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Zufall & KI in Spielen: Wie ist das Spiel gegen den Computer möglich?

Das Thema der künstlichen Intelligenz (KI) beschäftigt die Menschen schon seit Jahren und insbesondere die Gaming-Branche ist von den Entwicklungen auf diesem Gebiet betroffen. Seit vielen Jahren wird KI eingesetzt, um beispielsweise NPCs „intelligenter“ zu machen, sodass diese eine noch größere Herausforderung für Spieler darstellen. Welche Berechnungen dabei im Hintergrund ablaufen müssen, wird aber bei den Spielen gar nicht offensichtlich.

Manche Ereignisse im Spiel werden rein zufällig ermittelt. Hierbei kommt oft ein RNG (Random Number Generator) zum Einsatz, der gewisse Elemente des Spiels beeinflusst. Es gibt aber auch Ereignisse, die mit bestimmten Algorithmen und Wahrscheinlichkeiten verknüpft sind. Schaut man z.B. ins Casino, ist hier der Online Spiele RTP als wichtiger Wert zu nennen. Er gibt an, wie viel Prozent ihrer Einsätze die Spieler im Schnitt zurückerhalten. Durch die Programmierung des Slots wird sichergestellt, dass weder die Spieler noch das Casino zu hohe Gewinne einfahren. Der RTP ist also das Endergebnis aus Zufallsereignissen, die einem Algorithmus unterliegen.

Im Glücksspiel kommt die KI auch als virtueller Dealer oder Gegenspieler beim Blackjack oder Poker zum Einsatz. Man kann manchmal gar nicht unterscheiden, ob man gegen einen echten Menschen oder einen Computer spielt. Wir werfen im Folgenden einen Blick darauf, wo diese Entwicklung begonnen hat und wie sie in Zukunft weitergehen wird.

Der Schachcomputer – der Klassiker unter den intelligenten Spielgeräten

Schachcomputer sind faszinierend, der wohl berühmteste von ihnen ist Deep Blue von IBM, der sogar Schachweltmeister Garri Kasparow schlagen konnte. Aber was steckt eigentlich unter Kunststoff und Metall? Die komplex denkenden Computer basieren allesamt auf einem Algorithmus. Jedes Jahr lernt die KI dazu, wird intelligenter und begabter. Mittlerweile sind NPCs auf KI-Basis in der Lage, Menschen zu schlagen.

In der Praxis passiert das durch eine Kombination aus heuristischen Schätzungen und Tiefensuchalgorithmen. Der Computer versucht dadurch die besten Züge zu finden. Heuristiken sind simple Regeln, die es dem Computer möglich machen, sich schnell und effizient auf eine Gruppierung von Zügen zu fokussieren. Mithilfe der tiefensuchenden Algorithmen untersucht der Computer weitreichender, welche Züge für ihn in Betracht kommen.

Anders als bei vielen anderen Spielen ist das Thema Zufall beim Schachcomputer nicht vertreten. Er wählt den Zug mit dem höchsten erwarteten Wert aus, basierend auf seiner Analyse der aktuellen Figurenstellungen und der möglichen, folgenden Züge. Im realen Schachspiel können manchmal zufällig ausgewählte Züge sinnvoll sein, um den Gegner zu verwirren. Dazu sind Schachcomputer derzeit noch nicht in der Lage, Zufallszüge gehören nicht zu den Algorithmen.

Das Spiel mit dem Zufall – der RNG im Spiel

Der Random Number Generator (RNG) ist ein Algorithmus, der zufällige Zahlen erzeugt. Sie werden in Computerspielen genutzt, um zufällige Ergebnisse zu generieren. Ein gutes Beispiel ist das weltweit beliebte Kartenspiel Poker, das mittlerweile auch online gespielt werden kann. Der RNG ist dafür verantwortlich, zufällige Karten auszugeben und somit die Fairness am digitalen Tisch aufrechtzuerhalten.

Zufallsgeneratoren sind aber auch dafür verantwortlich, Gegner im Videospiel per Zufall auszuwählen oder bestimmte Ereignisse auszulösen. Auch im Bereich des Glücksspiels ist der Zufallsgenerator von höchster Wichtigkeit. Um wirklich faire Ergebnisse im Spiel möglich zu machen, darf der RNG von außen nicht manipulierbar sein. Ob ein Spieler gewinnt oder verliert, ist folglich ausschließlich von einem unveränderbaren Algorithmus abhängig.

Ein weiteres Thema im Glücksspiel ist der RTP, der auch bei zahlreichen anderen Computerspielen eine Rolle spielt. Er sagt aus, wie hoch die Gewinnchancen bei Spielern sind. Ein RTP von 96 % an einem Spielautomaten besagt beispielsweise, dass 96 % der Gesamteinsätze wieder an die Spieler ausgeschüttet werden.

Ein Prinzip, das wir auch von Computerspielen wie Counter Strike oder FIFA 23 kennen. Auch die beliebten Lootboxen haben einen RTP, der die Gewinnwahrscheinlichkeit festschreibt. Je höher der RTP, desto größer die Chancen auf einen Gewinn. Das bedeutet aber nicht, dass bei einem RTP von 96 % tatsächlich 96 % aller geöffneten Boxen auch wirklich einen Gewinn enthalten. Der „Return to Player“ ist immer für alle Spieler zu sehen. Eine langfristige Pechsträhne ist durchaus möglich, während ein anderer Spieler gleich dreimal hintereinander gewinnt.

Sicherheit beim RNG – wie fair sind Zufallsgeneratoren?

Die Sicherheit von RNGs hängt in erster Linie davon ab, wie sie ins Spiel integriert wurden und für welche Zwecke sie genutzt werden. Moderne RNGs werden so komplex programmiert, dass ihr Algorithmus von außen weder erkennbar noch manipulierbar ist. Am Beispiel von modernen Online-Casinos zeigt sich, dass solche Programmierungen durchaus möglich sind. Externe Prüfstellen wie eCOGRA kontrollieren regelmäßig, ob Automaten tatsächlich nach fairen Algorithmen funktionieren.

Das Zufallsprinzip ist entscheidend für alle Spiele, bei denen Random-Ereignisse generiert werden müssen. Beim Thema Sicherheit geht es nicht nur darum, dass externe Spieler den Algorithmus nicht erkennen können. Es muss auch sichergestellt sein, dass das Casino den Zufallsgenerator nicht zu seinen Gunsten manipuliert hat und der Spieler schlechte Gewinnchancen hat.

KI im Computerspiel – welche Zukunftserwartungen sind realistisch?

Der Erfolg einer KI basiert in erster Linie auf Wissen, denn die künstliche Intelligenz lernt weiter. Mit jedem durchgeführten Spiel erweitert die KI ihre Kenntnisse und kann künftig besser auf Situationen eingehen. Es ist ein permanent fortschreitender Prozess, der sich auf die Zukunft von Computerspielen auswirken kann und wird.

Maschinelles Lernen befähigt die KI dazu, menschliche Gegner besser zu analysieren und zu schlagen. Die KI zieht dabei ihre Schlüsse aus bisher absolvierten Spielen, lernt ihre eigenen Fehler kennen und optimiert sich. Das wiederum überträgt sich dann auf das Verhalten von NPCs.

Beispiel: Computerspiele wie GTA V leben zu einem gewissen Teil von NPCs. Auf allen Straßen sind computergenerierte Figuren unterwegs und interagieren mehr oder weniger mit dem Spieler. Die Logik ist noch nicht besonders ausgefeilt. So läuft der NPC regelmäßig davon, wenn der Spieler seine Waffe zückt. Er würde aber nicht reagieren und sich gegen einen schießenden Spieler wehren. NPCs in GTA V sind keine ernstzunehmenden Gegner, da sie sich immer gleich verhalten.

Künftig ist es denkbar, dass die KI sich an das Spielverhalten einer Person anpassen kann. Sie lernt aus den verschiedenen Handlungen des Spielers, was das Verhalten von NPCs optimiert. Somit wäre ein noch realistischeres Gameplay möglich, was vor allem dem Spieler langfristig mehr Spaß verspricht. Das Immersionserlebnis wird realistischer, wenn die KI in Form von NPCs nicht nur einmal programmiert wird, sondern fortschreitend weiter lernt und sich entwickelt.

Fazit: Technische Möglichkeiten werden immer ausgefeilter

Alles begann mit einem simplen Computerspiel namens „Pong“. Die Grafik so simpel, dass sie heute nicht einmal mehr als Handyspiel durchgehen würde. Wer heute in einem digitalen Casino spielt oder ein Computerspiel zockt, kann sich auf ein realistisches Erlebnis freuen. Immersives Gameplay spielt eine wichtige Rolle und wird künftig immer weiter ausgebaut. NPC-Charaktere werden von Spiel zu Spiel glaubwürdiger, lernen mehr dazu und sind ein wichtiges Stilmittel in der Welt der Computerspiele. Künftig könnte die KI auch dafür verantwortlich sein, das Spielerlebnis zu personalisieren. Wenn im Casino beispielsweise primär Slots mit Hollywood-Themen gespielt werden, sucht die KI anhand ihres Lerneffekts genau solche Spiele für den Kunden aus. Mit der permanenten Weiterentwicklung von Möglichkeiten und immer besserer Hardware dürfen wir uns auf gewaltige Sprünge in der Gamingbranche freuen.