AlphaGeometry - bước nhảy vọt của AI giải toán
AlphaGeometry, mô hình trí tuệ nhân tạo có khả năng giải các bài toán hình học tương đương với thành tích trung bình của người đạt huy chương vàng Olympic, được xây dựng bởi các tiến sỹ người Việt. Theo công bố trên Nature, tạp chí khoa học uy tín hơn 150 tuổi, vào ngày 17/1/2024 vừa qua, công cụ AI của nhóm nghiên cứu có khả năng giải đúng 25 bài toán Olympic. Trong khi đó, con số này với quán quân Olympic Toán học Quốc tế là 25,9 bài.
Theo tờ New York Times, AlphaGeometry là hệ thống kết hợp mô hình ngôn ngữ dựa trên mạng nơ-ron (Neural Language Model) có khả năng suy luận tốt và một công cụ biểu tượng (Symbolic Engine) chuyên về lập luận logic, sau đó được tùy chỉnh để đọc hiểu hình học.
Với bộ đề gồm 30 bài toán hình học trong các kỳ thi Olympic Toán quốc tế (IMO) từ năm 2000-2022, AlphaGeometry giải được 25 bài, so với thành tích trung bình của người đạt huy chương vàng là 25,9, vượt xa 10 bài của hệ thống toán học máy tính được phát triển vào những năm 1970.
AlphaGeometry kết hợp giữa một mô hình ngôn ngữ dựa trên mạng nơ ron (neural language model) có khả năng suy luận tốt và một công cụ biểu tượng (symbolic engine) chuyên về lập luận logic, sau đó được tùy chỉnh để đọc hiểu hình học.
Bài số 3 kỳ thi IMO 2025 do AlphaGeometry giải. Ảnh: Nhân vật cung cấp
Đầu tiên, mạng nơ ron được đào tạo dựa trên dữ liệu, tạo ra bằng thuật toán với 100 triệu ví dụ chứng minh hình học mà không sử dụng các lời giải của con người. Khi AlphaGeometry bắt đầu giải quyết một bài toán, công cụ biểu tượng sẽ bắt đầu trước. Nếu gặp bế tắc, mạng nơ ron sẽ đề xuất những cách khác để hỗ trợ.
Quá trình này được gọi là "dựng điểm phụ", kẻ thêm một đường thẳng, chia đôi một góc, vẽ một vòng tròn phụ... giống như cách con người giải một bài hình học. Vòng lặp tiếp tục cho đến khi ra đáp án hoặc cho đến khi hết 4,5 giờ, thời lượng dành cho các bài toán ở IMO.
Điểm đặc biệt của AI này, theo ba tiến sĩ là các dữ liệu đầu vào hoàn toàn nhân tạo. Triều cho biết AlphaGeometry tự sinh ra dữ liệu chất lượng cao, đủ tốt để đạt được hiệu suất nhất định mà không cần dữ liệu huấn luyện từ lời giải của con người. Đây là điều mà các công cụ AI khác như ChatGPT hay Gemini chưa làm được.
Nhóm nghiên cứu cũng tạo ra một một hệ thống, gồm system 1 (phản ứng ngay tức khắc, thường dựa vào bản năng, cảm xúc) và system 2 (chậm rãi, logic, lý trí hơn) kết hợp với nhau. Việc này bình thường, nhưng khi đi chung với các dữ liệu nhân tạo thì tạo ra đột phá.
Các thành viên AlphaGeometry (từ trái qua):Yuhuai Wu, Trịnh Hoàng Triều, Lê Viết Quốc và Lương Thắng. Ảnh: The New York Times.
Trong bài blog đăng trên trang chủ DeepMind, nhóm các nhà khoa học cho biết AlphaGeometry là một hệ thống AI biểu tượng thần kinh (Neuro Symbolic AI). Nó kết hợp một mô hình ngôn ngữ mạng thần kinh (neural language model) giỏi suy luận giống ChatGPT và một công cụ biểu tượng dựa trên quy tắc chuyên về khả năng lập luận. Sau đó, hệ thống này được tùy chỉnh để giải quyết các bài toán hình học. Nhà toán học Heather Macbeth tại Đại học Fordham đánh giá AlphaGeometry tiến triển rất tốt trong quá trình xử lý lý luận con người một cách tự động với bộ quy tắc có sẵn.
Nhóm nghiên cứu cho hay đây có thể là hướng tiếp tục cải thiện AlphaGeometry. Họ cũng tham vọng những bước phát triển tiếp theo của AI này có thể giúp con người giải được 7 bài toán thiên niên kỷ.
AlphaGeometry – ‘con đẻ’ của 3 tiến sĩ trẻ người Việt
Nhóm nghiên cứu công cụ AI giải toán AlphaGeometry gồm 5 người trong đó 2 tác giả chính là Trịnh Hoàng Triều, 29 tuổi, tiến sĩ tại Đại học New York (Mỹ) và Lương Minh Thắng, 36 tuổi, tiến sĩ tại Đại học Stanford (Mỹ). Ngoài ra, 3 nhà khoa học khác trong nhóm nghiên cứu còn có TS Lê Viết Quốc, 42 tuổi, người được mệnh danh là "quái kiệt AI" ở Google, chuyên gia cao cấp tại Google DeepMind, bộ phận nghiên cứu trí tuệ nhân tạo (AI) của Google và 2 nhà khoa học khác là He He - cố vấn tiến sĩ của Trịnh Hoàng Triều tại Đại học New York, cùng Yuhuai Wu - nhà đồng sáng lập xAI với Elon Musk.
TS Trịnh Hoàng Triều từng là Thủ Khoa Khối A1 của trường đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh và kết thúc với luận văn tốt nghiệp với số điểm tuyệt đối. Trong thời gian học tập tại trường, Triều từng đi thực tập ở Canada từ năm 2, Nhật Bản ở năm 3, và nhiều chương trình giao lưu sinh viên quốc tế. Tháng 7/2017, sinh viên 22 tuổi Trịnh Hoàng Triều bắt đầu công việc tại Tập đoàn Google (Mỹ). Triều là sinh viên Việt Nam được Google tuyển dụng cho chương trình nghiên cứu trí tuệ nhân tạo. Sau đó, Triều bảo vệ thành công luận án tiến sỹ về chủ đề AI giải toán tại Đại học New York.
Triều có ý tưởng về AlphaGeometry từ năm 2019, khi tìm đề tài tốt nghiệp nghiên cứu sinh tại Đại học New York. Triều cho rằng AI do nhóm tạo ra có thể được sử dụng như một hệ thống hướng dẫn, hỗ trợ học sinh cấp ba trong việc học Hình. Triều sau đó gia nhập Google DeepMind, làm việc tại đây từ năm 2021.
Suốt 4 năm qua, TS Trịnh Hoàng Triều luôn miệt mài với câu hỏi làm thế nào để xây dựng một mô hình AI có khả năng giải toán hình học trong các kỳ thi Olympic Toán học Quốc tế (IMO).
Nỗ lực không ngừng nghỉ giúp Triều và các cộng sự gặt hái thành quả khi nhà khoa học máy tính người Việt đã bảo vệ thành công luận án tiến sĩ về đề tài này tại Đại học New York vào tuần trước. Theo đó, nhóm nghiên cứu đã công bố thành quả lao động suốt nhiều năm trên tạp chí khoa học uy tín Nature.
Vốn là học sinh chuyên Toán ở trường THPT Quốc học Huế và Phổ thông Năng khiếu, TP Hồ Chí Minh, TS Lương Minh Thắng và TS Lê Viết Quốc, đều đến từ Google DeepMind, bị thu hút bởi ý tưởng của Triều.
TS Lương Minh Thắng được biết tới như là một trong những người Việt khởi nghiệp nổi bật tại Thung lũng Silicon. Lương Minh Thắng đồng thời là nhà đồng sáng lập Viện New Turing (viết tắt là NTI) đã chỉ ra tác động hai chiều trong mối quan hệ giữa trí tuệ nhân tạo (AI) và nền giáo dục khai phóng.
Theo đó, thế mạnh về phân tích dữ liệu, hỗ trợ xây dựng ý tưởng, sáng tạo nội dung, hiểu và xử lý ngôn ngữ của AI sẽ là công cụ học tập, nghiên cứu hiệu quả cho sinh viên. Mặt khác, những kỹ năng mà giáo dục khai phóng trang bị cho người học như tư duy phản biện, giải quyết vấn đề và ra quyết định mang tính nhân văn có khả năng tạo ra đột phá trong lĩnh vực AI.
Đầu tháng 12, trong lần về thăm trường cũ ở TP Hồ Chí Minh, TS Lương Minh Thắng đã trình bày AlphaGeometry cho thầy Lê Bá Khánh Trình. Ông Lê Bá Khánh Trình được mệnh danh là "huyền thoại Toán học Việt Nam", từng đoạt huy chương vàng Olympic 1979 với số điểm tuyệt đối 40/40, đồng thời đoạt giải đặc biệt về lời giải độc đáo trong kỳ thi.
TS Lê Bá Khánh Trình đã phân tích một trong những cách chứng minh của AlphaGeometry và nhận thấy nó rất ấn tượng nhưng chưa đủ thỏa mãn khi cho rằng nó quá máy móc, thiếu linh hồn và vẻ đẹp của một lời giải mà con người đang tìm kiếm. Ghi nhận góp ý, TS. Lương Minh Thắng cho biết AlphaGeometry sẽ được nâng cấp trong năm nay.
Cùng tham gia nghiên cứu AlphaGeometry còn có TS Lê Viết Quốc. Từ làng quê nghèo ở Huế đến thung lũng Silicon nước Mỹ, trở thành chuyên gia hàng đầu thế giới về trí tuệ nhân tạo (AI), Lê Viết Quốc là người trực tiếp tham gia những dự án công nghệ mang tính cách mạng, có thể góp phần thay đổi thế giới. Hiện Lê Viết Quốc đang sống và làm việc tại Silicon Valley (Mỹ) - nơi sôi động nhất của công nghệ thế giới.
Không chỉ ở Việt Nam, mà trên toàn thế giới, cái tên Lê Viết Quốc không còn xa lạ với giới khoa học và dư luận, nhất là những người quan tâm đến Trí tuệ nhân tạo (AI). "Tiến sĩ Lê Viết Quốc" thường xuyên xuất hiện gắn liền với những dự án nổi tiếng của Google về trí tuệ nhân tạo như Google Translate, Google Search….
Khi Lê Viết Quốc, người Việt Nam đầu tiên được xướng tên trong TOP những nhà phát minh trẻ hàng đầu thế giới, các thầy cô trường Chuyên Quốc học Huế không quá bất ngờ trước thành tựu Quốc đạt được. Họ vẫn nhớ cậu học trò nghèo chuyên toán, đến từ nông thôn nhưng luôn tràn đầy nghị lực và đam mê học tập.
Nhờ thành tích học tập xuất sắc, Quốc được trao học bổng toàn phần của Chính phủ Australia để theo học đại học tại Đại học Quốc gia Australia và sau đó là học bổng nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Đại học Stanford (Mỹ).
Rời Stanford năm 2013, Quốc chính thức gia nhập Google với tư cách một nhà nghiên cứu. Quốc sớm đạt được những đột phá ấn tượng trong lĩnh vực dịch máy, trước khi đề xuất và hoàn thiện trình tự chuỗi cùng các nhà nghiên cứu khác ở Google.
Đầu năm 2017, Lê Viết Quốc nhận lời tham gia Hội đồng Tín thác Đại học Fulbright Việt Nam, với mong muốn đóng góp để Việt Nam sẽ có trường đại học đẳng cấp quốc tế.
TS Lê Viết Quốc bày tỏ tự hào vì nghiên cứu AlphaGeometry của các kỹ sư người Việt được đăng tải trên Nature - tạp chí quốc tế danh tiếng bậc nhất. Theo TS Lê Viết Quốc, AI có thể giải quyết các vấn đề của Toán học và thúc đẩy nhân loại tiến lên.
AlphaGeometry kết hợp giữa một mô hình ngôn ngữ dựa trên mạng nơ ron (neural language model) có khả năng suy luận tốt và một công cụ biểu tượng (symbolic engine) chuyên về lập luận logic, sau đó được tùy chỉnh để đọc hiểu hình học.
Bài số 3 kỳ thi IMO 2025 do AlphaGeometry giải. Ảnh: Nhân vật cung cấp
Đầu tiên, mạng nơ ron được đào tạo dựa trên dữ liệu, tạo ra bằng thuật toán với 100 triệu ví dụ chứng minh hình học mà không sử dụng các lời giải của con người. Khi AlphaGeometry bắt đầu giải quyết một bài toán, công cụ biểu tượng sẽ bắt đầu trước. Nếu gặp bế tắc, mạng nơ ron sẽ đề xuất những cách khác để hỗ trợ.
Quá trình này được gọi là "dựng điểm phụ", kẻ thêm một đường thẳng, chia đôi một góc, vẽ một vòng tròn phụ... giống như cách con người giải một bài hình học. Vòng lặp tiếp tục cho đến khi ra đáp án hoặc cho đến khi hết 4,5 giờ, thời lượng dành cho các bài toán ở IMO.
Điểm đặc biệt của AI này, theo ba tiến sĩ là các dữ liệu đầu vào hoàn toàn nhân tạo. Triều cho biết AlphaGeometry tự sinh ra dữ liệu chất lượng cao, đủ tốt để đạt được hiệu suất nhất định mà không cần dữ liệu huấn luyện từ lời giải của con người. Đây là điều mà các công cụ AI khác như ChatGPT hay Gemini chưa làm được.
Nhóm nghiên cứu cũng tạo ra một một hệ thống, gồm system 1 (phản ứng ngay tức khắc, thường dựa vào bản năng, cảm xúc) và system 2 (chậm rãi, logic, lý trí hơn) kết hợp với nhau. Việc này bình thường, nhưng khi đi chung với các dữ liệu nhân tạo thì tạo ra đột phá.
Các thành viên AlphaGeometry (từ trái qua):Yuhuai Wu, Trịnh Hoàng Triều, Lê Viết Quốc và Lương Thắng. Ảnh: The New York Times.
Trong bài blog đăng trên trang chủ DeepMind, nhóm các nhà khoa học cho biết AlphaGeometry là một hệ thống AI biểu tượng thần kinh (Neuro Symbolic AI). Nó kết hợp một mô hình ngôn ngữ mạng thần kinh (neural language model) giỏi suy luận giống ChatGPT và một công cụ biểu tượng dựa trên quy tắc chuyên về khả năng lập luận. Sau đó, hệ thống này được tùy chỉnh để giải quyết các bài toán hình học. Nhà toán học Heather Macbeth tại Đại học Fordham đánh giá AlphaGeometry tiến triển rất tốt trong quá trình xử lý lý luận con người một cách tự động với bộ quy tắc có sẵn.
Nhóm nghiên cứu cho hay đây có thể là hướng tiếp tục cải thiện AlphaGeometry. Họ cũng tham vọng những bước phát triển tiếp theo của AI này có thể giúp con người giải được 7 bài toán thiên niên kỷ.
AlphaGeometry – ‘con đẻ’ của 3 tiến sĩ trẻ người Việt
Nhóm nghiên cứu công cụ AI giải toán AlphaGeometry gồm 5 người trong đó 2 tác giả chính là Trịnh Hoàng Triều, 29 tuổi, tiến sĩ tại Đại học New York (Mỹ) và Lương Minh Thắng, 36 tuổi, tiến sĩ tại Đại học Stanford (Mỹ). Ngoài ra, 3 nhà khoa học khác trong nhóm nghiên cứu còn có TS Lê Viết Quốc, 42 tuổi, người được mệnh danh là "quái kiệt AI" ở Google, chuyên gia cao cấp tại Google DeepMind, bộ phận nghiên cứu trí tuệ nhân tạo (AI) của Google và 2 nhà khoa học khác là He He - cố vấn tiến sĩ của Trịnh Hoàng Triều tại Đại học New York, cùng Yuhuai Wu - nhà đồng sáng lập xAI với Elon Musk.
TS Trịnh Hoàng Triều từng là Thủ Khoa Khối A1 của trường đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh và kết thúc với luận văn tốt nghiệp với số điểm tuyệt đối. Trong thời gian học tập tại trường, Triều từng đi thực tập ở Canada từ năm 2, Nhật Bản ở năm 3, và nhiều chương trình giao lưu sinh viên quốc tế. Tháng 7/2017, sinh viên 22 tuổi Trịnh Hoàng Triều bắt đầu công việc tại Tập đoàn Google (Mỹ). Triều là sinh viên Việt Nam được Google tuyển dụng cho chương trình nghiên cứu trí tuệ nhân tạo. Sau đó, Triều bảo vệ thành công luận án tiến sỹ về chủ đề AI giải toán tại Đại học New York.
Triều có ý tưởng về AlphaGeometry từ năm 2019, khi tìm đề tài tốt nghiệp nghiên cứu sinh tại Đại học New York. Triều cho rằng AI do nhóm tạo ra có thể được sử dụng như một hệ thống hướng dẫn, hỗ trợ học sinh cấp ba trong việc học Hình. Triều sau đó gia nhập Google DeepMind, làm việc tại đây từ năm 2021.
Suốt 4 năm qua, TS Trịnh Hoàng Triều luôn miệt mài với câu hỏi làm thế nào để xây dựng một mô hình AI có khả năng giải toán hình học trong các kỳ thi Olympic Toán học Quốc tế (IMO).
Nỗ lực không ngừng nghỉ giúp Triều và các cộng sự gặt hái thành quả khi nhà khoa học máy tính người Việt đã bảo vệ thành công luận án tiến sĩ về đề tài này tại Đại học New York vào tuần trước. Theo đó, nhóm nghiên cứu đã công bố thành quả lao động suốt nhiều năm trên tạp chí khoa học uy tín Nature.
Vốn là học sinh chuyên Toán ở trường THPT Quốc học Huế và Phổ thông Năng khiếu, TP Hồ Chí Minh, TS Lương Minh Thắng và TS Lê Viết Quốc, đều đến từ Google DeepMind, bị thu hút bởi ý tưởng của Triều.
TS Lương Minh Thắng được biết tới như là một trong những người Việt khởi nghiệp nổi bật tại Thung lũng Silicon. Lương Minh Thắng đồng thời là nhà đồng sáng lập Viện New Turing (viết tắt là NTI) đã chỉ ra tác động hai chiều trong mối quan hệ giữa trí tuệ nhân tạo (AI) và nền giáo dục khai phóng.
Theo đó, thế mạnh về phân tích dữ liệu, hỗ trợ xây dựng ý tưởng, sáng tạo nội dung, hiểu và xử lý ngôn ngữ của AI sẽ là công cụ học tập, nghiên cứu hiệu quả cho sinh viên. Mặt khác, những kỹ năng mà giáo dục khai phóng trang bị cho người học như tư duy phản biện, giải quyết vấn đề và ra quyết định mang tính nhân văn có khả năng tạo ra đột phá trong lĩnh vực AI.
Đầu tháng 12, trong lần về thăm trường cũ ở TP Hồ Chí Minh, TS Lương Minh Thắng đã trình bày AlphaGeometry cho thầy Lê Bá Khánh Trình. Ông Lê Bá Khánh Trình được mệnh danh là "huyền thoại Toán học Việt Nam", từng đoạt huy chương vàng Olympic 1979 với số điểm tuyệt đối 40/40, đồng thời đoạt giải đặc biệt về lời giải độc đáo trong kỳ thi.
TS Lê Bá Khánh Trình đã phân tích một trong những cách chứng minh của AlphaGeometry và nhận thấy nó rất ấn tượng nhưng chưa đủ thỏa mãn khi cho rằng nó quá máy móc, thiếu linh hồn và vẻ đẹp của một lời giải mà con người đang tìm kiếm. Ghi nhận góp ý, TS. Lương Minh Thắng cho biết AlphaGeometry sẽ được nâng cấp trong năm nay.
Cùng tham gia nghiên cứu AlphaGeometry còn có TS Lê Viết Quốc. Từ làng quê nghèo ở Huế đến thung lũng Silicon nước Mỹ, trở thành chuyên gia hàng đầu thế giới về trí tuệ nhân tạo (AI), Lê Viết Quốc là người trực tiếp tham gia những dự án công nghệ mang tính cách mạng, có thể góp phần thay đổi thế giới. Hiện Lê Viết Quốc đang sống và làm việc tại Silicon Valley (Mỹ) - nơi sôi động nhất của công nghệ thế giới.
Không chỉ ở Việt Nam, mà trên toàn thế giới, cái tên Lê Viết Quốc không còn xa lạ với giới khoa học và dư luận, nhất là những người quan tâm đến Trí tuệ nhân tạo (AI). "Tiến sĩ Lê Viết Quốc" thường xuyên xuất hiện gắn liền với những dự án nổi tiếng của Google về trí tuệ nhân tạo như Google Translate, Google Search….
Khi Lê Viết Quốc, người Việt Nam đầu tiên được xướng tên trong TOP những nhà phát minh trẻ hàng đầu thế giới, các thầy cô trường Chuyên Quốc học Huế không quá bất ngờ trước thành tựu Quốc đạt được. Họ vẫn nhớ cậu học trò nghèo chuyên toán, đến từ nông thôn nhưng luôn tràn đầy nghị lực và đam mê học tập.
Nhờ thành tích học tập xuất sắc, Quốc được trao học bổng toàn phần của Chính phủ Australia để theo học đại học tại Đại học Quốc gia Australia và sau đó là học bổng nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Đại học Stanford (Mỹ).
Rời Stanford năm 2013, Quốc chính thức gia nhập Google với tư cách một nhà nghiên cứu. Quốc sớm đạt được những đột phá ấn tượng trong lĩnh vực dịch máy, trước khi đề xuất và hoàn thiện trình tự chuỗi cùng các nhà nghiên cứu khác ở Google.
Đầu năm 2017, Lê Viết Quốc nhận lời tham gia Hội đồng Tín thác Đại học Fulbright Việt Nam, với mong muốn đóng góp để Việt Nam sẽ có trường đại học đẳng cấp quốc tế.
TS Lê Viết Quốc bày tỏ tự hào vì nghiên cứu AlphaGeometry của các kỹ sư người Việt được đăng tải trên Nature - tạp chí quốc tế danh tiếng bậc nhất. Theo TS Lê Viết Quốc, AI có thể giải quyết các vấn đề của Toán học và thúc đẩy nhân loại tiến lên.
(Nguồn VTV)