Guinness-Rekord: Studentischer Roboter löst Rubik’s Cube in 0,1 Sekunden
Der Guinness-Rekord im Lösen des Rubik's Cube von Mitsubishi ist von einem studentischen Team geknackt worden. Die haben viel Arbeit in das System gesteckt.
"Purdubik's Cube" löst den Zauberwürfel in weniger als einem Wimpernschlag.
(Bild: Purdue University Elmore Family School of Electrical Computer Engineering (Screenshot))
Einem Team aus Studenten der Elmore Family School of Electrical Computer Engineering der Purdue University ist es gelungen, mit ihrem "Purdubik’s Cube"-Roboter, einen Rubiks’s Cube (landläufig auch als "Zauberwürfel" bezeichnet) in 0,103 Sekunden zu lösen. Die Studierenden pulverisierten damit den bisherigen Guinness-Rekord von 0,305 Sekunden, der von der Mitsubishi Electric Corporation gehalten wurde.
Knapp ein Jahr hielt der Guinness-Rekord von Mitsubishi. Damals hatte das Unternehmen den davor bestehenden Rekord lediglich um 0,075 Sekunden unterbieten können. Der jetzige Ansatz der Studenten der Purdue University drittelt die bisherige Rekordzeit und bedeutet einen deutlich größeren Sprung. Der "Purdubik’s Cube"-Roboter kann nun in weniger als einem Wimpernschlag, der zwischen 200 und 300 ms dauert, die sechs Farbflächen des Zauberwürfels wieder komplett herstellen.
Das studentische Team stand vor allerlei Herausforderungen, um den Rubiks Cube so schnell lösen zu können. Zunächst entwickelten sie ein System zur Farberkennung, das auf maschinellem Sehen basiert. Damit können die Farbflächen in wenigen Millisekunden analysiert und die nächsten Schritte zur Lösung des Zauberwürfels berechnet werden. Dazu nutzt das Team speziell entwickelte Lösungsalgorithmen, die auf die Ausführungszeit hin optimiert wurden. Damit steuern die Studenten sechs Motoren an, die die einzelnen Drehebenen des Würfels bewegen.
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Die Mechanik im Inneren des Würfels verstärkten die Studierenden, damit der Würfel durch die beim Lösen entstehenden Kräfte bei hohen Geschwindigkeiten nicht auseinanderfliegt.
Hochpräzise Mechanik
Die Motoren und die Ansteuerungselektronik stammen von Kollmorgen, einem US-Spezialisten für industriell genutzte Präzisions-Motoren, Antrieben, Aktuatoren und Steuerungssystemen für autonome Fahrzeuge und Plattformen. Damit gelingt es den Studenten, sehr schnelle, fein abgestimmte Bewegungen auszuführen. Denn das Hauptproblem besteht darin, die Motoren möglichst effizient zu beschleunigen und auf den Punkt wieder abzubremsen. Nur so ist eine präzise und koordinierte Steuerung im Sub-Millisekundenbereich möglich.
Das Lösen des Zauberwürfels hat das studentische Team außerdem interaktiv gestaltet. Interessierte können mit einem Rubik’s Cube, der mit Bluetooth ausgestattet ist, dem Zauberwürfel des "Purdubik’s Cube" vorgeben, wie er verdreht werden soll. Auf Knopfdruck löst der Roboter dann den Würfel.
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Die Studierenden haben mit ihrem Projekt gezeigt, dass Grenzen der Hochgeschwindigkeitsdatenverarbeitung und modernen Automatisierung immer weiter verschoben werden können. Das Team, das sich im Cooperative Education Program (Co-op) der Purdue University zusammengefunden hatte, hat dabei neben Arbeit auch eigenes Geld in das "Purdubiks’s Cube"-Projekt gesteckt. Zusätzlich halfen Sponsoren dabei, das System zu realisieren.
(olb)
