ビデオゲーム：科学がゲームデザインを形作る仕組み

2011年、科学的な訓練を受けていないプレイヤーが、10年間研究者を悩ませていた構造生物学の問題を、あるビデオゲームによって3週間で解決することができました。そのゲームはFolditと呼ばれ、参加者はタンパク質を仮想的に「折りたたんで」最終形状を見つけ、アルツハイマー病やエボラ出血熱などの病気のメカニズムの解明に貢献する必要がありました。SFのように聞こえるかもしれませんが、これはより根本的な真実の兆しです。現代のゲームデザインは、創造性だけでなく、科学との融合から生まれています。そして多くの場合、科学は私たちが想像する以上にゲームから学んでいるのです。私たちは、ビデオゲームをグラフィック、ストーリー、チャレンジ、現実逃避といった純粋な娯楽と考えることに慣れています。しかし、この見方は短絡的です。実際、ゲームの成功はすべて、驚くべき量の物理法則、数学、音響学、人工知能、統計モデルに支えられています。そして、科学とビデオゲームの関係は誕生以来緊密なものでした。史上初のビデオゲーム、Tennis for Twoは、まさに科学を一般に紹介するために、ブルックヘイブン研究所の物理学者によって1958年に作成されました。それは娯楽のために作られたのではなく、普及の道具として作られたのです。新しい計算ツールの力を示すために、オシロスコープを横切るボール。それでも、すぐに、マシンで遊びたいという誘惑に勝てなくなった。Ubisoftの元科学ディレクターであるデヴィッド・ルアプルは、初期のコンピュータ科学者の多くは、基本的に好奇心旺盛な子供たちだったと語っています。彼らは、可能な限り、非常に高価なマシンをビデオゲームのプロトタイプに変えていました。1960年代に大学のメインフレーム上で生まれた宇宙船同士の戦いであるSpacewar!がその一例です。一方、天体物理学者のロラン・ルウックは、友人の家で古いThomsonのコンソールで初めてPongを試したときのことを思い出します。「単純化されたテニスゲームでしたが、その背後には、私が研究室で説明していたのと同じ物理の法則がありました。」 しかし、ビデオゲームにおける科学は、ニュートン物理学にとどまらない。3次元とリアルなグラフィックの登場により、技術的な制限は独創的な解決策を必要としました。現代のゲームは、16ミリ秒ごとに数百万ピクセルを更新し、反射、影、動き、衝突、流体を計算します。たとえば、水をシミュレートするために、複雑なナビエ・ストークス方程式を実際に解くことはできません。近道を使い、データを改ざんし、実際の物理のような錯覚を与えるグラフィックのトリックを使うのです。それでも、表面が信じられるものに見えれば、プレイヤーは没入感を感じ、違いを忘れてしまう。これはSFと同じ論理だ、とLehoucqは言う。すべてが真実であることは重要ではなく、もっともらしく、ユーザーの直感が尊重されていることが重要なのだ。完璧な例は、2019年のゲームOuter Wildsです。このゲームでは、仮想太陽系がケプラーの法則に本当に従うように設計されています。適切な速度で物体を発射すると、ニュートンが「山の大砲」で想像したように、軌道に乗るのを見ることができます。Lehoucqは惑星の軌道を計測し、次のように確認している。「長半径の立方と周期の2乗の比は、物理学が要求する通りに一定です。」 しかし、シミュレーションは決して完全なものではありません。ジャンプするマリオを見てみましょう。ジャンプする時よりもゆっくりと落下し、レバーで落下をコントロールすることができます。現実世界では不可能ですが、ゲームを楽しく、わかりやすくするためには必要です。2Dでは簡単に不正行為を行うことができます。しかし、3Dへの移行に伴い、物理エンジンはますますリアリズムに近づかなければならなくなります。それでも、ゲームプレイを楽しくするクリエイティブな「トリック」のための余地は残されています。サウンドも科学実験室です。当初、メモリが少なかったため、すべてを方形波で合成する必要があり、象徴的な8ビットサウンドが生み出された。今日、リアルタイムのサウンド生成は、距離、素材、障害物をシミュレートするアルゴリズムを利用して、プレイヤーに基本的な空間的な手がかりを与えています。レインボーシックスを考えてみてください。音から敵の位置を理解することが勝敗を分けるのです。しかし、最も興味深い逆転は現代に起こっています。科学はビデオゲームに影響を与えるだけでなく、新しい発見のためにビデオゲームを使い始めているのです。Folditは、ゲーミフィケーションされた「参加型科学」の多くの例の1つにすぎません。そして、ゲーム用のレンダリング技術であるGPUは、現在、人工知能の中核を担い、ニューラルネットワークや生成モデルの計算を高速化しています。実際、ビデオゲームは巨大な分散型研究所になっています。すべてのゲーム、すべての選択、すべてのバグ修正は、科学研究における一歩前進でもあり、多くの場合、私たちはそれに気づいていません。そして、新しい生成AIが対話の作成、行動の作成、さらにはゲームのプログラミングの支援を始めるにつれて、科学とエンターテインメントの境界はますます薄くなっています。要約すると、ビデオゲームは科学文化の敵ではなく、最も効果的でアクセスしやすい訓練場なのです。単なる気晴らしの手段ではなく、気づかないうちに学び、さらには新しい知識を生み出すための手段であり、おそらく今日の私たちが持つ最も強力な手段なのです。ゲームデザインはただのアートやファンタジーだと思っていたなら、マリオのジャンプ、ゼルダの海の波、アウター・ワイルドの軌道のひとつひとつが、物理学、数学、神経科学のレッスンでもあることを知っておいてください。Lara Notesには、他では見つからないジェスチャーがある。I'm In。ハートでも、いいねでもない。それはあなたの宣言です。このアイデアは今やあなたのものです。なぜなら、次に試すビデオゲームは、小さな科学実験室のようにも見えるからです。そして、明日誰かにFolditのプレイヤーが本物の生物学者を打ち負かしたことを話すとき、Lara NotesのShared Offlineでそれを知らせることができます。そうすれば、一緒にいた人はその会話が本当に重要だったことを知ることができます。このNotaはFrance Cultureから生まれたもので、49分のリスニング時間を節約してくれる。