Я думаю, что пределы в заданной Вами перспективе находятся в психике игроков и количестве тех культурных реалий, которые можно заложить даже в очень сложную программу ИИ (я выношу за скобки проблемы памяти, скорости процессора и проч. технические моменты, а также проблемы финансирования). Любая программа ИИ делает только то, что заложил в нее человек, и в играх ИИ, прежде всего, отвечает за действия и реакции т.н. неигровых персонажей. Но предположим, что некая команда разработчиков с неограниченными финансовыми и техническими возможностями решила создать ИИ, на ходу моделирующий новые пространства. Тогда им понадобится создать что-то типа библиотеки культурных и природных примитивов (типа библиотек в С++), из которых можно генерировать эти пространства. Но для того, чтобы эти пространства не стали просто причудливыми диковинными картинками, а мирами, в которых можно и нужно действовать, добиваться каких-то целей и т.д., генерировать придется еще и те законы, по которым "живет" каждая из таких реальностей. Вот здесь-то и возникнет проблема. Если количество вариаций произвольно состыкованных примитивов может быть бесконечно, то количество тех вариантов, которые могут породить удобоваримые законы мира весьма ограничено. Ну, например, если в мире песка и глины вдруг появятся жилища из дерева, которого там нет, это неизбежно вызовет у игрока ощущение фальши и лжи. Примеры вы можете с успехом продолжить сами.
Другая проблема - ограниченность человеческого сознания и ресурсов восприятия. Насколько я знаю по отзывам знакомых игроков, в тех играх, где уже сейчас созданы очень большие пространства, игроки в основном предпочитают действовать в небольших ареалах хорошо освоенных территорий и очень мало посещают все остальные. А зачем разрабатывать то, что не пользуется спросом? Это уже законы рынка.