自己进化的Unity人工智能(一)

本文介绍了如何使用神经网络和遗传算法在Unity中创建一个可以学习和训练的NPC。神经网络简单分为输入层、隐藏层和输出层,模拟生物神经网络进行决策。文章通过代码示例展示了神经网络的搭建过程,并提及了反向传播权重更新的方法。后续将探讨遗传算法的结合应用。

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最近在研究神经网络+遗传算法在Unity给NPC用(一个可以学习训练的NPC是不是很酷)
说一下神经网络真的不复杂,多看一看是能理解的;如果有不对的地方欢迎指出批评。立马修改以免误人;
神经网络定义的东西我就浅表的谈一谈:
   计算机的人工神经网络简单分为三层:输入层、隐藏层、输出层;
   这三个层的用意用形象的实例描述一下:
      输入层就代表人的感官;
      隐藏层(其实也是多了一层输出变成了下一组的输入)大脑中的神经元;
      输出层用来接收处理后的信息进行分类反应;
   简单的说输入和输出两层连,中间过程执行一个公式:
[url=][/url]加权
### 如何在 Unity 中实现人工智能算法 #### 使用 A* 算法进行路径查找 为了在游戏中实现智能角色移动,可以采用 A* (A-star) 算法来进行路径规划。这是种广泛应用于游戏开发中的启发式搜索方法,在二维正方形网格环境中特别有效[^1]。 ```csharp using System.Collections.Generic; using UnityEngine; public class Node : IHeapItem<Node> { public int x, y; // Grid position of the node. public bool walkable = true; // Whether this tile can be walked on. private float _gCost = float.MaxValue; // Distance from start point to current one. private float _hCost; // Estimated distance from end point to current one. public float gCost { get => _gCost; set{_gCost=value;} } public float hCost {get=>_hCost;set{_hCost=value;}} public float fCost { get{return gCost+hCost;} } public int HeapIndex{set;get;} public void CalculateFCost(){ fCost=gCost+hCost; } public int CompareTo(Node other){ int compare=fCost.CompareTo(other.fCost); if(compare==0){ compare=hCost.CompareTo(other.hCost); } return -compare; } } ``` 这段代码定义了个节点类 `Node` ,用于表示地图上的每个格子,并实现了必要的属性和接口以便于后续操作如计算代价以及比较两个节点之间的优先级。 对于更复杂的场景,则建议考虑使用Unity内置的Navigation Meshes 或第三方库比如 A\* Pathfinding Project 来简化工作流程并提高效率。 #### 构建基于有限状态机(FSM)的行为逻辑控制 除了运动方面的智能化处理外,还需要让游戏角色具备定的决策能力。通过构建有限状态机模型可以让NPC拥有不同状态下执行特定行为的能力,从而模拟出更加真实的交互体验[^4]。 ```csharp public enum StateType { Idle, Patrol, Chase, Attack }; public abstract class FSMState { protected NPCController npcCtrlr; public virtual void Initialize(NPCController controller){ npcCtrlr=controller; } public abstract void OnEnter(); public abstract void Act(float deltaTime); public abstract void OnExit(); }; ``` 上述片段展示了如何创建个通用的状态基类及其枚举类型,开发者可以根据具体需求继承此类来扩展各种具体的行动模式,例如巡逻、追逐目标或是发起攻击等动作序列[^2]。 #### 利用遗传算法优化参数配置 当涉及到需要不断调整内部变量以适应环境变化的情况时,可尝试引入进化论的思想——即利用遗传算法(Genetic Algorithms),它模仿自然界生物种群演化过程,自动探索最优解空间内的解决方案。此技术已被证明非常适合解决那些难以直接求得解析表达式的难题[^3]。 综上所述,以上三种方式分别代表了不同类型的人工智能应用案例,能够帮助初学者快速入门Unity下的AI编程实践;当然这只是冰山角而已,随着学习深入还会接触到更多高级主题和技术细节。
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