中國科研團(tuán)隊(duì)在人工智能領(lǐng)域取得重大突破，自主研發(fā)的“通矩模型”成為國際首個(gè)同時(shí)具備自主出題和自動(dòng)解題能力的通用人工智能系統(tǒng)。該成果近日在國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然-機(jī)器智能》在線發(fā)表，標(biāo)志著我國在自動(dòng)化推理的邏輯核心領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)自主創(chuàng)新，性能與功能多樣性達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

幾何推理是人工智能發(fā)展的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一。傳統(tǒng)AI系統(tǒng)在處理幾何問題時(shí)，常面臨“組合爆炸”困境——每增加一個(gè)幾何元素，搜索空間呈指數(shù)級增長；同時(shí)受限于“高質(zhì)量數(shù)據(jù)匱乏”，現(xiàn)有幾何題庫規(guī)模難以支撐大規(guī)模模型訓(xùn)練。針對這些難題，由北京多所高校及研究院組成的聯(lián)合科研團(tuán)隊(duì)，通過構(gòu)建精密的邏輯推理搜索架構(gòu)，將復(fù)雜幾何問題抽象建模，使AI系統(tǒng)能夠像人類數(shù)學(xué)家一樣進(jìn)行系統(tǒng)性探索，避免無效嘗試。

研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新引入“規(guī)范化表示”技術(shù)，賦予AI系統(tǒng)“識破偽裝”的能力。在幾何空間中，同一命題可能因圖形旋轉(zhuǎn)、翻轉(zhuǎn)或縮放產(chǎn)生無數(shù)變體。通矩模型通過自動(dòng)識別并合并對稱或同構(gòu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，將搜索空間壓縮數(shù)個(gè)數(shù)量級。例如，無論三角形如何擺放，系統(tǒng)都能精準(zhǔn)捕捉其本質(zhì)幾何關(guān)系。這種對物理對稱性的深度利用，顯著提升了推理效率。

在解題過程中，系統(tǒng)通過價(jià)值函數(shù)模擬人類數(shù)學(xué)審美，借助強(qiáng)化學(xué)習(xí)技術(shù)構(gòu)建“價(jià)值模型”。該模型不僅判斷結(jié)論是否成立，更注重推導(dǎo)過程的簡潔性。當(dāng)AI發(fā)現(xiàn)命題證明難度顯著高于構(gòu)建復(fù)雜度時(shí)，即捕捉到“直覺性靈感”。研究團(tuán)隊(duì)表示，這種“價(jià)值引導(dǎo)”機(jī)制使模型能從海量組合中精準(zhǔn)篩選符合人類審美標(biāo)準(zhǔn)的高質(zhì)量題目，實(shí)現(xiàn)了從“模仿解題”到“自主創(chuàng)造”的范式轉(zhuǎn)變。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，通矩模型僅需單張消費(fèi)級顯卡，即可在38分鐘內(nèi)解決2000年以來所有國際數(shù)學(xué)奧林匹克競賽的幾何難題，推理效率和準(zhǔn)確率均達(dá)國際先進(jìn)水平。更值得關(guān)注的是，該模型通過模擬人類數(shù)學(xué)家的直覺和審美，實(shí)現(xiàn)了“小數(shù)據(jù)、大任務(wù)”的范式轉(zhuǎn)化——不依賴海量標(biāo)注數(shù)據(jù)，而是通過內(nèi)部邏輯自我演化推進(jìn)研究。

目前，通矩模型自主生成的3道原創(chuàng)幾何題已入選2024年全國中學(xué)生數(shù)學(xué)聯(lián)賽（北京賽區(qū)）。研究團(tuán)隊(duì)指出，這一成果不僅為自動(dòng)化數(shù)學(xué)證明、個(gè)性化智能教育提供了技術(shù)支撐，更通過優(yōu)質(zhì)題目生成和講解服務(wù)，助力青少年數(shù)學(xué)能力培養(yǎng)。隨著技術(shù)持續(xù)優(yōu)化，該系統(tǒng)有望在更多復(fù)雜邏輯與科學(xué)發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。