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オリンピックレベルの問題をAIが解く

オリンピックといってもスポーツではなく数学の世界です。

「数学オリンピック」という、高校生までの学生を対象にした、最高難易度の国際大会があります。

本家オリンピック同様国別に競い、2023年の日本は6位でした。

国内のオリンピック財団が2024年本選を選抜する予選問題を1/8に公開しているので貼っておきます。こちらです

もし興味あれば覗いてみてください。想像通り難しいです。。。

AIなら解けるのでは?と思いますが、元々ChatGPTを触った方ならわかるように算数・数学は不得意分野です。

初期のころは四則演算でも間違った回答がありました。

同じようなことを描いた記事を見つけたので貼っておきます。

現時点では相当精度が高まっていますが、とはいえ生成AIという仕組み上限界がありそうです。

ただ、AI全般に広げると、冒頭触れた数学オリンピックの本選クラスの問題すら解けるものが開発されています。

科学雑誌Natureに紹介されています。

ここで紹介されているAlphaGeometryは、Google DeepMindが開発したAIシステムで、複雑な幾何学問題を解くことができます。

AIに詳しい方ならお馴染みのAlphaシリーズ最新作です。過去の投稿を引用しておきます。

今回のAlphaGeometryは、ニューラル言語モデルと記号推論エンジンという2つの部分から構成され、両者が強みを補いあうような仕組みです。

このAIは、2000年から2022年までの国際数学オリンピックで出題された30問の幾何学問題を解くことができ、そのうち25問は実際の競技時間内です。
これは、金メダリストの平均スコアに近い結果です。

上記論文内の図

思わずうなったのが、上記論文内の図表です。引用してみます。

上記論文内の図

私も詳細はよくわからないところがありますが、うなったのは「補助線をひいて問題を解こうとしている点」です。

これは相当自由度が高い発想で、人間ですら難しい芸当です。

しかも、人間の回答より長かったものは問題数の0.05%、ということで得意の力技でもないようです。

過去に、歴史的な数学の難問「4色問題」をコンピュータがしらみつぶしに解いた、というもやもやが過去にありました。
気になった方はその歴史を書いたサイトを見つけたので引用しておきます。

どうしても機械が解くと、人間との比較で見てしまいますが、それとの比較も論文内にあるので載せておきます。

上記論文内の図

左にいくほど難しい(人のスコアが低い)問題で、AIも解くまでの解法が長いことを意味します。なんとなく人間と似ているので共感しました。

このAIは名前(Geometry)のとおり、幾何学の特定の領域に限定されています。
ただ、異業種の方々の多様なアイデアで数学にとどまらない幅広い科学分野への可能性が開けます。

物理をはじめとした数学と他分野の架け橋がこれから増えていきそうな予感を感じさせる論文でした。

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