0.637 秒復原魔術方塊!德國機器人再次刷新金氏世界紀錄

作者 | 發布日期 2017 年 03 月 14 日 7:17 | 分類 AI 人工智慧 , 機器人 , 科技趣聞 follow us in feedly

眼睛只要挪開一秒,你就會錯過這歷史性的一刻:



半導體製造商英飛凌(Infineon)推出一台世界上最強大的微型電腦──Sub 1 Reloaded。

在德國慕尼黑電子展上,Sub 1 Reloaded 僅用 0.637 秒便復原一個三階魔術方塊,並打破了自己先前創下的 0.887 秒金氏世界紀錄。

之前人類的最高紀錄是由一名 14 歲男孩 Feliks Zemdegs 創下的 4.73 秒。

要知道,一個普通的三階魔術方塊的組合變化總數約為 4.3×10^19 個,若將這個數量的標準大小魔術方塊鋪滿地球表面,可以累積 275 層,每層厚度約 20 公尺。

▲ 一個普通的三階魔術方塊組合數量卻很驚人。

為何 Sub1 Reloaded 功能如此強大?是因為其有許多微晶片,這些晶片就像電子版的神經、大腦、肌肉一般組成一個完整的 Sub1 Reloaded 機器人。

只要按下按鈕,Sub1 Reloaded 就會自動進入復原魔術方塊狀態。

首先,感應器上的百葉窗開啟,電腦透過感應器掃描影像,這樣可偵測魔術方塊如何被打亂。

其次,機器人的「大腦」微晶片透過演算法,在不到 0.15 毫秒的時間內得出最快的復原方式。

之後,機器人透過半導體微控制器將指令傳送給 6 個機器手臂,並由機器臂快速轉動魔術方塊,完成魔術方塊的復原。

為了使轉動時間保持最小,設計 Sub1 Reloaded 的工程師 Albert Breer 特意製造一個「速度立方體」,用以減少移動部件產生的摩擦力。

▲ 內建的微控制器使 Sub 1 Reloaded 能做出最少反應。

從以上步驟可以看出,最關鍵的環節便是最後一步──利用微控制器指導機器人復原魔術方塊。

Sub1 Reloaded 運用英飛凌生產的微控制器。這個微控制器與無人車輔助駕駛系統中的控制器很相似,都能使機器能做出「最少反應」(minimal reaction times)。

事實上,「最少反應」在自動駕駛中的作用比在復原魔術方塊中的作用更大。

高速率資料處理對保證汽車的時脈即時處於 200 MHz 來說必不可少。因為只有具備 200 MHz 的時脈,一輛車才能安全順利地在某個障礙物前成功煞車。

因此,這個機器人在魔術方塊上的大獲成功,也會為工程師們改良自動駕駛技術及晶片處理技術帶來一定的啟發。

▲ 魔術方塊之父魯比克‧厄爾諾。

42 年前匈牙利教授魯比克‧厄爾諾發明魔術方塊時,絕對想不到在短短 1 秒內便能復原魔術方塊。

值得一提的是,當初魯比克發明魔術方塊,僅是做為一種幫助學生增強空間思維能力的教學工具。但要使那些小方塊可隨意轉動而不散開,不僅是個機械難題,還牽涉到木製的軸心、座和榫頭等。

直到魔術方塊在手時,他將魔術方塊轉了幾下後,才發現如何把混亂的色彩方塊復原是個有趣且困難的問題。因此,魯比克決心大量生產這種玩具。魔術方塊在發明不久後就風靡世界。

除了對教育工業帶來深遠影響,魔術方塊也對科學研究產生了巨大推動力。截至目前,晶體學、晶體電子繞射、夸克以及基因學等多領域的模型構建都曾借鑑過三階魔術方塊。

現在你會發現,人工智慧技術的很多應用場域中也有「魔術方塊」的身影。

(本文由 36Kr 授權轉載,首圖來源:Infineon

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