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0.637秒复原魔术方块!德国机器人再次刷新金氏世界纪录

2020-06-03  点赞606   浏览量:707
0.637秒复原魔术方块!德国机器人再次刷新金氏世界纪录
眼睛只要挪开一秒,你就会错过这历史性的一刻:
半导体製造商英飞凌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 秒金氏世界纪录。
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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,若将这个数量的标準大小魔术方块铺满地球表面,可以累积 275 层,每层厚度约 20 公尺。
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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?是因为其有许多微晶片,这些晶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」微晶片透过演算法,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 特意製造一个「速度立方体」,用以减少移动部件产生的摩擦力。
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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」。
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煞车。
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晶片处理技术带来一定的启发。
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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,还牵涉到木製的轴心、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,人工智慧技术的很多应用场域中也有「魔术方块」的身影。


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