我國科研團隊開發(fā)出全球首個同時具備自主出題(Proposing)和自動解題(Solving)雙重能力的通用人工智能系統(tǒng)——“通矩模型”(TongGeometry)。相關(guān)成果“基于引導(dǎo)樹搜索的奧數(shù)幾何問題提出與解答系統(tǒng)”(Proposing and solving olympiad geometry with guided tree search)1月26日發(fā)表于《自然·機器智能》(Nature Machine Intelligence)。
奧林匹克數(shù)學(xué)競賽被視為人工智能邏輯推理能力的“試金石”。2024年初,DeepMind開發(fā)的AlphaGeometry曾引起全球轟動,展示了AI在解題方面的巨大潛力。然而,AlphaGeometry本質(zhì)上是一個“被動解題者”,其訓(xùn)練極度依賴于大規(guī)模的合成數(shù)據(jù)和昂貴的計算資源。與之相比,我國科研團隊自主研發(fā)的TongGeometry則展現(xiàn)出了更高維度的智能:它不僅是一個能夠滿分交卷的“優(yōu)等生”,更是一位能夠創(chuàng)造優(yōu)美、新穎題目的“出題名師”。
論文第一作者、北京通用人工智能研究院張馳博士介紹:“我們在研究中發(fā)現(xiàn)了一個深刻的對偶性:當(dāng)一個幾何命題的證明難度顯著高于其構(gòu)建復(fù)雜度時,它便具備了作為奧賽題目的‘審美價值’。通過這種對偶關(guān)系的建模,TongGeometry能夠從浩如煙海的空間組合中,精準(zhǔn)捕捉到那些具備人類數(shù)學(xué)家審美標(biāo)準(zhǔn)的高質(zhì)量題目。這在國際上首次實現(xiàn)了從‘模仿解題’到‘自主創(chuàng)造’的范式轉(zhuǎn)變?!?/p>
在性能表現(xiàn)上,TongGeometry展現(xiàn)了極高的國產(chǎn)原創(chuàng)技術(shù)優(yōu)越性。相比AlphaGeometry需要龐大的算力集群,TongGeometry僅需單張消費級顯卡(如RTX 4090)即可在最多38分鐘內(nèi),解決近25年所有的奧數(shù)幾何難題,其推理效率和準(zhǔn)確率均達到世界頂尖水平。此外,該系統(tǒng)通過創(chuàng)新的“規(guī)范化表示”技術(shù),將搜索空間壓縮了幾個數(shù)量級,有效解決了傳統(tǒng)方法中的路徑爆炸問題。

論文共同通訊作者、北京大學(xué)心理與認知科學(xué)學(xué)院助理教授朱毅鑫表示,TongGeometry的意義不僅在于解題速度的提升,更在于它通過模擬人類數(shù)學(xué)家的直覺和審美,實現(xiàn)了“小數(shù)據(jù)、大任務(wù)”的范式轉(zhuǎn)化。這種不依賴海量標(biāo)注數(shù)據(jù)、通過內(nèi)部邏輯自我演化的路徑,正是通用人工智能(AGI)發(fā)展的關(guān)鍵?!拔覀兊南到y(tǒng)不僅能與國際最先進的AI系統(tǒng)對標(biāo),更在理解邏輯底層美學(xué)和自主發(fā)現(xiàn)科學(xué)規(guī)律方面走在了前列?!彼f。
目前,TongGeometry的原創(chuàng)能力已得到專業(yè)學(xué)術(shù)界和競賽圈的認可。系統(tǒng)自主生成的3道幾何新題,已正式入選2024年全國中學(xué)生數(shù)學(xué)聯(lián)賽(北京賽區(qū))及美國精英奧賽(Ersatz Math Olympiad),這是AI原創(chuàng)題目首次進入高規(guī)格人類數(shù)學(xué)競賽。
這一成果標(biāo)志著中國科研團隊在自動化推理的邏輯核心領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)自研,并在性能與功能多樣性上全面超越了以DeepMind為代表的國際頂尖水平。該科研團隊由北京通用人工智能研究院(BIGAI)、北京大學(xué)心理與認知科學(xué)學(xué)院、北京大學(xué)智能學(xué)院、北京大學(xué)人工智能研究院,以及北京大學(xué)武漢人工智能研究院聯(lián)合組成,未來將繼續(xù)深耕“通系列”通用智能模型,推動中國人工智能技術(shù)在更多復(fù)雜邏輯與科學(xué)發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)領(lǐng)跑。
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