ИИ-модели Google DeepMind решили задачи математической олимпиады на уровне серебряного медалиста

Google DeepMind, базирующееся в Лондоне дочернее предприятие Google, специализирующееся на исследованиях в сфере искусственного интеллекта (ИИ), представило ИИ-модели AlphaProof и AlphaGeometry 2, способные решать сложные математические задачи, с которыми не справляются нынешние ИИ-модели.

Источник изображения: geralt/Pixabay

По ряду причин решение математических задач, требующих способности к продвинутым рассуждениям, пока не по силам большинству ИИ-систем. Дело в том, что такие типы задач требуют формирования и использования абстракций. Также требуется сложное иерархическое планирование, постановка подцелей, откат и поиски новых путей, что является сложным вопросом для ИИ.

Обе новые ИИ-модели обладают способностью к продвинутым математическим рассуждениям для решения сложных математических задач. AlphaProof была создана с использованием обучения с подкреплением, получив способность доказывать математические утверждения на формальном языке программирования Lean. Для её создания использовалась предварительно обученная языковая модель AlphaZero, алгоритм обучения с подкреплением, который ранее сам себя научил играть в шахматы, сёги и го. В свою очередь, AlphaGeometry 2 представляет собой усовершенствованную версию существующей ИИ-системы AlphaGeometry, представленной в январе и предназначенной для решения задач по геометрии.

В то время как AlphaProof была обучена решению задач по широкому кругу математических тем, AlphaGeometry 2 оптимизирована для решения задач, связанных с перемещениями объектов и уравнениями, включающими углы, соотношения и расстояния. Поскольку AlphaGeometry 2 была обучена на значительно большем количестве синтетических данных, чем предшественник, она может справиться с гораздо более сложными геометрическими задачами.

Чтобы проверить возможности новых ИИ-систем, исследователи Google DeepMind поручили им решить шесть задач Международной математической олимпиады (IMO) этого года и доказать правильность ответов. AlphaProof решила две задачи по алгебре и одну задачу по теории чисел, одна из которых была самой сложной на олимпиаде, в то время как AlphaGeometry 2 решила задачу по геометрии. Две задачи по комбинаторике остались нерешёнными.

Два известных математика, Тим Гауэрс (Tim Gowers) и Джозеф Майерс (Joseph Myers), проверили представленные системами решения. Они присудили каждому из четырёх правильных ответов максимальное количество баллов (семь из семи), что дало системам в общей сложности 28 баллов из максимальных 42. Участник олимпиады, набравший столько же баллов, был бы награждён серебряной медалью и немного не дотянул бы до золота, которое присуждается набравшим 29 баллов и больше.

Впервые ИИ-система смогла достичь результатов в решении математических задач IMO на уровне медалиста. «Как математик, я нахожу это очень впечатляющим и значительным скачком по сравнению с тем, что было возможно ранее», — заявил Гауэрс во время пресс-конференции.

Создание систем ИИ, способных решать сложные математические задачи, может проложить путь для захватывающего сотрудничества человека и ИИ, считает Кэти Коллинз (Katie Collins), исследователь из Кембриджского университета. Это, в свою очередь, может помочь нам узнать больше о том, как мы, люди, справляемся с математикой. «Мы всё ещё многого не знаем о том, как люди решают сложные математические задачи», — говорит она.