Штучний інтелект
Дослідники розробили інструмент, який може перетворити рівняння на ілюстрації
Дослідники в Університеті Карнегі-Меллон створили інструмент, який здатний перетворити абстракції математики на ілюстрації та діаграми за допомогою програмного забезпечення.
Процес працює шляхом введення користувачами звичайних математичних виразів, які потім перетворюються на ілюстрації програмним забезпеченням. Одним із основних розробок цього проекту є те, що вирази не повинні бути базовими функціями, як у випадку з графічним калькулятором. Натомість вони можуть бути складними відносинами з різних галузей математики.
Penrose
Інструмент був названий Penrose дослідниками, на честь математика і фізика Роджера Пенроуза, який відомий тим, що використовує складні математичні та наукові ідеї через діаграми та малюнки.
Penrose буде представлений дослідниками на Конференції SIGGRAPH 2020 з комп’ютерної графіки та інтерактивних технік. Конференція цього року буде проводитися віртуально через пандемію COVID-19.
Кінан Крейн – асистент професора комп’ютерних наук і робототехніки.
“Деякі математики мають талант до малювання красивих діаграм від руки, але вони зникають, як тільки дошка для малювання стирається”, – сказав Крейн. “Ми хочемо зробити цю виразну силу доступною кожному”.
Діаграми не використовуються так часто у технічній комунікації, через велику кількість висококваліфікованої та рутинної роботи, необхідної для їх виробництва. Щоб обійти це, інструмент Penrose дозволяє експертам закодувати кроки в системі, а інші користувачі можуть потім отримати доступ до цього, використовуючи математичну мову. Все це означає, що комп’ютер виконує більшу частину роботи.
Кетрін Є – аспірантка кафедри комп’ютерних наук.
“Ми почали з питання: ‘Як люди перекладуть математичні ідеї на картинки в голові?'” – сказала Є. “Секрет нашої системи полягає в тому, щоб дати людям можливість легко ‘висвітлити’ цей процес перекладу комп’ютеру, щоб комп’ютер міг виконати всю важку роботу з створення картинки”.
Процес
Комп’ютер спочатку вчиться, як користувач хоче візуалізувати математичні об’єкти, наприклад, стрілку або точку, а потім малює кілька діаграм. Користувач вибирає та редагує одну з цих діаграм.
За словами Крейна, математикам не буде проблем з вивченням спеціальної мови програмування, яку розробила команда.
“Математики можуть бути дуже вибагливими щодо нотації”, – сказав він. “Ми дозволяємо їм визначати будь-яку нотацію, яку вони хочуть, щоб вони могли виражати себе природно”.
Penrose розглядається як крок до чогось ще більшого.
“Наше бачення – це можливість взяти старий підручник з математики з бібліотеки, покласти його в комп’ютер і отримати красиво проілюстрований підручник – так, щоб більше людей зрозуміли”, – сказав Крейн.
Команда, яка розробила Penrose, також включала Німо Ні та Дженну Вайз, які є аспірантами Інституту програмного забезпечення (ISR) Університету Карнегі-Меллон; Джонатана Олдрicha, професора ISR; Джошуа Саншайна, старшого дослідника ISR; Макса Крігера, студента-когнітивіста; і Дора Ма’аяна, колишнього магістра Техніону – Ізраїльського технологічного інституту.
Дослідження було підтримано Національним науковим фондом, Агентством передових дослідницьких проектів Міністерства оборони, Фондом Слоана, Microsoft Research та Фондом Пеккарда.
