AI 竟能亲自制作《DOOM》？无需游戏引擎的 AI 游戏运行之秘

想象一下。你正在玩的这款游戏，实际上并非存储在电脑里的复杂程序，而是人工智能（AI）在每一瞬间即兴“想象”并绘制出来的画面，那会是怎样的一种体验？

最近，技术界接连开展了一些有趣且令人惊叹的实验，利用 1993 年发行的传奇 FPS 游戏《DOOM》来测试 AI 的能力。不仅出现了擅长游戏的 AI，甚至还尝试了无需游戏引擎即可实现游戏本身，甚至是利用真实生物的大脑来享受游戏。到底 AI 和《DOOM》之间发生了什么？

这为何重要？

这些实验不仅仅是为了打造“爱玩游戏的 AI”。其核心在于确认“人工神经网络（Neural Network，模仿人类大脑结构处理信息的 AI 模型）”能够多么精确地学习并模仿物理世界的复杂规则或虚拟世界。(参考资料 10)

如果我们能证明 AI 即使在没有游戏引擎的情况下也能实时生成游戏，这就意味着未来的元宇宙或虚拟现实服务可以比以往更加轻量、更加智能化地运行。此外，将生物大脑的神经连接图（connectome）与游戏控制相结合的研究，为 AI 如何模仿和辅助人类或动物的智能提供了重要线索。

浅显易懂：AI 是如何“想象”游戏的？

首先，作为 AI 核心的神经网络就像一个“巨大的过滤装置”。(参考资料 3) 当我们输入数字后，数据会经过神经网络内部的层（layer），在此过程中被过滤和放大，最终得出结果。(参考资料 6) 如果把这个过程比作过滤，它就像是通过非常复杂的筛子，只筛选出信息的核心部分。

1. 无引擎模拟 (GameNGen)： 谷歌与特拉维夫大学的研究团队开发的“GameNGen”模型完全不使用现有的游戏代码或虚幻引擎等传统游戏引擎。(参考资料 17, 参考资料 18) 相反，该神经网络通过学习《DOOM》的游戏数据，自行预测并生成每一帧（画面单位）应该呈现的内容。这就像一位资深画家记住了《DOOM》的所有场景，并根据用户的操作即兴作画一样。研究团队已成功实时运行了这款复杂的视频游戏。(参考资料 2, 参考资料 15)

2. 果蝇大脑游玩《DOOM》： 软件工程师 Alex Wormuth 将果蝇大脑的神经连接图“连接组（connectome）”数字化实现。(参考资料 1) 游戏画面发生变化时，会对该神经网络施加电信号般的刺激，并将由此产生的神经活动转化为游戏角色的动作（左右移动、射击等）。(参考资料 19) 也就是说，果蝇的大脑数据在操控实际的游戏。

现状：进展如何？

目前研究范围非常广泛。

• AI 的幻觉与梦境： 在某些研究中，AI 基于游戏数据，自行可视化出《DOOM》的“噩梦”。玩家需要在 AI 想象出来的无尽火球中躲避并继续游戏。(参考资料 4)
• 脑细胞直接游玩： 甚至还有培养的人类脑细胞游玩《DOOM》的案例。脑细胞并非直接观看显示器，而是通过神经网络接收玩家健康状态或敌人位置等数值，学习并采取适当行动。(参考资料 7)
• 基于语言模型的实现： 最近出现的“Torchwright Doom”将《DOOM》这款游戏本身编译进语言模型（LLM）中运行。这证明了语言模型不仅是写作工具，还能作为通用计算平台发挥作用。(参考资料 13)

然而，这些技术仍处于初期阶段。在效率方面还存在许多课题，尚无法完美替代需要实时性和复杂操作的游戏。虽然目前用此技术运行最新游戏还很困难，但它暗示了人工智能认知和表达世界的方式正在发生根本性的变革。

未来将会怎样？

未来，AI 将向着利用更少的数据、自主生成并控制更复杂环境的方向进化。游戏或许会从“被制作出来的程序”转变为“AI 实时想象出的体验”。终有一天，当你对 AI 说“给我做一个恐怖氛围的火星基地游戏”时，它可能会即兴为你创造出一个像《DOOM》那样的游戏。我们所想象的一切都将通过数据和神经网络呈现，如同现实一般——这一天已不再遥远。

MindTickleBytes AI 记者视角

《DOOM》在过去 30 多年里一直是 AI 研究者的游乐场。但现在它超越了简单的游乐场，成为了证明 AI 对虚拟世界理解程度的舞台。从脑细胞到果蝇大脑，这些将它们与《DOOM》连接起来的奇特尝试，最终都在向我们抛出一个关于如何定义“智能”并将其人工实现的问题。人工智能正在超越仅仅处理数据的机器，进化为能够发挥想象力并创造世界的“智能主体”，这难道不引人入胜吗？

参考资料

1. Google mapped a fly’s nervous system and developers are using it to play Doom
2. Doom Running on a Neural Network Is a Surreal Dreamscape
3. A Neural Network Playground

4. [Neural Net dreaming of Doom

   Rock Paper Shotgun](https://www.rockpapershotgun.com/dodge-fireballs-forever-in-a-neural-nets-doom-nightmare)

5. [But what is a neural network?

   Deep learning chapter 1](https://www.youtube.com/watch?v=aircAruvnKk)

6. A petri dish of human brain cells is currently playing Doom

7. [But what is a Neural Network?

   3Blue1Brown](https://www.3blue1brown.com/lessons/neural-networks/)

8. Neural Networks: Zero To Hero
9. Doom Compiled into an LLM: Torchwright Doom Launches
10. arXiv:2408.14837v2 [cs.LG] 24 Apr 2025
11. Google’s AI generated DOOM frame by frame without a game engine
12. GameNGen: Google’s AI Model Simulates Doom in Real-Time
13. As soon as Google released the mapping of a fly’s brain and …