Unii oameni privesc o ecuație și văd o grămadă de numere și simboluri; alții văd frumusețe. Datorită unui nou instrument creat la Universitatea Carnegie Mellon, oricine poate traduce acum abstracțiile matematice în ilustrații frumoase și instructive.

Instrumentul permite utilizatorilor să creeze diagrame pur și simplu tastând o expresie matematică obișnuită și lăsând software-ul să realizeze desenul. Spre deosebire de un calculator grafic, aceste expresii nu se limitează la funcții de bază, ci pot fi relații complexe din orice domeniu al matematicii.

Cercetătorii au numit-o Penrose după cunoscutul matematician și fizician Roger Penrose, care este renumit pentru utilizarea diagramelor și a altor desene pentru a comunica idei matematice și științifice complicate.

”Unii matematicieni au talentul de a desena diagrame frumoase de mână, dar acestea dispar imediat ce se șterge tabla”, a declarat Keenan Crane, profesor asistent de informatică și robotică. ”Vrem să punem această putere expresivă la dispoziția oricui”.

Diagramele sunt adesea sub-utilizate în comunicarea tehnică, deoarece producerea de ilustrații digitale de înaltă calitate depășește calitatea multor cercetători și necesită multă muncă plictisitoare.

Penrose abordează aceste provocări, permițând experților în schemă să codeze cum ar face acest lucru în sistem. Alți utilizatori pot accesa apoi această capacitate folosind un limbaj matematic familiar, lăsând computerul să facă cea mai mare parte a muncii grunjoase.

Cercetătorii vor prezenta Penrose la Conferința SIGGRAPH 2020 privind grafica computerizată și tehnicile interactive, care va avea loc în luna iulie, virtual, din cauza pandemiei COVID-19.

”Am început întrebând: ”Cum traduc oamenii ideile matematice în imagini în capul lor?”, A spus Katherine Ye, un doctorat, student la Departamentul de Informatică. ”Sosul secret al sistemului nostru este acela de a împuternici oamenii să „explice” cu ușurință acest proces de traducere către computer, astfel încât acesta să poată face toată munca grea pentru realizarea imaginii.”

Odată ce computerul află cum utilizatorul dorește să vadă obiectele matematice – un vector reprezentat de o mică săgeată, de exemplu, sau un punct reprezentat ca un punct – folosește aceste reguli pentru a desena mai multe diagrame. Utilizatorul poate selecta și edita diagramele dorite dintr-o galerie de posibilități.

Echipa de cercetare a dezvoltat un limbaj de programare special în acest scop, pentru ca matematicienii să nu aibă probleme de învățare, a spus Crane.

”Matematicienii pot deveni foarte pretențioși în ceea ce privește notația”, a explicat el. ”Îi lăsăm să definească orice notație doresc, astfel încât să se poată exprima în mod natural”.

O echipă interdisciplinară a dezvoltat Penrose. În plus față de Ye și Crane, echipa i-a inclus pe Nimo Ni și Jenna Wise, ambii studenți doctoranzi la CMU’s Institute for Software Research (ISR); Jonathan Aldrich, profesor în ISR; Joshua Sunshine, cercetător principal ISR; Max Krieger, licențiat în științe cognitive; și Dor Ma’ayan, fost student la masterat la Technion-Israel Institute of Technology.

”Viziunea noastră este să putem elimina din bibliotecă un manual vechi de matematică, să-l aruncăm în computer și să obținem o carte frumos ilustrată – în așa fel încât să o înțeleagă mai mulți oameni”, a spus Crane, menționând că Penrose este un prim pas către acest lucru.

National Science Foundation, Defense Advanced Research Projects Agency, Sloan Foundation, Microsoft Research și Packard Foundation au sprijinit această cercetare.

Sursa: https://www.sciencedaily.com/releases/2020/06/200602110128.htm