Собрать кубик рубика способом бога

Алгоритм Бога Кубика Рубика 3х3

Маленькая пластмассовая игрушка-головоломка созданная венгерским скульптором Эрне Рубиком, стала самой популярной головоломкой в мире. В 1974 году профессор архитектуры для наглядного объяснения теории групп своим студентам создал всеми известную головоломку, названую в последствии Кубиком Рубика.

Ее суть состоит в том, что 26 маленьких кубиков, образуют куб большего размера с гранями по 3 кубика (3х3х3) установленными на центральном шарнире. Каждая грань кубика, состоящая из 9 малых кубиков, имеет свой цвет.

Спустя год, когда Эрне Рубик понял, что его изобретение становится популярным среди его учеников, он запатентовал головоломку. А уже через 7 лет был проведен первый мировой чемпионат по сборке Кубика Рубика. В 1982г. победителем первых соревнований стал студент из Лос-Анджелеса Minh Thai (Мин Тай) с результатом в 22,95 секунды.

Эти соревнования дали толчок любителям головоломки для составления своих алгоритмов сборки Кубика Рубика за наименьшее число вращений. Минимальное количество ходов, определяющее полную сборку головоломки, назвали – Алгоритм Бога кубика Рубика.

История создания формулы Бога

Английским математиком было выдвинуто утверждение, что собрать Кубик Рубика из любого положения можно за 23 хода. И, именно это число, на протяжении долгих лет

считалось числом бога. Но спустя 35 лет компания Google доказала, что для того, чтобы собрать кубик Рубика из любого положения за наименьшее число ходов, достаточно всего 20 поворотов граней кубика. С тех пор Алгоритм бога кубика Рубика 3х3 составляет всего 20 ходов. В ходе поиска наименьшего числа ходов сборки кубика были найдены множества алгоритмов, вычисляющих наименьшее число различных элементов кубика Рубика, верхней или фронтальной поверхности кубика.

В современном мире существуют сотни и даже тысячи различных комбинаций, позволяющих быстро собрать кубик Рубика 3 на 3, как правило все они составляют 40 и более поворотов кубика.

35 лет прошло со дня создания кубика Рубика до того момента, как ученым удалось создать универсальную формулу для сборки Кубика Рубика 3х3, названную – «Алгоритмом Бога».

Формула Бога кубика Рубика 3 на 3

Стоит отметить, что несмотря на созданную универсальную формулу сборки кубика Рубика 3 на 3, она все же не позволяет на 100% собирать головоломку.

Формула бога выглядит так:

B2 D2 F I R2 F U2 R2 F I R2 U2 F R U L B D R I D L2 U I

Лишь усредняет все имеющиеся комбинации для сборки кубика и решает головоломку только в 95% случаях. Поэтому если у вас не получилось собрать кубик с первого раза по формуле бога, попробуйте еще раз, возможно, вы попали именно в те 5% вариантов, которые не учитывает формула.

Расшифровка формулы Бога (Этапы сборки)

Для того, чтобы вам было удобнее понимать как необходимо вращать кубик, рассмотрим отдельно каждое значение формулы.

B2 (back) — поворот задней стороны кубика по часовой стрелке 2 раза

D2 (down) — поворот нижней стороны кубика по часовой стрелке 2 раза

F I (front) — поворот фронтальной (передней) части кубика против часовой стрелки 1 раз

R2 (right) — поворот правой стороны кубика по часовой стрелке 2 раза

F (front) — поворот фронтальной (передней) части кубика по часовой стрелке 1 раз

U2 (up) — поворот верхней стороны кубика по часовой стрелке 2 раза

R2 (right) — поворот правой стороны кубика по часовой стрелке 2 раза

F I (front) — поворот фронтальной (передней) части кубика против часовой стрелки 1 раз

R2 (right) — поворот правой стороны кубика по часовой стрелке 2 раза

U2 (up) — поворот верхней стороны кубика по часовой стрелке 2 раза

F (front) — поворот фронтальной (передней) части кубика по часовой стрелке 1 раз

R (right) — поворот правой стороны кубика по часовой стрелке 1 раз

U (up) — поворот верхней стороны кубика по часовой стрелке 1 раз

L (left) — поворот левой стороны кубика по часовой стрелке 1 раз

Формула бога русскими буквами:

Т2 Н2 Ф I П2 Ф В2 П2 Ф I П2 В2 Ф П В Л Т Н П I Н Л2 В I

ВНИМАНИЕ. Многие начинающие любители головоломки Рубика невнимательно производят вращение по формуле бога и тем самым не могут собрать кубик. Говоря о том, что формула не работает. Мы лишь предлагаем вам попробовать собрать кубик вновь, но более внимательно отнестись к вращениям граней, особенно когда их нужно вращать против часовой стрелки.

Ну и, конечно же, нужно помнить, что формула бога описывает лишь 95% комбинаций и не всегда может подходить для сборки кубика Рубика 3х3.

Источник

Число бога для кубика Рубика равно 20

Существует множество алгоритмов, которые собирают кубик Рубика — более или менее эффективно. Те из них, которые может выучить и применять средний смертный, обычно требуют более 40 ходов. Алгоритмом бога называют алгоритм, использующий для сборки любой начальной конфигурации минимальное количество ходов (термин связан с концепцией всеведения и применяется также для ряда других механических и логических задач). Число бога, соответственно, определяют как количество ходов, требующееся этому алгоритму в худшем случае. Так вот, для кубика Рубика это число равно 20.

Немного истории

Сам кубик был придуман в 1974 году. Теоретические исследования кубика сосредотачивались на оценке нижней и верхней границ максимального количества ходов для решения кубика.

К 1980 году нижняя граница была оценена как 18: существенно разных последовательностей ходов длиной 17 и менее оказалось меньше, чем конфигураций кубика. Эта оценка продержалась 15 лет — до 1995 года, когда Майкл Рейд (Michael Reid) доказал, что для конфигурации «superflip» (правильные уголки и перепутанные середины сторон) нужно ровно 20 ходов.

Тем временем оценка верхней границы снижалась чаще, но медленнее: в 1981 году она равнялась 52, в 1995 тот же Майкл Рейд получил величину 29, в 2008 Томаш Рокицки (Tomas Rokicki) уменьшил ее до 25-23-22 (оценка в 23 хода даже удостоилась статьи на Хабре :-)), и вот наконец в июле 2010 тот же Томаш Рокицки вместе с Morley Davidson, John Dethridge и Herbert Kociemba получили окончательный результат — 20 ходов.

Всего существует 8! * 3 7 * 12! * 2 10 = 43,252,003,274,489,856,000

4.3 * 10 19 конфигураций кубика. С использованием симметрий и покрытия множеств они свелись к 55,882,296 существенно разным конфигурациям, которые пришлось честно решать. Для упрощения задачи для каждой конфигурации искали не оптимальное решение (оно же решение бога), а решение за 20 или менее ходов.

Наконец, конфигурации были распределены между множеством компьютеров Гугл, и вычисления завершились всего за несколько недель. На хорошем компьютере (Intel Nehalem, four-core, 2.8GHz) эти вычисления заняли бы 1.1 миллиард секунд, или 35 лет.

Реакция

Хотя кубик Рубика многие критикуют за отсутствие практической ценности, полученный результат все-таки интересен — хотя бы своей окончательностью, поскольку ни верхняя, ни нижняя граница не могут быть сдвинуты дальше. Широко известная (а вы сами увлекались кубиком?) открытая задача решена, можно поздравить иссдедователей и переключиться на что-то другое.

Забавно, что многие люди, узнающие об этом результате, укоризненно высказываются в том плане, что Гуглу некуда девать вычислительные мощности, которыми можно решить проблему рака. Ну, если кто-то действительно может найти лечение рака всего лишь за 35 CPU-лет (и несколько лет своей работы), я думаю, Гугл с удовольствием ему их выделит.

Источник

Как сложить кубик Рубика новичку по алгоритму бога? Дополненная реальность приходит на помощь

Несмотря на то, что кубику Рубика уже много десятков лет, эта головоломка продолжает оставаться популярной. Ставятся рекорды — как людьми, так и роботами, совершенствуется алгоритм решения головоломки. Причем сейчас компьютеры уже могут научить собирать Кубик человека с любым уровнем опыта (речь здесь идет о приложениях обучающих, коих немало). Правильно собрать все грани после пары дней обучения при помощи компьютера смогут даже те, кто взял игрушку в руки в первый раз.

К слову, чемпион мира по сборке кубика Рубика (да, есть и такие чемпионы) решает головоломку всего за 4,9 секунды. Чемпиона зовут Лукас Эттер, это подросток из США. Аналогичный рекорд для роботизированной системы составляет уже 0,887 секунды (правда, этот результат еще не подтвержден). Но как научиться быстро собирать кубик Рубика самостоятельно? Можно тренироваться (на это могут уйти многие годы). А можно воспользоваться специальной программой, которая поможет собрать кубик в минимальное число ходов (так называемый алгоритм бога). Здесь никакие тренировки не нужны, приложение делает все само.

Вот так собирает кубик чемпион-человек:

А так — чемпион-компьютер:

Вообще говоря, существует множество алгоритмов для сборки головоломки. Для обычного человека среднее число ходов составляет около 40. Немногие чемпионы умеют собирать кубик по алгоритму бога. Если кратко, то так называют алгоритм, который требует для сборки любой начальной конфигурации минимальное количество ходов. Для кубика Рубика это число равно 20.

А теперь вернемся к дополненной реальности. Разработчик по имени Martin Španěl создал приложение Mistr Kostky, которое помогает собирать кубик Рубика человеку. Причем число ходов как раз то самое — ровно 20. Приложение может определять состояние 2-3 граней кубика одновременно, а для распознавания получаемых изображений используется библиотека OpenCV.

В дополненной реальности показывается, как нужно вращать грани головоломки, чтобы достичь оптимального количества ходов. Разработчик создал свою программу в рамках научной работы — он является студентом Карлова университета (Прага).

Работает программа в два этапа. На первом происходит распознавание состояния каждой грани. После того, как система завершает первый этап, начинается второй — приложение показывает пользователю, куда и как нужно вращать грани кубика для решения головоломки (иногда получается это сделать менее, чем за 20 ходов).

Интересно, что если владелец головоломки ошибается, то приложение приходится перезапускать — оно не в состоянии перестроиться «на лету». Отмечу, что приложения для решения кубика рубика появились не сейчас. Это одно из лучших, да, но еще в 2009 году в каталог приложений Apple была добавлена программа Cube Cheater. Она помогала пользователю найти решение по фотографии граней.

Изначально автор создавал свое приложение под Android, но обещал выпустить и версию под другие платформы. Вот ветка обсуждения Mistr Kostky на Reddit.

Источник

Как собрать кубик Рубика 2×2

Кубик Рубика 2х2 собрать легко – это на первый взгляд, но на самом деле он является довольно сложной головоломкой. Кубик 2х2 собирать так же сложно, как и 3х3. Но есть 100% схемы, алгоритмы сбора кубика, но кроме схем вам необходимо знать еще и язык вращения самого кубика. Далее мы вам расскажем обо всем подробнее.

Кубик Рубика — история

Рубик преподавал в университете студентам теорию математических групп и с помощью кубика наглядно показывал в чем суть этой теории. Он тогда не подозревал, что эта головоломка сделает его на столько популярным, но еще и миллионером.

Но известно, что Рубик был не первым, кто пытался создать такую головоломку. Вильям Гуфстафсон в 1958 году показал миру головоломку с гранями кубика 2х2 и 3х3, но эти кубики были очень не совершенной конструкции и известности не приобрели. А в 1970 году Ларри Николс запатентовал головоломку кубика 2х2, у которой кубики были соединены магнитами.

А уже в 1977 году Эрне Рубик запатентовал конструкцию головоломки 2х2, которая сейчас известна миллионам людей на всей планете. В настоящее время придумали уже более 10 различных модификаций кубика Рубика, но все-таки стоит начать изучать эту головоломку с кубика Рубика 2х2.

Кубик Рубика 2х2 — для новичков, схема сборки

Несмотря на то, что количество кубиков всего по 4 на каждой грани и 6 цветов, насчитывают более 3,5 миллионов вариантов сбора данной модели кубика Рубика.

Для быстрого сбора кубика Рубика 2х2, необходима внимательность, смекалка и пространственное мышление, ну или же вам на помощь приходит поэтапная схема сборки кубика Рубика 2х2 с картинками.

Эта вариация кубика собирается практически так же, как и кубик Рубика 3х3. Для сборки нижней грани вам понадобятся формулы сборки классического кубика Рубика 3х3.

Алгоритм сборки кубика Рубика 2х2 для начинающих

Спидкубинг кубика Рубика 2х2 – самая популярная дисциплина на соревнованиях. Даже профессиональные спидкуберы порой встают в стопор при сборе кубика Рубика 2х2. Одна малейшая ошибка и вы в тупике.

Сначала изучите самую простую схему сборки кубика. Алгоритм состоит всего из 3 этапов.

Шаг 1: сбор верхней грани

Изначально кубик полностью перемешан.

Сначала ищем кубик с цветом верхней грани на нижней грани и ставим кубик так, как нарисовано на рисунке ниже. Выбрав ваш вариант из трех предложенных, выполните вращение по указанной схеме.

Вариант 1

Вариант 2

Вариант 3

Как только нужный цвет встал на верхнюю грань, надо повторить точно такие же действия с другими тремя кубиками из верхнего слоя. После окончания манипуляций верхняя грань кубика 2х2 соберется полностью.

Шаг 2: сбор второй грани

Верхняя грань уже собрана, приступаем ко второму шагу нашего алгоритма.

Поверните кубик собранной гранью вниз (смотри рисунок ниже).

На предыдущем этапе мы выбирали верхнюю грань белого цвета, то после разворота кубика верхняя грань будет желтой. Необходимо повернуть верхнюю грань столько раз, чтобы желтый кубик занял правильную позицию – показана на рисунке. Чтобы этот момент получился – необходимо следовать алгоритму, который показан на рисунках ниже.

Может получиться так, что нужный желтый кубик встанет на верхнюю грань, а нижняя грань кубика «разлетится», тогда необходимо вращать верхнюю грань по часовой стрелке до тех пор, пока на его место не встанет другой кубик и еще раз пройти все этапы вращения, пока не соберется белая грань кубика, а желтый кубик, помещенный на верхней грани так и останется на своем месте.

После прохождения этих вращений, надо сделать тоже самое и с другими оставшимися тремя кубиками. После прохождения второго этапа у вас соберутся полностью 2 грани: верхняя и нижняя.

Шаг 3: сбор кубика 2х2 полностью

Прежде чем перейти к заключительному третьему этапу сборки, проверьте, что верхняя и нижняя грани собраны полностью, а боковые будут разобраны.

На третьем этапе надо проверить наличие на верхней грани парных кубиков – кубики одинаковых цветов, расположенных рядом. Если таковых нет, то следуйте инструкции, которая представлена ниже, и такие варианты появятся. Далее надо поместить парные кубики как показано на схеме ниже и проделать вращения еще раз.

Вот и кубик 2х2 собран полностью!

Если у вас получилось собрать кубик Рубика 2х2 с первого раза, то советуем попробовать собрать кубик 3х3. Ну, а если вы все же ошиблись, то начните заново и внимательно следуйте указанным инструкциям.

Мировой рекорд сборки кубика Рубика 2х2

Мировой рекорд сборки кубика Рубика 2х2 составляет всего лишь 0,49 секунды и принадлежит он поляку Maciej Czapiewski.

Как собрать кубик рубика 2х2 — видео

Источник