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隆重介紹 Gran Turismo Sophy:深度強化學習訓練的頂尖 AI 賽車代理程式

2 月 9 日 發表的 Gran Turismo Sophy 是一款透過深度強化學習研發的頂尖 AI 賽車代理程式。由 Polyphony Digital Inc.(PDI)、Sony AI、Sony Interactive Entertainment (SIE) 共同合作開發。

Gran Turismo Sophy 的研發採用 Sony AI、Gran Turismo 的頂尖深度強化學習技術技術,並透過 SIE 的雲端遊戲架構進行大規模訓練。此次開發引領機器學習到達新境界,引入 AI 代理程式在賽事過程中執行超真實的賽車模擬,透過此人工智慧不斷做出即時決策。

Sony AI 營運長 Michael Spranger 認為 Gran Turismo Sophy 是「能在強敵環伺下自我學習如何駕駛的 AI 代理程式,並足以和世界頂尖車手匹敵」。

Gran Turismo Sophy 從零開始,一開始甚至無法在賽道上保持直線駕駛,一直進化到能夠在賽道上與《Gran Turismo Sport》的頂尖車手相互匹敵。

Gran Turismo Sophy 為遊戲及娛樂帶來了全新可能性。下文闡述我們如何實現這項激勵人心的計畫。

首次擬真測試

2020 年 4 月 Sony AI 成立之初,即展開了對 Gran Turismo Sophy 的訓練。自此之後, Sony AI 團隊與 Polyphony Digital 密切合作,共同研發並強化 AI 代理程式的能力。2021 年 7 月 2 日在首次舉辦的「Race Together」活動中,Gran Turismo Sophy 初次與四名頂尖人類駕駛團隊競速。此團隊由 2020 年「FIA Gran Turismo Championships」三冠王宮園拓真領軍。

Gran Turismo Sophy 在單人計時爭奪賽中展現出超人的速度,締造了比人類駕駛更快的單圈時間紀錄。但在與其他人類競速時,卻又面臨不同的挑戰。

Sony AI 主任兼計畫負責人 Peter Wurman 說:「要展現出運動家精神,在面對其他參賽者時,手段不能太激進,也不能過於膽怯,我想我們低估了這整件事的難度。」

合宜呈現賽車

由於當下所面臨挑戰的複雜度會影響 AI 代理程式的表現,因此對 AI 而言,Gran Turismo 可說是一大挑戰,因為其他類似遊戲只能合宜重現一部分的賽車物理特性,而 Gran Turismo 卻須展現出賽車最真實的動態及物理特性。


Polyphony Digital 社長山內一典表示:「我想在電玩遊戲中重現汽車與汽車產業的整體文化。」PDI 工程師 Charles Ferreira 則補充:「Gran Turismo 營造出的真實感來自各個細節,不論是引擎、輪胎、懸吊系統、賽道及汽車模型皆一絲不苟。」這樣的真實感對 AI 造成了獨特的挑戰,並將 Sony AI 團隊與 Gran Turismo Sophy 帶到了前所未有的新高度。

大規模架構訓練

Gran Turismo Sophy 採用深度強化學習技術,透過輸入不同的速度、車胎方向與賽道曲率等條件,獲得正負回饋資訊,從中學習如何駕駛。就像人類需要超過一萬小時才能精通一項技巧一樣,Gran Turismo Sophy 複製自我經驗,同時在多元場景下運行。而這一切須仰賴 Sony Interactive Entertainment 所提供的強大運算能力。

Sony Interactive Entertainment 未來科技小組資深主管 Justin Beltran 表示:「標準的 AI 模擬方法是建立一個模型,然後運行。之後透過分析,加入更新的內容到模型中,並再次運行。不過這整個過程有時可能相當耗時。」

Beltran 繼續說明:「但由於我們採用 SIE 的全球大規模雲端遊戲架構,Gran Turismo Sophy 能使用最先進的學習演算法與訓練場景,這樣的尖端環境對這項革命技術提供強大的支援,因此可成功同時執行上萬次模擬運行。」

重返賽道

2021年10月21日,伴隨著第二個比賽日的到來,開發團隊期待著 Gran Turismo Sophy 能在包括團體賽在內的所有賽事取勝。

賽事過程中,Gran Turismo Sophy 不僅在全局佔盡優勢,而且還自我調整以適應不利的局面。開發團隊見證了它在第三場賽事開局發生擦撞事故的狀況下,仍然取得第一名。Gran Turismo Sophy 在所有三場賽事中包攬了第一與第二名,並且團體得分是人類車手的兩倍。

雖然 Gran Turismo Sophy 藉由超越人類駕駛證明了自己的能耐,不過這項計畫的初衷並不是為了替代或減少人類互動,而是為了擴展和豐富所有玩家的遊戲體驗。Sony AI 將其稱為「玩家專屬 AI」。Sony AI 執行長北野巨集明表示:「我們要創造能釋放人類創造力與想像力的人工智慧。」

宮園拓真說道:「我希望將來還能跟 Gran Turismo Sophy 多比賽幾次,因為我從 AI 代理程式身上獲益匪淺。」Polyphony Digital 社長山內一典則補充:「Gran Turismo Sophy 的目標是要帶給人們娛樂。」

Sony Interactive Entertainment 未來科技小組資深副總裁 Ueli Gallizzi 表示:「我們期望 AI 代理程式在未來可以帶領開發人員與創作者進行新層次的創新,同時帶我們找到尚未發掘的機會。」「我們見證了過程中不斷提高的使用者參與度、更加豐富的遊戲體驗,還看到遊戲世界新世代的開啟。」

我們迫不及待想看到人工智慧與互動娛樂融合後會打造出何種新世界,而 Gran Turismo Sophy 將為這場冒險邁出下一步。