Автоматический сборщик Кубика Рубика

Архиполезная вещь в домашнем хозяйстве

Автомат для сборки Кубика Рубика из конструктора Lego Mindstorms.

Кубик Рубика это головоломка, первоначальное название «Магический куб». Изобретен в 1974году, запатентован в 1975, скульптором и архитектором из Венгрии Эрнё Рубиком.

Кубик Рубика представляет из себя пластмассовый куб, который разбит на 26 кубиков меньшего размера. Малые кубики способны вращаться вокруг внутренних осей. Каждая грань кубика разбита на 9 квадратов, каждый квадрат выкрашен в один из шести цветов (белый-желтый, красный-оранжевый, синий-зеленый). Всего имеется 54цветных квадрата. Вращая грани кубика можно упорядочить расположение цветных квадратов. Решением головоломки является ситуация при которой все грани куба будут состоять из квадратов одного цвета.

Казалось бы что имеется огромное количество комбинаций для сборки кубика, но на самом деле все гораздо проще. Существуют вполне строгие алгоритмы сборки кубика, которые позволяют выполнить это за вменяемое время.

Алгоритм сборки кубика за минимальное число итераций называется «алгоритмом Бога» и имеет две границы — минимальную и максимальную. Максимальное число ходов носит название «число Бога». Простого описания алгоритма получения числа Бога до сих пор нет, оптимальная сборка требует трудоемких вычислений. Нижнее значение для определенных конфигураций составляет 20 ходов, верхнее значение остановилось на 26 ходах. После долговременных вычислений и анализа удалось установить, что собрать кубик можно за 23 хода, но вскоре удалось доказать, что для сборки достаточно 22 хода.

При расчете и проверки теорий использовалось свободное время компьютерных кластеров применявшихся при создании фильмов.

В прошлом году, опять таки используя время простоя кластеров (на этот раз временем поделился сам Google), удалось понизить планку ходов до 20. Но полученный результат пока не получил полной проверки.

С использованием Кубика Рубика проводятся интересные соревнования на скорость сборки. Это соревнование носит название спидкубинг, а соревнующиеся называются спидкубирами.

Результаты спидкубинга впечатляют — 5,66 секунды при сборке руками.

При сборке кубика ногами (такое тоже имело место) — 36,72 секунды.

А вот в прошлом месяце сборку поручили роботу собранному из набора  Lego Mindstorms. Робот CubeStormer II, он как раз в ролике, собрал кубик за 5,53секунды.

Алгоритм быстрой сборки на Хабре:

сборка Кубика рубика на Хабре

Желающие могут попробовать уложиться в 5 секунд, но думаю с первого раза может получиться не раньше получаса.