Plus vite qu'une seconde: les robots continuent d'améliorer le temps d'assemblage du cube Rubik

La première tentative d'assemblage intuitif du cube de Rubik, sans utiliser de méthodes déjà développées et bien décrites, se heurte à une défaite impuissante. Après avoir examiné les instructions pertinentes, la tâche est résolue, bien que la répétition des algorithmes prenne une minute. Mais quel est le temps minimum nécessaire pour amener chacune des faces d'un cube mélangé au hasard à la même couleur? Les gens ont atteint cinq secondes. Et les voitures sont récemment devenues plus rapides qu'une seconde. Nous parlons du robot déjà décrit Jay Flatland et d'un nouveau concurrent encore plus rapide pour le record du monde Sub1.



Ainsi, la tâche consiste à obtenir un cube 3 × 3 × 3 mélangé au hasard, à se familiariser avec sa configuration et sa rotation, à amener chacune des faces à la même couleur. Vous n'avez pas besoin de le faire à l'aveuglette ou dans le noir, les mouvements ne sont en aucun cas limités. Tout ce dont vous avez besoin, c'est de la vitesse. Les modèles de dés acceptables, l'ordre de mélange et d'autres détails sont réglementés par l'organisation qui enregistre le résultat. Une chose reste inchangée: le nombre optimal maximal de mouvements ne peut jamais être supérieur à 20. C'est le soi-disant nombre de Dieu .

Maintenant, le record parmi les gens appartient à l' adolescent américain Lucas Etter. Il l'a installé à l'automne 2015, résolvant le puzzle en 4,9 secondes. Le record est enregistré par la World Cube Association, une organisation qui réglemente les compétitions Rubik's Cube. Il en résulte une amélioration progressive au cours des dernières décennies . Par exemple, en 1982, le record était de 19 secondes.


Le meilleur résultat actuel parmi les gens.

Atteindre de tels résultats nécessite une formation et un automatisme complet des mouvements. Pourquoi résoudre le problème avec des machines et non avec des doigts maladroits? Comme les humains, les robots améliorent en douceur les résultats, bien que beaucoup plus rapidement. Par exemple, en 2011, CubeStormer 2 a pu faire face en un peu plus de 5 secondes . En 2014, CubeStormer 3 a apporté chaque facette du cube à une couleur en 3,253 secondes . Pendant un certain temps, le Livre Guinness des Records a enregistré un résultat robotique de 2,39 secondes. Mais il y a quelques jours, il a été remplacé par un temps de 0,900 seconde.

Le détenteur du record était le robot de deux développeurs de logiciels Jay Flatland et Paul Rose de la ville d'Olate au Kansas. En janvier, les auteurs ont postéune vidéo YouTube avec un appareil capable de résoudre le puzzle en 1,1 seconde. Un robot est un ensemble de composants électroniques et de logiciels relativement accessibles au public. Il s'agit de la mise en œuvre de l'algorithme biphasé de Kotsemba , de 4 webcams et de 6 moteurs pas à pas.

Après avoir supprimé les barrières, quatre caméras USB enregistrent la configuration du cube. Les données arrivent sur un ordinateur personnel ordinaire exécutant un système d'exploitation de la famille Linux. Le programme d'application calcule l'état du cube, reçoit une solution de la mise en œuvre de l'algorithme de Kotsemba et contrôle le processus de mouvement. Rose a réécrit l'exemple Java en C ++ et accéléré le programme. Les moteurs pas à pas reposent sur un cadre créé à l'aide d'une imprimante 3D. Les pilotes de moteur DRV8255 sont contrôlés par une puce Arduino. À leurs extrémités se trouvent de petites jambes imprimées, à travers lesquelles un contact est établi avec le puzzle. Le cube lui-même est légèrement modifié: dans le segment central de chacune des faces 4 trous minuscules sont percés, où ces jambes entrent aux extrémités des axes du moteur. On peut affirmer que la conception du puzzle a été modifiée.Mais le résultat est enregistré par le Livre Guinness des records selon ses propres critères, qui incluent les exigences de la WCA. Les robots précédents ont également utilisé des cubes légèrement modifiés qui ne cassaient passous-section 3h définissant les modifications autorisées.

Le 5 février, le robot Flatland et Rose a assemblé un cube de mélange TNoodle en 0,900 seconde et 18 mouvements en présence de Guinness World Records. Des changements dans les algorithmes de décision sont perceptibles - dans les démonstrations précédentes, le résultat était d'environ 1,1 seconde. Comme écrit Fletlend, il a pu obtenir des résultats un peu plus de 0,8, et même 0,7 secondes, mais trois en attendant une tentative de juge de devenir le meilleur 0,9.


L'enregistrement accéléré montre la vitesse du mouvement. La vidéo originale à vitesse normale dépend du kat.

Cependant, ce record pourrait bientôt être battu. D'une certaine manière, il est déjà battu: le créateur de Sub1, Albert Beer, prétend qu'il a été le premier au monde à entrer en une seconde. Le 23 janvier 2016 à Munich au magasin Cubikon, un résultat de 0,887 seconde a été démontré. Cette fois s'est avéré à la troisième tentative. Le premier a donné 1043 secondes, le second s'est terminé par une décision incorrecte en raison de l'éblouissement sur le cube. Un temps typique est de l'ordre de 0,9 à 1,0 seconde. Le résultat record n'a pas été officiellement enregistré.

On sait peu de choses sur la conception. Comme vous pouvez le voir, le cube WCA ZhanChi 57A à grande vitesse est maintenu par une structure en acier, pas en plastique à partir d'une imprimante 3D. La bière a spécifiquement appris à cuisiner pour son projet. En tant que contrôleurs de moteur, des cartes Toshiba TB6560 sont utilisées.


Le nouveau challenger pour le record est Sub1.

Flatland a salué le travail de Beer. L'auteur de l'enregistrement actuel a aimé la conception de la structure, la gestion soignée des câbles et l'éclairage. Flatland a même déclaré que Sub1 pourrait être meilleur que son modèle, et avec l'aide d'un tel robot, des résultats peuvent être atteints dans la demi-seconde.


0,887 seconde de résolution à vitesse normale et cinq fois plus lentement.

Le nouvel enregistrement Sub1 doit encore être enregistré. La compétition ne peut pas être décrite comme une bataille. Les détenteurs de records actuels ont déjà suffisamment joué avec leur projet et aimeraient le changer pour autre chose, par exemple, créer des vidéos pour YouTube. Flatland a même offert à Beer son conseil et son aide.

Source: https://habr.com/ru/post/fr390555/


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