هوش مصنوعی گوگل می‌تواند با باهوش‌ترین دانش‌آموزان دبیرستانی در ریاضیات رقابت کند

حدود یک سال پیش، هوش مصنوعی AlphaGeometry که توسط شرکت دیپ‌مایند (متعلق به گوگل) توسعه یافته بود، موفق شد در سطح دارندگان مدال نقره المپیاد جهانی ریاضی (IMO) عملکردی خیره‌کننده از خود نشان دهد. این رقابت معتبر بین‌المللی، دانش‌آموزان مستعد دبیرستانی را در برابر چالش‌هایی پیچیده در حوزه ریاضیات قرار می‌دهد و همواره به‌عنوان یکی از سخت‌ترین مسابقات علمی در سطح جهان شناخته می‌شود.

اکنون، تیم دیپ‌مایند اعلام کرده است که نسخه ارتقایافته این سیستم، یعنی AlphaGeometry2، از سطح میانگین برندگان مدال طلا در IMO نیز فراتر رفته است. نتایج این پیشرفت در قالب مقاله‌ای پیش‌چاپ در وب‌سایت arXiv منتشر شده است.

کوین بازارد، ریاضیدان برجسته از کالج امپریال لندن، در واکنش به این پیشرفت اظهار داشته است: «فکر می‌کنم خیلی زود شاهد روزی خواهیم بود که کامپیوترها بتوانند نمره کامل را در IMO کسب کنند.»

حل مسائل پیچیده هندسه اقلیدسی توسط هوش مصنوعی

یکی از موضوعات اصلی المپیاد جهانی ریاضی، هندسه اقلیدسی است. سایر موضوعات این رقابت شامل نظریه اعداد، جبر و ترکیبیات می‌شود. حل مسائل هندسی به مهارت‌های ویژه‌ای نیاز دارد، زیرا شرکت‌کنندگان نه‌تنها باید پاسخ صحیح را بیابند، بلکه باید اثباتی دقیق و منطقی برای گزاره‌های هندسی ارائه دهند.

در ماه ژوئیه، دیپ‌مایند در کنار AlphaGeometry2، از سیستم جدیدی به نام AlphaProof نیز رونمایی کرد که برای حل مسائل غیرهندسی المپیاد جهانی ریاضی طراحی شده است. این دو سیستم در کنار یکدیگر می‌توانند بخش عمده‌ای از چالش‌های IMO را حل کنند.

یک زبان جدید برای حل مسائل ریاضی

هوش مصنوعی AlphaGeometry ترکیبی از چندین مؤلفه است که شامل یک مدل زبانی تخصصی و یک سیستم عصبی-نمادین می‌شود. برخلاف بسیاری از مدل‌های مبتنی بر شبکه‌های عصبی که با یادگیری از داده‌ها آموزش می‌بینند، این سیستم دارای استدلال انتزاعی از پیش برنامه‌ریزی‌شده است که به آن امکان می‌دهد مسائل ریاضی را به شیوه‌ای منطقی حل کند.

تیم دیپ‌مایند مدل زبانی این سیستم را طوری آموزش داده که بتواند زبان رسمی ریاضیات را درک کرده و با آن تعامل داشته باشد. این قابلیت به سیستم اجازه می‌دهد تا خروجی‌های خود را به‌صورت خودکار از نظر دقت منطقی بررسی کند. علاوه بر این، از بروز خطاهای توهمی (عبارات نادرست یا بی‌معنی که گاهی در پاسخ‌های چت‌بات‌های هوش مصنوعی دیده می‌شود) جلوگیری می‌کند.

پیشرفت‌های کلیدی در نسخه AlphaGeometry2

در نسخه جدید AlphaGeometry2، تیم دیپ‌مایند چندین بهبود کلیدی ایجاد کرده است. یکی از مهم‌ترین پیشرفت‌ها، ادغام مدل زبانی پیشرفته گوگل یعنی Gemini با این سیستم است. این یک گام بزرگ در جهت ارتقای توانایی‌های استدلالی این هوش مصنوعی محسوب می‌شود.

علاوه بر این، تیم تحقیقاتی دیپ‌مایند قابلیتی جدید را به این سیستم اضافه کرده است که به آن امکان می‌دهد با جابه‌جایی اشیای هندسی روی صفحه، به شیوه‌ای خلاقانه استدلال کند. به‌عنوان مثال، سیستم می‌تواند یک نقطه را روی یک خط حرکت دهد تا ارتفاع یک مثلث را تغییر داده و سپس معادلات خطی مرتبط را حل کند.

نتایج چشمگیر در حل مسائل المپیاد جهانی ریاضی

AlphaGeometry2 توانست ۸۴ درصد از کل مسائل هندسی مطرح‌شده در IMO طی ۲۵ سال گذشته را حل کند. این در حالی است که نسخه اولیه AlphaGeometry تنها قادر به حل ۵۴ درصد از این مسائل بود.

در سال گذشته، تیم‌هایی از هند و چین نیز موفق شدند با روش‌های متفاوت، در سطح مدال طلا در هندسه المپیاد جهانی عملکردی مشابه داشته باشند، اما این موفقیت تنها بر زیرمجموعه‌ای کوچک‌تر از مسائل هندسی IMO متمرکز بود.

آینده AlphaGeometry: حل مسائل پیچیده‌تر ریاضی

نویسندگان مقاله دیپ‌مایند اشاره کرده‌اند که در آینده، AlphaGeometry قابلیت‌های جدیدی را برای حل مسائل مرتبط با نامساوی‌ها و معادلات غیرخطی دریافت خواهد کرد. این ویژگی‌ها برای آنکه این سیستم بتواند مسائل هندسی را به‌طور کامل حل کند، ضروری خواهند بود.

این پیشرفت‌ها نشان می‌دهند که آینده‌ی حل مسائل ریاضی توسط هوش مصنوعی، به سمت دقت بالاتر، استدلال قوی‌تر و توانایی حل مسائل پیچیده‌تر حرکت می‌کند. شاید به‌زودی، هوش مصنوعی بتواند به‌طور کامل بر رقابت‌های سطح المپیاد تسلط پیدا کند و حتی به اکتشافات جدیدی در دنیای ریاضیات منجر شود.

Credit: "Google’s AI Can Beat the Smartest High Schoolers in Math" By Davide Castelvecchi & Nature magazine, published in SCIENTIFIC AMERICAN.

Read the full article: https://www.scientificamerican.com/article/googles-deepmind-ai-can-solve-math-problems-on-par-with-top-human-solvers/