WolframAlpha: answer engine a znalostní báze s triliony dat

0
94
geometric shape digital wallpaper

Úvod

WolframAlpha je dotazovací služba vytvořena a provozována společností Wolfram Research,
kterou založil a vlastní Stephen Wolfram. Wolfram Alpha by se dal také označit jako answer
engine či computational knowledge engine. Jeho vznik se datuje do roku 2009, kdy byl poprvé
spuštěn. Samotný projekt Wolfram Alpha je založen na Wolframovo dřívějším projektu s
názvem Mathematica. Wolfram Mathematica je proprietární softwarová aplikace, která slouží k
matematickému modelování. V současnosti je také provozována společností Wolfram Research.
Každý měsíc navštíví Wolfram Alpha přes 19 milionů uživatelů [1]. Wolfram Alpha existuje ve
2 verzích, první je free verze a druhá je placená PRO verze. PRO verze je dostupná v několika
variantách, včetně verze pro studenty, která je výrazně zlevněná [2].

Popis Wolfram Alpha

Samotný projekt Wolfram Alpha měl jako myšlenku Stephen Wolfram přes 30 let, až díky
technologickému pokroku a této vizi mohl být Wolfram Alpha v roce 2009 spuštěn [3]. Wolfram
Alpha se skládá ze 2 základních stavebních kamenů. Těmito 2 kameny jsou programovací
jazyk Wolfram a přístup neboli paradigma nazývající se NKS (A New Kind of Science) [3].
Wolfram jazyk byl vyvíjen pro softwarovou aplikaci Wolfram Mathematica, z níž se posunul
dále a byl použit pro samotný Wolfram Aplha. Jazyk Wolfram zastává ve Wolram Alpha 3
základní funkce [3]:

• poskytuje strukturu ve které je celá báze znalostí reprezentována a veškeré příkazy jsou
implementovány,
• poskytuje výpočetní základ díky kterému je možné implementovat různé algoritmy a
metody,
• poskytuje silné technické zázemí.

Jazyk Wolfram je více než 35 let starý a stále se vyvíjí [3]. Momentálně se nachází ve verzi
12.3. Každou verzí dochází k přidání několika funkcí. Další klíčovou částí Wolfram Alpha je
NKS. Díky algoritmům a myšlenkám, které vycházejí z NKS je možné je využívat pro Wolfram
Alpha. NKS je paradigma, které je vyvinuto Wolframovo společností Wolfram Research [3].
NKS není přímo součástí Wolfram Alpha jako Wolfram jazyk, ale Wolfram Alpha staví na
výzkumu a vývoji, který vyšel ze NKS.

Obrázek 1.1: Princip Wolfram Alpha [1]

Wolfram Alpha je kromě webové aplikace také dostupný na několika zařízeních jako mobilní
aplikace (iOS, Android, Windows Phone). Ta je ovšem placená a stojí 80 korun, ovšem nejedná
se o měsíční ani roční předplatné, jakmile aplikaci zakoupíte zůstane vám navždy. Mezi další
mobilní aplikace patří různé doprovodné aplikace pro vzdělávání. Lze také využít rozšíření do
prohlížečů (Firefox, Chromium), které umožní rychle a pohodlně vyhledávat dotazy.
Wolfram Alpha nabízí také řešení pro soukromé firmy. Firmy tak mohou Wolfram Alpha
využít ve svých aplikacích a dokonce je možné nasadit Wolfram Alpha do firemního intranetu
jako přímou kopii. Wolfram Alpha se dá také využít k analýze a modelování rozsáhlých dat.
Placená verze zvaná Wolfram Alpha PRO umožňuje navíc oproti Basic verzi několik věcí [2]:

zobrazení krok po kroku při výpočtů,
kalkulačky pro osobní finance, výživu atd.,
dvojnásobný čas na výpočet,
2MB limit pro nahrávání souborů a jejich analýzu,
customizace výstupů a možnost stahovat výsledky.

Kromě Pro verze je také k dispozici Pro Premium verze. Ta má navíc expresní podporu od
Wolfram Alpha expertů a rozšířené limity pro výpočetní čas a velikost souborů [2]. Cena
těchto dvou verzí se liší o skoro polovinu. PRO verze stojí 6,99 USD a Pro Premium 12 USD.
Nejpopulárnější je verze Pro [2]. Cena pro studenty a ostatní se snižuje v případě zakoupení
ročního či semestrálního předplatného. Mobilní aplikace stojí 2,99 USD, její výhoda je v tom,
že ji máte navždy.

Obrázek 1.2: Logo Wolfram Alpha [1]

K úpravě uživatelských preferencí (jednotky, lokace, čas, velikost textu) lze využít vytvoření
Wolfram účtu, pomocí kterého jde tyto preference měnit a také k uchovávání nahraných a
stažených dat.

Funkce Wolfram Alpha

Wolfram Alpha nabízí mnoho rozličných funkcí ze spousty oblastí lidského poznání. Pod
dominantním logem se nachází část pro zadávání dotazů. Dotazy můžeme zadávat bud pomocí
přirozeného jazyka, nebo lze využít matematický zápis pro vložení speciálních znaků (například
pro výpočet integrálů, derivací atd.). Také lze využít nahrání souboru s daty, které posléze
Wolfram Alpha zanalyzuje. Jako poslední možnost se zde nachází i vygenerování náhodného
dotazu. Pod polem pro zadávání dotazů se ještě nachází možnost „Extended Keyboard“, ta
nám umožňuje vložit speciální znaky jako písmena řecké abecedy.

Pod dotazovacím polem se nacházejí jednotlivé oblasti, které Wolfram Alpha umí zpracovávat.
Mezi tyto oblasti patří [1]:
Matematika,
Věda & Technologie,
Společnost & Kultura,
Každodenní život.

Obrázek 2.1: Wolfram Alpha [1]

Jednotlivé oblasti jsou dále členěny do subkategorií jak je vidět na obrázku. Pro zadání dotazu
ho stačí napsat do příslušného pole a stisknout enter. Podle složitosti dotazu poté proběhne
výpočet, ale většinou je to během několika sekund. Kromě řešení námi zadaných problémů dokáže Wolfram Alpha problémy také generovat. Funkce jež se tímto zabývá se nazývá Wolfram Problem Generator [4]. Slouží primárně pro generování matematických příkladů, od
primitivních až po komplexní.

Obrázek 2.2: Wolfram Problem Generator [4]

Kromě generování problémů umí Wolfram Alpha také poskytnout příklady pro jednotlivé
kategorie a subkategorie.

U matematických příkazů můžeme vidět konkrétní postupy a jednotlivé kroky, které bychom
jako uživatelé měli při výpočtu udělat. Pomůže nám to tak v pochopení dané problematiky.
Bohužel se tato funkce nachází pouze ve verzi PRO a ve mobilních aplikacích, které jsou taky
placené.

Pro pokročilé uživatele a vývojáře je také k dispozici API, která je do 2000 dotazů měsíčně
zdarma [5]. K dispozici je několik přednastavených API jako Summary Boxes API, Spoken
Results API a mnoho dalších. Kromě přednastavených API je možno také využít Full Results
API, která pokrývá vše jako klasický Wolfram Alpha. Odpověď Full Results API je standardně
v JSON či XML a můžeme ji využít v našich aplikacích.

Vyhledávání ve Wolfram Alpha

Při vyhledávání využíváme přirozený jazyk pomocí kterého zadáváme dotazy do vyhledávacího
pole. Následující příklad ilustruje odpověď při zadání Goodfellas. Odpověď, kterou nám
Wolfram Alpha poskytne je strukturována do několika bloků. Hned první je blok Input
interpretation. Ten představuje pochopení a interpretaci dotazu samotným Wolframem. Tento
blok je první a zobrazí se u každého dotazu. Poté je blok se základními informacemi. U většiny
netechnických dotazů je také uveden graf počtu návštěv na Wikipedii v čase. U některých
bloků lze také přímo zobrazit zdroje ze kterých Wolfram Alpha čerpal. Kromě toho lze ještě
celé bloky informací zobrazit jako plain text pro snadné kopírování. V PRO verzi je možno
navíc data stahovat a vizuálně upravovat [2]. Odkaz na dotaz.

Obrázek 3.1: Goodfellas [6]

Wolfram Alpha dokáže zobrazovat obrázky, mapy, grafy. S Wolfram Alpha se můžeme rychle
dostat k několika zajímavým výsledkům. Například porovnávání jídla a jeho nutričních a
dalších informací s dotazem whopper vs baconator vs big mac (obrázek 3.2). Odkaz na dotaz.

Obrázek 3.2: Nutriční srovnání [7]

Wolfram Alpha dokáže porovnat jednotlivé dotazy, například jednotlivé dotazy srovná do
tabulek a jsou tak přehledně zobrazeny (obrázek 3.3). Odkaz na dotaz.

Obrázek 3.3: Letadla [8]

Mezi další ukázky patří například převedení libovolného textového stringu na Morseův kód
(obrázek 3.4). Odkaz na dotaz.

Obrázek 3.4: Morseovka [9]

Analýza jmen a jejich použití v populaci a další statistiky (obrázek 3.5). Odkaz na dotaz.

Obrázek 3.5: Jména [10]

Jak už bylo zmíněno kromě zadávání přirozeného jazyka lze zadávat i matematické formule. K
vložení těchto formulí je k dispozici speciální položka Math Input. Po kliknutí nám předvyplnění
náš dotaz s danou formulí a my potřebujeme doplnit jenom čísla či proměnné (obrázek 3.6).
Odkaz na dotaz.

Obrázek 3.6: Matice [11]

Předpověď počasí přímo v mobilní aplikaci na Androidu.

Obrázek 3.7: Mobilní aplikace [12]

Zdroje Wolfram Alpha
Wolfram Alpha při svých výpočtech čerpá z nejrůznějších zdrojů. Mezi ty se řadí databáze,
encyklopedie, knihy, novinové články, velkým zdrojem jsou také americké státní organizace
[1]. Přesný výčet všech zdrojů není ani k dispozici, protože se konstantě mění, například data
o počasí či finanční ukazatele. Většina zdrojů se řadí k tzv. primárním zdrojům. U každého
dotazu je možné zobrazit odkud WA čerpal. Tato položka se nachází až na samotném konci
dotazu a jmenuje se Sources (obrázek 4.1). Mezi zajímavé zdroje patří například Americká
letecká agentura, Best Buy, CIA Worl Factbook, Dow Jones.

Obrázek 4.1: Wolfram Alpha [1]

Závěr

V tomto reportu o zdroji byl popsán vyhledávač Wolfram Alpha. Byla popsána jeho historie,
funkce, vyhledávání a zdroje. Wolfram Alpha se stále rozvíjí a přináší nové funkce v každé
nové verzi

Použitá literatura
1. WOLFRAM ALPHA LLC. Wolfram|Alpha: Making the world’s knowledge computable
[online]. 2021-02-19 [cit. 2021-12-03]. Dostupné z: https://www.wolframalpha.com (cit.
na s. 3–6, 14).
2. WOLFRAM ALPHA LLC. Pricing Plans [online]. 2021-02-19 [cit. 2021-12-03]. Dostupné
z: https://www.wolframalpha.com/pro/pricing (cit. na s. 3–5, 8).
3. WOLFRAM ALPHA LLC. About Wolfram|Alpha [online]. 2021-02-19 [cit. 2021-12-03].
Dostupné z: https://www.wolframalpha.com/about (cit. na s. 4).
4. WOLFRAM ALPHA LLC. Wolfram Problem Generator: Unlimited AI-generated Practice
Problems [online]. 2021-02-19 [cit. 2021-12-03]. Dostupné z: https://www.wolframalpha.
com/problem-generator (cit. na s. 6, 7).
5. WOLFRAM ALPHA LLC. Wolfram|Alpha APIs: Computational Knowledge Integration
[online]. 2021-02-19 [cit. 2021-12-03]. Dostupné z: https://products.wolframalpha.
com/api (cit. na s. 7).
6. WOLFRAM ALPHA LLC. Goodfellas – Wolfram|Alpha [online]. 2021-02-19 [cit. 2021-
12-03]. Dostupné z: https://www.wolframalpha.com/input/?i=Goodfellas (cit. na
s. 8).
7. WOLFRAM ALPHA LLC. whopper vs baconator vs big mac – Wolfram|Alpha [online].
2021-02-19 [cit. 2021-12-03]. Dostupné z: https://www.wolframalpha.com/input/?i=
whopper+vs+baconator+vs+big+mac (cit. na s. 9).
8. WOLFRAM ALPHA LLC. Boeing 747, Boeing 767, Airbus A320 – Wolfram|Alpha
[online]. 2021-02-19 [cit. 2021-12-03]. Dostupné z: https://www.wolframalpha.com/
input/?i=Boeing+747%2C+Boeing+767%2C+Airbus+A320 (cit. na s. 10).
9. WOLFRAM ALPHA LLC. morse code “Vysoká škola ekonomická” – Wolfram|Alpha
[online]. 2021-02-19 [cit. 2021-12-03]. Dostupné z: https://www.wolframalpha.com/
input/?i=morse+code+%22Vysok%C3%A1+%C5%A1kola+ekonomick%C3%A1%22 (cit. na
s. 10).
10. WOLFRAM ALPHA LLC. karen name, james name, donald name, jennifer name
– Wolfram|Alpha [online]. 2021-02-19 [cit. 2021-12-03]. Dostupné z: https : / / www .
wolframalpha.com/input/?i=karen+name%2C+james+name%2C+donald+name%2C+
jennifer+name (cit. na s. 11).
11. WOLFRAM ALPHA LLC. 2,3,4,1,3,5,2,7,8 – Wolfram|Alpha [online]. 2021-02-19 [cit.
2021-12-03]. Dostupné z: https://www.wolframalpha.com/input/?i2d=true&i=%7B%
7B2%2C3%2C4%7D%2C%7B1%2C3%2C5%7D%2C%7B2%2C7%2C8%7D%7D (cit. na s. 12).
12. WOLFRAM ALPHA LLC. Wolfram|Alpha App for Android [online]. 2021-02-19 [cit.
2021-12-03]. Dostupné z: https://products.wolframalpha.com/android (cit. na
s. 13).

+ posts

ZANECHTE ZPRÁVU

Prosím vložte komentář!
Prosím zadejte jméno