Математика в картинках: учёные создали программу для перевода формул в иллюстрации

Коллектив учёных под руководством специалистов из Университета Карнеги — Меллона (Питтсбург, США) разработал компьютерную программу Penrose для перевода математических формул в наглядные цифровые иллюстрации-диаграммы. Об этом сообщили в пресс-службе вуза.

На создание доступного всем инструмента для перевода математических уравнений в красивые и понятные иллюстрации разработчиков вдохновила деятельность популяризатора науки Роджера Пенроуза, в честь которого и была названа новая программа. Математик и физик Пенроуз известен благодаря своему методу объяснения сложных научных идей при помощи диаграмм и рисунков.

«У некоторых математиков есть талант рисовать красивые диаграммы от руки, но они исчезают, как только их стирают с доски. Мы хотим сделать эту выразительную силу доступной каждому», — пояснил разработчик Penrose, профессор информатики и робототехники вуза Кинан Крейн.

По утверждению разработчиков, возможности Penrose не ограничиваются базовыми функциями графического калькулятора: программа «понимает» язык цифр и символов из любой области математики и позволяет пользователям получать готовые диаграммы.

«Секретная особенность нашей системы в том, чтобы дать людям возможность легко объяснить процесс преобразования компьютеру, чтобы тот мог проделать всю сложную работу по непосредственному созданию изображения», — пояснила соавтор и коллега Крейна Кэтрин Е.

Для разработки этого инструмента учёные создали специальный язык программирования. Он позволяет экспертам по созданию диаграмм кодировать и вносить новые визуальные решения в систему. Остальные пользователи могут вводить математические выражения и выбирать соответствующие готовые решения из доступной галереи иллюстраций.

По словам учёных, диаграммы зачастую не используются в технических текстах и различных видах научной коммуникации по той лишь причине, что создание высококачественных цифровых иллюстраций либо не под силу многим специалистам, либо требует дополнительной кропотливой работы. Разработчики уверены, что Penrose справится с этими проблемами, позволяя найти наиболее подходящее визуальное решение.

«Математики могут очень избирательно подходить к обозначениям. Мы даём им возможность определить, какое обозначение им нужно для естественного выражения своих мыслей», — добавил Кинан Крейн.

Презентация программы состоится во второй половине июля на конференции по компьютерной графике и интерактивным технологиям SIGGRAPH 2020, которая из-за пандемии COVID-19 пройдёт в виртуальном формате. По мнению разработчиков, Penrose — это лишь первый шаг на пути к созданию мощной универсальной системы визуализации абстрактных математических выражений.

«Наша задумка состоит в том, чтобы можно было взять старый библиотечный учебник по математике, стряхнуть с него пыль, загрузить его в компьютер и получить книгу с потрясающими иллюстрациями, чтобы больше людей могли её понять», — подытожил профессор Крейн.