Umělá inteligence
Výzkumníci vyvinuli nástroj schopný převést rovnice na ilustrace
Výzkumníci z Carnegie Mellon University vytvořili nástroj, který je schopen převést abstrakce matematiky na ilustrace a diagramy prostřednictvím softwaru.
Proces funguje tak, že uživatelé zadávají běžné matematické výrazy, které jsou poté převáděny na ilustrace softwarem. Jedním z hlavních vývoje v tomto projektu je, že výrazy nemusí být základní funkce, jako je tomu u grafických kalkulaček. Místo toho mohou být komplexní vztahy pocházející z různých oblastí matematiky.
Penrose
Nástroj byl výzkumníky nazván Penrose, inspirovaný matematikem a fyzikem Rogerem Penrosem, který je známý tím, že používá komplexní matematické a vědecké nápady prostřednictvím diagramů a kreseb.
Penrose bude představen výzkumníky na konferenci SIGGRAPH 2020 o počítačové grafice a interaktivních technikách. Konference se letos bude konat virtuálně kvůli pandemii COVID-19.
Keenan Crane je asistent profesora počítačové vědy a robotiky.
“Někteří matematici mají talent pro kreslení krásných diagramů rukou, ale zmizí, jakmile je tabule vymazána,” řekl Crane. “Chceme zpřístupnit tuto výrazy moc každému.”
Diagramy nejsou používány tolik v technické komunikaci, kvůli požadované výši vysoké dovednosti a únavné práce vyžadované pro jejich výrobu. Aby se tomu zabránilo, nástroj Penrose umožňuje odborníkům zakódovat kroky v systému a jiní uživatelé je poté mohou přístup pomocí matematického jazyka. To vše znamená, že počítač provádí většinu práce.
Katherine Ye je doktorandka v oddělení počítačové vědy.
“Začali jsme tím, že jsme se zeptali: ‘Jak lidé překládají matematické nápady do obrázků v hlavě?'” řekla Ye. “Tajemství našeho systému spočívá v tom, aby lidé mohli snadno ‘vysvětlit’ tento překladový proces počítači, aby počítač mohl udělat veškerou těžkou práci při vytváření obrázku.”
Proces
Počítač se nejprve naučí, jak uživatel chce matematické objekty vizualizovat, jako je šipka nebo tečka, a poté nakreslí několik diagramů. Uživatel vybere a upraví jeden z těchto diagramů.
Podle Cranea by matematici neměli mít žádný problém s naučením speciálního programovacího jazyka, který tým vyvinul.
“Matematici mohou být velmi vybíraví ohledně značek,” řekl. “Povolíme jim definovat libovolné značení, které chtějí, aby se mohli vyjádřit přirozeně.”
Penrose je považován za krok k něčemu ještě většímu.
“Naše vize je být schopni vyjmout starou matematickou knihu z knihovny, vložit ji do počítače a získat krásně ilustrovanou knihu – aby ji více lidí rozumělo,” řekl Crane.
Tým, který vyvinul Penrose, zahrnoval také Nimo Ni a Jennu Wise, kteří jsou doktorandi v Institutu pro softwareovou výzkum (ISR) CMU; Jonathana Aldricha, profesora v ISR; Joshuu Sunshine, senior výzkumného pracovníka v ISR; Maxe Kriegera, studenta kognitivní vědy; a Dora Ma’ayana, bývalého magisterského studenta na Technion-Israel Institute of Technology.
Výzkum byl podporován Národní vědeckou nadací, Agenturou pro pokročilý výzkum a vývoj, Nadací Sloan, Microsoft Research a Nadací Packard.
