Wietnamski lekarz ogłasza, że ​​sztuczna inteligencja zajmująca się matematyką może zapewnić złoty medal olimpijski

AlphaGeometry, narzędzie AI, które potrafi rozwiązywać skomplikowane problemy geometryczne, opracowane przez trzech wietnamskich doktorów, zostało ocenione przez Google na równi z międzynarodowym złotym medalistą w matematyce.

Badanie opublikowano 17 stycznia w czasopiśmie naukowym Nature, które istnieje już ponad 150 lat.

Głównymi autorami AlphaGeometry są Trinh Hoang Trieu (29 lat), absolwentka studiów doktoranckich na Uniwersytecie Nowojorskim, oraz Luong Minh Thang (36 lat), absolwentka studiów doktoranckich na Uniwersytecie Stanforda w USA. Trieu i Thangowi towarzyszy trzech innych naukowców, w tym 42-letni dr Le Viet Quoc, znany jako „geniusz sztucznej inteligencji” w Google. Dr Quoc i Thang są również starszymi ekspertami w Google DeepMind, dziale badań nad sztuczną inteligencją (AI) w Google.

W ramach Międzynarodowej Olimpiady Matematycznej (IMO) 2000-2022, AlphaGeometry rozwiązało 25 zadań z geometrii w wyznaczonym czasie. Wcześniejszy, zaawansowany system rozwiązał zaledwie 10 zadań, podczas gdy złoty medalista IMO rozwiązał średnio 25,9 zadań.

Według Google, każda olimpiada składa się z 6 zadań, zazwyczaj z 2 zadaniami geometrycznymi, więc AlphaGeometry radzi sobie tylko z 1/3 zadań. Biorąc pod uwagę tylko geometrię, ta sztuczna inteligencja dorównuje poziomem złotym medalistom IMO. A biorąc pod uwagę całkowitą liczbę zadań, jest to pierwszy model sztucznej inteligencji na świecie , który może przekroczyć próg brązowych medali IMO z 2000 i 2015 roku.

Wielu ekspertów w dziedzinie sztucznej inteligencji i matematyków uważa, że ​​jest to imponujący wynik.

„To, że badacze sztucznej inteligencji próbują swoich sił w rozwiązywaniu problemów geometrycznych IMO, ma sens, ponieważ znajdowanie rozwiązań jest trochę jak szachy – na każdym kroku mamy bardzo mało sensownych ruchów. Ale i tak jestem zaskoczony, że im się to udaje” – powiedział profesor Ngo Bao Chau.

Zadanie 3 konkursu IMO 2025 rozwiązane przez AlphaGeometry. Zdjęcie: udostępnione przez postać

AlphaGeometry łączy neuronowy model języka z dobrymi możliwościami wnioskowania i symbolicznym silnikiem specjalizującym się w rozumowaniu logicznym, który jest następnie dostosowywany do rozumienia geometrii.

Najpierw sieć neuronowa jest trenowana na danych, tworzonych algorytmicznie na podstawie 100 milionów przykładów dowodów geometrycznych, bez użycia rozwiązań ludzkich. Gdy AlphaGeometry zaczyna rozwiązywać problem, najpierw uruchamia się silnik symboliczny. Jeśli problem utknie, sieć neuronowa zasugeruje inne sposoby rozwiązania problemu.

Proces ten nazywa się „sub-pointing” – dodawaniem linii, dwusieczną kąta, rysowaniem sub-okręgu… zupełnie jak człowiek rozwiązuje zadanie geometryczne. Pętla trwa do momentu podania odpowiedzi lub do upływu 4,5 godziny, czyli czasu przeznaczonego na rozwiązywanie zadań na egzaminie IMO.

Według trzech doktorów, cechą szczególną tej sztucznej inteligencji jest to, że dane wejściowe są całkowicie sztuczne. Trieu powiedział, że AlphaGeometry generuje dane wysokiej jakości, wystarczająco dobre, aby osiągnąć określoną wydajność bez danych treningowych pochodzących z rozwiązań ludzkich. To coś, czego nie potrafiły zrobić inne narzędzia sztucznej inteligencji, takie jak ChatGPT czy Gemini.

„Mówiąc wprost, AlphaGeometry generuje rozwiązania z niczego. Obecne modele sztucznej inteligencji będą szukać dostępnych lub podobnych rozwiązań ludzkich” – wyjaśnił dr Thang.

Zespół stworzył również system składający się z połączonych ze sobą systemów 1 (szybkiej, automatycznej, nieświadomej reakcji) i 2 (powolnej, logicznej). To całkiem normalne, ale w połączeniu ze sztucznymi danymi tworzy przełom.

Trzech Wietnamczyków z tytułem doktora w Google DeepMind (od prawej do lewej): Le Viet Quoc, Trinh Hoang Trieu, Luong Minh Thang. Zdjęcie: udostępnione przez postać

Trieu wpadł na pomysł stworzenia AlphaGeometry w 2019 roku, gdy szukał tematu swojej pracy magisterskiej na Uniwersytecie Nowojorskim.

„Wracając myślami do liceum, bardzo lubiłem rozwiązywać zadania z geometrii, ale nie byłem wystarczająco dobry, żeby zdać egzamin państwowy. Postanowiłem więc to kontynuować, początkowo szukając modelu, który pozwalał rozwiązywać proste zadania matematyczne” – wspomina mieszkaniec Quy Nhon.

Uczniowie początkowo studiujący matematykę w Quoc Hoc Hue High School i Gifted High School w Ho Chi Minh City, Quoc i Thang szybko przekonali się do pomysłu Trieu. Trieu dołączył następnie do Google DeepMind, gdzie pracuje od 2021 roku.

Do lipca 2022 roku, po 10 wersjach, AlphaGeometry rozwiązało swój pierwszy problem z geometrią. Przełom nastąpił trzy miesiące później, kiedy zespół rozwiązał problem z geometrią w IMO.

Zdaniem dr Trieu sztuczna inteligencja stworzona przez grupę może być wykorzystana jako system przewodni, wspomagający uczniów szkół średnich w nauce geometrii.

Podczas testów Evan Chen, doktorant matematyki na MIT i zdobywca złotego medalu IMO w 2014 roku, był zaskoczony skutecznością tej sztucznej inteligencji. Chen powiedział, że zazwyczaj program komputerowy rozwiązuje problemy geometryczne za pomocą układów współrzędnych i algebry, ale AlphaGeometry wykorzystuje czyste reguły geometryczne, z kątami podobnymi i trójkątami, tak jak robią to studenci.

„Byłem ciekaw, jak AlphaGeometry udało się to osiągnąć” – powiedział Chen.

Dr Le Ba Khanh Trinh (w środku) rozwiązuje problem nr 3 na IMO 2015. Zdjęcie: Wendy Nguyen

Miesiąc temu, wracając do szkoły dla uzdolnionych, dr Thang przesłał dr Le Ba Khanh Trinh rozwiązanie problemu nr 3 z IMO 2015, opracowane przez zespół AI. Jest to jedno z najtrudniejszych zadań geometrycznych w IMO. AlphaGeometry dało odpowiedź po 109 krokach.

„Pan Trinh był pod wrażeniem, ponieważ rozwiązanie opierało się na bardzo prostych zasadach, ale nie był do końca zadowolony, ponieważ jego zdaniem rozwiązania muszą mieć duszę, pewne piękno i być ze sobą powiązane” – wspominał pan Thang. Następnie dr Trinh zastosował metodę inwersji, uzyskując wynik po około 20-30 krokach. Pan Trinh zdobył złoty medal na Międzynarodowym Konkursie Orkiestr Molo w 1979 roku z maksymalną liczbą punktów, a także był jedynym Wietnamczykiem, który zdobył nagrodę specjalną w konkursie IMO za piękne i zwięzłe rozwiązanie problemu geometrycznego.

Zespół twierdzi, że może to być sposób na dalsze udoskonalanie AlphaGeometry. Mają również nadzieję, że kolejne kroki tej sztucznej inteligencji pomogą ludziom rozwiązać 7 Problemów Milenijnych.

Dr Le Viet Quoc uważał kiedyś, że jest to „niemożliwe”, ponieważ sztuczna inteligencja doskonale radzi sobie z rozwiązywaniem problemów jednoetapowych, natomiast zadania matematyczne często składają się z setek kroków.

„Geniusz sztucznej inteligencji” w Google powiedział, że jest dumny z faktu, że badania wietnamskich inżynierów zostały opublikowane w „Nature” – najbardziej prestiżowym czasopiśmie międzynarodowym. Według niego sztuczna inteligencja może rozwiązywać problemy matematyczne i przyczyniać się do rozwoju ludzkości.

„Ponieważ matematyka jest językiem nauki i technologii. Użycie matematyki to sposób na promowanie rozwoju tych dziedzin” – powiedział pan Quoc.

Doan Hung

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