Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/29012
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.creatorFaria, Matheus Prado Prandini-
dc.date.accessioned2020-03-19T13:48:37Z-
dc.date.available2020-03-19T13:48:37Z-
dc.date.issued2020-03-05-
dc.identifier.citationFARIA, Matheus Prado Prandini. Investigação de métodos de aprendizagem e de representação de ambiente na construção de agentes jogadores: aplicação ao jogo FIFA. 2020. 168 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2020. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2020.320.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/29012-
dc.description.abstractThe objective behind this study is to investigate appropriate Machine Learning (ML) techniques - more specifically, Deep Learning (DL) - combined with methods from Computer Vision (CV) for state representation by images, to produce agents capable of solving problems, in real time, in environments with complex properties. Such difficulties require agents to be highly efficient in their learning (and, consequently, decision-making) and environmental perception processes, without which they will not be successful. The digital game FIFA - soccer simulator - is used as a case study because it represents a realistic and challenging environment. The ML techniques are investigated in the context of the DL provided by Convolutional Neural Networks (CNNs), being: imitation learning, used here with the purpose of endowing the agent with the ability to solve problems in a way closer to human; by deep reinforcement, in which the agent is trained in an attempt to autonomously abstract an optimal decision-making policy. Regarding the environmental perception, the following state representations approaches are investigated in this study: raw images - with and without color information - and through Object Detection Techniques (ODT). In order to further improve the performance of the agents produced, genetic algorithm techniques are explored to automatically define a CNN architecture to be used as the player agents decision-making module. In addition to corroborating the excellent results that DL combined with CV has been producing in the context of ML (particularly in games), the present work shows the great potential of the application of ODT in the process of echancing the environmental perception, which counts as a relevant counterpart to the fact that ODT demands computational procedures with a higher cost in relation to the representations based on raw images.pt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/*
dc.subjectAprendizado de máquinapt_BR
dc.subjectMachine learningpt_BR
dc.subjectAprendizagem profundapt_BR
dc.subjectDeep learningpt_BR
dc.subjectVisão computacionalpt_BR
dc.subjectComputer visionpt_BR
dc.subjectTécnicas de detecção de objetospt_BR
dc.subjectObject detection techniquespt_BR
dc.subjectAprendizado por imitaçãopt_BR
dc.subjectImitation learningpt_BR
dc.subjectAprendizado por reforçopt_BR
dc.subjectReinforcement learningpt_BR
dc.subjectRedes Neurais convolucionaispt_BR
dc.subjectConvolutional neural networkspt_BR
dc.subjectAlgoritmos genéticospt_BR
dc.subjectGenetic algorithmspt_BR
dc.subjectComputaçãopt_BR
dc.subjectComputingpt_BR
dc.titleInvestigação de métodos de aprendizagem e de representação de ambiente na construção de agentes jogadores: aplicação ao jogo FIFApt_BR
dc.title.alternativeInvestigating learning methods and environment representations in the construction of player agents: application on FIFA gamept_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
dc.contributor.advisor-co1Tomaz, Lídia Bononi Paiva-
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5957548753039907pt_BR
dc.contributor.advisor1Julia, Rita Maria da Silva-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8032993126633250pt_BR
dc.contributor.referee1Carneiro, Murillo Guimarães-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8158868389973535pt_BR
dc.contributor.referee2Cavalcanti, George Darmiton da Cunha da-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/8577312109146354pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/1714837391283421pt_BR
dc.description.degreenameDissertação (Mestrado)pt_BR
dc.description.resumoO objetivo deste trabalho é investigar técnicas apropriadas de Aprendizado de Máquina (AM) - mais especificamente, aprendizagem profunda (AP) - combinadas a técnicas de representação de estado por imagem provenientes da Visão Computacional (VC), para produzir agentes capazes de resolver problemas, em tempo real, em ambientes com propriedades complexas. Tais dificuldades requerem que os agentes apresentem elevada eficiência nos seus processos de aprendizagem (e, consequentemente, de tomada de decisão) e de percepção do ambiente, sem os quais não obterão êxito. O jogo eletrônico FIFA - simulador de futebol - é utilizado como estudo de caso por representar um ambiente realístico e desafiador. As técnicas de AM são investigadas no contexto da AP propiciado pelas Redes Neurais Convolucionais (RNCs), sendo elas: aprendizado por imitação, na qual os agentes são dotados da capacidade de resolver problemas de maneira mais próxima à humana; por reforço profundo, na qual o agente é treinado de forma a tentar abstrair, autonomamente, uma política ótima de tomada de decisões. Com relação à percepção de ambiente, investigam-se aqui as seguintes abordagens de representação por imagem: imagens cruas - com e sem informação de cor - e Técnicas de Detecção de Objetos (TDO). A título de melhorar ainda mais o desempenho dos agentes desenvolvidos, são exploradas técnicas de algoritmos genéticos para definir, automaticamente, uma arquitetura otimizada da RNC a ser utilizada como módulo de tomada de decisão de agentes jogadores. Além de corroborar os excelentes resultados que a AP combinada à VC vem produzindo no contexto da AM (particularmente, nos jogos), o presente trabalho mostra o grande potencial da aplicação de TDO no processo de enriquecimento da percepção de ambiente, o que conta como contrapartida relevante ao fato de TDO demandar recursos computacionais de mais alto custo em relação às representações baseadas em imagens cruas.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Ciência da Computaçãopt_BR
dc.sizeorduration168pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAOpt_BR
dc.identifier.doihttp://doi.org/10.14393/ufu.di.2020.320pt_BR
dc.orcid.putcode70850334-
dc.crossref.doibatchiddae0a80d-ed08-43ea-be02-620e5b756a41-
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Ciência da Computação

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
InvestigacaoMetodosAprendizagem.pdfDissertação9.81 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons