Робот собирает кубик рубика за 1 секунду

Ben Katz / YouTube

Специалист по робототехнике Бен Кац (Ben Katz) и разработчик программного обеспечения Джаред Ди Карло (Jared Di Carlo) создали робота, который способен собрать кубик Рубика за 0,38 секунды. Это рекордное время, рассказывает Ди Карло в своем блоге, хотя на данный момент оно официально не подтверждено.

Кубик Рубика был изобретен еще в 1974 году, однако головоломка до сих пор пользуется большой популярностью. Люди, увлекающиеся скоростной сборкой кубика Рубика, называются спидкуберами, а сам процесс — спидкубингом (от английского speedcubing). Сегодняшний рекорд принадлежит американцу Лукасу Эттеру, который в ноябре 2015 года собрал головоломку за 4,904 секунды. Аналогичные соревнования также проводятся среди роботов: до сих пор неофициальным «чемпионом» считался робот инженеров из компании Infeon. В 2016 году он собрал кубик Рубика за 0,637 секунды. Однако теперь Кац и Ди Карло разработали робота, который улучшил результат предыдущего рекордсмена на 40 процентов.

Как и все подобные устройства, робот исследователей использует камеру (в данном случае PlayStation Eye), которая передает снимки сторон кубика Рубика на компьютер. Он определяет расстановку деталей головоломки, а затем передает данные программе min2phase, в основе работы которой лежит двухфазный алгоритм Герберта Коцембы. Компьютер за доли секунды вычисляет оптимальное решение задачи, после чего подает команду роботу, и тот перемещает все элементы нужным образом.

Чтобы ускорить процесс, Кац использовал двигатели Kollmorgen ServoDisk, которые имеют очень высокое отношение крутящего момента к моменту инерции. Кроме того, инженер построил специальный контроллер, позволяющий повернуть сторону кубика Рубика на 90 градусов всего лишь за 10 миллисекунд. При условии, что собрать головоломку можно, в среднем, за 19-23 хода, робот Каца и Ди Карло должен решать задачу за 0,25 секунды. Однако в реальности процесс занимает 0,38 секунды, так как сейчас машина делает одно движение каждые 15 миллисекунд.

Читайте также  Программа для наушников dexp storm

Разработчики уверены, что в будущем они смогут улучшить свой результат. Сейчас процесс настройки требует много времени, поскольку отладка должна выполняться с помощью высокоскоростной камеры, а ошибки порой приводят к поломке паззла или взрыву полевых транзисторов. Тем не менее, для ста различных решений понадобилось всего 4 кубика Рубика. На видео ниже показана одна из неудачных попыток сборки головоломки:

Недавно программист Мартин Шпанел разработал программное обеспечение, позволяющее собрать кубик Рубика с помощью очков дополненной реальности. В режиме реального времени оно выводит нужное действие с помощью AR-гарнитуры прямо поверх одной из граней куба.

«Раскусить» кубик Рубика удаётся немногим, но эта головоломка оказалась настолько захватывающей, что появилось даже целое движение так называемых спидкуберов. Как следует из названия (speed — от англ. скорость), спидкуберы соревнуются между собой, кто быстрее сможет собрать кубик Рубика. Есть даже официальные соревнования по этой дисциплине, а каждый год проходит чемпионат по скоростной сборке кубика Рубика на уровне мира.

По состоянию на сегодняшний день чемпионом среди спидкуберов является Лукас Эттер из США, сумевший собрать кубик Рубика менее чем за пять секунд! Но не только люди соревнуются между собой. В бой вступили и роботы. Ещё в 2007 году мы сообщали о роботе Cube-Kun, созданном компанией Kawasaki Heavy Industries. Он сумел решить головоломку за несколько секунд. Есть и другие интересные решения. Но всех превзошел робот, собранный двумя энтузиастами — Джеем Флетландом (jay Flatland) и Полом Роузом (Paul Rose).

Уникальная конструкция поставила мировой рекорд, собрав кубик Рубика всего за 1,019 с. Рекордом Гиннесса является значение 2,39 с, установленное роботом студента из Флориды в ноябре прошлого года.

Читайте также  Простые числа до 100000

С технической точки зрения робот не является очень сложным. Здесь есть четыре USB-камеры, подключенные к компьютеру, который решает задачу, несколько шаговых двигателей, напечатанная на 3D-принтере рамка, и интерфейс, который поворачивает грани и сам кубик.

Робот, показанный в действии на видео, был создан Беном Кацем (Ben Katz), исследователем в области робототехники, и разработчиком программного обеспечения Джаредом Ди Карло (Jared Ci Carlo). Их изобретение смогло собрать кубик Рубика всего за 0,38 секунды. Это рекордное время, хотя на данный момент оно официально не подтверждено (рекорд принадлежит роботу Sub1 Reloaded производства Infineon и составляет 0,64 секунды).

Не все кубики, использованные в тестовых попытках, смогли выдержать эксперимент. Так, Кац опубликовал видео под названием Cubesplosion, где показана одна из неудачных попыток. Впрочем, по словам Ди Карло, в целом для сотен различных решений потребовалось всего четыре кубика.

Человеку, чтобы собрать кубик Рубика, требуется, конечно, куда больше времени. Так, настоящий рекорд принадлежит 15-летнему американцу Патрику Понсу и составляет 4,69 секунды.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector