Google: Deepmind-KI erreicht Mathe-Olymp

Mit einer Kombination aus Sprachmodell und mathematischer Logik reicht das KI-Modell Alpha Geometry an menschliche Bestleistung der Mathe-Olympiade heran.

Artikel veröffentlicht am 18. Januar 2024, 9:18 Uhr, Sebastian Grüner

Die Deepmind-KI Alpha Geometry löst mathematische Probleme mit einer Logik-Engine. (Bild: Deepmind)

Ein Forschungsteam von Googles Deepmind hat das KI-Modell Alpha Geometry vorgestellt, das nicht nur die Leistung anderer Modelle bei mathematischen Aufgaben deutlich übertreffen soll, sondern auch an menschliche Spitzenleistungen in der Mathematik heranreicht. Konkret ist es mit Alpha Geometry gelungen, 25 aus 30 Aufgaben der internationalen Mathematik-Olympiade (IMO) im vorgegebenen Zeitlimit zu erreichen.

Bei der IMO handelt es sich um einen Schülerwettbewerb unter mathematisch besonders begabten Schülern. Laut Deepmind ist die IMO ein beliebtes Versuchsfeld für die Fähigkeiten von KI-Modellen. Das dürfte an der Abgeschlossenheit der Aufgaben und der bekannten Lösungen liegen. Außerdem kann die Leistung der Modelle leicht mit den Ergebnissen der menschlichen Teilnehmer verglichen werden. Mit den 25 Lösungen im Zeitlimit ist Alpha Geometry fast so gut wie der Schnitt der Goldmedaillengewinner, aber deutlich besser als der Durchschnitt aller Teilnehmer.

Zu der Problemstellung schreibt Deepmind: "KI-Systeme haben oft Schwierigkeiten mit komplexen Problemen in Geometrie und Mathematik, weil es ihnen an logischen Fähigkeiten und Trainingsdaten mangelt." Um dies zu überwinden, erzeugten die Beteiligten zunächst 100 Millionen Probleme synthetisch als Trainingsdaten. Das Modell selbst verbindet ein klassisches Sprachmodell mit Schlussfolgerungen, die auf mathematischer Logik basieren. Das System ist dabei iterativ und das Sprachmodell schlägt immer weitere Ideen vor, die der Logikteil des Modells abzuarbeiten versucht.

Noch viel Arbeit bis zu guter Mathe-KI

Allgemein einsetzbar ist das Modell jedoch nicht, da es auf Aufgaben aus der Geometrie beschränkt ist. Dabei handelt es sich lediglich um ein Drittel der Aufgabengebiete der IMO und auch darüber hinaus nur um einen kleinen Teilbereich der Mathematik. Allerdings setzt das Modell auch nicht auf einen Ansatz mit der Brechstange, wo die Lösungen berechnet werden, sondern auf klassische geometrische Regeln und Schlussfolgerungen in Beweisen.

Die Arbeit an Alpha Geometry ist für Deepmind ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg zu einem System, das sich über mathematische Aufgaben hinweg verallgemeinern lässt. Das wiederum soll auch eine Problemlösung in anderen Bereichen durch KI ermöglichen.