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GitHub 最強 AI 數學解題神器！拍照上傳秒給答案，連微積分都難不倒他

Posted on2019/05/27
TO 精選觀點

【為什麼我們要挑選這篇文章】AI 應用越發奇葩，過去寫數學一支筆、一顆腦，現在連腦都不用，帶個 AI 就行。
中國 GitHub 大神研發數學 AI，透過深度學習與影像識別，打造最強解題神器。每個學生都夢寐以求的數學 AI 究竟怎麼下載？怎麼用？接著看下去。（責任編輯：陳伯安）

作者：量子位／ 曉查 銅靈

一位叫 Roger 的中國學霸小哥的拍照做題程式 mathAI 一下子火了，這個 AI，堪稱數學解題神器。

輸入一張包含手寫數學題的圖片，AI 就能辨識出輸入的數學公式，然後給出計算結果。

不僅加減乘除基本運算，就連高等數學中的微積分都不在話下。

就像下面這樣：

還在苦苦糾結高數作業如何求解？還在東奔西走的找學霸借作業？手握 mathAI，不就是手握了新時代的解題利器嗎？

此項目程式碼已半開源

短短幾天時間，這個項目在微博就收穫了上百次轉發。看到畫風如此新奇，似乎還能開啓無限可能應用，網友們紛紛召喚自己的印象筆記（中國版 Evernote）小助手收藏，大呼：以後教數學就是它了。

作者表示，這個專案已經是半開源狀態了，目前開源的部分可以辨識計算加減乘除簡單運算。

如果想要辨識更加複雜的運算式，可以參考數學公式辨識的論文自己進行擴展。

具體來看看這個解題神器。

深度學習辨識數學題，正確率逼近 80%

全能型選手 mathAI 是怎麼實現這個功能的？

作者在 Github 中介紹說，整個程式使用 python 實現，具體處理流程包括：圖像預處理 → 字元辨識 → 數學公式辨識 → 數學公式語義理解 → 結果輸出。

整個系統的處理流程如下：

圖片預處理主要以 OpenCV 作為主要工具，將圖片中的字元單獨切割出來，避免無關變數對字元辨識的影響。

隨後，國際數學公式辨識比賽資料集（CROHME）對通過卷積神經網路進行訓練。

此外，還進行結構分析，對字元的空間關係進行判定。比如一個字元的上標和下標，含義自然不一樣。

在語義分析階段，就需要匯集上面得到的資訊，判斷運算該如何進行了。節點屬性傳遞過程如下圖所示：

作者在用 160 道手寫測試題進行了測試：

結果表明，平均字元辨識率達到了 96.23%，且系統做題的平均正確率達到了 79.38%。

手把手教學怎麼用

來，實際上手操作下。

作者給出兩種使用模式：網頁模式和介面模式（Interface）。介面模式比較直觀，只需打開網頁上傳圖片即可自動給出解題結果。

下面以介面模式為例介紹一下 mathAI 的安裝使用方法。
首先需要安裝 flask、虛擬環境、科學資料庫 numpy、sympy 等，它們都可以用 pip 安裝。

pip install flask
pip install virtualenv

將項目的 lib.zip 檔解壓到系統目錄的 venv 資料夾下。（lib.zip 可以回覆 lib 獲取）

配置置好運行環境後，用 PyCharm 打開下載好的專案，在載入過程中，PyCharm 會自動安裝好專案依賴的軟體資料庫。

使用命令列進入專案所在目錄，並啓動虛擬環境：

. venv/bin/activate

將 FLASK_ENV 環境變數設置為啓用開發模式：

export FLASK_ENV=development

然後使用指令運行 flask 網站框架 :

export FLASK_APP=welcome.py
flask run

打開流覽器，在位址中輸入 127.0.0.1:5000，即可打開項目網頁。在網頁中輸入一張包含數學公式的圖片，就好返回運算結果。

目前 GitHub 專案頁上的程式碼只支持加減乘除這樣的簡單運算。

中國神人 Roger 的其他 GitHub 發明

做出這個自動求解系統的，還是一位元中國少年。

這位 GitHub ID 為 Roger，本名羅文傑，是中山大學資料科學與電腦學院的研一在讀碩士生，主要攻讀電腦視覺方向。

不僅這個解題神器，在 Roger 的 GitHub 主頁上還能看到其此前參與的很多有趣研究。

比如這個基於帖子的校園互助交友平臺 LiBond。用戶可以在裡面發佈任務，然後使用虛擬幣荔枝進行交易。

羅同學的設想是，有閒置時間的同學可以在此平臺上幫助他人，然後結交好朋友，荔枝幣還能用來兌換喜歡的物品。

再比如，一個基於 C++ 的無禁手五子棋 AI，可以通過 openGL 實現圖形介面。

在這個項目中，羅同學使用了最經典的極大極小博弈樹、alpha-beta 剪枝、置換表等演算法，還附上了核心程式碼。

確認過眼神，是學霸無疑了。

資料來源：https://buzzorange.com/techorange/2019/05/27/math-ai/…

https://youtu.be/DPHL75W-pTQ
《BIGWEI教學》夜神與雷電不好用的話，那就用我強推薦得此款！

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BlueStacks4+黑沙下載連結：http://bstk.me/u6Se3NAJy
（這是WIN7~10適用的版本，MAC系統暫時不支援）

《時間目錄》
00:28 穩定運行黑沙的基本設定
01:07 鍵盤操控設置
02:17 設定技能點擊換頁(免滑動)
～遊戲內調整視角的三種方法～
03:02 使用遊戲內建的目標方向視角
03:31 滑鼠縮放視角或射擊模式
04:08 用鍵盤或手把(香菇頭)控制視角
06:12 多開無限刷首抽或同時玩多個遊戲
08:19 BS4+黑沙下載安裝、備份還原

～文字原稿～

要順暢玩黑沙的最低建議設置：

解析度1280＊720
引擎→性能模式選OpenGL
高級圖形引擎打勾（不勾連遊戲都開不起來）
CPU核心數２
記憶體1400以上（1800更好，2400最穩）

如果追求極緻，可以把各種設定調高，不過肉眼很難看出畫面有差多少。

鍵盤操控設置，BS4對應鍵盤操控，系統很貼心的幫你把黑沙按鍵先設定好，不喜歡全刪掉沒關係！（按「還原」就會恢復系統設定）

我個人習慣，移動用WASD鍵，半徑設定為12。

閃避用空白鍵，把「點擊」拉到閃避按鈕上，再按空白鍵就設定完成（或直接滑鼠左鍵點閃避按鈕位置），其它攻擊鍵隨便你要怎麼設定都可以。

如果要設定技能換頁，在黑沙設定中選擇便利，把戰鬥模式打開，技能欄左邊就會出現一個小白圈，點它就可以切換第二頁技能（按鍵提示把小眼睛往下拉就變透明）。

調整視角的三種方法：

１，使用遊戲內建的鎖住目標及目標方向視角（速度建議100%）功能，在鎖定對像後，鏡頭會自動幫你正對目標（打王或打架好用）。

２，在畫面上按住你的滑鼠左鍵轉動視角（按住Ctrl+轉動滑鼠滾輪＝縮放視角）。或把「射擊模式」按鍵拖到畫面中央，設定為右鍵開關，這樣按下右鍵時，滑鼠指標會消失，然後就可以用滑鼠轉動視角。如果再按一次右鍵就會取消功能（缺點是滑鼠視角時，角色操控很容易卡到）。

３，用鍵盤或手把（香菇頭）控制視角。把「旋轉」按鈕拖到畫面中央，BlueStacks4預設用鍵盤上的方向鍵調整視角（速度建議150），按一下就會轉一下。

如果你本身有在使用Xpadder（或JoyToKey之類的手把模擬鍵盤操作），平常鍵盤怎麼控制遊戲，就相對設定到手把上。

例如視角操作可以把鍵盤方向鍵設定為右香菇頭，並設定連發，這樣香菇頭往右或左就會快速轉動視角，其它按鍵自己設定，都弄好後，在角色操控上會更加靈活而且舒適。

多開無限刷首抽或同時玩多個遊戲，在BS4首頁，點下方的多開引擎管理員，新建一個多開引擎，選複製同一帳戶，再按創建，就會複製一個跟你原本設定相同的多開引擎。

運行黑色沙漠，用遊客登入（Guest），創建一個新家門就可以去領寵物當首抽刷（9月27以前創新帳號會送寵物，以後沒有了）。

刷完後刪掉這個引擎，再創一個新的，等於無限刷首抽（重點，你剛裝遊戲時不要用遊客登入，不然複製出來的引擎會有遊客記錄）。

如果你要多開掛機為全球暖化盡一份心力，首先建議把遊戲效能調到最小，然後就看你家電腦效能跟記憶體夠不夠力，我家電腦算古董了，記憶體8G，雙開勉強勉強，拔劍時會頓主要就是記憶體快被吃光光，所以BS4的設定也要盡量調低（記憶體壓在1100還可以動，懶得測長時間穩定度）。

BS4＆黑沙的下載安裝及備份還原，安裝時建議你把BS4裝在SSD硬碟（傳統碟也可以，但SSD讀取較快！），裝好後登入Google商店，就會自動進入黑沙下載頁面（如果沒有，你就自己找一下吧）。

不管你用任何模擬器，最新版本不一定相容你喜歡的遊戲，所以當你目前用的模擬器跑遊戲很順時，你要做的是：

一，把模擬器的安裝檔留著。
二，備份模擬器檔案（會包含所有安裝的遊戲檔案完整備份）。

日後如果發生任何問題，就重新安裝並且把備份還原就好了。

可轉貼，但請附上影片網址或直接嵌入哦，謝謝：https://youtu.be/XHYWd-WgKy0

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