新工具自动将数学变成图片

有些人看着方程式，看到一堆数字和符号。其他人看到美丽。借助卡内基梅隆大学创建的新工具，现在任何人都可以将数学的抽象转换为精美而有启发性的插图。

该工具使用户能够通过键入普通的数学表达式并让软件进行绘制来简单地创建K线走势图。与图形计算器不同，这些表达式不仅限于基本功能，而且可以是任何数学领域的复杂关系。

研究人员以著名数学家和物理学家罗杰·彭罗斯（Roger Penrose）的名字命名为彭罗斯（Penrose），后者以使用K线走势图和其他绘图来传达复杂的数学和科学思想而闻名。

“一些数学家擅长手工绘制精美的K线走势图，但是一旦黑板被擦除，它们就会消失，”计算机科学和机器人学助理教授基南·克莱恩说。 “我们想让所有人都可以使用这种表达能力。”

由于生成高质量的数字插图超出了许多研究人员的技能范围，因此K线走势图在技术交易所中经常没有得到充分利用，并且需要大量乏味的工作。

彭罗斯通过使绘图专家能够编码他们在系统中的工作方式来解决这些挑战。然后其他用户可以使用熟悉的数学语言来访问此功能，从而使计算机可以完成大部分繁重的工作。

研究人员将在SIGGRAPH 2020计算机图形学和交互式技术会议上介绍Penrose，该会议实际上是在7月因COVID-19大流行而举行的。

“我们首先问：’人们如何将数学思想转化为头脑中的图画？”博士Katherine Ye说。计算机科学系的学生。 “我们系统的秘密之处在于使人们能够轻松地’解释’该翻译过程到计算机，因此计算机可以完成实际制作图片的所有艰苦工作。”

一旦计算机了解了用户如何看待可视化的数学对象（例如，用小箭头表示的矢量或用点表示的点），它将使用这些规则绘制几张候选图。然后，用户可以从可能性库中选择和编辑所需的图。

Crane说，研究团队为此目的开发了一种特殊的编程语言，数学家应该不会有任何学习上的麻烦。

他解释说：“数学家会对符号非常挑剔。” “我们让他们定义他们想要的任何符号，以便他们自然表达自己。”

一个跨学科的团队开发了Penrose。除了Ye和Crane之外，团队还包括CMU软件研究所（ISR）的博士生Nimo Ni和Jenna Wise。 ISR教授乔纳森·奥尔德里奇（Jonathan Aldrich）； ISR高级研究员Joshua Sunshine；认知科学本科生Max Krieger；还有前以色列以色列理工学院的硕士生Dor Ma’ayan。

克莱恩说：“我们的愿景是能够从图书馆中清除一本旧的数学教科书，将其放入计算机中，并获得精美的插图书，以这种方式使更多的人理解。”目标。

国家科学基金会，国防高级研究计划局，斯隆基金会，微软研究院和帕卡德基金会对这项研究提供了支持。

有所作为：赞助机会

故事来源：

用料 由…提供 卡内基·梅隆大学。原文由拜伦·斯派克（Byron Spice）撰写。注意：可以编辑内容的样式和长度。