Vietnamesisk läkare tillkännager att AI kan göra matematik lika bra som olympisk guldmedalj

AlphaGeometry, ett AI-verktyg som kan lösa komplexa geometriska problem av tre vietnamesiska doktorer, rankas av Google som i nivå med en internationell guldmedaljist i matematik.

Studien publicerades i Nature, en prestigefylld vetenskaplig tidskrift som är mer än 150 år gammal, den 17 januari.

Huvudförfattarna till AlphaGeometry är Trinh Hoang Trieu, 29, doktor från New York University, och Luong Minh Thang, 36, doktor från Stanford University, USA. Trieu och Thang följer med tre andra forskare, inklusive Dr. Le Viet Quoc, 42, som är känd som "AI-geniet" på Google. Dr. Quoc och Thang är också seniora experter på Google DeepMind, Googles forskningsavdelning för artificiell intelligens (AI).

Med 30 geometriska problem under den internationella matematiska olympiaden (IMO) 2000-2022 löste AlphaGeometry 25 problem inom den föreskrivna tiden. Samtidigt löste ett tidigare avancerat system endast 10 problem, medan en IMO-guldmedaljör löste i genomsnitt 25,9 problem.

Enligt Google har varje olympiad 6 problem, vanligtvis inklusive 2 geometriproblem, så AlphaGeometry kan bara hantera 1/3 av problemen. Om vi ​​bara tittar på geometri är denna AI i nivå med IMO-guldmedaljörerna. Och om vi tittar på det totala antalet problem är detta den första AI-modellen i världen som kan överträffa bronsmedaljgränsen från IMO 2000 och 2015.

Många AI-experter och matematiker anser att detta är ett imponerande resultat.

”Det är helt logiskt för AI-forskare att prova på IMO-geometriproblem, eftersom att hitta lösningar på dem är lite som schack, i det att vi har väldigt få rimliga drag i varje steg. Men jag är fortfarande förvånad över att de kan göra det”, sa professor Ngo Bao Chau.

Problem 3 i IMO 2025-tävlingen löst av AlphaGeometry. Foto: Tillhandahållen av karaktären

AlphaGeometry kombinerar en neural språkmodell med goda resonemangsförmågor och en symbolisk motor specialiserad på logiskt resonemang, som sedan anpassas för att förstå geometri.

Först tränas det neurala nätverket på data, skapad algoritmiskt med 100 miljoner exempel på geometriska bevis utan att använda mänskliga lösningar. När AlphaGeometry börjar lösa ett problem startar den symboliska motorn först. Om den fastnar kommer det neurala nätverket att föreslå andra sätt att hjälpa till.

Denna process kallas "sub-pointing", vilket innebär att man lägger till en linje, delar en vinkel, ritar en subcirkel ... precis som en människa skulle lösa ett geometriskt problem. Loopen fortsätter tills svaret ges eller tills de 4,5 timmarna, den tid som avsatts för problem i IMO-provet, är över.

Det speciella med denna AI, enligt de tre doktorerna, är att indatan är helt artificiell. Trieu sa att AlphaGeometry genererar högkvalitativ data, tillräckligt bra för att uppnå en viss prestanda utan träningsdata från mänskliga lösningar. Detta är något som andra AI-verktyg som ChatGPT eller Gemini inte har kunnat göra.

"Enkelt uttryckt genererar AlphaGeometry lösningar från ingenting. Nuvarande AI-modeller kommer att söka efter tillgängliga eller liknande mänskliga lösningar", delade Dr. Thang.

Teamet skapade också ett system, bestående av system 1 (snabb, automatisk, omedveten respons) och system 2 (långsam, logisk) kombinerade. Detta är helt normalt, men i kombination med artificiell data skapar det ett genombrott.

Tre vietnamesiska doktorer på Google DeepMind (från höger till vänster): Le Viet Quoc, Trinh Hoang Trieu, Luong Minh Thang. Foto: Tillhandahållen av karaktären.

Trieu fick idén till AlphaGeometry 2019, när han letade efter ett ämne för sin forskarutbildning vid New York University.

"Jag tänker tillbaka på gymnasiet, jag gillade verkligen att lösa geometriska problem men var inte tillräckligt bra för att göra det nationella provet. Så jag bestämde mig för att fortsätta med det, till en början bara en modell som kunde lösa enkla matteproblem", minns Quy Nhon-infödingen.

Quoc och Thang, som ursprungligen hade matematik som huvudämne vid Quoc Hoc Hue High School och Gifted High School i Ho Chi Minh City, lockades snabbt av Trieus idé. Trieu började sedan på Google DeepMind och arbetade där sedan 2021.

I juli 2022, efter 10 versioner, löste AlphaGeometry sitt första geometriproblem. Teamets genombrott kom tre månader senare, när de löste ett geometriproblem på IMO.

Enligt Dr. Trieu kan den AI som skapats av gruppen användas som ett vägledningssystem som stödjer gymnasieelever i att lära sig geometri.

Under testet blev Evan Chen, doktorand i matematik vid MIT och IMO-guldmedaljör 2014, förvånad över hur effektiv denna AI var. Chen sa att ett datorprogram vanligtvis löser geometriska problem med hjälp av koordinatsystem och algebra, men AlphaGeometry använder rena geometriska regler, med liknande vinklar och trianglar, precis som studenter gör.

"Jag var nyfiken på att veta hur AlphaGeometry kunde uppnå detta", sa Chen.

Dr Le Ba Khanh Trinh (mitten) löser problem nummer 3 på IMO 2015. Foto: Wendy Nguyen

För en månad sedan, när Dr. Thang återvände till Gifted High School, skickade han AI-lösningen till Dr. Le Ba Khanh Trinh på problem nummer 3 vid IMO 2015. Detta är ett av de svåraste geometriproblemen i IMO. AlphaGeometry gav svaret efter 109 steg.

”Herr Trinh var imponerad eftersom det löstes med hjälp av mycket enkla regler, men han var inte särskilt nöjd eftersom lösningarna, enligt honom, måste ha själ, en viss skönhet och vara sammankopplade med varandra”, berättade herr Thang. Dr Trinh använde sedan inversionsmetoden, vilket gav resultatet efter cirka 20–30 steg. Herr Trinh vann guldmedaljen vid IMO 1979 med perfekt poäng, och var också den enda vietnamesen som vann ett specialpris vid en IMO-tävling, med en vacker och koncis lösning på ett geometriskt problem.

Teamet säger att detta skulle kunna vara ett sätt att fortsätta förbättra AlphaGeometry. De hoppas också att nästa steg i denna AI kan hjälpa människor att lösa de 7 millennieproblemen.

Detta är vad Dr. Le Viet Quoc en gång ansåg vara en "omöjlig möjlighet", eftersom AI kan lösa problem i ett steg mycket bra, men matematiska problem har ofta hundratals steg.

"AI-geniet" på Google sa att han var stolt över att forskningen från vietnamesiska ingenjörer publicerades i Nature – den mest prestigefyllda internationella tidskriften. Enligt honom kan AI lösa matematiska problem och driva mänskligheten framåt.

"Eftersom matematik är vetenskapens och teknologins språk. Att studera matematik är sättet att främja utvecklingen inom dessa områden", sade Quoc.

Doan Hung

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