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Google cria IA que resolve problemas de geometria como campeões olímpicos

O Google criou um sistema chamado AlphaGeometry que resolve problemas de geometria tão bem quanto os campeões de competições internacionais de matemática.

Durante o desenvolvimento do projeto, foram realizados testes comparativos com problemas de geometria da Olimpíada Internacional de Matemática (IMO). Dos 30 problemas testados, 25 foram resolvidos dentro do prazo padrão estabelecido pela competição.

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Trieu Trinh e Thang Luong, pesquisadores do Google que participaram do projeto, afirmaram que antes desta tecnologia, apenas 10 problemas de geometria foram resolvidos por sistemas de IA; e o medalhista de ouro humano resolveu em média 25,9 deles.

Como o Google resolve problemas

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Os sistemas de IA às vezes têm dificuldade para resolver tarefas difíceis de matemática e números, porque nem sempre sabem raciocinar ou não têm informações suficientes para aprender.

O AlphaGeometry é um sistema que reúne dois elementos: uma parte que prevê e adivinha respostas, e outra parte que segue regras fixas para resolver problemas corretamente. As duas partes trabalham juntas para encontrar respostas.

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Além disso, para melhor ensinar o AlphaGeometry, foram criados muitos exemplos falsos, mas úteis (100 milhões deles) para que ele aprenda sozinho, sem precisar de uma pessoa para lhe ensinar. Com este sistema, o AlphaGeometry mostra que as inteligências artificiais estão cada vez melhores no raciocínio por si mesmas e na descoberta e verificação de coisas novas.

“Resolver problemas de geometria em nível de Olimpíada é um marco importante no desenvolvimento de um raciocínio matemático profundo no caminho para sistemas de IA mais avançados e gerais”, disseram os pesquisadores.

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“Faz muito sentido para mim agora que os pesquisadores de IA estejam tentando primeiro os problemas de geometria da IMO porque encontrar soluções para eles funciona um pouco como o xadrez, no sentido de que temos um número bastante pequeno de movimentos sensatos em cada etapa. Mas ainda estou surpreso que eles tenham conseguido fazer funcionar. É uma conquista impressionante”, disse Ngô Bảo Châu, medalhista Fields e medalhista de ouro da IMO.

Avaliação de especialistas

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A solução para cada problema de Olimpíada fornecida pela AlphaGeometry foi revisada e verificada por computador. Seus resultados também foram comparados com métodos anteriores de IA e com o desempenho humano nas Olimpíadas. Além disso, Evan Chen, treinador de matemática e ex-medalhista de ouro olímpico, avaliou uma seleção de soluções AlphaGeometry.

Chen disse: “O resultado do AlphaGeometry é impressionante porque é verificável e limpo. As soluções anteriores de IA para problemas de concorrência baseados em testes eram por vezes imprevisíveis (os resultados só são corretos às vezes e exigem verificações humanas). A AlphaGeometry não tem esse ponto fraco: suas soluções possuem uma estrutura verificável por máquina.”

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Uma geometria que entende a IA

A geometria é o estudo do espaço, da forma e da posição de diferentes figuras, e é muito importante para atividades como arte, construção e engenharia.

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Muitas vezes as pessoas aprendem geometria desenhando e analisando figuras e usando o que já sabem para descobrir novas relações e propriedades.

O método utilizado no AlphaGeometry para criar informações de aprendizagem imita essa forma de aprendizagem, permitindo que o sistema comece do zero, sem a ajuda de pessoas.

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Com a ajuda do enorme poder de processamento do computador, o AlphaGeometry começou criando um bilhão de desenhos de figuras geométricas aleatórias e depois analisou todas as conexões possíveis entre pontos e linhas em cada desenho.

O sistema conseguiu identificar todas as provas possíveis nos diagramas e então descobriu quais etapas adicionais seriam necessárias para chegar a essas conclusões. Isso é chamado de “dedução e rastreamento simbólico”.

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