Искусственный интеллект

Российский ученый объяснил, как ИИ-агенты решили задачу Навье — Стокса

Около 10 тысяч ИИ-агентов одновременно искали разные подходы к задаче Навье — Стокса, обменялись 2,7 млн сообщений и примерно за 88 часов получили результат, который OpenAI называет решением одной из семи Проблем тысячелетия. Руководитель лаборатории прикладного искусственного интеллекта СПб ФИЦ РАН Максим Абрамов рассказал Наука Mail, как была организована необычная «команда» искусственных исследователей.
Авторы и эксперты
Главный редактор Наука Mail
Руководитель Лаборатории прикладного искусственного интеллекта СПб ФИЦ РАН
Процессор в виде мозга
10 тысяч ИИ-агентов, 2,7 млн сообщений и 88 часов: как ученые решили задачу Навье-СтоксаИсточник: ВШЭ

OpenAI 8 сентября представила доказательство для одной из знаменитых Проблем тысячелетия — задачи существования и гладкости решений уравнений Навье-Стокса. Эти уравнения описывают движение жидкостей и газов, а математическая проблема остается открытой около 90 лет.

Окончательного признания результата пока нет: представленное доказательство предстоит оценить математическому сообществу. Однако необычен уже сам способ, которым OpenAI получила результат. Вместо одной модели, последовательно рассуждающей над задачей, компания запустила около 10 тысяч автономных ИИ-агентов.

Тысячи ИИ искали решение одновременно

По словам Максима Абрамова, агентов разделили на группы и поставили перед ними разные варианты одной математической проблемы. Одни группы пытались прийти к доказательству, другие двигались в направлении опровержения.

При этом агенты могли обмениваться идеями внутри групп, а отдельная модель периодически собирала наиболее полезные промежуточные результаты и возвращала их другим участникам системы в качестве новых подсказок.

По сути своей это похоже на научный семинар: внутри групп агенты обменивались друг с другом идеями, а отдельная модель собирала результаты всех групп, обобщала их и отправляла обратно в виде новых подсказок.
Максим Абрамов
руководитель лаборатории прикладного искусственного интеллекта СПб ФИЦ РАН
Математические формулы летают на воне человеческого бюста
«Команда» искусственных исследователей: как организовать 10 тысяч ИИ-агентов на одну задачуИсточник: Pixabay/CC0 Общественное достояние

Такая архитектура была нужна не только для ускорения перебора вариантов. Она позволяла системе одновременно сохранять несколько конкурирующих направлений поиска.

«Без такого механизма агенты быстро пришли бы к одному и тому же способу рассуждения и перестали бы находить новые пути», — объяснил эксперт.

Сначала ИИ дали задачу попроще

Использовался и принцип постепенного усложнения. Прежде чем переходить непосредственно к основной проблеме, систему проверили на более простой родственной задаче.

По словам Абрамова, около сотни агентов работали над ней примерно 50 часов. Полученный результат затем использовали при работе над основной проблемой.

«Так система использовала собственные промежуточные находки как подсказки для следующего этапа работы», — отметил ученый.

Итоговый результат появился примерно через 88 часов. Но на этом работа не закончилась: еще около 17 часов потребовалось для формализации доказательства на языке Lean и автоматической проверки.

Зачем понадобился Lean

Формальная проверка особенно важна из-за масштаба работы агентной системы. За время поиска решения агенты обменялись примерно 2,7 млн сообщений.

Проследить вручную всю цепочку их рассуждений практически невозможно. Поэтому результат необходимо было привести к форме, которую можно проверять независимо от огромного массива промежуточных рассуждений.

Ученый смотрит на экраны с искусственным интеллектом
Руководитель лаборатории СПб ФИЦ РАН Максим Абрамов — о том, как ИИ-агенты искали подход к Проблеме тысячелетияИсточник: Recraft
«Lean проверяет рассуждение шаг за шагом и находит недочеты в логике. Без такого критерия работа 10 тыс. агентов осталась бы массивом непроверяемого текста: за время работы над задачей они отправили друг другу 2,7 млн сообщений, и прочитать это вручную не под силу ни одному математику на свете», — рассказал Абрамов.

Именно сочетание массового параллельного поиска и формальной проверки эксперт считает наиболее интересной особенностью эксперимента.

Ранее подобные многоагентные системы было проще применять в областях, где итог автоматически проверяется, например в программировании. В случае с фундаментальной математикой ситуация сложнее: система работала над проблемой, для которой почти столетие не существовало общепринятого решения.

«Здесь эту схему впервые применили к задаче, у которой почти сто лет не было ни решения, ни способа быстро проверить чужую попытку. В этом и заключается новаторство», — заключил Абрамов.

Ранее мы рассказывали, что ученый предложил новую систему оценки знаний в из-за развития ИИ.