Modelo de un entorno virtual inteligente basado en la percepción y el razonamiento de sus elementos con un personaje para la generación de realismo

Abstract

Los Entornos Virtuales Inteligentes (EVI) están compuestos por la unión de elementos tomados de dos importantes áreas de la computación como son la Realidad Virtual y la Inteligencia Artificial, las cuales tienen múltiples aplicaciones en diferentes campos de investigación. A su vez, un EVI debe estar compuesto por los siguientes niveles: geométrico, cinemático, cognitivo y comportamental. Las limitaciones en un EVI se observan en el realismo que se obtiene a través de las sensaciones que emula el computador y que son percibidas por el usuario a través de sus sentidos. Dicho realismo, recae también, en el comportamiento e interacción con los elementos de un Entorno Virtual (percepción y razonamiento), necesario en aplicaciones de interés científico, de tipo militar, entrenamientos en medicina, en la preservación de patrimonio cultural, en la educación, en los videojuegos, entre otras. En esta tesis se propone un modelo de Entorno Virtual Inteligente, que basado en la percepción y el razonamiento de sus elementos con un personaje, permita generar realismo. Para alcanzar este objetivo, se propone inicialmente un modelo geométrico y cinemático como base necesaria para el modelo de Entorno Virtual Inteligente y con ello, incrementar el desempeño del EVI en los niveles comportamental y cognitivo. En estos niveles, se implementan posteriormente, diferentes técnicas de Inteligencia Artificial aplicadas a la percepción y el razonamiento y después de comparaciones a través de diferentes métricas, se escoge la Red Neuronal Artificial que es en la que se apoya principalmente el modelo. A lo largo del desarrollo de la tesis se realizó un trabajo experimental, que valida que el modelo propuesto funciona flexible y adecuadamente, independiente del área de aplicación.

Abstract: Intelligent Virtual Environments (IVE) are composed by the union of elements taken from two important areas of computing, as such the Virtual Reality and the Artificial Intelligence, which have multiple applications in various research fields. At the time, an IVE should be composed of the following levels: geometric, kinematic, cognitive and behavioral. The IVE limitations are observed in the realism obtained through of the senses that a computer emulate and the user perceives these sensations through your senses. That realism, also falls, in the behavior and interaction with the elements of a virtual environment (perception and reasoning), realism necessary in applications of scientific interest such as; military style, training in medicine, cultural heritage, education, videogames, among others. In this thesis, a model of Intelligent Virtual Environment is proposed, which based on the perception and reasoning of its elements with a character, it can achieve realism. To achieve this goal, initially a geometric and kinematic model is proposed as a basis for the model of Intelligent Virtual Environment, and then increase performance of IVE in behavioral and cognitive levels. At these levels, subsequently are implemented, different AI techniques applied to perception and reasoning, and after comparisons across different metrics, is chosen an Artificial Neural Network to supports the model. Throughout the development of the thesis an experimental work is made, which validates that the proposed model works flexible and properly, independent of the application area.