwatani.


La IA ha sido motivo de estudio y aprendizaje en estudiantes, como en la Universidad de Berkeley (California), donde ha servido como elemento instruccional para el desarrollo de aplicaciones: "Tras mostrar el caso de Pacman, los estudiantes comprendieron que podían aplicar sus algoritmos en otras situaciones con problemas más grandes". En IBM, expertos en IA dieron incluso la vuelta al concepto y crearon un programa en que enseñaron a Pacman a evitar comerse a los fantasmas. El tema también ha sido objeto de divulgación por parte de especialistas en videojuegos como Mark Brown, que usamos como una de las referencias de este artículo (junto a otras como Retro Game Mechanics). En definitiva… ¿cómo funciona esta inteligencia artificial tan pionera en su terreno? Os lo explicamos a continuación.


El secreto está en los fantasmas

Cada fantasma sigue un patrón distinto de movimiento (Imagen: Gamemaker's Toolkit de Mark Brown)Cada fantasma sigue un patrón distinto de movimiento (Imagen: Gamemaker's Toolkit de Mark Brown)

El concepto de Pacman es muy simple: tenemos a un personaje que debe comer todas las bolitas de la pantalla dentro de un pequeño laberinto. Si todo fuese eso, no habría juego. Necesita un reto, y este viene dado por los enemigos, que proponen diversión (y tensión) al planteamiento. Son cuatro fantasmas que brillan por una personalidad y rutina únicas, algo bastante novedoso si hablamos de que es una creación de hace 40 años:


  • Blinky (fantasma rojo): podríamos definirlo como el fantasma más persistente de todos. Focaliza su objetivo en Pacman y lo persigue hasta la extenuación.
  • Pinky (fantasma rosa): es el fantasma que se adelanta a las decisiones del jugador, ya que centra su objetivo cuatro casillas por delante de la mirada de Pacman.
  • Clyde (fantasma naranja): este se mantiene alejado de Pacman siempre ocho casillas: digamos que es el vigilante, el que se mantiene al acecho desde la distancia.
  • Inky (fantasma azul): fija como objetivo una posición alejada de Pacman, de forma que es el que se encarga de rodear al jugador, haciendo "pinza".

Cada posición del laberinto está delimitada y estudiada (Imagen: Retro Game Mechanics)Cada posición del laberinto está delimitada y estudiada (Imagen: Retro Game Mechanics)

El secreto de este esquema se manifiesta en una clave: que ningún fantasma posee las mismas rutinas de programación. Es más, fueron diseñados para complementarse, para dar la sensación de que actúan como un equipo. Ese es el mayor logro de Pacman y su efectiva IA. Gracias a esto, cada partida resulta distinta, puesto que varía dependiendo de los movimientos que realicemos. Asimismo, la dificultad se incrementa a cada minuto de juego, a través de una serie de decisiones de diseño que se traducen en:


  • La velocidad de Pacman se incrementa de forma paulatina, de forma que resulta más difícil controlarle a través del laberinto.
  • El fantasma rojo (Blinky) corre más a medida que Pacman come más bolitas, mientras que el resto persigue a Pacman más a menudo.
  • El power-up es cada vez menos efectivo, ya que cuentas con menor tiempo para comerte a los fantasmas, y estos regresan antes al laberinto tras ser comidos.

Los fantasmas siempre siguen la ruta más corta (Imagen: Retro Game Mechanics)Los fantasmas siempre siguen la ruta más corta (Imagen: Retro Game Mechanics)

Otro de los aspectos curiosos del videojuego, y que explican el buen funcionamiento de su IA, es que dispone de algunas reglas que se cumplen a rajatabla para mantener un correcto equilibrio en la conducta de los fantasmas. Estas reglas fueron ideadas de manera muy inteligente, de forma que el jugador sienta que realmente existe una persecución efectiva y hasta cierto punto natural. Se resumen en los siguientes puntos:


  • Los fantasmas siempre persiguen a Pacman mediante el camino más corto, manejando matemáticamente las distancias a través de las casillas existentes.
  • Si la distancia es igual entre dos rutas, la prioridad del fantasma es primero ir hacia arriba. Si no existe esta dirección, irá hacia la izquierda. Si no, hacia abajo.
  • No pueden nunca volver hacia atrás, algo evidente si consideramos la primera regla, porque estarían tomando el camino más largo.
  • Vuelven a las esquinas que tienen asignadas cuando entran en dichas zonas, dando un pequeño respiro al jugador antes de reemprender la persecución.
  • Cuando están asustados, se mueven aleatoriamente en distintas direcciones, algo que tiene sentido: ¡tienen miedo de que les coman!

Dejamos el aspecto más importante para el final. La magia de Pacman y su IA reside en los tres estados que pueden experimentar los fantasmas: chase (persecución), scatter (dispersión) y frightened (asustados). La transición entre estos tres modos de juego durante la partida explica que el juego sea tan variado mecánicamente, de forma que el jugador no siempre está escapando de los fantasmas, sino que puede afrontarlos e incluso tomarse un respiro para rebajar la tensión. Es el gran acierto de la obra de Namco:


Transición entre los tres estados de los fantasmas (Imagen: Retro Game Mechanics)Transición entre los tres estados de los fantasmas (Imagen: Retro Game Mechanics)
  • Estado Chase (persecución): los fantasmas persiguen a Pacman siguiendo las normas establecidas en párrafos anteriores. Supone el momento de mayor tensión, en que el jugador debe actuar con habilidad e inteligencia.
  • Estado Scatter (dispersión): los fantasmas, tras la persecución, se separan y vuelven a las esquinas que tienen asignadas: es como si siguiesen patrullando, momento que puede aprovechar el jugador para seguir engullendo.
  • Estado Frightened (asustados): tras coger el power-up, podemos comernos a los fantasmas, pasando a un estado de ofensiva que puede servir también como evasión en caso de venir del estado "chase". Como veis, todo se complementa.

Como habéis podido comprobar, Pacman tiene muchos elementos a ser explicados, y todos ellos juntos justifican una IA poderosa. Mucho más si consideramos el hecho de que este videojuego posee la increíble antiguedad de 40 años. Y recordad una cosa: una buena inteligencia artificial no sólo depende de la tecnología existente, sino de un buen diseño de juego. El caso de Iwatani y Pacman debería ser tenido en cuenta en la eternidad, porque es un ejemplo magnífico de que se puede hacer mucho con muy poco.


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