Facebook a trouvé une nouvelle manière de résoudre des équations mathématiques avancées

Dans un communiqué, les responsables de Facebook AI ont déclaré qu’ils ont mis au point un système d’Intelligence Artificielle (IA) capable  de résoudre des équations mathématiques avancées en utilisant le raisonnement symbolique.

Selon les chercheurs, ce genre de problème était auparavant impossible à résoudre pour les modèles à apprentissage profond. Cela vient du fait que la résolution d’équations complexes exige de la précision plutôt que des approximations, et cette dernière est généralement la méthode utilisée par les réseaux neuronaux. De plus, pour trouver la solution d’une équation complexe, il faut aussi avoir la capacité de travailler avec des données symboliques, comme les lettres que l’on retrouve dans les équations. Le problème avec les symboles est qu’on ne peut pas directement les additionner ou les multiplier.

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Ainsi, en utilisant la méthode traditionnelle de correspondance ou les analyses statistiques, les réseaux neuronaux étaient limités aux problèmes mathématiques très simples.

Les chercheurs de Facebook AI ont ainsi développé une nouvelle méthode pour représenter les expressions mathématiques complexes comme étant une forme de langage. Ils ont aussi traité les solutions comme si elles étaient des problèmes de traduction pour les réseaux neuronaux. Avec ces méthodes, ils ont ainsi pu créer un système qui peut dépasser les systèmes de calcul traditionnel en matière de résolution de problèmes d’intégration et d’équations différentielles du premier et du second degré.

Une toute nouvelle approche

D’après les explications des chercheurs, la solution qu’ils proposent est une toute nouvelle approche qui va traiter les équations complexes comme des phrases dans un langage. Cela leur a permis d’optimiser les techniques NMT ou Neural Machine Translation, et ainsi d’entraîner les modèles à traduire les problèmes en solutions. Pour pouvoir utiliser cette approche, il a fallu créer une méthode pour transformer les expressions mathématiques existantes en une syntaxe proche du langage, et aussi générer une base de données d’entraînement contenant plus de 100 millions de couples d’équations et de solutions.

Le nouveau système, selon les scientifiques, est plus rapide et plus précis que les logiciels traditionnels de résolution d’équations comme Maple ou encore Matlab, lorsqu’on lui présente des milliers d’expressions inconnues ne faisant pas partie de la base de données d’entraînement.

La prochaine étape

En ce qui concerne la prochaine étape de leur recherche, les scientifiques de Facebook AI ont déclaré qu’actuellement, le modèle peut résoudre des problèmes avec un seul variable. Ils prévoient ainsi de l’améliorer pour pouvoir travailler sur des équations à variables multiples. Leur approche pourrait aussi être utilisée dans d’autres domaines basés sur les mathématiques comme la physique ou dans la création d’un logiciel d’aide aux scientifiques.

L’équipe de Facebook AI a aussi ajouté que le développement de leur nouveau système a des implications plus larges dans le domaine des réseaux neuronaux. Ils ont en effet pu trouver une manière d’utiliser l’apprentissage profond là où on pensait que c’était impossible. D’après les chercheurs, les résultats de leurs travaux suggèrent ainsi que d’autres secteurs peuvent également bénéficier des capacités de l’Intelligence Artificielle.