Update README.md
Browse files
README.md
CHANGED
|
@@ -1,5 +1,9 @@
|
|
| 1 |
---
|
| 2 |
license: mit
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 3 |
tags:
|
| 4 |
- math
|
| 5 |
- algebra
|
|
@@ -7,53 +11,124 @@ tags:
|
|
| 7 |
- pytorch
|
| 8 |
- onnx
|
| 9 |
- safetensors
|
|
|
|
| 10 |
- rnn
|
| 11 |
- gru
|
| 12 |
pipeline_tag: feature-extraction
|
| 13 |
---
|
| 14 |
|
| 15 |
-
# 🤖 Stupi-Equation-Solver (1st–4th Degree)
|
| 16 |
|
| 17 |
-
|
| 18 |
|
| 19 |
-
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 20 |
|
| 21 |
-
##
|
| 22 |
-
* **
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 23 |
* **Размерности:** `embed_dim=64`, `hidden_dim=384`, `max_roots=4`
|
| 24 |
-
* **
|
| 25 |
-
* **Аппаратное ускорение:** Intel Arc A770 (16GB) под Arch Linux через PyTorch XPU (Level Zero)
|
| 26 |
-
* **Функция потерь:** Masked MSE Loss (
|
| 27 |
|
| 28 |
-
## 🎯 Метрики качества (Бенчмарк)
|
| 29 |
* **Степень 1 (Линейные):** MAE ≈ **0.33**
|
| 30 |
* **Степень 2 (Квадратные):** MAE ≈ **0.27** *(Точное извлечение корней, включая иррациональные до сотых, например $1 - \sqrt{2} \approx -0.41$)*
|
| 31 |
* **Степень 3 (Кубические):** MAE ≈ **0.60**
|
| 32 |
* **Степень 4 (4-я степень):** MAE ≈ **1.17**
|
| 33 |
* **Общая средняя ошибка (Overall MAE):** **~0.69 – 0.75**
|
| 34 |
|
| 35 |
-
|
|
|
|
|
|
|
| 36 |
|
| 37 |
```python
|
|
|
|
| 38 |
import numpy as np
|
| 39 |
import onnxruntime as ort
|
| 40 |
-
import json
|
| 41 |
|
|
|
|
| 42 |
session = ort.InferenceSession("model.onnx")
|
| 43 |
|
| 44 |
with open("config.json", "r", encoding="utf-8") as f:
|
| 45 |
-
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 46 |
|
| 47 |
-
|
| 48 |
-
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 49 |
|
| 50 |
-
|
| 51 |
-
tokens = [vocab.get(ch, 1) for ch in equation_str]
|
| 52 |
tokens = tokens[:max_len] + [0] * max(0, max_len - len(tokens))
|
| 53 |
-
|
| 54 |
-
|
| 55 |
-
|
| 56 |
-
return [round(float(r), 2) for r in
|
| 57 |
|
| 58 |
-
|
| 59 |
-
print(solve("3x^2 - 4x - 15 = 0")) # -> [2.96, -1.59, .
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 1 |
---
|
| 2 |
license: mit
|
| 3 |
+
language:
|
| 4 |
+
- en
|
| 5 |
+
- pl
|
| 6 |
+
- ru
|
| 7 |
tags:
|
| 8 |
- math
|
| 9 |
- algebra
|
|
|
|
| 11 |
- pytorch
|
| 12 |
- onnx
|
| 13 |
- safetensors
|
| 14 |
+
- gguf
|
| 15 |
- rnn
|
| 16 |
- gru
|
| 17 |
pipeline_tag: feature-extraction
|
| 18 |
---
|
| 19 |
|
| 20 |
+
# 🤖 Stupi-Equation-Solver (1st–4th Degree Polynomials)
|
| 21 |
|
| 22 |
+
[English](#-english) | [Polski](#-polski) | [Русский](#-русский)
|
| 23 |
|
| 24 |
+
---
|
| 25 |
+
|
| 26 |
+
## 🇬🇧 English
|
| 27 |
+
|
| 28 |
+
### Description
|
| 29 |
+
A lightweight neural network designed to solve algebraic polynomial equations from **1st to 4th degree** (both complete and incomplete) directly from raw character text.
|
| 30 |
+
|
| 31 |
+
The model infers real roots without any external CAS/symbolic algebra engines—it learns polynomial factorization, discriminant calculation, sign switching, and roots extraction directly from ASCII strings.
|
| 32 |
+
|
| 33 |
+
### 📊 Architecture & Training
|
| 34 |
+
* **Model Architecture:** 2-layer Bidirectional GRU (BiGRU) + Deep MLP regression head
|
| 35 |
+
* **Parameters:** `embed_dim=64`, `hidden_dim=384`, `max_roots=4`
|
| 36 |
+
* **Dataset:** Trained on over **1,000,000 synthetic equations** (random variable names $x, y, a, t, z...$, non-monic scales from -6 to +12, roots range $[-20, 20]$)
|
| 37 |
+
* **Hardware Acceleration:** **Intel Arc A770 (16GB GDDR6)** on **Arch Linux** via PyTorch XPU (oneAPI / Level Zero backend)
|
| 38 |
+
* **Loss Function:** Custom Masked MSE Loss (penalizes only valid real roots, masking out padding slots)
|
| 39 |
+
|
| 40 |
+
### 🎯 Benchmark Results (100 Unseen Test Equations)
|
| 41 |
+
* **Degree 1 (Linear):** MAE ≈ **0.33**
|
| 42 |
+
* **Degree 2 (Quadratic):** MAE ≈ **0.27** *(Accurate on full quadratics and irrationals, e.g. $1 - \sqrt{2} \approx -0.41$)*
|
| 43 |
+
* **Degree 3 (Cubic):** MAE ≈ **0.60**
|
| 44 |
+
* **Degree 4 (Quartic):** MAE ≈ **1.17**
|
| 45 |
+
* **Overall Mean Absolute Error (MAE):** **~0.69 – 0.75**
|
| 46 |
+
|
| 47 |
+
---
|
| 48 |
+
|
| 49 |
+
## 🇵🇱 Polski
|
| 50 |
+
|
| 51 |
+
### Opis
|
| 52 |
+
Neuronowy solver równań algebraicznych wielomianowych od **1. do 4. stopnia** (zarówno zupełnych, jak i niezupełnych) bezpośrednio z surowego tekstu znakowego.
|
| 53 |
+
|
| 54 |
+
Model wyznacza pierwiastki rzeczywiste bez użycia zewnętrznych silników symbolicznych (CAS) — uczy się wyznaczania wyróżnika (delty), rozkładu na czynniki, reguły znaków i pierwiastkowania wprost z ciągów znaków ASCII.
|
| 55 |
+
|
| 56 |
+
### 📊 Architektura i Trening
|
| 57 |
+
* **Architektura:** 2-warstwowy dwukierunkowy GRU (BiGRU) + głęboka regresyjna głowica MLP
|
| 58 |
+
* **Wymiary:** `embed_dim=64`, `hidden_dim=384`, `max_roots=4`
|
| 59 |
+
* **Zbiór danych:** Wytrenowany na ponad **1 000 000 syntetycznych równań** (losowe zmienne $x, y, a, t...$, współczynniki skalowania od -6 do +12, zakres pierwiastków $[-20, 20]$)
|
| 60 |
+
* **Akceleracja sprzętowa:** **Intel Arc A770 (16GB)** pod **Arch Linux** z wykorzystaniem PyTorch XPU (Level Zero)
|
| 61 |
+
* **Funkcja straty:** Masked MSE Loss (uwzględnia wyłącznie istniejące pierwiastki rzeczywiste)
|
| 62 |
|
| 63 |
+
### 🎯 Wyniki testowe (Benchmark 100 równań)
|
| 64 |
+
* **Stopień 1 (Liniowe):** MAE ≈ **0.33**
|
| 65 |
+
* **Stopień 2 (Kwadratowe):** MAE ≈ **0.27** *(Wysoka precyzja na pierwiastkach niewymiernych, np. $1 - \sqrt{2} \approx -0.41$)*
|
| 66 |
+
* **Stopień 3 (Sześcienne):** MAE ≈ **0.60**
|
| 67 |
+
* **Stopień 4 (4. stopień):** MAE ≈ **1.17**
|
| 68 |
+
* **Średni błąd bezwzględny (Ogólny MAE):** **~0.69 – 0.75**
|
| 69 |
+
|
| 70 |
+
---
|
| 71 |
+
|
| 72 |
+
## 🇷🇺 Русский
|
| 73 |
+
|
| 74 |
+
### Описание
|
| 75 |
+
Нейросетевой решатель алгебраических уравнений степеней **от 1 до 4** (полных и неполных) по сырому символьному тексту.
|
| 76 |
+
|
| 77 |
+
Модель находит действительные корни полиномов без сторонних систем компьютерной алгебры (CAS) — она выучила формулы Виета, дискриминант, смену знаков и извлечение корней напрямую из строк ASCII.
|
| 78 |
+
|
| 79 |
+
### 📊 Архитектура и Обучение
|
| 80 |
+
* **Архитектура:** 2-слойная Двунаправленная GRU (BiGRU) + Полносвязная голова MLP
|
| 81 |
* **Размерности:** `embed_dim=64`, `hidden_dim=384`, `max_roots=4`
|
| 82 |
+
* **Датасет:** Обучена суммарно на более чем **1 000 000 синтетических уравнений** (различные переменные $x, y, a, t...$, коэффициенты от -6 до +12, диапазон корней $[-20, 20]$)
|
| 83 |
+
* **Аппаратное ускорение:** **Intel Arc A770 (16GB)** под **Arch Linux** через PyTorch XPU (интерфейс Level Zero)
|
| 84 |
+
* **Функция потерь:** Кастомный Masked MSE Loss (штрафует только за существующие действительные корни)
|
| 85 |
|
| 86 |
+
### 🎯 Метрики качества (Бенчмарк на 100 контрольных уравнениях)
|
| 87 |
* **Степень 1 (Линейные):** MAE ≈ **0.33**
|
| 88 |
* **Степень 2 (Квадратные):** MAE ≈ **0.27** *(Точное извлечение корней, включая иррациональные до сотых, например $1 - \sqrt{2} \approx -0.41$)*
|
| 89 |
* **Степень 3 (Кубические):** MAE ≈ **0.60**
|
| 90 |
* **Степень 4 (4-я степень):** MAE ≈ **1.17**
|
| 91 |
* **Общая средняя ошибка (Overall MAE):** **~0.69 – 0.75**
|
| 92 |
|
| 93 |
+
---
|
| 94 |
+
|
| 95 |
+
## 💻 Quick Start / Szybki start / Быстрый запуск (ONNX Runtime)
|
| 96 |
|
| 97 |
```python
|
| 98 |
+
import json
|
| 99 |
import numpy as np
|
| 100 |
import onnxruntime as ort
|
|
|
|
| 101 |
|
| 102 |
+
# 1. Load ONNX model and metadata
|
| 103 |
session = ort.InferenceSession("model.onnx")
|
| 104 |
|
| 105 |
with open("config.json", "r", encoding="utf-8") as f:
|
| 106 |
+
config = json.load(f)
|
| 107 |
+
|
| 108 |
+
vocab = config["vocab"]
|
| 109 |
+
max_len = config["max_len"]
|
| 110 |
|
| 111 |
+
# 2. Inference function
|
| 112 |
+
def solve(equation: str):
|
| 113 |
+
equation = equation.strip()
|
| 114 |
+
if "=" not in equation:
|
| 115 |
+
equation += " = 0"
|
| 116 |
+
|
| 117 |
+
# Determine polynomial degree
|
| 118 |
+
if "^4" in equation: deg = 4
|
| 119 |
+
elif "^3" in equation: deg = 3
|
| 120 |
+
elif "^2" in equation: deg = 2
|
| 121 |
+
else: deg = 1
|
| 122 |
|
| 123 |
+
tokens = [vocab.get(ch, 1) for ch in equation]
|
|
|
|
| 124 |
tokens = tokens[:max_len] + [0] * max(0, max_len - len(tokens))
|
| 125 |
+
input_data = np.array([tokens], dtype=np.int64)
|
| 126 |
+
|
| 127 |
+
preds = session.run(["roots"], {"tokens": input_data})[0][0]
|
| 128 |
+
return [round(float(r), 2) for r in preds[:deg]]
|
| 129 |
|
| 130 |
+
# 3. Test examples
|
| 131 |
+
print(solve("3x^2 - 4x - 15 = 0")) # -> [2.96, -1.59] (Exact: 3.0, -1.67)
|
| 132 |
+
print(solve("x^2 - 2x - 1 = 0")) # -> [2.03, -0.41] (Exact: 2.41, -0.41)
|
| 133 |
+
print(solve("x^2 - 16 = 0")) # -> [3.85, -4.02] (Exact: 4.0, -4.0)
|
| 134 |
+
print(solve("a^3 - 3a^2 + 2a = 0")) # -> [2.09, 0.84, -0.14] (Exact: 2.0, 1.0, 0.0)
|