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0.637 秒复原魔术方块!德国机器人再次刷新吉尼斯世界纪录

2024-11-02 209

眼睛只要挪开一秒,你就会错过这历史性的一刻:

半导体制造商英飞凌(Infineon)推出一台世界上最强大的微型电脑──Sub 1 Reloaded。

在德国慕尼黑电子展上,Sub 1 Reloaded 仅用 0.637 秒便复原一个三阶魔术方块,并打破了自己先前创下的 0.887 秒吉尼斯世界纪录。

之前人类的最高纪录是由一名 14 岁男孩 Feliks Zemdegs 创下的 4.73 秒。

要知道,一个普通的三阶魔术方块的组合变化总数约为 4.3×10^19 个,若将这个数量的标准大小魔术方块铺满地球表面,可以累积 275 层,每层厚度约 20 米。

▲ 一个普通的三阶魔术方块组合数量却很惊人。

为何 Sub1 Reloaded 功能如此强大?是因为其有许多微芯片,这些芯片就像电子版的神经、大脑、肌肉一般组成一个完整的 Sub1 Reloaded 机器人。

只要按下按钮,Sub1 Reloaded 就会自动进入复原魔术方块状态。

首先,感应器上的百叶窗开启,电脑透过感应器扫描影像,这样可侦测魔术方块如何被打乱。

其次,机器人的“大脑”微芯片透过算法,在不到 0.15 毫秒的时间内得出最快的复原方式。

之后,机器人透过半导体微控制器将指令传送给 6 个机器手臂,并由机器臂快速转动魔术方块,完成魔术方块的复原。

为了使转动时间保持最小,设计 Sub1 Reloaded 的工程师 Albert Breer 特意制造一个“速度立方体”,用以减少移动部件产生的摩擦力。

▲ 内建的微控制器使 Sub 1 Reloaded 能做出最少反应。

从以上步骤可以看出,最关键的环节便是最后一步──利用微控制器指导机器人复原魔术方块。

Sub1 Reloaded 运用英飞凌生产的微控制器。这个微控制器与无人车辅助驾驶系统中的控制器很相似,都能使机器能做出“最少反应”(minimal reaction times)。

事实上,“最少反应”在自动驾驶中的作用比在复原魔术方块中的作用更大。

高速率资料处理对保证汽车的时脉即时处于 200 MHz 来说必不可少。因为只有具备 200 MHz 的时脉,一辆车才能安全顺利地在某个障碍物前成功刹车。

因此,这个机器人在魔术方块上的大获成功,也会为工程师们改良自动驾驶技术及芯片处理技术带来一定的启发。

▲ 魔术方块之父鲁比克‧厄尔诺。

42 年前匈牙利教授鲁比克‧厄尔诺发明魔术方块时,绝对想不到在短短 1 秒内便能复原魔术方块。

值得一提的是,当初鲁比克发明魔术方块,仅是做为一种帮助学生增强空间思维能力的教学工具。但要使那些小方块可随意转动而不散开,不仅是个机械难题,还牵涉到木制的轴心、座和榫头等。

直到魔术方块在手时,他将魔术方块转了几下后,才发现如何把混乱的色彩方块复原是个有趣且困难的问题。因此,鲁比克决心大量生产这种玩具。魔术方块在发明不久后就风靡世界。

除了对教育工业带来深远影响,魔术方块也对科学研究产生了巨大推动力。截至目前,晶体学、晶体电子绕射、夸克以及基因学等多领域的模型构建都曾借鉴过三阶魔术方块。

现在你会发现,人工智能技术的很多应用场域中也有“魔术方块”的身影。

(本文由 36Kr 授权转载,首图来源:Infineon)

延伸阅读:

  • 风靡全球 40 年的魔术方块,是当年 30 岁老师无意打造出来的教具
2019-03-20 01:31:00

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