Komputer zrozumie matematykę ukrytą w języku

Dzięki pracom naukowców z University of Illinois maszyny mogą nauczyć się rozumienia pojęć matematycznych ukrytych w języku naturalnym. Profesor Dan Roth i jego student Subhro Roy pracują nad oprogramowaniem, które pozwoli komputerowi zrozumieć zdanie Jaś ma pięć jabłek i siedem pomarańczy. Chciałby podzielić je po równo pomiędzy trzech przyjaciół. Ile części każdego owocu otrzyma każdy z nich?.

Naukowcy zaprezentowali wyniki swoich badań w piśmie Transactions of the Association of Computational Linguistics i stwierdzili, że gdyby maszyny potrafiły zrozumieć tego typu sformułowania, znakomicie uprościłoby to wyszukiwarki, ułatwiło dostęp do olbrzymich zbiorów danych czy ulepszyło jakość edukacji matematycznej.

W archiwach serwisów prasowych i innych publicznych zbiorach informacji, znajdują się olbrzymie ilości danych. Obecnie nie mamy prostego sposobu na uzyskanie dostępu do tych danych. Na przykład jeśli ktoś chciałby wiedzieć, jaki procent swojego budżetu wydał konkretny stan na edukację w ciągu ostatnich 20 lat, to takie zapytanie zadane wyszukiwarce nie dałoby prawdopodobnie żądanych wyników. Jeśli jednak komputery rozumiałyby wyrażenia ilościowe, to wiedziałyby, czego użytkownik szuka. Mogłyby znaleźć odpowiednie liczby i przeprowadzić obliczenia - mówi Roth. Uczony zauważa, że największym wyzwaniem jest nauczenie maszyny identyfikowanie ilości i jednostek, bez względu na to, w jaki sposób zostały w tekście wyrażone. Ludzie potrafią robić to podświadomie. Następnie oprogramowanie musiałoby zdecydować, co należy zrobić ze znalezionymi liczbami.

W zdaniu o Jasiu komputer musi rozumieć, że jabłka i pomarańcze to owoce, że wyrazy pięć, siedem i trzy to odpowiedniki liczb, musi w końcu wiedzieć, jakie operacje matematyczne i w jakiej kolejności powinien wykonać. Problemem jest zatem zrozumienie i przełożenie zdania na odpowiednie równanie. Gdy to zostanie zrobione, maszyna nie będzie miała najmniejszych problemów z rozwiązaniem równania.

Komputer musi rozumieć też operacje, jakie Jaś chce wykonać. Inaczej bowiem trzeba podejść do problemu, gdy chłopiec chce podzielić owoce tylko między przyjaciół, a inaczej, gdy też chce zachować swoją część.

Maszyna musi rozumieć też kontekst. Jeśli szukalibyśmy informacji np. o wynagrodzeniach, to komputer przeszukujący bazę danych musiałby wiedzieć, w jakim kontekście zostały użyte zawarte w nich liczby, czy to wynagrodzenie średnie, mediana, wynagrodzenie wyrażone w stosunku do innej wartości, zakres wynagrodzeń itp. itd.

Gdy komputer trafi na informację 'dwa funty', musi wiedzieć, o funty czego chodzi. A może chodzi o walutę. Trzeba więc przeprowadzić konwersje. Jeszcze trudniej jest, gdy mówimy o datach. Dla nas wyrażenie 'tydzień po Święcie Dziękczynienia', 'w pierwszym tygodniu grudnia' czy 'tydzień z 3 grudnia' są równoważne. Dla komputera nie - wyjaśnia Roth.

Naukowcy poinformowali, że przetestowali swoje oprogramowanie na różnych tekstach, w których wyszukiwało ono informacji dotyczących wartości walutowych i na ich podstawie rozwiązywało zadania na poziomie szkoły podstawowej. Chwalą się przy tym, że w zadaniach słownych program radził sobie lepiej niż przeciętny uczeń szkoły podstawowej, rozwiązując dobrze 87% z nich.

komputer język naturalny matematyka