Когда пытаешься объяснить сложный предмет, иногда лучшая стратегия — это облечь его в нечто знакомое. Например, в буррито.
Идеальным кандидатом для такого подхода является математическая оптимизация, которая использует математические и вычислительные инструменты для принятия решений о сложных системах. Она способна помочь широкому кругу людей: от профессионалов в области анализа данных, инженерии и бизнеса до тех, кто ищет более короткий путь на работу. Однако для непосвящённых её потенциал может быть трудноосуществим.
«Я думаю, что люди, которые немного разбираются в оптимизации, считают её либо тривиально лёгкой, либо невероятно сложной», — говорит Ларри Снайдер, заместитель проректора по работе с профессорско-преподавательским составом Университета Лихай и профессор кафедры промышленного и системного инжиниринга. «Они не осознают, что существуют теория и программное обеспечение, которые могут помочь решить действительно сложные задачи».
Игра по оптимизации буррито
Введите игру по оптимизации буррито, которая недавно превысила 50 000 игр пользователями по всему миру.
В 2022 году Снайдер совместно с компанией Gurobi Optimization, разработчиком программного обеспечения для математической оптимизации, создал бесплатный веб-инструмент для обучения, который сделал бы концепцию оптимизации более доступной для большего числа людей.
Вот как это работает: игра начинается с карты города, на которой обозначены здания, где есть спрос на буррито. Игроки могут перетаскивать свои грузовики с буррито в места, где, по их мнению, они будут продавать больше всего завёрнутых лакомств и оптимально балансировать свои затраты и доходы. Когда они закончат размещать свои грузовики, их решение по удовлетворению спроса за день сравнивается с математически оптимальным решением.
«Игрок может узнать, что его решение на 20% хуже оптимального, например», — говорит Снайдер. В игре неоптимальное решение означает множество разочарованных едоков, упущенную выгоду или слишком много грузовиков на голодный рот. «Затем они получат обратную связь в виде лампочек, которые появляются на карте и дают небольшие подсказки, например: «Вы упустили спрос здесь» или «Вам следовало разместить грузовик здесь», чтобы вы понимали, где допустили ошибку».
Сложность игры увеличивается с течением времени (а не уровней). В один день карта может стать более сложной с большим количеством локаций для рассмотрения. В другой день может пойти дождь, что ограничивает расстояние, которое люди готовы пройти до грузовика. Или, возможно, сбой в цепочке поставок означает, что сыр внезапно подорожал. С течением времени добавляется больше неопределённости.
«Все эти сценарии меняют решения, которые вы должны принимать», — говорит Снайдер.
Команда разработала игру изначально для специалистов по данным и других людей, «смежных с оптимизацией», но быстро поняла, что формат сделал её эффективным инструментом для пользователей всех возрастов.
Профессионалы используют её, чтобы изучить основы оптимизации, но Снайдер и другие преподаватели в Лихайском университете использовали игру на вводных курсах по математической оптимизации и в качестве инструмента для популяризации предмета в местных средних школах. Режим чемпионата игры позволяет пользователям соревноваться друг с другом, что хорошо подходит как для классных комнат, так и, по словам Снайдера, для научных конференций.
«Мой ребёнок играл в неё, когда ему было 10 лет», — говорит он. «Так что начать игру можно, не зная ничего об оптимизации».
В конечном счёте команда поставила перед собой цель создать инструмент, который мог бы познакомить людей с оптимизацией и её уникальной способностью решать то, что Снайдер называет «чрезвычайно сложными» задачами.
«Мы хотели, чтобы люди понимали, почему эти задачи трудно решить вручную, и осознавали, что существуют алгоритмы, которые могут решить их за вас», — говорит он.
И это находит отклик. Снайдер получал электронные письма от пользователей по всему миру, особенно от тех, кто включает игру в свои уроки. Иногда у них есть предложения по функциям или запросы данных, а иногда они просто хотят сказать ему, как сильно им это нравится.
«Я был очень доволен тем, насколько широко игра распространилась, особенно в классе», — говорит он. «Игры просто делают обучение более увлекательным. Они действительно полезны, помогая кому-то перейти от полного непонимания чего-либо к пониманию этого настолько, чтобы пробудить интерес к изучению большего».
Предоставлено Университетом Лихай.