Native Python Programing

마인크래프트에 적용된 인공지능(AI) 요소는 게임의 몹(생물)과 NPC의 행동, 그리고 환경 상호작용에서 핵심적인 역할을 합니다. 이러한 AI는 비교적 단순하면서도 실시간으로 동작해 게임 내 다양한 상호작용을 가능하게 합니다. 특히 몹의 행동 패턴, 경로 탐색, 군집 행동, 의사결정, 적대적/우호적 상호작용 등이 AI 요소에 포함됩니다. 여기서는 마인크래프트에서 활용되는 주요 AI 기술과 그 구현 방식을 살펴보겠습니다.

1. 경로 탐색(Pathfinding)

1.1 A* 알고리즘

마인크래프트에서 대부분의 몹은 A* 알고리즘을 기반으로 경로 탐색을 수행합니다. 이 알고리즘은 몹이 목표 지점까지 가는 최적의 경로를 계산하는 데 사용됩니다. 몹은 장애물이나 다양한 지형을 피해 목적지까지 갈 수 있는 최단 경로를 찾기 위해 이 알고리즘을 활용합니다.

• 계산 과정: A* 알고리즘은 현재 위치에서 목표 지점까지 가는 비용(거리)과 주변 블록의 이동 가능성을 평가합니다. 몹이 이동할 수 없는 블록(예: 벽, 물)이나 위험한 지역(예: 용암)을 피하며, 가능한 경로 중 가장 효율적인 길을 선택합니다.
• 적용 예시: 적대적 몹(좀비, 스켈레톤 등)은 플레이어를 목표로 삼아 경로를 계산하고, 이를 따라 추적합니다. 특히 좀비는 복잡한 지형에서도 플레이어를 따라오며, 물을 피하거나 계단을 타고 오르는 등 복잡한 행동을 수행할 수 있습니다.

1.2 유사 길찾기 알고리즘

• 일부 몹은 단순한 경로 탐색 알고리즘을 사용해 특정 장애물만 피하거나, 간단한 직선 경로를 찾습니다. 예를 들어, 스파이더는 벽을 타고 오를 수 있어 기존 경로 탐색 대신 벽을 수직으로 올라가는 독특한 방식의 경로 탐색이 적용됩니다.

2. 상황 인식 및 행동 트리(Behavior Tree)

2.1 행동 트리 구조

몹의 행동을 결정하는 기본적인 논리는 행동 트리(Behavior Tree)로 구성됩니다. 행동 트리는 몹이 주변 상황을 평가하고, 이에 따라 어떤 행동을 수행할지 결정하는 데 사용됩니다.

• 조건 기반 의사결정: 몹은 다양한 조건에 따라 행동을 결정합니다. 예를 들어, 플레이어가 가까이 있으면 공격하고, 그렇지 않으면 자리를 지키거나 탐색하는 식으로 동작합니다. 이 조건들은 상태 변화에 따라 동적으로 평가됩니다.
• 행동 트리 예시:
  • 좀비는 평상시에는 주변을 돌아다니거나 다른 몹과 상호작용하지 않지만, 플레이어를 감지하면 행동 트리가 전환되어 플레이어를 추격합니다.
  • 스켈레톤은 플레이어가 일정 범위 내에 있으면 공격 상태로 전환하여 원거리에서 화살을 쏩니다. 플레이어가 너무 가까워지면 뒤로 물러나는 회피 행동을 취합니다.

2.2 상태 기반 AI(State Machine)

일부 몹은 상태 기반 AI로 동작합니다. 몹은 특정 상태에 따라 다른 행동을 하며, 상태 전환은 트리거 이벤트에 의해 발생합니다.

• 상태 예시:
  • 엔더맨은 플레이어가 그를 직접 쳐다보면 적대 상태로 전환하여 공격을 시작합니다. 그러나 플레이어가 시선을 돌리거나 멀리 떨어지면 다시 중립 상태로 돌아옵니다.
  • 늑대는 기본적으로 중립 상태이지만, 플레이어가 공격하면 적대 상태로 전환하여 플레이어를 공격합니다.

3. 군집 행동과 AI 상호작용

3.1 군집 행동(Flocking Behavior)

우호적인 동물이나 적대적인 몹 일부는 군집 행동을 보입니다. 이는 여러 개체가 한데 모여 행동하는 방식으로, AI 개체들이 일정한 규칙을 따르며 집단적으로 움직이는 방식입니다.

• 가축류 몹: 양, 소, 돼지와 같은 동물들은 자연스럽게 군집을 이루어 움직이며, 특정 조건(예: 먹이 제공)에 따라 행동을 변화시킵니다. 이들은 플레이어가 아이템을 들고 있을 때 따라오거나, 이동 방향을 결정할 때 서로의 위치를 참고하여 군집을 유지합니다.
• 적대적 몹: 좀비는 단체로 플레이어를 추격하며, 주변의 다른 좀비들도 플레이어의 위치를 공유해 함께 공격하는 군집 행동을 보일 수 있습니다.

3.2 AI 상호작용

몹은 서로 간의 상호작용을 통해 행동을 조정하기도 합니다. 예를 들어, 좀비 피그맨은 플레이어가 하나의 피그맨을 공격할 때 주변에 있는 다른 피그맨들도 적대적으로 전환되며, 무리를 지어 공격합니다.

• AI 협동: 몹들은 혼자서만 움직이는 것이 아니라, 다른 몹들과 협동하거나, 특정 조건에서 동시에 반응하는 방식을 취할 수 있습니다. 예를 들어, 일부 레이드 상황에서 적대적 몹들은 협동하여 플레이어의 기지를 공격합니다.

4. 우호적 몹 및 번식 시스템

4.1 우호적 AI 행동

우호적인 몹(양, 소, 돼지 등)은 단순한 행동 패턴을 가집니다. 이 몹들은 주로 먹이를 먹거나, 주위를 탐색하며, 플레이어의 명령에 따라 행동합니다.

• 먹이 반응: 우호적인 동물들은 특정 아이템을 보이면 이를 따라오거나, 먹이를 제공받았을 때 번식 모드로 전환됩니다. 이는 간단한 조건 기반 시스템으로 작동하며, 플레이어가 원하는 대로 가축을 관리할 수 있습니다.

4.2 번식 및 새끼 AI

• 번식 시스템: 번식 가능한 몹들은 특정 조건(예: 음식 제공)이 충족되면 번식 상태로 전환되어 새끼를 낳습니다. 새끼는 성체와 동일한 행동 패턴을 따르지만, 특정 시간 이후에 성체로 성장하는 주기를 가집니다.

5. 적대적 몹의 AI

5.1 추적 및 공격 행동

• 적대적 몹은 플레이어를 감지하면 즉시 공격 모드로 전환되며, 플레이어를 쫓아가거나 원거리에서 공격을 시도합니다.
  • 좀비: 좀비는 일정 범위 내에서 플레이어를 감지하고, 장애물을 피해 다가가 공격합니다.
  • 스켈레톤: 스켈레톤은 원거리에서 활로 공격하며, 일정 범위 내에 있을 때 공격을 시도합니다. 스켈레톤은 플레이어가 가까워지면 물러나며 회피 행동을 합니다.

5.2 전투 AI

• 고급 전투 AI: 일부 몹은 전투에서 고급 AI를 보여줍니다. 예를 들어, 플레이어가 가까이 있을 때는 물리적 공격을 하고, 멀리 있을 때는 원거리 무기로 전환하여 공격하는 방식입니다.
  • 이터널 드래곤: 이터널 드래곤은 고유한 전투 패턴을 가지고 있으며, 플레이어의 위치와 행동에 반응하여 다양한 공격 방식을 사용합니다.

6. 특수한 AI 몹

6.1 엔더맨

• 엔더맨은 독특한 AI 패턴을 가지고 있습니다. 엔더맨은 플레이어가 그를 직접 쳐다볼 때만 공격을 시도하며, 순간 이동 능력을 가지고 있어 빠르게 플레이어의 공격을 피하거나 추적합니다. 이는 고유한 상태 기반 AI 시스템을 통해 구현됩니다.

6.2 마녀

• 마녀는 일정 조건에서 포션을 사용해 공격하거나 스스로를 치유합니다. 이는 전투 상황에서 상태 변화에 따라 행동이 달라지는 AI 시스템입니다.

7. 명령 블록 및 NPC AI

• 명령 블록은 플레이어가 직접 AI 행동을 제어할 수 있도록 해주는 중요한 도구입니다. 이를 사용해 특정 NPC나 몹의 행동을 설정하고, 복잡한 상호작용을 구현할 수 있습니다. 예를 들어, 어드벤처 맵에서는 명령 블록을 사용해 NPC가 플레이어에게 퀘스트를 주거나 특정 행동을 수행하도록 설정할 수 있습니다.