Vietnami orvos bejelentette, hogy egy mesterséges intelligencia által végzett matematikai munka felér az olimpiai aranyéremmel

Az AlphaGeometry nevű mesterséges intelligencia eszköz, amely három vietnami PhD-hallgató komplex geometriai problémák megoldására képes, a Google értékelése szerint egy nemzetközi matematikai aranyérmessel vetekszik.

A tanulmány január 17-én jelent meg a Nature című, több mint 150 éves rangos tudományos folyóiratban.

Az AlphaGeometry fő szerzői a 29 éves Trinh Hoang Trieu, a New York-i Egyetemen szerzett PhD fokozatot, és a 36 éves Luong Minh Thang, a Stanford Egyetemen (USA) szerzett PhD fokozatot. Trieu-t és Thangot további három tudós kíséri, köztük a 42 éves Dr. Le Viet Quoc, akit a Google „mesterséges intelligencia zsenijeként” ismernek. Dr. Quoc és Thang a Google DeepMind, a Google mesterséges intelligencia (MI) kutatási részlegének vezető szakértői is.

A 2000–2022-es Nemzetközi Matematikai Olimpián (IMO) 30 geometriai feladattal az AlphaGeometry 25 feladatot oldott meg az előírt idő alatt. Eközben egy korábbi, fejlettebb rendszer mindössze 10 feladatot oldott meg, míg egy IMO aranyérmes átlagosan 25,9 feladatot oldott meg.

A Google szerint minden olimpián 6 feladat van, amelyek közül általában 2 geometriai feladat, így az AlphaGeometry csak a feladatok 1/3-át tudja kezelni. Ha csak a geometriát vesszük figyelembe, ez a mesterséges intelligencia az IMO aranyérmeseinek szintjén van. Ha pedig a feladatok teljes számát vesszük figyelembe, ez a világ első mesterséges intelligencia modellje, amely képes átlépni a 2000-es és 2015-ös IMO bronzérem-küszöbét.

Sok mesterséges intelligencia szakértő és matematikus lenyűgöző eredménynek tartja ezt.

„Teljesen logikus, hogy a mesterséges intelligencia kutatói kipróbálják magukat az IMO geometriai problémáiban, mivel a megoldások megtalálása egy kicsit olyan, mint a sakk, abban az értelemben, hogy minden lépésben nagyon kevés ésszerű lépésünk van. De még mindig meglep, hogy képesek rá” – mondta Ngo Bao Chau professzor.

Az IMO 2025 verseny 3. feladatát az AlphaGeometry oldotta meg. Fotó: A szereplő biztosította.

Az AlphaGeometry egy neurális nyelvi modellt ötvöz jó érvelési képességekkel és egy logikai érvelésre specializálódott szimbolikus motorral, amelyet aztán a geometria megértéséhez testre szabnak.

Először is, a neurális hálózatot adatokon képezik ki, amelyeket algoritmikusan hoznak létre 100 millió geometriai bizonyítási példával, emberi megoldások használata nélkül. Amikor az AlphaGeometry elkezd megoldani egy problémát, először a szimbolikus motor indul el. Ha elakad, a neurális hálózat más módokat javasol a segítségnyújtásra.

Ezt a folyamatot „alpontozásnak” nevezik, ami egy vonal hozzáadását, egy szög felezését, egy alkör rajzolását jelenti… pont úgy, ahogy egy ember megoldana egy geometriai problémát. A ciklus addig folytatódik, amíg a válasz meg nem érkezik, vagy amíg le nem telik a 4,5 óra, az IMO vizsgán a feladatokra rendelkezésre álló idő.

A három PhD-hallgató szerint ennek a mesterséges intelligenciának az a különlegessége, hogy a bemeneti adatok teljesen mesterségesek. Trieu szerint az AlphaGeometry kiváló minőségű adatokat generál, amelyek elég jók ahhoz, hogy bizonyos teljesítményt érjenek el emberi megoldásokból származó betanítási adatok nélkül. Erre más MI-eszközök, mint például a ChatGPT vagy a Gemini, nem voltak képesek.

„Egyszerűen fogalmazva, az AlphaGeometry a semmiből generál megoldásokat. A jelenlegi mesterséges intelligencia modellek elérhető vagy hasonló emberi megoldásokat fognak keresni” – osztotta meg Dr. Thang.

A csapat létrehozott egy rendszert is, amely az 1. rendszerből (gyors, automatikus, tudattalan válasz) és a 2. rendszerből (lassú, logikus) áll, kombinálva azokat. Ez teljesen normális, de mesterséges adatokkal kombinálva áttörést hoz.

Három vietnami PhD a Google DeepMindnél (jobbról balra): Le Viet Quoc, Trinh Hoang Trieu, Luong Minh Thang. Fotó: A szereplő jóvoltából

Trieu-nek 2019-ben támadt az AlphaGeometry ötlete, amikor témát keresett a New York-i Egyetemen folytatott posztgraduális kutatásához.

„Visszagondolok a középiskolára, nagyon szerettem geometriai feladatokat megoldani, de nem voltam elég jó ahhoz, hogy letegyem az országos vizsgát. Ezért úgy döntöttem, hogy kipróbálom, kezdetben csak egy olyan modellt, amivel egyszerű matematikai problémákat lehet megoldani” – emlékezett vissza a Quy Nhon-i születésű.

A Ho Si Minh-városban található Quoc Hoc Hue Középiskola és a Tehetséggondozó Gimnázium matematika szakos diákjaiként eredetileg Quoc és Thang hamar megtetszett Trieu ötletének. Trieu ezután csatlakozott a Google DeepMindhez, ahol 2021 óta dolgozik.

2022 júliusára, 10 verzió után az AlphaGeometry megoldotta első geometriai problémáját. A csapat áttörése három hónappal később jött el, amikor az IMO-n megoldottak egy geometriai problémát.

Dr. Trieu szerint a csoport által létrehozott mesterséges intelligencia irányítórendszerként használható, támogatva a középiskolás diákokat a geometria tanulásában.

A tesztelés során Evan Chen, az MIT matematika szakos PhD-hallgatója és a 2014-es IMO aranyérmes meglepődött, hogy mennyire hatékony ez a mesterséges intelligencia. Chen elmondta, hogy általában egy számítógépes program koordinátarendszerek és algebra segítségével old meg geometriai problémákat, de az AlphaGeometry tiszta geometriai szabályokat használ, hasonló szögekkel és háromszögekkel, akárcsak a diákok.

„Kíváncsi voltam, hogyan tudta az AlphaGeometry ezt elérni” – mondta Chen.

Dr. Le Ba Khanh Trinh (középen) megoldja a 3. számú problémát az IMO 2015-ön. Fotó: Wendy Nguyen

Egy hónappal ezelőtt, amikor visszatért a tehetséggondozó középiskolába, Dr. Thang elküldte Dr. Le Ba Khanh Trinhnek a 2015-ös IMO 3. számú feladatának mesterséges intelligencia általi megoldását. Ez az IMO egyik legnehezebb geometriai feladata. Az AlphaGeometry 109 lépés után adta meg a választ.

„Trinh urat lenyűgözte, mert nagyon egyszerű szabályok alapján oldotta meg a feladatot, de nem volt túlságosan elégedett, mert szerinte a megoldásoknak lélekkel, egyfajta szépséggel kell rendelkezniük, és össze kell kapcsolódniuk egymással” – emlékezett vissza Thang úr. Dr. Trinh ezután az inverziós módszert alkalmazta, és körülbelül 20-30 lépés után megadta az eredményt. Trinh úr tökéletes pontszámmal nyerte el az aranyérmet az 1979-es IMO-n, és ő volt az egyetlen vietnami, aki különdíjat nyert egy IMO-versenyen egy geometriai feladat gyönyörű és tömör megoldásával.

A csapat szerint ez egy módja lehet az AlphaGeometry további fejlesztésének. Azt is remélik, hogy a mesterséges intelligencia következő lépései segíthetnek az embereknek megoldani a 7 évezred problémáját.

Dr. Le Viet Quoc egykor „lehetetlen kilátásnak” tartotta ezt, mivel a mesterséges intelligencia nagyon jól képes megoldani az egylépéses problémákat, de a matematikai problémák gyakran több száz lépésből állnak.

A Google „mesterséges intelligencia zsenije” büszkeséggel töltötte el, hogy vietnami mérnökök kutatásai megjelentek a Nature-ben, a legrangosabb nemzetközi folyóiratban. Szerinte a mesterséges intelligencia képes matematikai problémákat megoldani és előremozdítani az emberiséget.

„Mert a matematika a tudomány és a technológia nyelve. A matematika a módja annak, hogy előmozdítsuk ezen területek fejlődését” – mondta Mr. Quoc.

Doan Hung

Forráslink: https://vnexpress.net/tien-si-viet-cong-bo-ai-lam-toan-ngang-huy-chuong-vang-olympic-4702072.html