Sztuczna inteligencja
Naukowcy opracowali narzędzie, które potrafi przekształcić równania w ilustracje
Naukowcy z Carnegie Mellon University stworzyli narzędzie, które potrafi przekształcić abstrakcje matematyki w ilustracje i diagramy za pomocą oprogramowania.
Proces działa w ten sposób, że użytkownicy wprowadzają zwykłe wyrażenia matematyczne, które są następnie przekształcane w ilustracje przez oprogramowanie. Jednym z głównych osiągnięć tego projektu jest to, że wyrażenia nie muszą być podstawowymi funkcjami, takimi jak w przypadku kalkulatora graficznego. Zamiast tego mogą to być złożone relacje pochodzące z różnych dziedzin matematyki.
Penrose
Narzędzie zostało nazwane Penrose przez naukowców, którzy zainspirowali się matematykiem i fizykiem Rogerem Penrose, znany z używania złożonych matematycznych i naukowych idei za pomocą diagramów i rysunków.
Penrose zostanie przedstawiony przez naukowców na konferencji SIGGRAPH 2020 Conference on Computer Graphics and Interactive Techniques. Konferencja odbędzie się wirtualnie w tym roku z powodu pandemii COVID-19.
Keenan Crane jest asystentem profesora informatyki i robotyki.
“Niektórzy matematycy mają talent do rysowania pięknych diagramów ręcznie, ale znikają, jak tylko tablica jest wymazana,” powiedział Crane. “Chcemy udostępnić tę wyrazistą moc każdemu.”
Diagramy nie są używane tak często w komunikacji technicznej, ze względu na wymaganej ilości wysokiej umiejętności i monotonnej pracy wymaganej do ich wytworzenia. Aby obejść ten problem, narzędzie Penrose pozwala ekspertom zakodować kroki w systemie, a inni użytkownicy mogą następnie uzyskać dostęp do nich, używając języka matematycznego. Wszystko to oznacza, że komputer wykonuje większość pracy.
Katherine Ye jest doktorantką w Wydziale Informatyki.
“Zaczęliśmy od pytania: ‘Jak ludzie tłumaczą matematyczne idee na obrazy w swojej głowie?'” powiedziała Ye. “Sekret naszego systemu polega na tym, aby umożliwić ludziom łatwe ‘wyjaśnienie’ tego procesu tłumaczenia komputerowi, aby komputer mógł wykonać całą ciężką pracę tworzenia obrazu.”
Proces
Komputer najpierw uczy się, jak użytkownik chce, aby matematyczne obiekty były wizualizowane, takie jak strzałka lub kropka, a następnie rysuje wiele diagramów. Użytkownik wybiera i edytuje jeden z tych diagramów.
Według Crane, matematycy nie powinni mieć problemu z nauką specjalnego języka programowania, który został opracowany przez zespół.
“Matematycy mogą być bardzo wybredni, jeśli chodzi o notację,” powiedział. “Pozwalamy im zdefiniować dowolną notację, którą chcą, aby mogli wyrazić się naturalnie.”
Penrose jest postrzegany jako krok w stronę czegoś jeszcze większego.
“Naszą wizją jest to, aby móc wyjąć stary podręcznik matematyki z biblioteki, wrzucić go do komputera i uzyskać pięknie ilustrowaną książkę – w ten sposób więcej ludzi zrozumie,” powiedział Crane.
Zespół, który opracował Penrose, obejmował również Nimo Ni i Jenna Wise, którzy są doktorantami w Instytucie Badań Oprogramowania (ISR) CMU; Jonathan Aldrich, profesora w ISR; Joshua Sunshine, starszego pracownika naukowego ISR; Max Krieger, studenta kognitywistyki; oraz Dor Ma’ayan, byłego studenta magisterskiego w Technion-Israel Institute of Technology.
Badania były wspierane przez National Science Foundation, Defense Advanced Research Projects Agency, Sloan Foundation, Microsoft Research i Packard Foundation.
