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研究人员开发出能将方程转化为插图的工具
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卡内基梅隆大学的研究人员创建了一个能够通过软件将数学抽象转化为插图和图表的工具。
该过程的工作原理是，用户输入普通的数学表达式，然后软件将其转化为插图。该项目的一个主要发展是，表达式不需要是基本函数，如图形计算器中的情况。相反，它们可以来自数学各个领域的复杂关系。
Penrose
研究人员将该工具命名为 Penrose，以数学家和物理学家罗杰·彭罗斯（Roger Penrose）命名，他以使用复杂的数学和科学思想通过图表和绘图而闻名。
Penrose 将由研究人员在 SIGGRAPH 2020 计算机图形和交互技术会议上展示。由于 COVID-19 大流行，该会议今年将在线举行。
基南·克雷恩（Keenan Crane）是计算机科学和机器人工程的助理教授。
“一些数学家具有绘制漂亮图表的天赋，但这些图表一旦黑板被擦掉就会消失，”克雷恩说。 “我们希望让任何人都能使用这种表达能力。”
由于需要大量高技能和繁琐的工作来制作图表，因此图表在技术交流中并不常用。为了解决这个问题，Penrose 工具允许专家在系统中编码步骤，然后其他用户可以通过使用数学语言来访问它。所有这些意味着计算机正在做大部分的工作。
凯瑟琳·叶（Katherine Ye）是计算机科学系的博士生。
“我们首先问：‘人们如何将数学思想转化为脑海中的图像？’”叶说。 “我们的系统的秘密是让人们能够轻松地向计算机‘解释’这种转化过程，这样计算机就可以做所有繁重的工作来制作图像。”
过程
计算机首先学习用户如何希望将数学对象可视化，例如箭头或点，然后它会绘制多个图表。用户选择并编辑其中一个图表。
根据克雷恩的说法，数学家应该没有问题学习团队开发的特殊编程语言。
“数学家对符号非常挑剔，”他说。 “我们让他们定义任何符号，他们可以自然地表达自己。”
Penrose 被视为朝着更大目标迈出的一步。
“我们的愿景是能够从图书馆中取出一本旧的数学教科书，将其放入计算机中，并获得一本漂亮的插图书——这样更多的人就能理解，”克雷恩说。
开发 Penrose 的团队还包括尼莫·尼（Nimo Ni）和詹娜·怀斯（Jenna Wise），他们是卡内基梅隆大学软件研究院（ISR）的博士生；乔纳森·奥尔德里奇（Jonathan Aldrich），ISR 教授；约书亚·桑沙恩（Joshua Sunshine），ISR 高级研究员；马克斯·克里格（Max Krieger），认知科学本科生；以及多尔·马亚恩（Dor Ma’ayan），以色列理工大学前硕士生。
该研究得到了国家科学基金会、国防高级研究计划局、斯隆基金会、微软研究和帕卡德基金会的支持。
