Verzia zo dňa a času 11:44, 27. september 2009

Fyzikálna Eliza

(Zadanie bakalárskej práce, naspäť na zoznam bakalárskych prác)

Cieľ: Vytvoriť program schopný riešiť jednoduché slovné fyzikálne príklady, využitím pravidiel pre rozmerovú analýzu a hľadania niekoľkých kľúčových slov.

Popis: Fyzikálne úlohy, ktoré nájdeme v učebniciach pre základné školy, majú zvyčajne jednoduchý tvar a formu:

Motor výťahu zdvihne rovnomerným pohybom náklad s hmotnosťou <math>240 kg</math> do výšky <math>36 m</math> za <math>90 s</math>. Aký je výkon motora? (g = <math>10 m.s^{-2}</math>)

Vidíme, že:

• otázkou/úlohou je posledná veta
• vyskytuje sa v nej kľúčové slovo ("výkon")
• je ľahké určiť rozmery vstupných údajov (kg, m, s)
• dá sa vytvoriť krátka tabuľka kľúčových slov spolu s ich rozmerom (výkon ~ <math>kg.m^2.s^{-3}</math>)
• konštanty, ktoré sú v texte dané, treba vždy všetky použiť
• majú daný rozmer

V tejto úlohe, aj bez toho, aby sme rozumeli textu, je len jediný spôsob, ako skombinovať vstupné údaje, aby sme dostali výstupný údaj:

výkon (<math>kg.m^2.s^{-3}</math>) = hmotnosť (<math>kg</math>) * g (<math>m. s^{-2}</math>) * výška (<math>m</math>) / čas (<math>s</math>)

Takéto riešenie bez porozumenia pripomína Elizu, program, ktorý konverzuje s človekom, hľadá kľúčové slová, a dúfa, že človek mu poskytne dostatok údajov, aby rozhovor mohol pokračovať. Systém slovám pritom nerozumie a riadi sa len pár pravidlami, napriek tomu vzbudzuje dojem, že vedie naozajstnú konverzáciu.

Fyzikálna Eliza sa rovnako môže spoliehať na jednoduchosť úloh, ich tradičnú formu, a generovať riešenia bez porozumenia. Dala by tak podnet na zamyslenie, či niektorí žiaci neriešia úlohy podobným spôsobom; nútila by formulovať úlohy spôsobom, ktorý vylučuje ich mechanické riešenie. Zároveň s obohacovaním jej pravidiel možno povedať, že sa tvorí (hoci nedokonalý) experný systém na riešenie fyzikálnych úloh.

Literatúra:

• http://www.priklady.eu/sk/Fyzika/Mechanicka-praca/Vykon.alej
• viacero zbierok fyzikálnych úloh podľa výberu
• http://en.wikipedia.org/wiki/ELIZA

Požiadavky: Sympatia k fyzike (najmä schopnosť riešiť fyzikálne príklady s porozumením, nie mechanicky), tvorivé nápady potrebné k tvorbe pravidiel, znalosť jazyka vhodného na spracovanie-parsovanie vstupného textu (napr. Perl).

Téma je voľná, v prípade záujmu ma kontaktujte: Michal Malý