Робопретендент на рекорд решает кубик Рубика за 1,1 секунды

Решение кубика Рубика на скорость — это уже почти стандартная дисциплина. Взгляд решающего ничем не прерывается, он прекрасно видит классический куб 3×3×3. Всё это позволяет достичь отличного времени, год от года результаты становятся всё лучше и лучше. Предел скорости во многом ограничен физическими характеристиками головоломки: её нужно вертеть так, чтобы она не заела и не разлетелась на куски. Люди действительно отрабатывают решение до автоматизма, но физические ограничения особенно справедливы для машин.

Джей Флэтлэнд и Пол Роуз создали собственную версию робота для решения головоломки. Она в состоянии решить её за приблизительно 1,1 секунды, что даёт изобретателям повод претендовать на рекорд.

Постановка задачи решения кубика Рубика отражена в правилах, которые создаются регистрирующей рекорд организацией. К примеру, согласно WCA, кубик должен быть перемешан специальным образом ^[1], а модификации кубика и модели регулируются. После получения кубика участник может начать решение. В случае машины собственно вычисления занимают ничтожно малое время. Большую часть занимают движения и вращение граней кубика. Но движений никогда не может быть больше 20 — таково число Бога ^[2].

В конкретно этом случае использовался алгоритм Коцембы ^[3], 4 веб-камеры и 6 шаговых двигателей. Четыре USB-камеры регистрируют конфигурацию кубика. Данные приходят на обычный персональный компьютер под управлением операционной системы семейства Linux. Прикладная программа вычисляет состояние кубика, получает решение от реализации алгоритма Коцембы и управляет процессом движения. Шаговые двигатели расположены на каркасе, напечатанном на 3D-принтере. На их концах расположены маленькие напечатанные ножки, с помощью которых производится контакт с головоломкой. Сам кубик незначительно модифицирован: в центральном сегменте каждой из граней просверлены 4 крошечных отверстия, куда и входят эти ножки на концах осей двигателей. Драйверы двигателей управляются микросхемой Arduino.

Результат — это решение кубика Рубика за время чуть больше 1 секунды. Типичный результат находится в районе 1,1 секунды. Для демонстрации Флэтлэнд закрыл одну из камер листом бумаги и случайно перемешал кубик. Робот решил головоломку за 1,047 секунды.

На данный момент рекорд среди мешков с мясом людей принадлежит ^[4] американскому подростку Лукасу Эттеру. Он поставил его осенью 2015 года, решив головоломку за 4,9 секунды. Рекорд зарегистрирован World Cube Association, организацией, которая регулирует соревнования по кубику Рубика.

В 1982 году рекордом среди людей считался ^[5] результат в 19 секунд — почти в четыре раза дольше. Роботы тоже хорошо улучшают свои показатели. К примеру, в 2011 году CubeStormer 2 был в состоянии управиться за немногим более 5 секунд ^[6]. В 2014 году CubeStormer 3 приводил каждую грань кубика к одному цвету за 3,253 секунды ^[7]. Сейчас в «Книге рекордов Гиннеса» записан роборезультат в 2,39 секунды.

Рекорд односекундной машины ещё предстоит зарегистрировать. Пока что есть лишь представленная до ката видеодемонстрация.

Автор: atomlib

Источник ^[8]