Как собрать кубик рубика 3х3 схема из журнала наука и жизнь: 1983, Наука и жизнь за май, как собрать Кубик Рубика

Как собрать кубик Рубика: инструкции, формулы, методики и схемы.

Как собрать кубик Рубика и другие головоломки

Инструкции, видео-уроки и схемы сборки.

Головоломка «Пирамидка» — Meffert’s Pyraminx. Самая простая схема сборки в 3 шага, рекомендуется для новичков.

Знаменитые статьи о кубике Рубика, выходившие в популярных журналах во времена СССР:

Список статей журнала “Наука и Жизнь”, где публиковались схемы о том как собрать кубик Рубика:

• Журнал Наука и Жизнь, Статья “Венгерский Кубик”, 1981 г. И. Константинов, № 3, стр. 131. Первая публикация по теме.
• Журнал Наука и Жизнь, Статья “А все-таки, как его собрать?”, 1982 г. И. Константинов, № 2, стр. 97. Послойный метод сборки куба, обзор почты по предыдущей публикации в № 3, 1981, решения пасьянсов.
• Журнал Наука и Жизнь, Статья “Волшебный Кубик 4х4х4”, 1983 г. №4, стр 156. Перевод отрывков из интервью с чемпионом Франции 1981 года по сборке кубика из журнала «Science et vie»
• Журнал Наука и Жизнь, Статья “Собрать Кубик? Это не сложно!”, 1983 г. И. Константинов, №5, стр. 104. Систематизированные таблицы поэтапной (послойной) сборки кубика Рубика. Более короткий метод сборки куба 3х3х3, чем в №2 за 1982. Пасьянсы на кубике.
• Журнал Наука и Жизнь, Статья  «Ремонт кубика Рубика», 1984г, А. Полонский,  №2, стр 138. Совет для тех, кто переусердствовал, вращая кубик.
• Журнал Наука и Жизнь, Статья “Составляем каталог вращений кубика”, И. Константинов, 1985 г. №3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 и 11. Систематизация алгоритмов, поиск кратчайших решений. Переписка с читателями. Пасьянсы на кубике.
• Журнал Наука и Жизнь, Статья “Молдавская пирамидка”, 1985 г.,  №8, стр. 64. Рекомендации по сборке от изобретателя — инженера А. А. Ордынца из Кишинева (Молдавия).

Статьи и формулы из журнала “Квант” о кубике Рубика:
Журнал Квант, Статья “Венгерский волшебный кубик”, 1980 г. №12 (Adobe PDF, 641 Кб)
Журнал Квант, Статья “Механика волшебного кубика”, 1982 г. №3 (Adobe PDF, 1,66 Мб)
Журнал Квант, Статья “Алгоритм волшебного кубика”, 1982 г. №7 (Adobe PDF, 983 Кб)
Журнал Квант, Статья “Математика волшебного кубика”, 1982 г. №8 (Adobe PDF, 1,42 Мб)
Журнал Квант, Статья “Кубик в картинках”, 1983 г. №9 (Adobe PDF, 1,95 Мб)

Статьи и алгоритмы из журнала “Юный Техник” о кубике Рубика:
Журнал Юный Техник, Статья “Всем кубикам кубик”, 1982 г. №7 (Adobe PDF, 270 Кб)
Журнал Юный Техник, Статья “Снова кубик Рубика”, 1983 г. №2 (Adobe PDF, 153 Кб)

Сиамские кубики Рубика. Инструкция по сборке сиамских кубиков любого размера и типа склейки элементов. (Adobe PDF, 2.4Мб)

Магия Рубика (Rubik’s Magic): Схема сборки (рисунки) (Adobe PDF, 204 Кб)
Магия Рубика (Rubik’s Magic): Оригинальная инструкция (Adobe PDF, 13,5Мб)
Как починить Магию Рубика? Видео-инструкция на английском языке: по ремонту Магии Рубика, если соскочили или порвались лески. Ничего сложного, но на восстановление уйдет не меньше часа.

Механика кубика Рубика | Статья в журнале «Юный ученый»

Мы вращаем кубик, а кубик скручивает нас.

Эрнё Рубик

В 1974 году преподаватель архитектуры из Венгрии Эрнё Рубик изобрел сложно устроенную головоломку кубик Рубика, который до сих пор пользуется немалой популярностью среди детей, так и среди взрослых. В настоящее время, трудно найти человека, который не знал бы что такое кубик Рубика. Эта занимательная головоломка изначально была известна как «Волшебный кубик» или «Магический кубик». 30 января 1975 года Э. Рубик получил венгерский патент (HU170062) на своё изобретение, «Волшебный Куб» (Buvuos Kocka).

В настоящее время существует множество модификаций этой головоломки, способов его сборки, проходят соревнования в скоростные сборки кубика Рубика — спидкубинг.

Кубик Рубика — это не просто игрушка, а серьезное испытание для мыслительных способностей и проявление упорства, тех кто его собирает-испытано на себе! К тому же, в кубике Рубика кроются тайны не только в его сборке, разборке паритетов — но и в его механическом устройстве. И не исключено, что многие любители этой головоломки задавались вопросом: Как же устроена механическая система кубика Рубика? Чем отличается внутренние устройства кубика Рубика, которую предложил в свое время сам изобретатель и устройством “современного” кубика Рубика? Ведь понимание устройства кубика Рубика, помогает быстрее понять основы его сборки.

Этот вопрос меня очень заинтересовал, в связи с тем, что я увлечен сборкой кубика Рубика (научился собирать 2х2-карманный куб; 3×3-классический куб; 4×4 — реванш куб; 5×5 — профессорский куб; 6х6 и мегаминкс) а вот с механической системой незнаком…

И я поставил себе цель: выяснить уникальную механическую систему кубика Рубика 3х3, предложенную Э.Рубиком и сравнить ее с несколькими вариантами внутренних механизмов современных кубиков Рубика 3х3 (усовершенствованного и скоростного кубика Рубика).

Кубик Рубика — это объёмная головоломка, представляющая собой стереотипный механизм в виде пластмассового куба, размером 3 на 3 квадрата.

Каждая из 6 граней, состоит из девяти квадратов (всего в головоломке 54 квадрата) и имеет свой отдельный цвет.

Классические цвета кубика Рубика:

−        синий,

−        белый,

−        красный,

−        зеленый,

−        желтый,

−        оранжевый.

Расположены грани следующим образом: белый напротив жёлтого, красный напротив оранжевого, синий напротив зелёного.

Золотой стандарт кубика, вычисленный самим Эрнё Рубиком и соблюдающийся до сих пор — это длина стороны, равная 57 мм.

Собрать кубик Рубика — значит путем поворота граней куба, добиться того, чтобы каждая сторона состояла из граней одного цвета.

Для изучения внутреннего механизма кубика Рубика 3х3 классического и усовершенствованного — я их разобрал на части, а затем сложил обратно.

При этом выяснил следующее:

1. Классический кубик Рубика 3х3.

Внешне он представляет из себя куб, как бы разрезанный на 27 маленьких кубиков, но в действительности их 26. Но эти 26 кубиков назвать кубиками можно лишь условно, все они имеют разные выпуклости, выемки и шипы, благодаря которым они держаться друг за друга и перемещаются. И еще их все можно разделить на три группы, в зависимости от того, где они располагаются на гранях большого куба:

Шесть маленьких кубиков (Центральные кубики) -расположены они в центре каждой грани большого куба. Основа куба — крест, к тонким осям которого прикреплены на винтах 6 центральных кубиков. Окрашены они только с одной стороны, с которой и видны.

Все центральные кубики связаны между собой тремя осями. Каждая пара противоположно расположенных центральных кубиков вращается только вокруг одной своей оси. Центр – это единственная составляющая, которая не может перемещаться, т. е. центральные кубики нельзя сдвинуть с места. Центральные сегменты определяют исходный цвет соответствующей грани. Если на данной стороне центральный кубик белый, значит. Это будущая белая грань. Именно этот факт и необходимо учитывать при сборке граней.

Рис. 1.

а) Центральные кубики

б) Крест и на нем крепятся центральные кубики

Восемь маленьких кубиков (Угловые кубики), находящихся на углах большого куба, окрашены одновременно тремя разными цветами с трех видимых сторон. Все 8 угловых кубика могут перемещаться.

Рис.2. Угловые кубики

Двенадцать маленьких кубиков (Средние, Бортовые кубики), расположены на середине ребер большого куба, покрашенные только с двух видимых сторон. Именно они соединяют центры. Все 12 бортовых кубика также могут перемещаться.

Рис.3. Бортовые кубики

Рис.4. Схема механизма классического кубика Рубика 3х3

Я, понял: «взаимоотношения» маленьких кубиков не произвольны, а основаны на строгом порядке. Сколько ни верти ряды кубиков относительно друг друга, угловые кубики всегда останутся угловыми, бортовые — бортовыми, а центральные — центральными. Эту очевидную истину иногда в шутку называют основной теоремой «кубологии».

Таким образом, основа куба – жесткий каркас: трехмерная крестовина, которая находится в центре конструкции, и на ней вращаются 6 центральных кубиков, прикрепленные к тонким осям креста на винтах. Они могут вращаться вместе с гранью, которая перемещается заодно с центральным кубиком данном грани. В некоторых моделях есть пружинка, надетая на тонкий конец креста, позволяющая оттягивать при повороте поворачиваемый слой кубиков.

Рис.5. Пружинка

В центральных и бортовых кубиках с внутренней стороны сделаны вырезки таким образом, что получается полость в виде объединения трёх цилиндров. Кроме этого, на бортовых и угловых кубиках имеются выпуклости разной формы. Они образуют фрагмент цилиндра, который плотно входит в упомянутую выше полость. С помощью такой конструкции грани кубика свободно вращаются с внутренних сторон центральные, бортовые и угловые кубики имеют различные вырезы.

Механическая система кубика Рубика уникальна по своей простоте и изяществу.

Рис.6. Внутреннее соединение кубиков

2. Усовершенствованный механизм кубика Рубика в виде сферы.

В таком кубике внутренний механизм выполнен не в виде креста, а в виде шара. Кубик крутится более плавно, мягче и при этом точнее. Благодаря новому механизму, теперь кубик Рубика «режет углы». Это означает, что даже если в процессе сборки какая-то из сторон кубика оказалась, не повернута до конца, то поворот другой стороны, пересекающей эту, довернет сторону.

А, вот все 26 кубиков ничем не отличаются от классического варианта.

Рис. 7. Усовершенствованный механизм Rubik’s Studio в виде сферы

3. Скоростной Кубик Рубика.

Это обновленный механизм на базе шара, с использованием пружинок и винтиков пользуется особой популярностью у спидкуберов — людей, соревнующихся в сборке кубика Рубика на скорость.

Сам кубик делается из более дорогой пластмассы. Используется для профессиональной сборки и, к сожалению, у него высокая ценовая категория.

Рис.8. Устройство скоростного кубика

С каждым годом улучшается внешний вид кубика и совершенствуется внутренний механизм.

В результате я сделал много интересных открытий для себя.

1. 
       Познакомился с историей создания кубика Рубика, о его разновидностях и других головоломок, похожих и непохожих на него, узнал немало интересных фактов, связанных с ним, и теперь готов поделиться этой информацией с друзьями.
2. 
       Выяснил уникальную механическую систему классического кубика Рубика 3х3 и сравнил ее с механической системой усовершенствованного и скоростного кубика Рубика 3х3.
3. 
       Благодаря кубику Рубика развивается: моторика рук, логика, память, дикция, усидчивость, быстрое мышление.

«Если вы любопытны, вы найдёте головоломки вокруг вас. Если вы решительны, вы их решите». Эрне Рубик.

Литература:

1. 
       № 3 1981 г. «Венгерский Кубик», журнала «Наука и Жизнь».
2. 
       № 2 1982 г. «А все-таки, как его собрать?», журнала «Наука и Жизнь».
3. 
       № 5 1983 г. «Собрать Кубик? Это не сложно!», журнала «Наука и Жизнь».
4. 
       № 3 1982 г. «Механика волшебного кубика», М. Евграфов, журнал «Квант».
5. 
       № 7 1982 г. «Алгоритм волшебного кубика», В. Дубровский, журнал «Квант».
6. 
       № 7 1982 г. «Всем кубикам кубик», М. Мыльников, журнал «Юный Техник».
7. 
       № 2 1983 г. «Снова кубик Рубика», Н. Михайленко, журнал «Юный Техник».
8. 
       https://www.5692.com.ua/news/929690/kak-ustroen-kubik-rubika-sravnenie-vseh-izvestnyh-mehanizmov.
9. 
       https://zakubi.com/blog/statja/kak-ustroen-kubik-rubika.html.

Быстрая сборка кубика Рубика / Хабр

Возможно, многие из читателей задавались вопросом, как людям удаётся собирать кубик Рубика 3×3 за 7 секунд. Если даже предположить, что рекордсмену сильно повезло, то таблица мирового рейтинга по среднему из пяти результатов уже не оставляет сомнений: если больше 80 человек в среднем укладываются в 12 секунд, очевидно они что-то знают. В этом кратком обзоре я постараюсь приоткрыть секреты скоростной сборки. Сразу оговорюсь, что после прочтения этой статьи вы не станете чемпионами: здесь приведены только основные моменты и ссылки на более подробную информацию. Кроме того, даже после изучения метода полностью вам потребуются долгие тренировки для достижения хороших результатов. Зато вы получите неплохое представление о том, как это делается, и при желании будете знать, куда двигаться дальше. Я думаю, при достаточной усидчивости после нескольких месяцев тренировок многие смогут достичь среднего результата в районе 30 секунд.

Я буду ссылаться в основном на SpeedSolving Wiki и на Badmephisto. Итак, поехали.

Метод CFOP

Наиболее популярным методом скоростной сборки кубика является метод CFOP, он же метод Джессики Фридрих, которая его доработала и популяризовала, хотя свой вклад внесли и другие люди. Если всё делать правильно, в среднем кубик удаётся собрать за 56 ходов (увы не за двадцать). Существуют и другие методы, с помощью которых можно получить неплохие результаты: Petrus, ZZ, Roux и т. д. Они менее популярны и ради краткости мы ограничимся рассмотрением метода CFOP.

CFOP — это название четырёх стадий сборки: Cross, F2L, OLL, PLL:

• Cross — сборка креста, четырёх рёберных кубиков на нижней грани;
• F2L (First two layers) — сборка двух слоёв — нижнего и среднего;
• OLL (Orient the last layer) — правильная ориентация кубиков верхнего слоя;
• PLL (Permute the last layer) — расстановка кубиков верхнего слоя.

Рассмотрим эти стадии более подробно.

Cross — крест

Цель стадии — правильно разместить четыре рёберных кубика на одной из граней. С этим справится любой, кто умеет собирать кубик хоть как-то, однако собрать крест за несколько секунд не так тривиально. По правилам соревнований перед сборкой вам даётся 15 секунд на изучение комбинации (inspecting), за которые как минимум надо найти эти четыре рёберных кубика, а хорошо бы и составить в голове полную последовательность ходов. Доказано, что для сборки креста на заранее выбранной грани всегда требуется не больше восьми поворотов (поворот на 180° считается за один), причём восемь крайне редко, да и семь нечасто (среднее чуть меньше шести). На практике, чтобы быстро научиться находить оптимальную последовательность, требуется немало тренироваться.

Выбирать грань для сборки креста можно по-разному. Наиболее популярный способ — всегда собирать его на одной и той же грани (часто — на белой). Тогда вы на всех стадиях сборки точно знаете относительное расположение цветов, что облегчает процесс. Некоторые люди собирают первой ту грань, которую легче всего собрать. В среднем это экономит один поворот, однако вам постоянно приходится перестраиваться на другое расположение цветов. Используется также компромиссный вариант — собирать одну из двух противоположных граней (скажем, либо белую, либо жёлтую), тогда набор цветов боковых граней не меняется.

Основная хитрость сборки креста в том, что его надо собирать относительно. К примеру, если вы собираете крест на белой грани и бело-синий рёберный кубик уже на ней стоит белым цветом к белому центру, то вам не так важно, совмещена ли синяя сторона этого кубика с синей гранью. Достаточно поставить бело-зелёный кубик на противоположной стороне, а бело-красный и бело-оранжевый слева и справа. В процессе сборки вы можете крутить белую грань как угодно, а в конце одним движением сразу совместите все боковые центры с кубиками креста. Важно лишь помнить точный порядок цветов на кубике: если смотреть на белую грань, то по часовой стрелке идут синий, красный, зелёный, оранжевый (сзади — жёлтый).

Профессионалы собирают крест на нижней грани. Новичкам это кажется трудно, так как почти не видно, что ты собираешь, однако это даёт большое преимущество при переходе к следующему этапу: вам не надо тратить время на переворачивание кубика, и вы в процессе сборки креста можете заметить расстановку кубиков, нужных для сборки F2L и наметить план дальнейшей сборки.

Некоторые продвинутые хитрости сборки креста описаны в этом видео.

F2L — первые два слоя

Пожалуй, наиболее длинная стадия, цель которой — собрать полностью два слоя: слой с крестом и промежуточный слой. По сути дела вам нужно расставить на места восемь кубиков: четыре угловых нижнего слоя и четыре рёберных боковых в среднем слое. В отличие от методов сборки для начинающих пара (столбик) из углового и рёберного кубика собирается сразу же (то есть надо собрать четыре таких пары). В зависимости от первоначальной расстановки кубиков пары вам нужно применить тот или иной алгоритм (последовательность поворотов). Всего таких алгоритмов больше 40, можно их просто вызубрить, однако почти все они выводятся интуитивно. Есть два простейших случая, когда пара собирается в три движения:

Ещё два случая зеркальны к этим. Все остальные нужно свести к одному из этих четырёх. На это нужно максимум 8 ходов, то есть всего потребуется не больше 11 ходов на столбик. Возможно, вы найдёте не самый оптимальный способ, однако если сперва научитесь интуитивно собирать любую комбинацию хоть как-то, отдельные случаи потом можно посмотреть в шпаргалках.

Основная сложность этапа в том, чтобы быстро находить парные кубики. Они могут находиться в 16 различных местах: 8 мест в последнем слое и 8 в столбиках. Столбики просматривать сложнее, а чем меньше столбиков у вас собрано, тем больше шансов, что в несобранных находятся нужные вам кубики. Если вы при сборке креста не обращали внимания на кубики для F2L, при переходе к этому этапу вы можете потерять много времени просто на поиск. Также не всегда разумно начинать с первой найденной пары: возможно, она собирается длинным алгоритмом, а если начать с другой, то в процессе первая перестроится в более удачную комбинацию.

OLL — ориентация последнего слоя

На этом этапе кубики последнего слоя ориентируются так, чтобы последняя (в нашем случае — жёлтая) грань оказалась собранной. При этом неважно, что кубики по сути не стоят на своих местах: этим мы займёмся на последнем этапе.

Существует 57 различных исходных ситуаций, для каждой из которых есть свой алгоритм сборки, от 6 и где-то до 14 ходов. Необходимо не только выучить все эти алгоритмы, но и быстро идентифицировать, какой из них необходимо применить на данный момент. Вот пример одного из OLL:

Слева на картинке изображена исходная ситуация с точностью до поворота (предполагается, что мы собираем жёлтую грань). Чтобы применить эту OLL, должны совпасть расположения жёлтых квадратиков не только на верхней грани, но и на боковых (квадратики остальных цветов игнорируем). Не всегда требуется сличать кубик со схемой полностью, надо лишь сличить достаточно квадратиков, чтобы отличить от остальных комбинаций. Справа приведено два алгоритма (кому-то удобнее делать один, кому-то другой) в стандартной нотации, внизу номер OLL и вероятность его выпадения. Почти все выпадают с вероятностью 1/54, некоторые с 1/108 и две с вероятностью 1/216 (включая счастливую комбинацию, когда OLL собралась сама).

Начинающим заучивать 57 комбинаций может показаться пыткой, поэтому придуман упрощённый, но более медленный вариант — 2-look OLL. В этом случае OLL разбивается на два этапа, сперва собирается крест, а затем углы. Тут надо заучить лишь 10 алгоритмов (3 для креста, 7 для углов). Набравшись опыта в 2-look OLL, можно неспеша взяться за изучение полного набора. При этом 2-look в любом случае пригодятся: во-первых, они все есть в полном наборе (скажем, если крест собрался сам, то полные OLL совпадают с 2-look OLL для углов), а во-вторых, если вам попался ещё незнакомый OLL, вы можете вернуться к 2-look.

Шпаргалки по OLL (включая 2-look) есть тут или тут, обучающее видео для 2-look OLL вот.

PLL — перестановка последнего слоя

Заключительный этап сборки состоит в том, чтобы расставить кубики последнего слоя на нужные места. Подход примерно аналогичный предыдущему этапу, но комбинаций и алгоритмов здесь меньше, всего 21 (13, если считать зеркальные и обратные за одну). С другой стороны их несколько сложнее опознавать, так как здесь надо учитывать разные цвета, причём цвета на схеме могут не совпадать с вашими цветами (с точностью до циклической перестановки):

Стрелками обозначены кубики, которые переставляет данный PLL. Вероятности большинства комбинаций — 1/18, изредка 1/36 и 1/72 (включая счастливый случай, когда ничего делать не надо).

Опять же предлагается упрощённый вариант — 2-look PLL, когда сперва расставляются углы (две комбинации), а потом центры (четыре комбинации), их довольно легко выучить.

Шпаргалки по PLL (включая 2-look) есть тут или тут, обучающее видео для 2-look PLL тут.

Кубик и смазка

Даже изучив в совершенстве приведённый метод, вы не достигнете хороших результатов с плохим кубиком. Грани кубика должны легко вращаться толчком одного пальца, при этом он не должен быть слишком разболтан. Слои должны висеть на пружинках так, чтобы не до конца повёрнутый один слой не мешал продолжать вращение в другом направлении (в разумных пределах, конечно). У правильного кубика центральные квадратики можно вытащить и подкрутить болты, что находятся под ними. В обычных магазинах сложно найти хороший кубик, рекомендуют заказывать по интернету, например, тут.

Для достижения наилучших результатов кубик необходимо смазывать. Иногда смазка идёт в комплекте с кубиком, либо покупается отдельно. Подходит силиконовая смазка, которую можно купить в автомагазинах.

Вращения кубика

Вращение всего кубика в руках (а не отдельных граней) отнимает существенное время, поэтому при сборке его стараются как можно сильнее избегать. Скажем, на этапе F2L порой проще собирать столбик в дальнем от себя углу, не видя его, чем поворачивать кубик этим столбиком к себе. На этапе OLL, чтобы повернуть кубик так, как в схеме алгоритма, достаточно покрутить верхний слой, а не крутить весь кубик целиком — это быстрее (положение верхнего слоя относительно нижних на этом этапе не важно).

Look ahead — заглядывание вперёд

После завершения очередного этапа вы должны без паузы переходить к следующему. Пока вы на автомате выполняете очередной алгоритм, у вас голова свободна. Используйте это время, чтобы найти кубики, важные для следующего этапа, и понять, какой из алгоритмов вам придётся использовать дальше.

Fingertricks

Также ключ к значительному ускорению сборки — это fingertricks, умелое использование всех пальцев для вращения. Некоторые частоиспользуемые комбинации выполняются молниеносно, 5 поворотов в секунду и выше, если правильно использовать пальцы. Обратите внимание: не всегда более короткий алгоритм делать быстрее; может оказаться. что придётся делать неудобные повороты. У BadMephisto несколько видеозаписей посвящено fingertricks, например, тут рассказывается про F2L.

Практика

Без длительных тренировок ничего не выйдет. Приготовьтесь, что кубик придётся собирать тысячи раз.

Как собрать кубик Рубика 3х3, схемы сборки

Разное

anna

29 ноября

0/10

41

15743

Содержание

Наверное, все хотя бы раз пытались собрать кубик Рубика 3х3 — простую на вид, а на самом деле хитрую головоломку. Страна Советов расскажет, как ее сложить с помощью специальных схем и алгоритмов сборки, которые будут понятны даже начинающим.

Кубик Рубика (другие названия — кубик-рубик, магический кубик) — это известная механическая головоломка. В 1974 году ее изобрел венгерский скульптор и преподаватель архитектуры Эрнё Рубик, а в 1975 году он запатентовал свое изобретение.

Классическая головоломка состоит из 26 меньших разноцветных кубиков (размер — 3х3х3). Их можно вращать вокруг осей, невидимых снаружи. Задача — собрать «игрушку» так, чтобы каждая ее грань состояла из квадратов одного и того же цвета.

Кубик Рубика: сборка первого пояса головоломки

Сборка кубика Рубика 3х3 для начинающих кажется сложной, но вполне поддается освоению.

Для начала давайте определимся с терминологией и дадим каждому кубику название. Центральный кубик (центр) на рисунке обозначен номером 1, боковой кубик (боковушка) — номером 2, угловой кубик (угол) — номером три.

Важно! Главное правило сборки — фронтальная сторона (фронт) не должна меняться!

Первый пояс попробуйте собрать самостоятельно — первая сторона собирается как угодно, можете проявить свою фантазию. После этого путем обмена кубиков первой стороны собирается первый пояс.

Вот пара советов по сбору первой стороны:

1. Центральные квадратики всегда располагаются одинаково относительно друг друга.
2. Белая сторона физически не может соседствовать с желтой, зеленая — с синей, а красная — с оранжевой.

Сначала добейтесь того, чтобы у первой стороны получился правильный крест из боковушек, потом — соберите углы.

Кубик Рубика: формулы для второго пояса головоломки

Для сборки второго пояса вам могут понадобиться две формулы.

Схема сборки кубика Рубика — формула 1 Схема сборки кубика Рубика — формула 2

В этих формулах разобраться несложно. К примеру, поворот 1 формулы 1 — это поворот верхней стороны по часовой стрелке. А поворот 7 формулы 1 — поворот фронтальной стороны против часовой стрелки. Поворот всегда совершается на 90°.

В схеме сборки второго пояса кубика Рубика 3х3 полностью собранная сторона с первым поясом — невидимая часть слева от вас. Запомните: центральный кубик всегда бывает одного цвета, боковушка — двух, а угол — трех. Фронтальная сторона — 4.

Сначала поменяйте боковушку 2 на кубик 0-1. При этом цвет плоскостей 2 и 4 должен совпадать. Невидимый цвет боковушки 2 при сборке по первой формуле — 5.

Квадратики 2 и 3 находятся на третьем поясе, еще не собранном. То есть, вам необходимо найти на стороне, противоположной уже собранной, боковушки без цвета 6, и, вращая 3-й пояс, видимый на стороне 6 цвет напротив соответствующего цвета первого пояса.

Если цвет квадрата 3 совпадает с цветом квадрата 5, собирайте по формуле 2: на место 0-1 ставится боковушка 3.

Кубик Рубика: сборка последнего, третьего пояса головоломки

Для сборки третьего пояса (последней стороны) вам понадобятся три формулы.

Как сложить головоломку: формула 3 Как сложить головоломку: формула 4 Как собрать головоломку: формула 5

Сначала нужно собрать правильный крест на последней стороне — так боковушки займут нужное положение. Кубик нужно сориентировать относительно боковушек, обозначенных синим цветом на рисунке. На этой схеме синим цветом подчеркнута фронтальная сторона, полностью собранная — нижняя невидимая сторона. Для того чтобы собрать правильный крест, несколько раз повторите формулу 3. Крест получится тогда, когда дальний кубик будет расположен правильно, а ближний — нет.

После этого несобранными должны остаться только угловые квадратики. Если они стоят на своих местах, но ориентированы неправильно — не выполняйте следующую формулу. Синий кубик на рисунке стоит на своем месте. Если таковых у вас нет, фронтальная сторона может быть любой. После 2-3 повторений формулы 4 углы должны встать на свои места.

Чтобы правильно сориентировать углы, используйте формулу 5. Чтобы окрашенный синим угол правильно встал, его нужно повернуть несколько раз. Самое важное — не менять фронтальную сторону, пока кубик не будет собран полностью — даже если вам кажется, что ничего не выходит. Если угол не встал правильно с первого раза, снова выполните формулу. Для подстановки следующего угла первый шаг будет таким:

Видеоурок: как собрать кубик Рубика 3х3 для начинающих

Чтобы лучше разобраться в представленных схемах и представить процесс сборки кубика Рубика наглядно, возьмите кубик в руки и посмотрите видеоурок. Постарайтесь повторить то, что вы узнали. Мы уверены, что теперь у вас получится без труда собрать эту головоломку!

Вы освоили схему того, как правильно и быстро собрать эту самую знаменитую головоломку. Конечно, существует гораздо больше формул ее сборки в формате 3х3, мы описали лишь несколько, но после небольшой практики вы сможете быстро разобраться и без схемы сборки.

Оцените статью

41 комментарий

Исследовательская работа «Кубик Рубика – гимнастика для ума»

Выполнил:

Ученик 5 класса
МБОУ «УМСОШ»
Беспёрстов Александр

Научный руководитель:

Беспёрстова Ирина Витальевна

1. Введение

О кубике Рубика знаю не понаслышке. Мне подарили его, когда мне было 8 лет, считаю эту вещицу прекрасной игрушкой и хорошим подарком, развивающим память, мелкую моторику и, конечно же, терпение. И вот уже несколько лет я занимаюсь сборкой кубика Рубика и сборкой других механических головоломок. Этим меня увлекла моя мама Ирина Витальевна (учитель математики и геометрии среднего и младшего звена).

В этом учебном году мне захотелось научиться собирать кубик Рубика и привлечь к этому одноклассников. Я стал тренироваться, мы вместе с мамой собирали кубик Рубика на время, а затем во время школьных перерывов я и мои одноклассники стали соревноваться в скоростной сборке кубика.
Долгое время я изучал различные алгоритмы собирания кубика Рубика, и когда я достаточно хорошо начал с ними справляться, я предложил своей учительнице по математике и геометрии, а по совместительству маме — Ирине Витальевне создать проект, который бы познакомил ребят с правилами сборки механических головоломок и рассказал им оּ том, как это интересно. Так родилась идея проекта «Математические механические головоломки». Совместно с моим учителем по математике Ириной Витальевной, я провел социологический опрос среди пятиклассников, выявляющий интерес к этой головоломке. Вместе с Ириной Витальевной в рамках проекта я планирую провести соревнования по скоростной сборке кубика Рубика среди всех желающих школьников в МБОУ «УМСОШ». Высокий интерес пятиклассников к математическим механическим головоломкам определил цель, конкретные задачи и целевую аудиторию проекта.

Предметом нашего исследования является кубик Рубика.

Цель – исследование актуальности кубика Рубика.

Задачи работы:

1. Узнать о создании, истории Кубика Рубика;

2. Узнать об изобретателе;

3. Разузнать о соревнованиях;

4. Провести анкетирование;

5. Провести мастер-класс «Математические механические головоломки» среди учащихся МБОУ «УМСОШ» п.Усть-Мая.

6. Сделать вывод.

Гипотеза проекта: математические механические головоломки формируют логическое мышление школьников, развивают круг интересов, не связанных с компьютером, повышают коммуникативные способности подростков.

2. Теоретическая часть

2. 1. Биография ЭрноРубика

Эрно Рубик прославленный венгерский изобретатель, одаренный скульптор, популярный профессор. Эрно получил огромнейшую известность благодаря головоломкам, которые он создавал. В 1974 году им была изобретена вещь, перевернувшая бытие скульптора – «Кубик Рубика». До сих пор данная головоломка пользуется большой популярностью, как среди детей, так и среди взрослых. Немало интересных фактов связано с кубиком Рубика (Приложение №1).

Эрно Рубик родился 13 июля 1944 года в Будапеште, в Венгрии. С раннего детства в Эрно обнаружился крупный дар к наукам. В 1967 году он окончил инженерный факультет технического университета. Затем изобретатель решил сменить ориентиры и стал обучаться на скульптора и дизайнера. Достигнув и на данном поприще больших успехов, Эрно получил профессию архитектора и начал работать в данном направлении.

После многолетнего труда в области строительства и дизайна, Рубик решил попробовать собственные силы в издательском деле – он стал редактором одного из журналов, где публиковались всевозможные занимательные головоломки, загадки, ребусы. В 1983 году ученый и изобретатель создал собственную студию, занимающуюся разработкой и изготовлением логических головоломок.

В настоящее время Эрно Рубик (Ernő Rubik) участвует в разработке всевозможных видеоигр, пишет статьи по различным темам архитектуры. В разное время профессор был награжден такими почетными наградами, как «Кошутовская премия», «Премия имени Дениса Габора» и прочими премиями.

2.2. История появления кубика Рубика

История возникновения Кубика Рубика уходит в 70-е годы прошлого столетия. Эрно увлекался математикой и трёхмерным предметным моделированием (ведь в те далёкие годы о компьютерах, с мифическими 3D программами, можно было только грезить), находя его безупречным способом для развития у своих студентов способностей пространственного мышления.

Как это всегда бывает со всеми гениальными изобретениями, план кубика лелеялся не один год. Традиционная история рассказывает, что Рубик также много поэкспериментировал с бумажными, картонными и пластиковыми прототипами своего кубика, перед тем как к нему пришла мысль сложить разрозненные детали в единое целое, при этом, не нарушая конструктивное единство всего приспособления в целом.

Перед тем как кубик приобрёл свои знакомые 6 цветов, Эрно испробовал множество других вариантов оформления: «раскраску» из чисел или картинок, но всё это было не то. В 1974 году работа над созданием кубика была завершена, сразу же всем стала очевидна особенность кубика Рубика.

Кубик, который выходил с конвейера был собранным по цветам. Но стоило лишь слегка поиграть со свежеиспечённым кубиком, и вернуть первоначальное единообразие было уже крайне сложно. Впервые с этой проблемой столкнулся, что и не удивительно, сам Эрно и привела проблема к неожиданно длительным мучениям. В подобной ситуации и по сей день оказывается всякий, кто пытается впервые собрать эту знаменитую головоломку.

В 1975 этом году Рубик получил венгерский патент на своё детище, но выпуск первой партии головоломок начался только к концу 1977 года.

2.3. Механизм

Классический кубик представляет собой куб 3×3×3. Он состоит из 54 граней малых кубиков, составляющих один большой куб. Каждая грань куба состоит из девяти квадратов и окрашена в один из шести цветов: красный, оранжевый, белый, жёлтый, синий, зелёный.

Основа куба — трехмерная крестовина. Центральные кубики окрашены только с одной стороны, с которой видны. Восемь маленьких угловых кубиков окрашены с трех сторон. Остальные двенадцать кубиков расположены посередине, окрашены только с двух видимых сторон.

26 убиков назвать кубиками можно лишь условно, все они имеют разные выемки.

2.4. Способы сборки головоломки

Существует не одна стандартная схема кубика Рубика, позволяющая в короткие сроки научиться решать эту оригинальную головоломку. Различные системы сборки позволяют по-разному подойти к вопросу. Какую из них выбрать, решать только вам. Конечно, вряд ли без компьютерных мощностей Google вы узнаете, как собрать кубик за 20 ходов, но находить простые решения в короткие сроки научитесь. Главное, чтобы вам хватило усидчивости. Никакая методика не поможет без проблем решать головоломку, если вы не готовы потратить свое драгоценное время на обучение.

Схема сборки

Существует несколько схем, позволяющих новичкам довольно быстро научиться складывать кубик Рубика. Вот одна из них:

1. Для начала нужно собрать крест, концы которого имеют продолжение на соседних гранях. Универсальной методики нет – все приходит с практикой.

2. Далее нужно завершить всю сторону, на которой был собран крест, и собрать пояс из деталей вокруг нее. Важно проследить, чтобы каждый пояс был одноцветным.

3. Теперь нужно собрать второй пояс и переходить к противоположной стороне кубика.

4. Собираем на этой стороне крест так же, как в самом начале.

5. Завершаем всю сторону.

6. Теперь приводим в порядок углы кубика – делаем так, чтобы цвета на них соответствовали цветам сторон, к которым они повернуты.

7. Остается только правильно повернуть детали, имеющие всего по 2 стороны. Кубик собран.

Теперь и вы можете научиться решать одну из самых популярных головоломок в мире. В этом вам поможет универсальная схема кубика Рубика.

2.5. Соревнования по сборке кубика Рубика

Люди, увлекающиеся скоростной сборкой кубика Рубика, называются спидкуберами. А сама скоростная сборка — спидкубинг (англ. speedcubing).

Первый Международный чемпионат по сборке кубика Рубика, Будапешт, 5 июня 1982 г.

Официальные соревнования по скоростной сборке кубика Рубика регулярно проводятся всемирной ассоциацией кубика — en:WorldCubeAssociation (WCA). Каждый год проходит чемпионат Европы или чемпионат мира. Рекорды по сборке кубика постоянно меняются.

Текущий рекорд установлен в 2018 году. На международных соревнованиях по скоростной сборке кубика Рубика 3х3 в Мельбурне, 22 х летний Феликс Земдегс собрал головоломку Рубика всего за 4,22 секунды

2.6. Что такое WCA?

WCA (WorldCubeAssociation) — Всемирная Ассоциация Кубика. WCA — некоммерческая организация, которая развивает спидкубинг в мире, а также проводит соревнования (в том числе чемпионаты континентов и мира). WCA организует соревнования по всему миру. Главная цель WCA — проводить как можно больше соревнований на справедливых условиях и привлекать к участию большее количество людей.

Участие в первый раз

Участвовать в соревнованиях может каждый желающий. Для этого необходимо зарегистрироваться на сайте и прийти в указанный день на место проведения соревнований. Зарегистрироваться можно на любое количество дисциплин. Участнику необходимо иметь при себе свои головоломки. На сборку каждой головоломки установлен определенный лимит. Так, лимит на сборку кубика 3х3 составляет обычно 3 минуты, тем не менее, результат участника, который собирает эту головоломку медленнее, все равно будет засчитан.

Дисциплины, по которым проводятся соревнования WCA

Кубик Рубика, 2x2x2, 4x4x4, 5x5x5, 6х6×6, 7 x7x7, Megaminx, Pyraminx, Square-1, Clock, Skewb, кубик Рубика: ногами, кубик Рубика: одной рукой, кубик Рубика: на количество ходов, кубик Рубика: с завязанными глазами, кубик Рубика: несколько кубиков завязанными глазами.

Как проходят WCA соревнования

Обычно WCA соревнования проходят в течение 2х дней. Продолжительность соревнований зависит от масштаба мероприятия, а так же от количества участников. Участников распределяют по группам в каждой дисциплине. Для каждой группы предусмотрен свой конверт со скрамблами. Каждая дисциплина проводится в 1-4 раунда, в зависимости от количества участников. В полуфинал обычно проходят 32 лучших участника из предыдущего раунда. В финал — 12 лучших из полуфинала.

Скоростная сборка

Перемешиванием головоломок занимаются скрамблеры (скрамблы — это последовательность ходов, которую генерирует компьютер для запутывания головоломки). У участника есть минута на моральную подготовку и 15 секунд на преинспекцию, после чего он должен начать собирать головоломку. Судья следит за тем, чтобы подготовка и преинспекция не превышала положенного времени. Так же он следит за соблюдением всех правил WCA в течение всего процесса. Как считается: отбрасывается лучшая и худшая попытки, а из трёх оставшихся берётся среднее арифметическое. Если среднее время двух участников на соревновании совпадает, то смотрят по лучшей попытке.

За несоблюдение правил во время сборки полагаются штрафы (от +2 до дисквалификации). Судить может любой участник, необходимо лишь знание правил WCA.

Блайнд (сборка вслепую)

В общем процедура такая же, как и при скоростной сборке. Каждый участник делает 3 попытки, лучшая из которых идет в зачет. Участник запускает таймер самостоятельно, снимает крышку с куба, запоминает куб, надевает повязку и собирает головоломку. Таким образом, время сборки куба в слепую включает время запоминания и время сборки. Задача судьи — держать лист бумаги между лицом участника и головоломкой, обнулять таймер.

Мультиблайнд (сборка нескольких кубиков вслепую)

Участник должен сказать заранее, сколько кубов он собирается запомнить и собрать. Процедура в общем такая же, как и в блайнде. Участник запускает таймер, начинает запоминать по очереди каждый куб (не больше 10 минут на куб), после чего надевает повязку и по очереди собирает кубы. По окончанию так же подсчитывается число собранных и несобранных кубов. Конечный результат рассчитывает как кол-во собранных кубов минус кол-во несобранных.

Призы

Согласно правилам Ассоциации, группа организаторов соревнования должна иметь сертификаты для всех категорий победителей, подписанные главой организационной группы и представителем WCA. Так же в зависимости от масштаба соревнований и спонсоров, победителям предоставляются призы: медали, кубки, чаще всего головоломки (так как обычно спонсированием WCA соревнований занимаются магазины головоломок), так же могут быть и другие призы. На национальных, континентальных соревнованиях, а так же на Чемпионате Мира победители в номинации «Сборка кубика Рубика» награждаются сертификатом на поездку на более крупные соревнования или денежным чеком.

3. Практическая часть

3.1. Анкетирование

Я провел исследование на актуальность головоломки с помощью анкетирования, в котором участникам нужно было ответить на вопросы.

Участвовало 90 человек. Это учащиеся 5«а», 5«б», 6«а», 6 «б» классов.

Вопросы анкеты

1) Пытались ли вы хотя бы раз собирать кубик Рубика?

2) Можете ли Вы собрать полностью одну грань?

3) Можете ли Вы полностью собрать все грани?

4) Хотели бы Вы научиться полностью собирать кубик Рубика?

Итак, все пытались собирать кубик Рубика, больше половины могут собрать одну грань, и почти все хотят научиться полностью собирать головоломку.

Вывод: Анкетирование показало, что кубик Рубика актуален! Мало кто умеет собирать полностью кубик, не знают, как это сделать и хотят научиться!

3.2. Мастер-класс с одноклассниками

Я провел мастер-класс по сборке кубиков. Многие мои одноклассники приобрели кубик, и мы часто вместе собираем, учим и учимся друг у друга. Эти занятия очень увлекательны, они развивают логическое мышление, пространственное воображение.

Из потенциальных участников троим, удалось собрать кубик полностью. Их результаты:

Челноков Артём, 4 «а» – пирамидка Рубика за 22 сек.;

Некипелов Артём, 7 «а»: 3х3 — за 1 мин; 2х2 – 42 сек.;

Видяев Алексей, 7 «а»: 3х3 – за 1мин. 44 сек., 2х2- 15 сек.

Мои результаты:

Кубик Рубика 3х3 – 1,35 сек;

Кубик Рубика 2×2 – 43 сек;

Пирамидка Рубика – 21сек;

Ivicube -17 сек;

Skewb- 1,1 сек;

Mirror Вlocks-3,22 сек;

Мельница – 1,46 сек;

Цилиндр Рубика – 2,48 сек.

3.3 Применение кубика Рубика в психологии

Психологи используют кубик Рубика в методике, предназначенной для диагностики уровня развития наглядно-действенного мышления.

Пользуясь известным кубиком Рубика, ребенку задают разные по степени сложности практические задачи на работу с ним и предлагают их решить в условиях дефицита времени.

Совместно с психологом моей школы Ольгой Георгиевной я провел эксперимент по выполнению заданий с использованием кубика Рубика. Мои наблюдения пригодились для диагностики уровня развития наглядно-действенного мышления детей подготовительной к школе группы.

4. Заключение

Подводя итог проделанной работе, следует отметить, что цель и поставленные задачи проекта достигнуты. Об этом свидетельствуют отзывы учащихся и учителей школы, повышенный интерес к этой теме среди моих одноклассников. Я сам освоил новые скоростные способы сборки кубика Рубика, теперь я могу помочь тем, кто ещё не овладел алгоритмом сборки, но очень хочет научиться собирать кубик. В школе я нашёл единомышленников, в ближайшее время планируется провести соревнование по скоростной сборке кубика, хочется, чтобы это было началом традиции.

Изучение этой темы позволит развить больший интерес к математике среди моих одноклассников, сформировать у них умение применять полученные знания на практике, воспитать такие умения, как самостоятельность и творческий подход в развитии логического мышления.

В процессе работы над проектом я приобрел:

а) знания в области математической комбинаторики;

б) умения, связанные с формулировкой проблемы и гипотезы исследования, структурирования материала, подбора аргументов, формулировки выводов;

в) практические навыки выступления перед аудиторией, самостоятельной организации своей деятельности, работы с научной и справочной литературой.

Таким образом, я еще раз убедился в ценности научных знаний в современном мире, проверил свои способности в проектной деятельности, наметил пути профессиональной ориентации. Проект дал возможность проявить собственное творческое видение процесса и результата работы, создать проектный продукт, в котором воплотился творческий замысел. Я понял, что для достижения любой цели необходимы умственная активность, трудолюбие, наблюдательность, настойчивость, быстрота ориентации, сосредоточенное внимание. А что касается планов на будущее, то я бы очень хотел бы поучаствовать соревнованиях под названием WCA, я считаю, что это достаточно неплохая идея для того, чтобы испытать свои силы среди тысячи участников и набраться опыта по сборки головоломок.

Литература

1. http://cub-rub.ru/interesnoe.php
2. http://cub-rub.ru/recordu.php
3. http://www.rubik-effects.com/history.php
4. http://www.peoples.ru/art/sculpture/erno_rubik/
5. http://persones.ru/biography-354.html
6. http://cub-rub.ru/ErnoRubik.php
7. Дубровский В. Статья «Математика волшебного куба», журнал «Квант» № 8, 1982, стр.22-27,48.
8. Калужнин Л.А., Сущанский В.И.. Преобразования и перестановки. — М.: Наука.Главная редакция физико-математической литературы, 1985 – 160 с.
9. Константинов И. Статья «Венгерский кубик», журнал «Наука и жизнь» № 3, 1981, стр.131-135.
10. Константинов И. Статья «Собрать кубик. Это не сложно», журнал «Наука и жизнь» № 5, 1983, стр.114-119.
11. Сборник материалов московских выездных математических школ под редакцией А.Заславского, Д.Пермякова, А.Скопенкова, М.Скопенкова и А.Шаповалова. М.: МЦНМО, 2009.

Как научиться собирать кубик Рубика и сколько это стоит

Александра Павлова

мама спидкубера

Два года назад мой почти семилетний сын заинтересовался спидкубингом — скоростной сборкой кубика Рубика и аналогичных головоломок.

За это время мы собрали коллекцию из 20 кубиков и потратили на все больше 7000 Р. Расскажу, чем дорогие головоломки отличаются от дешевых, как их выбирать и где научиться собирать кубик Рубика за считаные секунды.

Что такое спидкубинг

В 1974 году венгерский архитектор Эрнё Рубик изобрел головоломку и назвал ее «магический куб». В 1975 году он запатентовал изобретение, а в 1977 в продажу поступили первые партии магических кубов. Впрочем, авторское название не прижилось — теперь мы называем эту головоломку просто кубиком Рубика.

Официальный сайт кубика Рубика

Стандартный кубик Рубика 3 × 3 × 3 состоит из 26 элементов и скрытой в центре крестовины. У него шесть граней, каждая из которых может вращаться вокруг внутренней оси и имеет свой цвет: белый, желтый, красный, оранжевый, синий, зеленый. На одной грани девять квадратов: один центр, четыре угла и четыре ребра.

В самом простом кубике Рубика центры каждой грани зафиксированы на крестовине винтами с пружинами. Остальные элементы соединяются друг с другом благодаря пазам и выемкам на внутренней стороне.

Кубик Рубика быстро завоевал популярность сначала в Венгрии, а потом во всем мире. Люди увлеченно крутили головоломку, пытаясь привести ее в первоначальный вид.

~43

квинтиллиона комбинаций может быть у кубика Рубика

Сначала это казалось непростой задачей, но вскоре стало очевидно, что кубик Рубика собирается по определенным алгоритмам. Разобравшись в них, энтузиасты стали тренироваться собирать кубики на время — такое занятие и стало называться спидкубингом.

Как мой сын увлекся спидкубингом

В конце 2019 года сын стал смотреть ютуб-канал Евгения Бондаренко: многие его видео посвящены кубику Рубика и другим механическим головоломкам.

Целенаправленно информацию о кубиках сын не искал и в принципе никогда ими не увлекался — просто случайно увидел ролик в рекомендованном. Но после просмотра очень воодушевился и сказал, что хочет стать спидкубером — человеком, который собирает эти головоломки на время.

Так в доме появился первый кубик за 300 Р, который мы купили в ближайшем газетном киоске. Это была «палатка» — кубик низкого качества.

/list/hobby-for-evening/

Хобби на один вечер: 10 готовых наборов для творчества

Наш первый кубик Рубика за 300 Р

Сын попробовал собрать кубик по обучающим видео: смотрел, вращал грани, ставил на паузу, когда не успевал. Потом повторил по памяти — справился примерно за 2 минуты.

После этого он стал изучать тему глубже: в интернете много инструкций, следуя которым можно понять алгоритм сборки. Например, он пользовался подробной инструкцией для новичков с сайта Школы спидкубинга cccstore.ru. Через пару недель собирал кубик из любого положения вдвое быстрее — всего за минуту.

Но этого оказалось мало. Когда сын узнал, что есть не только кубик Рубика, но и много других разных головоломок, ему стало интересно и захотелось научиться собирать их все. Расскажу о самых популярных модификациях головоломки.

Почему важно покупать фирменные головоломки

Головоломки бывают фирменными и нет.

Нефирменные кубики можно встретить в газетных киосках или отделах дешевых игрушек. Спидкуберы называют их «палатками» — по аналогии с местом, где они чаще всего и продаются.

Такие головоломки стоят от 120 Р, но могут поскрипывать при вращении, иногда заклинивают и часто вращаются не очень плавно и быстро. С такими кубиками вряд ли получится добиться хороших результатов в спидкубинге.

Фирменные — головоломки известных производителей. К ним относятся, например, MoYu, Gan, Rubik’s, YuXin, QiYi MoFangGe.

Такие кубики сделаны из качественного пластика, детали вращаются легко. Их приятно держать в руках. Спидкуберы еще называют их скоростными — это значит, что кубик подходит для сборки на время: качественно собран, достаточно быстро и легко вращается.

Цена фирменных кубов начинается от 240 Р и может доходить до нескольких тысяч.

Конечно, как и в любой другой сфере, можно купить дешевую вещь — в данном случае «палатку», — и она окажется довольно неплохого качества, крутить ее будет приятно. А можно потратить круглую сумму на фирменную головоломку и расстроиться из-за того, что элементы вращаются не так, как ожидал. Но на мой взгляд, покупка фирменных головоломок — более надежный вариант для тех, кто хочет серьезно заниматься их сборкой.

Какой формы бывают головоломки

С куба все началось, поэтому, наверное, это самая популярная форма головоломки. Но есть и другие: додекаэдры, призмы, цилиндры, тетраэдры, состоящие из восьми или нескольких сотен элементов. Форм очень много, расскажу о нескольких популярных вариантах.

Пираминкс. Это правильный тетраэдр: каждая его грань поделена на девять правильных треугольников. Головоломка несложная, сын собирает ее за 10—12 секунд. Я тоже могу собрать ее, но мне нужно больше времени — 18—20 секунд.

/razvivashki/

За год я потратила 6587 Р на развивающие тетради для ребенка

Скьюб. Это головоломка кубической формы, но в отличие от классического кубика Рубика вращение происходит с помощью четырех осей, расположенных параллельно диагоналям куба.

Этот кубик собирать легче, чем стандартный 3 × 3 × 3. В первый раз сын собирал его около минуты. Сейчас ему хватает 12—17 секунд.

Скваер-1. Внешне напоминает кубик Рубика, но элементы головоломки имеют разную форму, поэтому при вращении она сильно меняется и может превращаться в нечто бесформенное.

Для сына эта головоломка самая сложная — он может собирать ее несколько часов.

Мегаминкс. Головоломка в форме додекаэдра. У нее 12 граней и 62 видимых подвижных элемента.

По принципу сборки головоломка напоминает кубик 3 × 3 × 3. У нас ее нет, но есть киломинкс — в нем тоже 12 граней, но меньше деталей.

Кловер-куб с деталями, похожими на клеверные листья. Вращение деталей происходит вокруг реберных элементов. Сын собирает его долго, примерно час.

Чем еще отличаются головоломки

В головоломках бывают дополнительные элементы, которые облегчают их сборку. Иногда они встречаются по отдельности, а иногда комбинируются друг с другом.

Специальные бороздки на внутренней поверхности элементов уменьшают трение деталей при сборке — так вращать кубик становится удобнее. Если спидкубер использует смазку, бороздки помогают равномерно распределить ее по внутренним поверхностям элементов.

Знаменитые среди спидкуберов «пчелиные соты» от производителя головоломок Gan

Настраиваемые гайки с пружинами разной жесткости. Скорость вращения кубика можно настроить. В центре самых простых кубиков есть винт, который можно подкрутить: чем туже он затянут, тем сложнее крутятся детали. Но если ослабить его слишком сильно, то кубик крутится легче и может стать неконтролируемым. Тогда грани будут вращаться слишком быстро и проворачиваться дальше, чем нужно, а элементы — как бы цепляться друг за друга.

В некоторых кубиках можно регулировать скорость с помощью гаек. В отличие от винта гайки легче настроить равномерно и добиться оптимального качества вращения кубика.

Магниты в элементах кубика экономят время на доворачивание граней и улучшают контроль за головоломкой при вращении.

Кубики различаются по количеству магнитов, их силе и возможности ее регулировки. Главное правило: чем магниты мощнее, тем лучше доворачиваются и фиксируются грани. Многие спидкуберы говорят, что любой магнитный кубик лучше хорошего немагнитного.

Магниты могут быть на крестовине вместо пружин, в центре крестовины — между осями, в самих элементах куба — в углах. В этом кубике магниты внутри элементов: их можно разглядеть на белом уголке между синей и желтой гранями

Одна из последних новинок — кубики серии Maglev, что означает «магнитная левитация». В них магниты расположены под гайками вместо пружин. Они повернуты друг к другу одинаковыми полюсами, поэтому отталкиваются и как будто парят в воздухе — левитируют.

Для настройки такого кубика достаточно изменить силу отталкивания магнитов. Если увеличить расстояние между ними, то магниты будут отталкиваться слабее, и кубик будет вращаться свободнее и быстрее. Если уменьшить, вращение станет жестче, и кубик будет легче контролировать. То есть это примерно то же самое, что затянуть винт на обычном кубике.

Подключение к смартфону. В специальном приложении в режиме реального времени отображаются все повороты граней кубика — с помощью этого приложение может подсказать спидкуберу алгоритмы сборки. Еще приложение помогает вести статистику сборок и соревноваться онлайн с другими спидкуберами.

Такие кубики называются умными — они есть у Rubik’s, Go Cube, Gan, Xiaomi.

Сколько мы тратили на первые кубики

Сначала мы покупали кубики где придется: в «Галамарте», «Детском мире», «Милом доме», небольших магазинчиках в ТЦ.

Одну головоломку я заказывала на «Озоне». Она стоила 349 Р, оказалась фирменной и довольно хорошего качества. Сын до сих пор с удовольствием ее крутит.

А однажды закупились на вокзале. Пока ждали поезда, прошлись по близлежащим торговым точкам и нашли там кубики, о существовании которых сын даже не подозревал. Они очень выручили в дороге.

/toys-savings/

Как я начала экономить на детских игрушках

Витрина небольшого магазина игрушек в ТЦ. Здесь мы тоже покупали несколько кубиков Сын собирает контейнер-куб, купленный в одном из привокзальных киосков

Качество головоломок разнилось от ужасного до хорошего. На тот момент я абсолютно не разбиралась в них, а ребенок делал выбор по принципу «Ух ты, какая необычная!» или «Такой у меня еще нет!».

Самой дорогой покупкой в тот период стал кубик 4 × 4 × 4 за 550 Р. Качество его вращения оказалось ощутимо лучше, чем у головоломок за 250 Р.

Тот самый кубик за 550 Р. Он крутится плавно и достаточно быстро. Элементы не заклинивают

Поначалу я не относилась к увлечению сына серьезно. Но постепенно начала замечать, что он собирает кубики все быстрее. А потом мне и самой захотелось научиться. Тогда мы решили подойти к делу основательно.

В видеороликах на «Ютубе» блогеры-спидкуберы часто рекламируют крупные интернет-магазины головоломок. Я изучила многие, но остановилась на трех: cccstore.ru, speedcubes.ru и cubemarket.ru. В них большой ассортимент, качественные фотографии и понятное описание.

Вместе с сыном мы посмотрели десятки видеообзоров про кубики, в большинстве случаев — на сайтах упомянутых магазинов. Познакомились с самыми известными производителями головоломок. И стали заказывать фирменные головоломки.

5670 Р мы потратили на коллекцию из 18 кубиков-«палаток»

Головоломка

Цена

Куб 4 × 4 × 4

550 Р

Куб 5 × 5 × 5

480 Р

Мастерморфикс

450 Р

Куб 3 × 3 × 3 из цветного пластика

350 Р

Скьюб

350 Р

Куб-яблоко

350 Р

Куб 3 × 3 × 3 из цветного пластика с карбоновыми наклейками

300 Р

Кловер-куб

300 Р

Киломинкс

300 Р

Куб-бочка

300 Р

Куб 2 × 2 × 2

280 Р

Скваер-1

280 Р

Пираминкс

250 Р

Аксис куб

250 Р

Контейнер-куб

250 Р

Куб-мельница

250 Р

Миррор-куб, зеркальный

200 Р

Куб-звезда 3 × 3 × 1

180 Р

Сколько стоят фирменные головоломки

Цены на качественные магнитные кубики 3 × 3 × 3 обычно начинаются от 440 Р: например, за эти деньги можно купить магнитный кубик 3 × 3 × 3 MoYu. Кубик меньших размеров той же фирмы — 2 × 2 × 2 — можно взять за 420 Р.

Однако средняя цена на хорошие скоростные кубики обычно выше: для «двушки» — от 700 до 1000 Р, для «трешки» диапазон шире — от 1000 до 3000 Р. Есть модели и за 5000—6000 Р.

Из всего разнообразия в качестве первого скоростного кубика мы выбрали Gan 356 RS 3 × 3 × 3 за 990 Р. Прежде всего ориентировались на цену, до 1000 Р, и фирму. Gan — крутой производитель кубиков, постоянно выпускает новинки и работает над совершенствованием конструкций головоломок.

Кроме того, сын хотел кубик без магнитов. Сказал, что для него важно самостоятельно контролировать кубик и учиться его доворачивать, а магниты облегчили бы ему задачу, и он не смог бы увидеть свои ошибки в кручении.

Заказывали кубик на cccstore.ru, в подарок получили фирменную наклейку и украсили ею простую головоломку. По сравнению с обычными «палатками» этот — просто восторг! В руках летает, хотя мне он показался немного расхлябанным. Зато сын почти не выпускает его из рук.

В комплекте с кубиком Gan 356 RS шла брошюра с алгоритмами скоростной сборки

Еще заказали бюджетный магнитный кубик 2 × 2 × 2 от QiYi MoFangGe за 550 Р. В нем есть магниты, но они не настраиваются. В комплекте с головоломкой получили пластиковый бокс.

Найти варианты подешевле можно на «Алиэкспрессе». Многие спидкуберы отслеживают там новинки, акции и делают выгодные покупки. Но для себя я этот вариант не рассматриваю из-за одного неудачного опыта: доставка была долгой, товар пришел бракованным, а продавец долго не возвращал деньги.

Влияет ли цена головоломки на ее качество?

Я задала этот вопрос знакомым спидкуберам. Вот что они мне ответили.

Михаил Токарев
участник международных онлайн-соревнований по спидкубингу

В первую очередь результаты сборки зависят от навыков самого спидкубера. Например, с кубиком 3 × 3 × 3 за 500 Р мои результаты лучше, чем с кубиком, который стоит больше 2000 Р: он для меня слишком неконтролируемый и неудобный. Что касается больших кубов, особенно 6 × 6 × 6 и 7 × 7 × 7, то я бы смотрел в сторону более дорогих моделей. Зачастую оптимальным вариантом является что-то среднее между дешевым и дорогим.

Про разницу между дорогими и бюджетными кубами могу сказать следующее: появилось много хороших кубов, которые не уступают топовым, но стоят намного дешевле. Даже многие мировые рекордсмены сейчас участвуют в некоторых дисциплинах со сравнительно дешевыми кубиками — это о многом говорит.

Владимир Ковганов
занимается спидкубингом один год

Чтобы не прогадать с выбором кубика, лучше смотреть обзоры на него и, если есть возможность, приходить в шоурумы разных магазинов и пробовать крутить кубы самостоятельно.

Дмитрий Краснощеков
участвовал в двух соревнованиях по спидкубингу

С кубиками за 200 и 1500 Р показываю одинаковый результат — цена головоломки на него не повлияла.

Сначала сын часто выбирал нестандартные кубики: ему были интересны разные формы. Но в итоге решил уделять больше внимания тем головоломкам, которые участвуют в официальных соревнованиях: в будущем он хотел бы принимать в них участие.

1540 Р мы потратили на фирменные кубики

Кубик 3 × 3 × 3 Gan 356 RS

990 Р

Магнитный кубик 2 × 2 × 2 от QiYi MoFangGe

550 Р

Какие аксессуары нужны для кубика Рубика

Помимо головоломок спидкуберу понадобятся аксессуары, хотя, на мой взгляд, без некоторых из них вполне можно обойтись. Расскажу, какими они бывают.

Смазки для головоломок. Уменьшают трение пластиковых деталей, продлевают срок службы кубика и влияют на качество его вращения. Жидкие смазки увеличивают скорость вращения головоломки, густые — контроль над ней. Их можно смешивать, чтобы добиться желаемого эффекта.

/list/ali-puzzle/

15 необычных головоломок с «Алиэкспресса» для всех возрастов

Смазка расходуется экономно, поэтому продается обычно по 3, 5 или 10 мл, хотя встречается объем и 20, 100, 150 мл. Цены начинаются от 100 Р. Одни из самых дорогих — смазки фирмы Мару: например, за 10 мл Maru Cushion придется отдать около 650 Р.

У нас густая смазка Gan Magic — брали ее специально для кубика Gan, который достаточной быстрый. Сын хотел сделать вращение более контролируемым — такая смазка для этого подходит. На «Озоне» она стоила 224 Р.

Объем смазки Gan Magic — 10 мл. Сыну этого хватит надолго

Таймер. Засекает время сборки. На него спидкубер кладет руки перед началом сборки и сразу же после того, как сделает последнее движение на кубике. Таймеры распознают движения рук с помощью сенсоров и засекают время сборки с точностью до тысячных долей секунды. Средний диапазон цен — от 1000 до 4000 Р.

У нас таймера для спидкубинга нет. Пользуемся онлайн-таймером на сайте cubingtime.com, секундомером на телефоне или специальным приложением Twisty Timer.

Twisty Timer:
Android,
iOS

Приложение удобно тем, что там есть возможность выбрать вид кубика, который предстоит собрать. Дополнительно в приложении есть скрамблы — инструкции, которые помогают запутать кубик. Еще приложение позволяет следить за прогрессом: оно сохраняет время и количество сборок.

Такой таймер фирмы Gan стоит 2600 Р. Источник: cubes.in.ua

Мат. Нужен, чтобы при падении на стол головоломка не получила механических повреждений. Кубик падает на каждой сборке: спидкубер почти всегда бросает его, чтобы быстрее положить руки на таймер и зафиксировать время.

Может иметь специальные крепления в виде пуговиц для фиксации таймера. В среднем цены на мат составляют от 500 до 1200 Р. Некоторые производители продают комплекты: мат и таймер. Купить такие можно в среднем за 1600—2500 Р.

Такой мат стоит 540 Р. Круглые белые пуговицы — это крепления для таймера. Источник: speedcubes.ru Во время тренировок сын использует обычный коврик для компьютерной мыши — он очень похож на мат

Пластиковые боксы, сумки, мешочки, пеналы и чехлы. Нужны для хранения и перевозки головоломок, чтобы защитить их от пыли и повреждений. Примерные цены на мешочки и боксы — 100—200 Р, на чехлы, пеналы и сумки — от 350 до 1000 Р. Иногда пластиковые боксы и мешочки идут в комплекте с кубиком.

Также в продаже есть подставки для кубиков, для некоторых моделей — запасные детали, сменные наклейки для обозначения цвета грани или просто декора головоломки.

Так выглядит пластиковый бокс и подставка для кубика Рубика. Источник: Никита Чесноков

Как научиться собирать головоломки

На обучение спидкубингу мы не потратили ни копейки: в интернете много сайтов с обучающими материалами по самым разным головоломкам.

Мы начинали с простых методов для новичков, а сейчас перешли на продвинутые — скоростные. Сын активно тренировал и тренирует сборку кубика 3 × 3 × 3. Это его основной куб — в среднем он собирает его за 25 секунд. Чуть меньше времени уделяет кубику 2 × 2 × 2, скьюбу и пираминксу. Эти головоломки проще, поэтому ту же «двушку» он может собрать за 6—8 секунд, а пираминкс — за 10—12.

3,47

секунды действующий рекорд по сборке кубика 3 × 3 × 3

За два месяца и я научилась собирать скьюб, кубик 2 × 2 × 2 и пираминкс. Расскажу, какие ресурсы мы для этого использовали.

«Ютуб». Это основной источник информации по сборке головоломок. Смотрим каналы Евгения Бондаренко, Алексея Якушечкина, Максима Чечнева, Анны Фоминой — Anny Cubes, «Кубик TV», CCC Store, «Прокубер».

Все объясняют максимально понятно. Сын учился собирать головоломки с шести с половиной лет и даже в этом возрасте во всем смог разобраться самостоятельно — от правильной постановки пальцев на головоломке до сложных алгоритмов.

Сайты с обучающими материалами. На сайтах больше наглядного структурированного материала — алгоритмов для сборки, наиболее часто встречающихся ситуаций на кубике. Мы пользовались сайтами speedcubing.ru и cubeskillscom.

На «Спидкубинге» много полезной и понятной информации. Особенно сыну пригодились продвинутые методы сборки.

Cubeskills — англоязычный сайт, но многое понятно и без перевода. Чтобы смотреть видео, нужно зарегистрироваться, некоторые обучающие материалы можно скачать. Видеоуроки здесь ведет Феликс Земдегс — легендарная в спидкубинге фигура: на его счету более 100 мировых рекордов.

Для удобства сын записывает некоторые алгоритмы в тетрадь и даже зарисовывает схемы

Знаю, что есть книга «Как собрать кубик» авторства Дианы Мурник и Романа Страхова. Но мы ее не покупали: сын сказал, что ему достаточно интернета.

Где спидкуберы находят друг друга

Собирать головоломки в одиночку скучно: не с кем обсудить новинки, посоревноваться в скорости и попросить совета, какой кубик выбрать. Поэтому у спидкуберов есть тематические группы и сообщества.

Сайт «Кубинг-тайм». Это настоящая социальная сеть для спидкуберов с онлайн-таймером, личными страничками спидкуберов, рейтингами и заданиями на сборку головоломок — они называются контестами. На сайте зарегистрировано почти 90 тысяч человек. Там можно найти друзей, вести переписку, создавать «комнаты» и тренироваться с конкретными людьми.

«Кубинг-тайм» — социальная сеть для спидкуберов

Несколько раз мы сами создавали «комнаты», но чаще сын к кому-нибудь присоединяется. На сайте есть «комнаты» с паролем — для своих, а есть открытые — там к сборкам может присоединиться любой желающий.

Профиль сына на сайте «Кубинг-тайм»

Ресурсы Федерации спидкубинга. Эта организация помогает российским спидкуберам проводить встречи, тематические мероприятия и соревнования с помощью сайта и группы во «Вконтакте».

Группа спидкуберов в Оренбурге, где мы живем. Она малочисленная и практически неактивная. Но если в нашем городе соберутся организовать встречу спидкуберов, благодаря группе я об этом узнаю — и мы ее не пропустим.

Подобные сообщества есть во многих городах России. Там можно узнать о новых головоломках, предстоящих соревнованиях, поставленных рекордах и других новостях в сфере спидкубинга. Если группа активная, можно задать вопросы, получить помощь в выборе кубика, узнать нюансы скоростных сборок. Во многих группах во «Вконтакте» есть чаты: иногда активность и число участников в них больше, чем в самой группе.

Российское и даже мировое сообщество спидкуберов невелико, поэтому число участников в 100—300 человек не должно отпугивать. Главное — активность.

Спидкуберы — умные, дружелюбные и достаточно открытые люди. Они с удовольствием делятся опытом и спидкуберскими фишками. Большинство спидкуберов — молодежь в возрасте от 12 до 25 лет, но, когда мы вступили в такое сообщество, никого не смутил ни возраст сына, ни мой.

Общение в комментариях. Иногда мы общаемся с другими спидкуберами в сообществах и группах от крупных интернет-магазинов: CCC Store, Speedcubes. Еще поболтать с единомышленниками можно в комментариях под тематическими видео на «Ютубе» или под фото в «Инстаграме», где по хештегу #speedcubing есть немало интересных постов.

К примеру, мы спрашивали у опытных спидкуберов, какой магнитный кубик 2 × 2 × 2 выбрать. Советов было много — мы остановились на трех самых популярных моделях. В конце выбирали еще и по отзывам и отталкивались от своего бюджета.

Сын часто обменивается интересными и легкими скрамблами с друзьями, делится своими достижениями — это очень мотивирует на новые рекорды. Не исключаю, что без такого общения сын мог бы давно забросить это увлечение.

Из-за COVID-19 почти все общение спидкуберов перешло в онлайн-режим, но иногда они организуют личные встречи в своих городах. Мы пока не посетили ни одной такой встречи, но хотим побывать.

Что я думаю про увлечение сына спидкубингом

Сын увлекается спидкубингом уже два года. За это время я разобралась в том, что это такое, сама научилась собирать головоломки и узнала, чем такие занятия могут быть полезны для ребенка. Вот какие навыки они развивают:

1. Память. Этому способствует необходимость запоминать десятки, а то и сотни алгоритмов сборки.
2. Пространственное воображение. При сборке кубика приходится постоянно представлять результат, который получится при перемещении элементов.
3. Логическое мышление. Во время сборки кубика Рубика важно четко понимать последовательность действий, их взаимосвязь с результатом.
4. Мелкую моторику. Сначала пальцы действуют медленно и неуверенно, но с каждой сборкой двигаются все более слаженно и быстро. А развитие мелкой моторики тесно связано с развитием речи.
5. Усидчивость и концентрацию внимания. Сборка кубика Рубика, особенно скоростная, требует сильной сосредоточенности, ведь для результата важны даже миллисекунды.

Чем занять ребенка, когда нет времени на совместные игры: 10 идей до 1000 Р

Часто кубик Рубика упоминается в качестве вспомогательного средства в период восстановления после инсульта. Об этом рассказывают сами люди, перенесшие инсульт.

Жизнь после инсульта — сайт Никольской ЦРБ

У сына всегда была хорошая память, и в этом плане влияние кубика Рубика оценить сложно. Гораздо более заметно развитие его пространственного воображения. Ребенок с легкостью собирает сложные оригами и даже придумывает свои фигуры. А во время рисования чаще старается передать объем — раньше рисунки были плоскими.

Заметно и развитие мелкой моторики. Именно в период увлечения спидкубингом сын научился довольно быстро печатать на компьютере. Меня такие изменения только радуют.

Сколько стоит заниматься спидкубингом

За время время мы собрали коллекцию из 20 кубиков, а еще приобрели для них смазку. Но останавливаться на достигнутом не собираемся: в планах — большой мат и таймер для спидкубинга, новые интересные кубики и участие в официальных соревнованиях, если это будет относительно недалеко от нас — в Екатеринбурге или Челябинске.

7434 Р мы потратили на все необходимое для занятий спидкубингом

Обычные кубики

5670 Р

Скоростные кубики

1540 Р

Смазка

224 Р

Пока я готовила статью, пообщалась со многими спидкуберами. Узнала, что для них спидкубинг — это больше хобби, ведь побить действующие рекорды очень сложно. Но в это увлечение они готовы вкладываться: купленный однажды дорогой кубик при должном уходе будет служить и дарить удовольствие от сборки очень долго.

Чтобы получить удовольствие от сборки, спидкуберы советуют выбирать головоломки хотя бы из среднего ценового сегмента: они сделаны из качественного пластика, отличаются продуманной системой вращения и надежной сборкой. А еще с такой головоломкой у спидкубера больше шансов показать хорошее время.

Советы начинающим спидкуберам

1. Не откладывайте занятия спидкубингом до покупки дорогого кубика: отрабатывать навыки сборки и показывать неплохие результаты можно и с бюджетной головоломкой.
2. Учитесь скоростной сборке по принципам «от простого к сложному» и «от медленного к быстрому»: именно так приходит понимание, как правильно вращать кубик.
3. Постарайтесь найти единомышленников — в своем городе или на просторах интернета. Общение, возможность поделиться успехами и посоревноваться с живыми людьми сильно подогревают интерес к спидкубингу и мотивируют на новые личные рекорды.
4. Не бойтесь участвовать в соревнованиях, даже если ваши результаты далеки от мировых рекордов. Это бесценный опыт и новые интересные знакомства.
5. Не сдавайтесь при первых неудачах: спидкубинг требует упорства.

Как собрать кубик Рубика, шаг за шагом

Ранее в этом году, снимая видео о самых быстрых в мире сборщиках кубика Рубика, я решил посвятить некоторое время тому, чтобы научиться самостоятельно собирать классическую головоломку. Тайсон Мао, соучредитель World Cube Association, пришел в офис WIRED и провел около часа, обучая меня своему методу для начинающих. Впоследствии он сказал мне, что с практикой я, вероятно, смогу сократить среднее время решения до полутора минут. 90 секунд — это не так быстро по стандартам спидкубинга (самые быстрые в мире куберы в среднем тратят меньше 10 секунд на решение), но Мао сказал, что это будет приличное время для такого дилетанта, как я.

На следующий день я начал заниматься. Мой первый раз, когда я собирал куб самостоятельно, занял у меня более 20 минут. Жестокий. Но я продолжал: в течение двух недель я тратил не менее 20 минут в день на то, чтобы собрать свой кубик и решить его так, как научил меня Мао. Сначала я запомнил несколько алгоритмов (кубер-жаргон для определенных последовательностей ходов, которые, как известно, приближают куб к его решенному состоянию). Потом я тренировался выполнять их быстрее и точнее.

На третий день я собирал куб менее чем за четыре минуты. Я преодолел двухминутный барьер через пару дней, летя по пересеченной местности во Флориду. (Плоскости — идеальное место для практики кубирования.) После этого улучшения происходили медленнее, но в течение двух недель я снизил среднее время решения до чуть менее 60 секунд.

С тех пор, как мы опубликовали видео о спидкубинге, несколько зрителей попросили WIRED создать еще одно видео, демонстрирующее метод, который я использовал, когда учился собирать куб. Итак, мы сделали один! Выше вы найдете визуальное руководство, в котором я покажу вам тот же метод решения, которому меня научил Мао. Ниже приведен письменный учебник, в котором обобщаются моменты видео, включая восемь шагов, которые вы должны выполнить, чтобы решить куб, обзор нотации куба и описания алгоритмов, которые вам необходимо запомнить.

Приведенный ниже учебник изначально был создан Мао, поэтому все заслуги принадлежат ему. Я просто подправил его для ясности.

И последнее: хотя учебник может функционировать как самостоятельный документ, на самом деле он задуман как дополнение к видео. Со временем вы можете полагаться исключительно на письменные инструкции, но не расстраивайтесь, если вы обнаружите, что обращаетесь за помощью к видео, особенно когда вы только начинаете.

Прежде чем начать

Вот что вам следует знать о кубике Рубика. Некоторые из этих моментов поначалу могут показаться вам тривиальными, но каждый из них дает некоторое понимание, которое станет яснее, чем больше времени вы будете проводить с кубом.

• У кубика Рубика шесть граней.
• Каждая грань определяется своим центром. Грань с синим центром в конечном итоге станет синей, когда куб будет собран.
• Центры не двигаются. Белый обычно противоположен желтому, синий обычно противоположен зеленому, а красный обычно противоположен оранжевому.
• Угловые части имеют три наклейки, а краевые части имеют две наклейки. Собирая куб, старайтесь помнить, что вы перемещаете фигуры , а не наклейки . Другой способ думать об этом моменте состоит в том, что красная наклейка на угловом элементе никогда не переместится в крайнюю позицию.

Самые популярные

Решение куба

Каждое лицо представлено буквой. Направление данного вращения обозначается наличием или отсутствием штриха (’).

Правая сторона: R
Левая сторона: L
Направленная вверх сторона: U
Направленная вниз сторона: D
Лицевая сторона: F
Задняя сторона: B

R, L, U, D, F или B означает повернуть соответствующую грань на 90 градусов по часовой стрелке

R’, L’, U’, D’, F’ или B’ означает повернуть соответствующую грань на 90 градусов против часовой стрелки.

R2, L2, U2, D2, F2 или B2 означает поворот соответствующей грани на 180 градусов.

Шаг первый. Сделайте ромашку

Целью этого шага является размещение четырех белых наклеек вокруг желтого центра. Когда вы закончите с этим шагом, верхняя часть вашего куба должна выглядеть так:

Тайсон Мао

Примечание. Неважно, какого цвета серые квадраты. Следует иметь в виду две вещи:

1. После того, как белая наклейка будет помещена рядом с желтым центром, ее не нужно перемещать.
2. Вы можете перевернуть верхний слой, не нарушая ничего рядом с желтым центром.

Шаг второй: создайте белый крест

Для каждого лепестка «маргаритки» соедините небелую наклейку с центральной частью того же цвета. После сопоставления поверните лицо с соответствующим центром два раза. Повторите этот процесс еще три раза. Когда вы закончите, на нижней грани куба появится белый крест.

Примечание. В оставшейся части решения белый крестик будет внизу. Если вы когда-нибудь найдете белый крест где-то еще, значит, что-то пошло не так.

Самые популярные

Шаг третий: Решите первый слой

Время выучить первый алгоритм. Следующие «спусковые движения» являются самыми основными из группы:

• Правый триггер = R U R’
• Левый триггер = L’ U’ L

Ищите белые наклейки на верхнем слое, обращенном к бокам. (Если вы найдете белую наклейку на верхней поверхности куба или на нижнем слое куба, направленную наружу, мы займемся этим позже.) Каждая белая наклейка должна быть на угловой части с тремя наклейками. Поверните верхнюю грань куба так, чтобы наклейка рядом с белой наклейкой, которая также обращена наружу (т. е. не наклейка сверху), по диагонали совпала с центром того же цвета.

После того, как вы соедините их, поверните наклейки соответствующего цвета к себе. Если совпадающая наклейка в верхнем слое находится справа от центра, выполните правый триггер. Если совпадающая наклейка находится слева от центра, выполните левый триггер.

Если у вас есть белая наклейка, направленная вверх, поместите белую наклейку на что-то небелое (потому что это разрушит все, что находится под ней) и, в зависимости от того, находится ли часть справа или слева, выполните следующий алгоритм:

R, U, R’, R, U, R’

Или

L’, U, L, L’, U, L

Если у вас белая наклейка, обращенная наружу в нижнем слое поверните его к себе и расположите куб так, чтобы он находился либо в левом нижнем, либо в правом нижнем углу стороны, обращенной к вам, и выполните либо левый, либо правый триггер соответственно, чтобы переместить его на верхнюю грань. куба.

Шаг четвертый: решение среднего слоя

Определите края верхнего слоя, на которых нет желтых наклеек. (Если на нем есть желтая наклейка, она должна быть сверху, а не посередине.) Как только вы найдете ребро без желтой наклейки, поверните верхнюю грань куба, пока наклейка, обращенная наружу, на этом крае не окажется прямо над краем. Центральная часть того же цвета.

Когда все совпадет, посмотрите на наклейку, обращенную вверх, на этой кромке. Эта наклейка будет соответствовать центру слева или справа.

Если он совпадает справа, выполните следующий алгоритм:

U + Right Trigger

Это нарушит первый слой. Исправьте смещенную белую угловую наклейку, как вы делали это в третьем шаге.

Если он совпадает слева, выполните следующий алгоритм:

U’ + левый триггер

Это нарушит первый слой. Исправьте смещенную белую угловую наклейку, как вы делали это в третьем шаге.

Иногда в верхнем слое нет краев без желтых наклеек, но средний слой не решен. В таких случаях сместите их со совпадающим краевым элементом среднего слоя, выполняя левый или правый триггер. Теперь в верхнем слое должна быть кромка без желтой наклейки. Решите его, как описано выше.

Самый популярный

Шаг пятый: Создайте желтый крест

. Весь этот шаг зависит от следующего алгоритма:

F ​​U R U’ R’ F’

Если на верхней грани нет желтых краев, выполните ***F U R U’ R’ F’. Если на вашей верхней грани есть две желтые краевые части, образующие линию с центральной желтой частью, сориентируйте куб так, чтобы три желтые наклейки образовывали вертикальную линию, и выполните ***F U R U’ R’ F’. Если на вашей верхней грани есть две желтые кромки, образующие перевернутую букву L, поверните верхнюю грань куба, пока кромки не окажутся на 12 и 9.положения часов и выполните ***F U R U’ R’ F’. В этот момент верхняя грань вашего куба должна напоминать желтый крест.

Тайсон Мао

Шаг шестой: Соберите желтую грань
Целью этого шага является полное решение верхней грани куба. Когда вы закончите, это лицо должно быть полностью желтым. Для этого шага вы будете использовать следующий алгоритм:

R U R’ U R U2 R’

Начните с осмотра верхней грани куба. Сколько углов имеют желтые наклейки сверху?

Если у вас есть ноль или два, держите кубик так, чтобы желтая наклейка была в правом верхнем углу лица в левой руке, например, здесь:

Тайсон Мао

Самый популярный

…и выполнить алгоритм R U R’ U R U2 R’ .

Если у вас есть один угол с желтым цветом наверху, это будет выглядеть так, как будто на верхней грани вашего куба находится рыба. Вращайте это лицо, пока рыба не будет указывать вниз и влево, вот так:

Тайсон Мао

… и выполнить алгоритм R U R’ U R U2 R’ .

Возможно, вам придется сориентировать рыбу и выполнить алгоритм в последний раз. Как только вы это сделаете, желтое лицо будет полностью решено.

Шаг седьмой: Расположите углы куба

Время для нового алгоритма:

L’ U R U’ L U R’ R U R’ U R U2 R’

Приведенный выше алгоритм меняет местами углы A и B Обратите внимание, что восьмой шаг алгоритма отменяет седьмой. Это сделано намеренно, потому что это облегчит запоминание алгоритма: обратите внимание, что R U R’ U R U2 R’ — это тот же алгоритм, который вы использовали на шестом шаге.

Используйте этот новый алгоритм, чтобы расположить все четыре угла в правильном месте. Если вам нужно поменять местами два угла по диагонали, выполните алгоритм один раз, затем измените положение и выполните его второй раз.

Tyson MAO

Самый популярный

Шаг восьмой: Ряд позиции
Цель этого шага — на велосипеде по позиции на кромках Cube. Следующие алгоритмы будут циклически перемещать позиции краев, обозначенных X, Y и Z, по часовой стрелке или против часовой стрелки соответственно:

F2 U R’ L F2 L’ R U F2 (по часовой стрелке)

F2 U’ R’ L F2 L’ R U’ F2 (против часовой стрелки)

Tyson Mao

Если края одной грани уже правильно расположены, поверните эту сторону от себя и выполните любой алгоритм, который будет циклически перемещать оставшиеся краевые части в соответствующем направлении.

Если все четыре ребра смещены, выполните алгоритм против часовой стрелки один раз, поместите сторону с решенными углами от себя и выполните его второй раз.

Еще больше замечательных историй WIRED

• Мы можем быть героями: как ботаники заново изобретают поп-культуру
• С какой стати в вулкане Килауэа на Гавайях есть вода?
• Джеффри Эпштейн и сила сетей
• Я заменил свою духовку на вафельницу, и вы должны сделать то же самое
• Научитесь падать с альпинистом Алексом Хоннольдом
• 👁 Распознавание лиц внезапно стало везде. Стоит ли волноваться? Плюс читайте последние новости об искусственном интеллекте
• 🏃🏽‍♀️ Хотите лучшие средства для здоровья? Ознакомьтесь с подборкой лучших фитнес-трекеров, беговой экипировки (включая обувь и носки) и лучших наушников, которую выбрала наша команда Gear.

Как собрать кубик Рубика за 5 секунд или меньше

Даже из жестяных динамиков моего ноутбука звук безошибочен: щелкающий, скользящий звук кубика Рубика, складывающегося в форму. «Это мое первое решение за день», — несколько застенчиво говорит австралийский спидкубер Феликс Земдегс. В Сиднее рано, он разговаривает со мной по видеочату из своей квартиры. За его плечом я вижу его неубранную постель. На ней: большая мягкая подушка-кубик Рубика. Он выглядит так, как будто не спал больше 20 минут. Неважно: ему требуется меньше семи секунд, чтобы превратить куб в его руках из скремблированного в собранный.

Земдегс является обладателем множества кубических рекордов, но больше всего он известен как самый быстрый решатель 3 на 3: канонического трехслойного куба цвета Мондриана. (Игрушка, которую вы, вероятно, представляете себе, является лишь одной из многих механических головоломок, принадлежащих к роду так называемых извилистых головоломок.) В прошлом месяце на соревнованиях по спидкубингу в Брисбене он установил новый мировой рекорд — 5,69 секунды в среднем темпе. 5, в котором каждый участник собирает по пять кубиков, зашифрованных в соответствии с компьютерными инструкциями. Когда они заканчивают, участники исключают свое самое быстрое и самое медленное время и вычисляют среднее из оставшихся трех. Земдегс 5,69-Второе среднее было на 0,11 секунды лучше, чем его предыдущий лучший результат, что также было мировым рекордом. «С 2010 года я побил рекорд «Среднее из 5», наверное, 10 раз, — говорит он.

[#video: https://www.youtube.com/embed/awa4TAp8WZE)https://www.youtube.com/watch?v=awa4TAp8WZE

Недолговечные рекорды распространены в спидкубинге, относительно молодом виде спорта . (Спорт? Конечно, почему бы и нет?) Первый мировой турнир состоялся в 1982 году, через восемь лет после изобретения куба венгерским архитектором Эрно Рубиком. Там участникам требовалось до минуты, чтобы собрать кубик. Но к 2009 г., самые быстрые решатели (многие из них слишком молоды, чтобы водить машину) расшифровывали кубики чуть более чем за 10 секунд. И сегодня у сотни лучших спидкуберов на земле среднее время решения составляет менее 7,7 секунд, а у 10 лучших — менее 6,5.

И тем не менее улучшения становятся все более постепенными; начертите прогрессию кубических рекордов, и полученные кривые безошибочно асимптотичны. По мере того, как спидкуберы, такие как Земдег, приближаются к пределу своего мастерства щелчка пальцами, возникает непреодолимый вопрос: каким может быть этот предел?

Заманчиво арифметизировать задачу — разделить наиболее эффективное решение куба (измеряемое в оборотах) на скорость решения кубера мирового класса (измеряемую в оборотах в секунду). Результат обеспечит теоретический предел для спидкубинга.

Скорость решения довольно проста: на соревнованиях элитные куберы, такие как Земдег, в среднем делают чуть меньше 10 оборотов в секунду. (Это завораживает, а спиннеры кажутся причудливыми.) Что касается наименьшего количества оборотов, необходимого для решения головоломки, то его сложнее определить.

Во-первых, это зависит от сложности скремблирования куба. На одном конце спектра находятся конфигурации, решение которых практически не требует усилий. Например, существует 18 начальных позиций, для решения которых требуется один поворот одной грани. Такие простые схватки, вероятно, никогда не будут разрешены на турнире. С другой стороны, шансы на то, что они когда-либо случайно выпадут во время соревнования, скажем так, малы.

Самые популярные

«Существует более 43 квинтиллионов способов собрать кубик Рубика», — говорит специалист по информатике Том Рокики. «Это больше позиций, чем песчинок на всех пляжах Земли».

Сорок три квинтиллиона — 43 252 003 274 489 856 000, если быть точным, — число, не поддающееся анализу. Вот почему в течение многих лет никто не знал наверняка, сколько ходов требуется, чтобы решить самые гордиевские схватки куба. Но в 2010 году Рокицки и небольшая группа ученых-компьютерщиков убедили Google позволить им решить проблему методом грубой силы, используя компьютеры компании, чтобы найти наиболее эффективное решение для всех 43 миллиардов долларов. 0013 миллиардов стартовых конфигураций. На их доказательство путем исчерпывания у обычного компьютера ушли бы десятилетия, но машины Google сократили время вычислений до нескольких недель. В конце концов, команда Рокицки доказала, что каждую сборку кубика Рубика можно решить за 20 ходов, а подавляющее большинство из них можно решить за еще меньшее число ходов.

[#video: https://www.youtube.com/embed/OZu9gjQJUQs

Но то, что компьютер может найти наиболее эффективное решение для перемешанного куба, не означает, что человек может. «Нет никого, кто мог бы посмотреть на этот куб и сказать: ах, мне осталось 18 ходов от решения, а этот переносит меня на 17», — говорит Рокицки. «Это просто не то, что люди могут сделать».

Даже если бы люди могли определить наиболее эффективное решение перед выполнением одного поворота, фактическое выполнение этого решения может быть не быстрее, чем нынешние методы спидкуберов, которые зависят от глубоко укоренившейся мышечной памяти и рефлексов срабатывания волос.

Это, пожалуй, самое большое заблуждение среди людей, несведущих в том, как устроен куб: любой, кто решает головоломку быстро, делает это не по чистой интуиции, а с помощью заученных последовательностей ходов, называемых алгоритмами, которые они используют для решения секции куба путем раздел. Элитные спидкуберы запоминают сотни алгоритмов и тренируются в их выполнении в моменты простоя. Знание того, что использовать, сводится к распознаванию образов: каждый алгоритм соответствует разному расположению цветных квадратов на кубе. Когда спидкубер замечает распознанное им расположение, он выполняет соответствующий алгоритм, приближая куб на один шаг к решению.

Соединение алгоритмов вместе — это навык сам по себе. Самые лучшие спидкуберы преуспели в так называемом «заглядывании вперед» — способности определить шаблон, который возникнет сразу после того, как они закончат движение, которое они сейчас выполняют. Своего рода кратковременное ясновидение, предвидение позволяет куберам планировать будущие алгоритмы на долю секунды вперед. Это сводит к минимуму длительные паузы и может создать у наблюдателей впечатление, что спидкубер решает куб за одну непрерывную последовательность маневров. Используя алгоритмы и прогнозирование, самые ловкие куберы в мире делают в среднем от 50 до 60 ходов за решение, которое они могут выполнять почти не задумываясь. «В спидкубе, как только вы делаете паузу, чтобы подумать о том, что делаете, все кончено», — говорит Рокицки. «Это в каком-то смысле похоже на танец, и я знаю, что паузы — важная часть танца, но если вы танцуете и вам всего лишь стоп , ну, это не часть танца. по чистой случайности куб будет перемешан таким образом, что для его сборки потребуется меньше ходов, чем обычно (например, 40–50 ходов вместо 50–60). кубер мирового класса. И в самых редких случаях этот кубер будет выполнять свои алгоритмы не просто быстро, но и плавно, танцуя через свое решение с почти идеальной плавностью. Когда все это происходит одновременно, невероятное время может материализоваться, казалось бы, из ниоткуда

Именно это и произошло в мае прошлого года, когда Земдегс выполнил одно решение за беспрецедентные для того времени 4,22 секунды. Именно это и произошло всего шесть месяцев спустя, когда на соревнованиях в китайском Уху малоизвестный спидкубер по имени Юшэн Ду собрал куб всего за 3,47 секунды.

[#video: https://www.youtube.com/embed/cm5vp4z5l5Y)https://www.youtube.com/watch?v=cm5vp4z5l5Y

«Честно говоря, это было довольно неожиданно», — говорит Земдегс. . Дело не в том, что он не думал, что кто-то побьет его рекорд («За эти годы у меня их было побито достаточно, так что я уже совсем оцепенел», — говорит он), он просто не ожидал, что это произойдет. падать так быстро или так сильно. С 2008 года, когда рекорд одиночного решения подскочил с 8,72 до 7,08, мир спидкубинга не видел такого значительного скачка.

И все же Земдегс знает, что на горизонте есть еще более быстрые решения. «Мое лучшее одиночное решение на практике — 3,01 секунды, — говорит он, — и я знаю пару человек, которым удавалось решить менее трех раз дома, всего один раз». По его оценке, в идеальных условиях человек с его уровнем навыков мог бы собрать куб за 2,5 секунды. «Вопрос только в том, когда это произойдет?»

Но будущие рекорды не будут полностью зависеть от удачи. Возможно, есть методы, которые еще предстоит открыть, которые последовательно требуют менее 50 ходов — прогресс, который может привести к тому, что рекорд по среднему решению будет в среднем четырехсекундном диапазоне. Оборудование для кубирования также может быть улучшено; сегодня специально разработанные кубики скорости легче крутить, чем оригинальные, и они содержат магниты, которые помогают граням зафиксироваться на месте.

И, по словам Земдегса, всегда будет место для улучшения, когда речь идет о плавности и скорости пальцев. «Всегда можно быть более совершенным», — говорит он.

Заблуждение, думаю я про себя, с моей стороны нашего видеочата. Но заманчивый, что и говорить.

Другие великие истории WIRED

• Внутри гибридной цифро-аналоговой жизни детей
• Чернобыльская катастрофа, возможно, также создала рай
• Внутри масштабной операции по наблюдению в Китае
• Сложность Bluetooth стала угрозой безопасности
• Меня чертовски раздражает сомнительная автоматическая электронная почта Square
• 🏃🏽‍♀️ Хотите лучшие инструменты для здоровья? Ознакомьтесь с подборкой нашей командой Gear лучших фитнес-трекеров, беговой экипировки (включая обувь и носки) и лучших наушников.
• 📩 Получите еще больше информации из нашей еженедельной рассылки Backchannel

Обзор кубика Рубика и размышления о его применении в механизме | Китайский журнал машиностроения

• Обзор
• Открытый доступ
• Опубликовано: 27 августа 2018 г.

• DA-XING Zeng ¹ ,
• Ming Li ¹ ,
• Juan-Juan Wang ¹ ,
• Yu-Le-lei Hou ¹ ,
• Yu-Le-lei Hou ¹ ,
• Yu-Lei Hou ¹ ,
• Yu-Lei Hou ¹ ,
• Yu-Lei Hou ^,
• .
• …
• Чжэнь Хуан ¹  

Китайский журнал машиностроения
том 31 , Номер статьи: 77 (2018)
Процитировать эту статью

• 114 тыс. обращений

• 8 цитирований

• 6 Альтметрический

• Сведения о показателях

Abstract

Кубик Рубика — широко популярная механическая головоломка, которая привлекла внимание во всем мире благодаря своим уникальным характеристикам. Как классическая игрушка для тренировки мозга, хорошо известная публике, кубик Рубика использовался многими учеными для научных исследований и разработки технологий. Эта статья дает базовое понимание кубика Рубика и показывает его механическое искусство с точки зрения происхождения и развития, характеристик, исследовательского статуса и особенно его машиностроительного дизайна, а также дает представление о применении в механизме. Сначала представлены изобретение и происхождение кубика Рубика, а затем анализируются особенности самого кубика. После этого нынешние исследования кубика Рубика рассматриваются в различных дисциплинах в стране и за рубежом, включая исследования научных метафор кубика Рубика, алгоритмов сокращения, характерных приложений и вопросов механизма. Наконец, обсуждаются приложения и перспективы кубика Рубика в области механизмов.

Введение

Кубик Рубика — это трехмерная комбинированная головоломка, изобретенная в 1974 году венгерским скульптором и профессором архитектуры Эрно Рубиком [1] и первоначально называвшаяся Волшебным кубиком [2, 3]. Это изобретение вызвало широкий интерес в мире благодаря своим уникальным характеристикам, оказавшим глубокое влияние на человечество. Кубик Рубика входит в число 100 самых влиятельных изобретений 20-го века [4]. Кроме того, она считается самой продаваемой игрушкой в ​​мире [5]. Он получил специальную награду «Игра года в Германии» [6] и получил аналогичные награды за лучшую игрушку в Великобритании, Франции и США. [7].

Несмотря на то, что кубик Рубика достиг пика популярности в 1980-х годах, он по-прежнему широко известен и используется. Он не только привлекает энтузиастов кубика Рубика, проводящих исследования алгоритмов сокращения кубика Рубика [8,9,10], но также привлекает внимание ученых и технических работников из различных слоев общества своим сложным дизайном и идеями [11]. С одной стороны, структура кубика Рубика имеет несколько особенностей, таких как вращение, перестановки и комбинации, а также цикл и симметрия, которые рассматривались как физические модели или инструменты для изучения конкретных научных вопросов или изучались с использованием научной теории или методов в некоторых областях. . В общем, принципы кубика Рубика содержатся в многочисленных научных системах, включающих перестановки и комбинации, симметрию и цикличность. С другой стороны, ученые начали исследовать принципы внутреннего движения структуры кубика Рубика. Обсуждаются перспективы применения кубика Рубика в зависимости от характеристик его вращения. {2} + 1)/2\). Это называется константой магического квадрата. Постоянная магического квадрата куба третьего порядка равна 15 [13].

Переставить Цзюгун — это одномерный куб третьего порядка, игра, разработанная на основе карты Цзюгун примерно во времена китайской династии Юань. В этой игре восемь подвижных фигур размещаются в девяти местах на доске, перемещая фигуры, чтобы создать еще один шаблон, чтобы завершить изменение шаблона «Переставить цзюгун».

Перестроение Jiugong распространилось на запад, и Сэм Лойд изобрел на его основе 15 шахмат. Принцип 15 шахмат (перемещение фигур для изменения рисунка) такой же, как и в перестановке цзюгун. Однако шахматы порядка 15 представляют собой куб четвертого порядка, который на один порядок выше, чем Переставить Цзюгун.

После этого развитие куба перешло от порядка к измерению. Во времена династии Цин китайские ученые выдвинули идею использования цифровых фрагментов трехмерных магических квадратов. На самом деле это был прототип трехмерного куба второго порядка, как показано на рисунке 2.

Рисунок 2

Трехмерный магический квадрат до тех пор, пока Рубик не спроектировал вращающийся механический куб в 1974. Японский каменный мех в одиночку завершил тот же дизайн в 1976 году. Принцип перемещения частей для достижения изменения рисунка аналогичен перестановке цзюгонга за счет перемещения частей для достижения общих изменений. Основной принцип заключается в том, что путь движения фигуры ограничивается другими частями, которые соприкасаются с ней.

Рубик сделал первый в мире куб третьего порядка, который выглядит как сфера и управляется ограничениями между компонентами для достижения определенного вращения. Это показано на рис. 3. Изначально, с учетом соображений безопасности, восемь вершин куба были немного обрезаны. Позже он был изменен на острые углы и стал кубической формы, потому что его вершина не влияла на внешний вид, а процесс производства упростился. Современный обычный куб третьего порядка показан на рисунке 4. Видно, что форму кубика Рубика можно изменить, не влияя на вращение структуры куба.

Рисунок 3

Ранний кубик Рубика

Полноразмерное изображение

Рисунок 4

Текущий кубик Рубика

Изображение в натуральную величину ]. Как правило, магический куб можно разделить на две категории: кубический куб и куб специальной формы. Кубический куб относится к кубу в блочной структуре, которая не изменяется, но порядок куба увеличивается. Существуют различные варианты кубиков Рубика с количеством слоев до 33: 2 × 2 × 2 (карманный/мини-кубик), стандартный кубик 3 × 3 × 3, 4 × 4 ×4 (Rubik’s Revenge/Master Cube) и 5 × 5 × 5 (Профессорский куб) самый известный. Куб 17 × 17 × 17 «Over the Top» (доступен в конце 2011 г.) до декабря 2017 г. был самым большим (и самым дорогим, стоимостью более 2000 долларов США) коммерчески продаваемым кубом. Рабочий проект для куба 22 × 22 × 22 существует и был продемонстрирован в январе 2016 года [15], а куб 33 × 33 × 33 был представлен в декабре 2017 года [16]. Китайский производитель ShengShou выпускал кубы всех размеров от 2 × 2 × 2 до 10 × 10 × 10 (по состоянию на конец 2013 г.) [17], а также выпускал модель 11 × 11 × 11. На рис. 5 перечислены шесть вариантов куба.

Рисунок 5

Модели кубика Рубика

Изображение в полный размер

Куб особой формы относится к семейству кубиков, помимо кубического куба. Структурная форма куба специальной формы разнообразна, включая кубы многогранника, куба сферы, куба тетраэдра, зеркального куба, куба шестеренки, куба торта и так далее. На рис. 6 перечислены шесть случаев кубов особой формы.

Рисунок 6

Кубики особой формы

Изображение в полный размер

Уже 19 лет59 был изобретен куб второго порядка, вращение которого зависит от магнетизма. Однако этот кубик менее популярен, чем кубик Рубика, вращение которого в последнем основано на механическом вращении. С одной стороны, стоимость куба слишком высока из-за его магнитной структуры и преобладающих факторов рыночной экономики. С другой стороны, куб второго порядка трудно восстановить. Затем Рубик изобрел кубик третьего порядка, который имеет компактную структуру, продуманный дизайн и низкую стоимость, тем самым преодолев врожденные недостатки магнитного кубика второго порядка. Короче говоря, особая механическая структура внутри является ключом к изобретательности кубика Рубика.

Характеристики кубика Рубика

Структурная характеристика вращения

Структура механизма кубика Рубика — самый замечательный аспект кубика. Поначалу кажется, что Cube вообще не может работать. Очень немногие предложили возможный механизм, и очень немногие из них оказались практичными. Позже многие механизмы кубика Рубика были основаны на врезных и шиповых соединениях между деталями, как показано на рисунке 7.

Рисунок 7

Три вида врезных и шиповых соединений кубика Рубика

Изображение в полный размер

Механизм Рубика имеет соединения, как показано на рисунке 7 (c), что значительно упрощает форму деталей. Можно использовать методы врезки и шипа, чтобы 26 внешних частей куба скреплялись вместе без центральной части. Это соединение трудно выполнить с достаточной точностью, чтобы грани легко поворачивались [18].

На рисунке 8 стандартный куб 3 × 3 × 3 состоит из 26 уникальных миниатюрных кубов, также называемых «элементами» или «кублетами», включая центральную раму, 6 центральных элементов, 8 угловых элементов и 12 краевых элементов. Различные типы деталей кубика Рубика показаны на рисунке 9.. Каждая из них включает в себя скрытое внутреннее расширение, которое сцепляется с другими частями, позволяя им перемещаться в разные места.

Рисунок 8

Кубик Рубика

Полноразмерное изображение

Рисунок 9

Структура блока кубика Рубика

Полноразмерное изображение

На рисунке 10 показано, что центральную часть можно разделить на две части. Центральная часть и рама центрального вала соединены подпружиненными винтами, как показано на рис. 11.

Рисунок 10

Центральная деталь в разобранном виде

Полноразмерное изображение

Рисунок 11

Подпружиненные винты

Полноразмерное изображение

На рис. 12 показан процесс сборки различных деталей по одной. Ограничения на ребрах формируются структурными ограничениями и силовым замыканием двух соседних центров. Ограничения на угловой элемент формируются конструктивными ограничениями и силовым запиранием трех соседних краев.

Рисунок 12

Процесс сборки четырех типов деталей

Изображение в полный размер

Способы контакта между центрами и краями, а также краями и углами показаны на рисунке 13. Все они контактируют друг с другом плоскостью и криволинейная поверхность.

Рисунок 13

Режим контакта между различными деталями

Изображение в полный размер

Ножки (удлинение внутрь) угловых и краевых частей плотно соединены вместе. Они образуют патрон, похожий на зажимную часть машины, как показано на рисунке 14(а). С одной стороны, девять маленьких кусочков, как показано на рисунке 14(b), плотно сжаты, чтобы они не могли расползаться. С другой стороны, слой кубика Рубика может гибко вращаться вокруг вала при приложении силы.

Рисунок 14

Внутренняя структура кубика Рубика

Изображение в полный размер

Характеристика кубика Рубика, в котором маленькие кусочки соединяются друг с другом взаимной мозаикой, аналогична Любанскому замку, который был изобретен на основе принципа метафизики сплетен. . Замок Любань — традиционная китайская интеллектуальная игрушка. Он возник из скелетных структур древней китайской архитектуры. Его части скреплены структурными ограничениями без каких-либо гвоздей или веревок. Взаимоотношения между различными частями сложны.

На рис. 15 представлен шариковый замок Luban, который собирается из шести деревянных элементов, которые можно соединить вместе. Шесть деревянных деталей показаны на рисунке 16. При сборке деревянные детали скрепляются вместе, оставляя место для вставки задних компонентов до тех пор, пока не будет размещена последняя часть «замочной скважины». Весь Любанский замок прочно скреплен, части сдерживают друг друга и поддерживают друг друга. Комбинированная структура кубика Рубика происходит от конструкции приседаний замка Любана.

Рисунок 15

Замок Ball Luban после сборки

Полноразмерное изображение

Рисунок 16

Детали замка Ball Luban

Изображение в полный размер

Шесть вариантов конструкции замка Luban показаны на рисунке 17 и шиповые конструкции. соединяются соединительным методом вогнуто-выпуклой обработки. Это свидетельствует о большом творчестве и достижениях древних.

Рисунок 17

Любанский замок

Увеличить

На устойчивость врезной и шиповой конструкции влияют такие факторы, как расположение канавок, плотность лоскутного шитья и степень герметичности траншеи. Успех соединения врезной и шиповой конструкции зависит от того, насколько точно будут соединены детали разного размера. Весь замок развалится, когда деревянную планку уберут. И в замке Любана, и в кубике Рубика используются мозаичные структуры для достижения общей устойчивости. Отличие кубика Рубика от замка Любана в том, что кубик Рубика может перевернуть слой, приложив к нему силу, а замок Любана не может.

Перестановка и комбинация Характеристика

Комбинаторика возникла из книги восточных луо, и идея перестановки и комбинации была предложена для удовлетворения потребности человека в счете [13]. Древние китайские восемь диаграмм, календарь Небесных стеблей и Земных ветвей, а также некоторые методы гадания содержат концепции перестановки и комбинации. Восемь диаграмм могут описывать пространственную систему координат кубика Рубика и соответствовать декартовой системе координат один в один. Они показывают, что преобразование вращения кубика Рубика содержит идеи перестановки и комбинации. Кубик Рубика достигает желаемого состояния и всевозможных комбинаций цветов, вращая части.

Оригинальный (3 × 3 × 3) кубик Рубика имеет шесть граней. Изначально каждая грань имеет один и тот же цвет, и каждая грань имеет девять маленьких внешних поверхностей. Всего у них 54 внешних поверхности. Каждая сторона кубика Рубика состоит из кусочков разного цвета после случайного вращения разных сторон несколько раз.

Оригинальный (3 × 3 × 3) кубик Рубика имеет 8 углов и 12 ребер. Углов можно расставить по 8! (40 320) способов, и существует 3 ⁷ (2187) возможных ориентаций, поскольку ориентация восьмого (последнего) угла зависит от предыдущих. Края можно расположить 12!/2 (239{11} = 4 3 2 5 2 0 0 3 2 7 4 4 8 9 8 5 6 0 0 0 $ $

, что составляет примерно 43 квинтиллиона [19].

Преобразование различных конфигураций кубика Рубика можно использовать как режим, использующий идею перестановок и комбинаций для достижения разнообразия ответов. Характеристики комбинирования и преобразования вдохновляют на размышления о дизайне продукта и имеют практическую ценность, особенно в модуляризации промышленных продуктов и структурном проектировании [20].

Характеристика цикла

Циркуляция — одна из основных характеристик кубика Рубика. Если использовать произвольную последовательность операций (последовательность вращения) для циклической работы куба, он получит статус цикла. Циклическую характеристику работы можно разделить на две категории: периодическую и непериодическую [12].

Если предположить, что кубик Рубика управляется определенными числовыми операциями и заданными операциями из исходного состояния обратно в исходное состояние снова, это означает, что кубик Рубика выполняет цикл. Период обращения — это количество оборотов кубика Рубика. Если период обращения постоянен, цикл является периодическим. Если период обращения переменный, цикл непериодический. Последовательность операций непериодического цикла основана как на последовательности периодических циклических операций, так и на последовательности операций «постоянного процесса», которая вызывает непериодические изменения структуры куба. Последовательность операций «постоянного процесса» относится к тому факту, что все части могут вернуться в исходное состояние после этой последовательности операций.

Исследовательский статус кубика Рубика

После успешного изобретения первого кубика Рубика в Венгрии была изготовлена ​​группа коммерческих кубиков. Кубик Рубика был признан лучшей игрушкой на международной ярмарке в Нюрнберге, Германия, в 1978 году, а его изобретатель Рубик был удостоен награды «Лучшее игровое изобретение мира». С тех пор популярность кубика Рубика распространилась по всему миру. В то же время в Хельсинки проходила международная представительная конференция математиков. Кубик Рубика привлек большое внимание специалистов и исследователей. После этого постоянно публиковались статьи и статьи о кубике Рубика, и дверь для изучения тайн кубика Рубика была открыта.

Научная метафора кубика Рубика

Научная метафора кубика Рубика имеет два значения. Во-первых, проблема куба изучается с использованием существующей научной теории или методов. Дэвид [21, 22] выдвинул набор стандартных символов кубика Рубика с учетом комбинаторики и теории групп. Вращение и перестановка циклов структуры — лучшая интерпретация концепции и теоремы теории групп. Ли [12] использовал кристаллографические символы для построения математической модели, описывающей n -куб порядка, основанный на теории групп точек. На основе математической модели создана компьютерная программа решения задачи о кубе.

Кубик Рубика рассматривается как абстрактный инструмент для изучения конкретных научных вопросов. В литературе [12] кубик Рубика использовался как модель для изучения кристаллической электронной дифракции, хаоса, генетики и других научных проблем. Американский математик Джойнер Дэвид [23] обсуждал теорию групп, полностью основанную на кубике Рубика и других подобных математических игрушках. Чен [24] изучал вращение кубика Рубика и определил понятие группы кубика Рубика.

В соответствии с законом вращения кубика многие свойства группы кубика Рубика описаны в системе теории групп. Кубик Рубика используется в качестве модели для описания основных частиц в физике. Кроме того, структуры некоторых веществ в природе аналогичны структуре кубика Рубика, в том числе Ag/AgCl [25] и наноклетка TiO ₂ [26], как показано на рисунке 18.

Рисунок 18

TiO ₂ наноклетки со структурой Рубика

Изображение в натуральную величину

Кроме того, кубик Рубика также имеет некоторые применения в области психотерапии [27]. Кубик Рубика постепенно стал серьезно восприниматься в сфере образования, потому что он содержит богатые научные знания. В некоторых начальных и средних школах проводятся курсы математики на основе кубов, чтобы улучшить способность учащихся к обучению. Есть также некоторые релевантные исследования, показывающие, что использование «игровых кубиков» в качестве учебного пособия в занятиях по математике в начальной школе способствует стимулированию интереса учащихся к обучению и помогает учащимся мыслить абстрактно и развивать пространственные представления [28]. Кубик Рубика рассматривался как инструмент применения довольно сложной математики для создания некоторых алгоритмов решения [29]. ].

Алгоритм кубика Рубика

Кубик Рубика известен как классическая развивающая игрушка с уникальным шармом с момента его изобретения. От общего восстановления до быстрой скорости и минимального шага для восстановления, от искривления одной руки до восстановления вслепую [30], все больше и больше энтузиастов кубика Рубика и гонщиков увлекаются более сложными играми в кубик Рубика.

Существует множество видов кубиков Рубика. «Закон первого слоя» был предложен Дэвидом Сингмастером и используется большинством людей. Сначала восстановите верхний слой, затем восстановите средний слой и, наконец, восстановите нижний слой. Математик Конвей [31] из Кембриджского университета предложил шестиэтапный метод редукции снизу куба к середине, затем к вершине и постепенно от краев к угловым частям. Патрик [32] предложил метод шестигранной редукции: сначала восстанавливают угловые и краевые детали верхнего слоя, затем восстанавливают нижние угловые детали и, наконец, восстанавливают краевые детали среднего и нижнего слоев. Джессика изобрела «Метод Фридриха», который используется большинством гонщиков для быстрого восстановления кубика Рубика. Этот метод широко используется, вдохновляет и влияет на исследователей кубиков и сыграл решающую роль в разработке кубика Рубика [33].

Алгоритм кубика Рубика также может быть решен компьютерным искусственным интеллектом. Ричард Э. Корф использовал метод «макрооператора» для решения алгоритма кубика Рубика с помощью компьютерной программы и получил полное описание процесса сокращения сторон куба [34]. Рокицкий и др. доказал, что максимальное количество ходов для решения куба равно 20 [35].

Применение кубика Рубика Характеристики

В последние годы, с развитием широкополосных сетей и наступлением информационной эры, безопасность данных и защита прав на неприкосновенность частной жизни становятся все более и более важными. Когда кубик Рубика остается в исходном состоянии, все участки каждой грани одного цвета и после нескольких вращений станут хаотичными. Восстановление кубика Рубика может следовать обратному шагу вращения или может следовать шагам разложения при восстановлении кубика Рубика. Таким образом, повернутую последовательность можно рассматривать как зашифрованный ключ для шифрования информации или сокрытия информации. В противном случае расшифровка очень затруднена [36].

В ссылках. [37,38,39], в качестве параметра преобразования кубика Рубика использовалась хаотическая последовательность, а метод шифрования изображения реализован алгоритмом циклического сдвига. В исх. [40] представлен эффективный метод шифрования изображений, основанный на принципе кубика Рубика с хаотической картой Бейкера. Предложенный метод повысил уровень безопасности метода шифрования кубика Рубика.

Кроме того, для нанесения водяных знаков на изображения был предложен алгоритм хаотического смешивания, основанный на концепции кубика Рубика [41]. Ссылка [42] использовали матрицу и трехмерную структуру эталона кубика Рубика, чтобы скрыть информацию изображений в градациях серого.

В ссыл. [43], Цай предложил мультиморфологическое сокрытие даты изображения на основе применения алгоритма кубика Рубика. Изображение можно разделить на 54 элемента и сформировать кубик Рубика. В общей сложности 54 элемента выбираются последовательно и преобразуются в 6 граней в соответствии с 6 гранями кубика Рубика путем присвоения порядкового номера, как показано на рис. 19 и рис. 20. Зашифрованные данные скремблируются с помощью алгоритма кубика Рубика.

Рисунок 19

Сопоставление кубика Рубика и изображения

Полноразмерное изображение

Рисунок 20

Соответствующий индекс кубика Рубика

Полноразмерное изображение

Алгоритм кубика Рубика применялся в схемах передачи конфиденциальной информации для шифрования информационного трафика по незащищенным физическим каналам [44]. Существует также облачный механизм защиты данных, основанный на алгоритме отпечатка пальца, который шифрует файл, управляя вращением кубика Рубика, которое зависит от значения признака отпечатка пальца пользователя [45].

Характеристики вращения и перестановки структуры кубика Рубика повышают защиту пароля от атак. Таким образом, кубик Рубика очень полезен в области шифрования и стал идеальной экспериментальной опорой для проверки того, может ли оператор робота соответствовать исходному стандарту.

В арт. [46] восстановление кубика Рубика использовалось в качестве трехмерной рабочей задачи для робота с различными датчиками (такими как зрение, сила, крутящий момент и тактильные датчики). Работоспособность контроллера системы управления роботом можно проверить с помощью операции восстановления кубика Рубика [47], как показано на рисунке 21, включая движение, ускорение, задержку и ориентацию робота [48].

Рисунок 21

Двуручная система управления кубиком Рубика

Изображение в полный размер

Существует метод сборки кубика Рубика с помощью робота, основанный на неинвазивном интерфейсе мозг-компьютер без использования рук и только с мыслями о кубиках Рубика. Вращение куба. Этот метод повышает скорость решения, а также помогает инвалидам, которые не могут собрать кубик Рубика руками [49].

В настоящее время, благодаря интеллектуальному развитию науки и техники, робот может успешно восстанавливать кубик Рубика, а это означает, что интеллектуальные технологии становятся все более и более зрелыми. Разработка интеллектуального робота, который может автоматически восстанавливать кубик Рубика после произвольного сбоя, включает в себя цифровую обработку изображений, компьютерное зрение, технологию распознавания образов, искусственный интеллект, организацию и другие технологические дисциплины. В процессе восстановления кубика Рубика может быть выявлена ​​работоспособность робота, а также может быть отражено отсутствие механизма. Можно предложить соответствующий способ, чтобы вовремя компенсировать недостатки робота, и это будет способствовать развитию робота с более высоким интеллектом.

Появились некоторые концепции, связанные с механическим проектированием, а также были изобретены некоторые продукты, использующие характеристики конструкции кубика Рубика. Примеры включают новый парольный замок, состоящий из кубика Рубика с подбородком [50]. В исх. [51] был разработан метаморфический механизм, который использовал куб как платформу для работы машины и мог использоваться в мультиструктуре. Кроме того, есть некоторые идеи по применению куба в аэрокосмической отрасли, такие как комбинация структуры куба и спутника, использование куба-спутника для управления расположением куба и реконструкцией ориентации для выполнения различных задач. 52]. Чжао предложил дизайн приложения деформируемого самолета для исследования дальнего космоса типа магического квадрата, применяя магические структурные особенности модульности и возможности вращения к космическому кораблю, так что каждая коробка куба имеет четкое разделение лаборатории, а затем путем сотрудничества выполнить задание по исследованию дальнего космоса [53]. Вдохновленный вездесущей игрушкой Кубик Рубика, был предложен безаппаратный метод изготовления бумажных аналитических устройств [54].

Применение кубика Рубика Структура и мышление в механизме

Кубик Рубика, «Хуаронгдао», изобретенный китайцами, и «Независимый бриллиант», изобретенный французами, известны как три главные интеллектуальные игрушки мира [55]. Хотя кубик Рубика был изобретен чуть более 40 лет назад, он пользуется популярностью у людей во всем мире, и все большее число энтузиастов и ученых увлекаются кубиком Рубика. Основная причина в том, что кубик Рубика содержит эзотерические математические принципы и всеохватывающую трансформацию, которая привлекает любопытных людей к изучению тайн кубика Рубика.

Эти исследователи изучили описание вращения кубика Рубика, изучили алгоритмы восстановления и математические принципы кубика Рубика, а также использовали кубик Рубика в качестве модели для изучения научных проблем в мультидисциплинарных областях. Как видно из приведенных выше исследований, с исследованием и применением кубика Рубика, это не только интеллектуальная игрушка. Он превратился из объекта исследования в объект значимости в междисциплинарных исследованиях. Эти исследования и приложения в основном основаны на абстрактных характеристиках структуры кубика Рубика. Исследования по изучению закона внутреннего механизма кубика Рубика только начались. Принцип механизма построения кубика Рубика еще предстоит глубоко изучить.

Устройство и механизм игрушки

Некоторые новые теории существующего механизма были вдохновлены изделиями ручной работы или изысканными игрушками и были обновлены в результате соответствующих исследований.

Вей [56] проанализировал степень свободы хромосферного механизма с помощью уравнения петлевого винта. В исх. В работе [57] степень свободы механизма магического шара анализировалась на основе теории структурной декомпозиции и системы эквивалентной спирали. Теория многопетлевого механизма сцепления была предложена путем изучения игрушек с характеристиками сцепления. На рисунке 22 показаны хромосферный механизм и механизм магического шара.

Рисунок 22

Игрушки с характеристиками сцепления

Изображение в полный размер

Дин [58,59,60] использовал куб змеи для изучения математического выражения составных элементов механизма, эквивалентной трактовки движения механизма, описания механизма интерференция движения и идентификация изоморфизма, а также определение последовательности реконфигурируемого механизма, который может достичь целевой конфигурации. В исх. [61] было рассчитано позиционное решение целевой конфигурации. Исследования змеиного куба обогатили теорию модульных реконфигурируемых механизмов, как показано на рис. 23.

Рисунок 23

Структура змеиного куба

Изображение в полный размер

Куо [62] проанализировал механизм реконфигурируемого куба, как показано на рисунке 24. Это соединение-головоломка, состоящее из восьми соединенных подкубов, и эквивалентно одному Петля 8R пространственная связь с восемью различными топологическими конфигурациями и изменяемой подвижностью. Рисунок 24 Замки-головоломки с открытой замочной скважиной, как показано на рисунке 25, представляют собой реконфигурируемые механизмы, которые имеют различные топологические структуры в работе [63].

Рисунок 25

Замок с открытой замочной скважиной

Изображение в полный размер

Dai et al. [64, 65] предложили теорию метаморфического механизма на основе исследований ремесел оригами. Это вызвало интерес научных кругов и стало одной из последних тем в области механики.

Метаморфический механизм имеет характеристики, включая переменную степень свободы и топологию, и может применяться в различных условиях эксплуатации. Такие механизмы могут подходить для неструктурированных сред, переменных условий и многозадачности [66]. Ли и Эрве предложили разрывной механизм связи свободы, который основан на принципе кубика Рубика и имеет свойство переменного числа стержней и степеней свободы [67].

При анализе кубика Рубика было установлено, что некоторые свойства механизма кубика Рубика аналогичны метаморфическим механизмам, а некоторые свойства аналогичны механизмам многоконтурной связи. Примеры включают характеристику связи внутреннего контура с кинематической цепью многоконтурного механизма связи, а также характеристику бифуркации движения изменения степени свободы и изменения движения после особого положения. Можно видеть, что кубик Рубика имеет множество характеристик механизмов и представляет собой комбинацию многих видов характеристик механизмов, но это не просто суперпозиция вышеперечисленных механизмов.

Структура кубика Рубика умная, простая, компактная и постоянно меняющаяся. В какой-то степени он выходит за рамки традиционных механизмов концепции топологии и общепринятых методов институционального проектирования. Кубик Рубика применялся в повседневной жизни, и ученые проводили исследования проблемы кубика в области механизма. Только глубокое изучение и анализ структуры куба может привести к систематическому построению теории топологии механизма кубика Рубика.

Обзор применения кубика Рубика в механизме

С постоянным повышением спроса на механические изделия классические механизмы переходят к современным сложным механизмам, которые изменили топологию с фиксированной на топологию с переменной и со слабой связи на сильную связь. Изменяемая топология и сильная связанность кубического тела постепенно привлекали внимание. По сравнению с параллельным механизмом и простым многоконтурным спаренным механизмом конструкция кубика Рубика имеет более высокую комплексную степень свободы, стойка конструкции кубика Рубика связана с рядом рабочих органов, а связь между стержнем и стержнем прерывистая. Тем не менее, кубик Рубика имеет большой потенциал применения в промышленной сфере благодаря своим особенностям, включая высокую степень использования пространства, большое количество комбинаций, сложную спортивную форму и многомодульную структуру.

Применение кубика Рубика в машиностроении имеет следующие три идеи:

1. (1)

   Многосторонние эффекторы кубика Рубика и возможность перестановки и комбинирования могут быть применены к механическому дизайну. Механизм кубика Рубика можно использовать в качестве основной конструкции многофункциональных механических изделий. Использование вращения механизма куба может обеспечить желаемое положение или форму движения, так что разные концы привода могут выполнять задачу по порядку в определенном положении или заставлять разные концы привода работать вместе для выполнения задания. при упорядоченном сотрудничестве.

2. (2)

   В соответствии с характеристиками кинетических пар структуры кубика Рубика, которые отличаются от обычной структуры, кинетические пары кубиков могут быть интегрированы в текущий промышленный механизм. Если такая умная конструкция сможет заменить сферический шарнир робота, то будет решена проблема небольшого угла поворота сферического шарнира, ограниченного механической конструкцией, что расширит рабочее пространство робота, особенно параллельного механизма. Если эту конструкцию можно применить к держателю станка или манипулятору механической руки, гибкость зажима и работы будет значительно улучшена.

3. (3)

   Конструкция кубика Рубика занимает много места. Если эту характеристику можно применить к другим механическим изделиям, это будет способствовать процессу миниатюризации механических изделий.

Кроме того, с развитием мировой аэрокосмической промышленности будет появляться все больше и больше проектов по исследованию дальнего космоса. Некоторые особенности структуры кубика Рубика, включая модульность, вращающиеся, многофункциональные, многоцелевые и перерабатываемые функции, могут быть применены к конструкции космических кораблей или транспортных средств для исследования дальнего космоса.

Согласно приведенным выше идеям применения, применение структуры куба также требует фундаментальных теоретических исследований. Движение продукта для достижения определенного направления предполагает исследование степеней свободы для достижения требуемой формы движения и конкретного состояния, связанного со структурным математическим выражением и метаморфическими свойствами. Есть некоторые проблемы с механизмом кубика Рубика, в том числе определенная степень гибкости, большое количество поверхностных контактов, количество направлений движения специальных мест и многое другое. Будут проведены последующие исследования по конкретным статическим характеристикам, трению, контролю и другим темам.

Дальнейшие исследования показывают, что потенциальное применение кубика Рубика требует изучения механизмов построения кубика. Это может заложить теоретическую основу для применения кубического механизма и продвигать специальные кубические механизмы от обучающих игрушек до машин (таких как роботы, аэрокосмическая промышленность и т. д.).

Выводы

Существует много видов кубика Рубика. Были достигнуты некоторые успехи в теоретических исследованиях и приложениях. В этой статье систематически представлено происхождение и развитие кубика Рубика, проанализированы характеристики структуры и производительности кубика Рубика, а также рассмотрен исследовательский статус кубика Рубика, включая научные метафоры, алгоритмы восстановления и характерные приложения.

Внешние характеристики кубика Рубика изучались и применялись в междисциплинарных областях, поэтому одновременно следует исследовать принципы внутреннего устройства кубика Рубика.

В этом документе описывается связь между кубиком Рубика и механизмом. Исследование кубика Рубика в области механизма все еще находится на начальной стадии. Следует изучить новые проблемы механизма кубика Рубика и сформировать системную теорию механизма кубика Рубика. Некоторые достижения исследования имеют определяющее значение в развитии механизма кубика Рубика в приложениях машиностроения.

Очень важно изучить механизм куба и способствовать развитию кубической структуры. Топологическая теория кубического механизма еще нуждается в дальнейшем изучении. Можно полагать, что кубик Рубика будет иметь широкие перспективы для применения в машиностроении, исходя из его исследовательского статуса и эффекта побочного эффекта в некоторых научных исследованиях, включая математику, физику, компьютеры и биологию.

Ссылки

1. D Gebhardt, G Hellings, WH Huang, et al. Куб . Нью-Йорк: Black Dog & Leventhal Publishers, 2009.

2. Т. де Кастелла. Люди, которые все еще зависимы от кубика Рубика. Журнал BBC News. Би-би-си, 2014 [2018-05-30]. http://www.bbc.com/news/magazine-27186297.

3. Репортер Daily Mail. ‘ Сведенный с ума’ Гайка Рубика плачет при сборке кубика… после 26 лет попыток , 2009 г. http://www.dailymail. co.uk/news/article-1112396/Driven-mad-Rubiks-nut-weeps-solving -cube—26-years-trying.html.

4. В. Д. Стивен. Изобретение ХХ века: 100 изобретений, изменивших мир . Нью-Йорк: Издательство Нью-Йоркского университета, 2002.

   .
   Google ученый

5. Т Джером. Кубик Рубика 25 лет спустя: Безумные игрушки, Безумные времена. Лондон: The Independent, 2007. https://www.independent.co.uk/news/science/rubiks-cube-25-years-on-crazy-toys-crazy-times-5334529.html.

6. Карлайл, П. Родни. Энциклопедия игр в современном обществе. Thousand Oaks: SAGE Publications Inc, 2009.

7. Европа. Интервью с Эрно Рубиком , 2016 г. http://www.create2009.europa.eu/ambassadors/profiles/erno_rubik.html.

8. Дж Ори. Как собрать кубик Рубика? , 2017. https://ourpastimes. com/do-beat-rubiks-cube-6508960.html.

9. Джей Ли. Сборка кубика Рубика для начинающих ., 2008. http://peter.stillhq.com/jasmine/rubikscubesolution.html.

10. Решатель кубика Рубика , 2016. https://rubiks-cube-solver.com.

11. Кубик Рубика: вопрос, ожидающий ответа , 2014 г. https://www.youtube.com/watch?v=W1K2jdjLhbo.

12. S C Li. Наука и культура в кубике Рубика . Пекин: Higher Education Press, 2015. (на китайском языке)

    .
    Google ученый

13. Дж. Дж. Лю. Восточное зарождение комбинаторики. Журнал Северо-Западного университета (издание естественных наук) , 2001, 31 (5): 457–460. (на китайском языке)

    MathSciNet

    Google ученый

14. С Банделоу. Внутри кубика Рубика и не только . Бостон: Издательство Birkhauser Boston Inc., 1980.

    МАТЕМАТИКА

    Google ученый

15. А Лишевский. Вероятно, вы не проживете достаточно долго, чтобы собрать самый большой в мире кубик Рубика 22×22, 2016. .

16. Головоломки Грега. Мировой рекорд 33x33x33 Кубик Рубика, 2017. https://www.youtube.com/watch?v=NqJC3YxfcyM

17. Головоломки Шэн Шоу. Китайский магический куб . 2014 г. http://www.china-magic-cube.com/category/2.html.

18. Э. Рубик, Т. Варга, Г. Кери и др. Сборник кубиков Рубика. Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. 1987.

    Google ученый

19. R Ход. Нахождение общего количества допустимых перестановок кубика Рубика. Тронхейм: Тронхеймская Катедральская школа, 2010.

    Google ученый

20. Дж. М. Ван, Дж. П. Фанг, Н. Чжан. Применение создания комбинаций в дизайне кубика Рубика. Арт Панорама . 2013(6): 105–105. (на китайском)

    Google ученый

21. С Дэвид. Заметки о волшебном кубике Рубика. Enslow Publishers, 1981.

22. А. Х. Фрей, С. Дэвид. Справочник по кубической математике. Издательство Энслоу, 1982.

    Google ученый

23. Д Джойнер. Приключения в теории групп: кубик Рубика, машина Мерлина и другие математические игрушки . Издательство Университета Джона Хопкинса, 2002.

    МАТЕМАТИКА

    Google ученый

24. Дж Чен. Теория групп и кубик Рубика. ResearchGate, 2006.

25. Д. Хасан, В. Сумпун. Цветкоподобные микрокристаллы Ag/AgCl: синтез и фотокаталитическая активность. Химия и физика материалов , 2015, 159: 71-82.

    Артикул

    Google ученый

26. G H Jiang, X H Wang, Y Zhou et al. Полые наноклетки TiO ₂ со структурой типа Рубика для высокоэффективных фотокатализаторов. Материалы Письма , 2012, 89: 59-62.

    Артикул

    Google ученый

27. Дж. Д. Атен. Кубик Рубика: терапевтическая метафора. Журнал психологии и христианства , 2004, 23(3): 258.

    Google ученый

28. J He, K Y Hu. Участие гида позволяет сублимировать мышление в математической деятельности — руководство преподаванием «Игры в кубик Рубика» на курсах математической деятельности начальной школы. Образовательно-научный форум , 2011(2): 42-45. (на китайском)

    Google ученый

29. Т. Дэвис. Обучение математике с кубиком Рубика. Двухлетний математический журнал колледжа , 1982, 13 (3): 178–185. (на китайском)

    Артикул

    Google ученый

30. Ю Чжэн. Теория кубика Рубика и ее приложения. Ханчжоу: Чжэцзянский университет, 2009 г. (на китайском языке)

    Google ученый

31. Э. Берлекамп, Дж. Х. Конвей, Р. К. Гай. Способы выигрыша в математических играх . Лондон: Академическая пресса. 1982.

    МАТЕМАТИКА

    Google ученый

32. Б Патрик. Можно сделать куб . Лондон: Книги тупиков. 1981.

    Google ученый

33. Дж Палмер. Разгадываем последнюю загадку кубика Рубика. New Scientist , 2008, 199(2668): 40-43.

    Артикул

    Google ученый

34. Р Е Корф. Обучение решению задач путем поиска макрооператоров . Расширенный паб Питман. Программа, 1985.

35. T Rokicki, H Kociemba, M Davidson, et al. Диаметр группы кубиков Рубика равен двадцати. Журнал SIAM по дискретной математике , 2013, 27(2): 1082-1105.

    MathSciNet
    Статья
    МАТЕМАТИКА

    Google ученый

36. ХБ Ма, ЛХ Лю. Разработка алгоритма перестановки кубика Рубика на основе хаоса. Вычислительная техника и приложения , 2006, 42(12): 138-140. (на китайском)

    Google ученый

37. Л. Чжан, С. М. Цзи, И. Се и др. Принцип алгоритма шифрования изображений на основе преобразования магического куба. Конспект лекций по информатике , 2005, 3802: 977-982.

    Артикул

    Google ученый

38. Дж. Шен, С. Джин, С. Чжоу. Алгоритм шифрования цветного изображения, основанный на преобразовании магического куба и модульной арифметической операции . Конспект лекций по информатике , 2005, 3768: 270-280.

    Артикул

    Google ученый

39. GJ Bao, JI Shi-Ming, JB Shen. Преобразование магического куба и его применение в шифровании цифровых изображений. Компьютерные приложения, 2002, 26(1): 7-22. (на китайском)

    Google ученый

40. Л. Л. Чжао, З. Л. Фан, З. К. Гу. Новый алгоритм скремблирования и шифрования цифровых изображений, основанный на преобразовании магического куба. Журнал оптоэлектроники Laser , 2008, 19(1): 131–134. (на китайском языке)

41. К. А. Абита, П.К. Бхаратан. Безопасная связь на основе алгоритма кубика Рубика и хаотической карты пекаря. Procedia Technology , 2016, 24: 782-789.

    Артикул

    Google ученый

42. E Иена, L H Лин. Технология водяных знаков кубика Рубика для изображений в градациях серого . Экспертные системы с приложениями , 2010, 37(6): 4033-4039.

    Артикул

    Google ученый

43. К. Л. Цай, К. Дж. Чен, В. Л. Хсу. Мультиморфологическое сокрытие данных изображения на основе применения алгоритма Кубика Рубика. 2012 Международная Карнаханская конференция IEEE по технологиям безопасности , 2012: 135–139.

    Google ученый

44. Дж. Л. Ли, Г. Л. Хуо, Б. Лю. Схема передачи конфиденциальной информации на основе алгоритма магического куба в автоматизированном согласовании доверия. Журнал компьютерных приложений , 2011, 31(4): 984-988. (на китайском языке)

    Артикул

    Google ученый

45. Х. Ву, Дж. Л. Фан, Дж. Х. Лю. Механизм защиты данных облачного хранилища на основе алгоритма куба отпечатков пальцев. Наука о телекоммуникациях , 2014, 30(11): 110–115. (на китайском)

    Google ученый

46. В Шинкевич. Планирование бимануальной манипуляции на основе навыков . Журнал телекоммуникаций и информационных технологий , 2012, 2012(4): 54-62.

    Google ученый

47. С. Зелински, М. Станиак, В. Чаевски и др. Кубик Рубика в качестве эталона, подтверждающего MRROC++ как инструмент реализации для систем управления сервисными роботами. Промышленный робот , 2007, 34(5): 368-375.

    Артикул

    Google ученый

48. С Копачи. Интерактивная визуализация в 3D. Журнал физиологии , 2012, 384(1): 671-690.

    Google ученый

49. М. Р. Далири, Х. Самади. Соберите кубик Рубика с роботом на основе неинвазивного компьютерного интерфейса мозга. Иранская конференция по интеллектуальным системам (ICIS) 2014 г. , 2014 г.

50. X X Мяо. Кубик Рубика для упаковки: CN, 201510159029.9. 2015-04-07. http://www.patexplorer.com/patent/view.html?patid=CN201510159029.9&sc=&q=%E7%94%A8%E4%BA%8E%E5%8C%85%E8%A3%85%E7%89%A9%E7%9A%84%E9%AD%94%E6%96%B9&fq=&sort=&sortField= &page=1&rows=10#1/CN201510159029.9/detail/abst. (на китайском языке)

51. Р. Г. Ван, Ю. Ф. Ляо, Ч. Чжан. Краб-машина для обхода препятствий с метаморфическим механизмом: CN: 201510119249.9. 2015-06-17. http://www.patexplorer.com/patent/view.html?patid=CN201510119249.9&sc=&q=%E4%B8%80%E7%A7%8D%E5%8F%98%E8%83%9E%E6 %9C%BA%E6%9E%84%E5%BC%8F%E5%8F%AF%E8%B6%8A%E9%9A%9C%E6%9C%BA%E5%99%A8%E8%9F%B9&fq=&sort=&sortField=&page=1&rows=10#1/CN201510119249. 9/deta. (на китайском языке)

52. BJ Cui. Спутник-куб и метод его проектирования: CN, 2013107194458.8. 2014-04-16. http://www.patexplorer.com/patent/view.html?patid=CN201310719458.8&. (на китайском языке)

53. Б. Х. Чжао, С. И. Гао, Дж. Н. Чжан и др. Самолет для исследования дальнего космоса по типу кубика Рубика. Технологические инновации и применение , 2014(24): 61–63. (на китайском)

    Google ученый

54. Н Фу. Использование кубика Рубика для непосредственного производства бумажных аналитических устройств для количественных анализов на основе аптамеров по месту оказания медицинской помощи. Биосенсоры и биоэлектроника , 2017, 96: 194–200.

    Артикул

    Google ученый

55. Ю Чен, Л Цзян. Анализ применения кубика Рубика в обучении . Китайское электроэнергетическое образование , 2012 (8): 88–89. . (на китайском)

    Google ученый

56. G Wei, X Ding, J S Dai. Подвижность и геометрический анализ мяча Хобермана Switch-Pitch Ball и его варианта. Журнал механизмов и робототехники , 2010, 2(3): 191-220.

    Артикул

    Google ученый

57. Дж. С. Дай, Д. Ли, К. Чжан и др. Анализ подвижности сложноструктурированного шара на основе декомпозиции механизма и анализа эквивалентной винтовой системы. Механизм и теория машин , 2004, 39 (4): 445–458.

    Артикул
    МАТЕМАТИКА

    Google ученый

58. Х Л Дин, С Н Лю, И Ян. Теория трансформации конфигурации из модульного реконфигурируемого механизма цепного типа-Змейка Рубика. 13-й Всемирный конгресс по науке о механизмах и машинах , Мексика, Гуанахуато: IFToMM, 2011: A12_380.

59. X L Дин, С Н Лу. Теория реконфигурации модульного реконфигурируемого механизма, основанная на анализе змеиного куба. Журнал машиностроения , 2012, 48 (11): 126–135. (на китайском языке)

    Артикул

    Google ученый

60. X Дин, С Лу. Фундаментальная теория реконфигурации модульных реконфигурируемых механизмов цепного типа . Механизм и теория машин , 2013, 70 (Приложение C): 487–507. (на китайском языке)

61. C Wang, J J Xu. Алгоритм нахождения трехмерных путей S-образного интеллектуального магического квадрата. Компьютерные знания и технологии , 2008, 1(4): 686–690.

    Google ученый

62. Ч. Куо, Дж. В. Су. Анализ конфигурации класса реконфигурируемых кубических механизмов: мобильность и изоморфизм конфигурации. Механизм и теория машин , 2017, 107: 369–383.

    Артикул

    Google ученый

63. К. Х. Сяо. О структурном анализе замков-головоломок с открытой замочной скважиной в Древнем Китае. Механизм и теория машин , 2017, 118: 168-179.

    Артикул

    Google ученый

64. Дж. С. Дай, Дж. Р. Джонс. Подвижность в метаморфических механизмах складно-разборного типа. Journal of Mechanical Design , 1999, 121(3): 375-382.

    Артикул

    Google ученый

65. Д.Л. Ли, З.Х. Чжан, Дж.С. Дай. Обзор и перспективы метаморфического механизма. Журнал машиностроения , 2010, 46(13): 14-21. (на китайском языке)

    Артикул

    Google ученый

66. Департамент инженерии и материаловедения, Национальный фонд естественных наук Китая. Отчет об исследовании стратегии развития дисциплин (2011–2020 гг.): Машиностроение . Пекин: Science Press Ltd, 2010. (на китайском языке)

67. CC Lee, JM Herve. Разрывная подвижность четырехзвенных механизмов с вращательной, призматической и цилиндрической парами через групповую алгебраическую структуру множества перемещений. 8-я Международная конференция по теории машин и механизмов , Чехия: Либерец Эльсмере, 2001: 5–7.

Ссылки на скачивание

Вклад авторов

D-XZ и ZH отвечали за все испытание; ML и J-JW написали рукопись; Y-LH и W-JL помогали с отбором проб и лабораторными анализами. Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

Информация для авторов

Да-Син Цзэн, 1978 г.р., в настоящее время профессор в 9 лет0479 Яншаньский университет, Китай. Он получил степень доктора философии в области мехатроники в Yanshan University, China , в 2008 году. Его исследовательские интересы включают теорию механизмов и машин, параллельные механизмы, синтез типов и обработку изображений.

Мин Ли, 1992 года рождения, в настоящее время является кандидатом в магистратуру в Yanshan University, Китай. Его исследовательские интересы включают анализ кубика Рубика, параллельный механизм и синтез типов.

Хуан-Хуан Ван, 19 г.р.91, в настоящее время является кандидатом в мастера в Yanshan University, Китай . Ее исследовательский интерес — параллельный механизм.

Юй-Лей Хоу, 1980 года рождения, в настоящее время является профессором Университета Яньшань, Китай . Его исследовательские интересы включают параллельный механизм, многоосевой датчик силы, бионику робота-человека и т. д.

Вэнь-Хуан Лу, 1983 г.р., в настоящее время является доцентом Университета Яньшань, Китай . Ее исследовательские интересы включают параллельный механизм, синтез типов и т. д.

Чжэнь Хуан, 1936 года рождения, в настоящее время является профессором и научным руководителем кандидата наук в Школе машиностроения Университета Яньшань, Китай . Его основные исследовательские интересы включают параллельный робот, синтез типов и топологию.

Конкурирующие интересы

Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих интересов.

Финансирование

При поддержке Национального фонда естественных наук Китая (грант № 51775473), Провинциального фонда естественных наук провинции Хэбэй Китая (грант № E2018203140), Проекта по строительству системы провинции Хэбэй в рамках Программы технологических инноваций (грант № 182419)05Д).

Примечание издателя

Springer Nature остается нейтральной в отношении юрисдикционных претензий в опубликованных картах и ​​институциональной принадлежности.

Информация об авторе

Авторы и организации

1. Школа машиностроения, Университет Яньшань, Циньхуандао, 066004, Китай

   Да-Син Цзэн, Мин Ли, Хуан-Жуан Ван, Луан-Лей Цзюй, & Чжэнь Хуан

Авторы

1. Да-Син Цзэн

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

2. Ming Li

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

3. Juan-Juan Wang

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

4. Yu-Lei Hou

   Посмотреть публикации автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

5. Wen-Juan Lu

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

6. Zhen Huang

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

Автор, ответственный за корреспонденцию

Чжэнь Хуан.

Права и разрешения

Открытый доступ Эта статья распространяется в соответствии с условиями международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/), которая разрешает неограниченное использование, распространение, и воспроизведение на любом носителе, при условии, что вы укажете автора(ов) оригинала и источник, предоставите ссылку на лицензию Creative Commons и укажете, были ли внесены изменения.

Перепечатки и разрешения

Об этой статье

Как собрать кубик Рубика

Патриция Фостер / Проекты по программированию и головоломки для детей / Выпуск

за апрель 2018 г.

Винсент Ченг Чанг на Flickr

Краткое знакомство с одной из самых увлекательных игрушек-головоломок в мире.

Шесть цветов. Девять квадратов со стороной, шесть сторон куба. 43 квинтиллиона возможностей. Изобретенный в 1974 году Эрно Рубиком, кубик Рубика завораживает и разочаровывает. Концепция проста: двигайте каждый ряд кубиков вверх, вниз, вправо, влево и в стороны, пока цвета на каждой стороне не совпадут.

чемпиона мира могут собрать куб всего за четыре секунды. Эксперты могут решить ее, используя ноги или надев повязку на глаза. Кубик Рубика может быть длинной головоломкой, но ее может разгадать любой, кто захочет.

Насколько сложен куб?

Если вы заставите компьютер проверять 1000 комбинаций каждую секунду, сборка кубика Рубика может занять до 1,36 миллиарда лет. Определенно это не та головоломка, которую вы хотите решить методом проб и ошибок! Существуют десятки методов сборки куба, поэтому важно попробовать несколько и найти тот, который подходит именно вам. Некоторые люди запоминают наборы движений. Другие сосредоточены на логике переключения и замены отдельных кубов. Можно использовать мнемотехнику, рассказы, визуальные приемы.

Познакомьтесь со своим кубом

Если у вас нет кубика Рубика, вы можете использовать онлайн-версию. Это не так интуитивно понятно, как держать игрушку в руках, но у вас нет шансов уронить ее и потерять свое место. Стороны куба называются Передняя (лицом к вам), Задняя, ​​Верхняя, Нижняя, Правая и Левая. Каждая сторона может быть повернута по часовой стрелке или против часовой стрелки.

Центральная деталь всегда будет центральной. Как бы ловко вы ни крутили и ни поворачивали, вы не сможете превратить его в угол или ребро. Точно так же края всегда остаются краями, а углы всегда углами.

Далее, желтый центр — и, следовательно, желтая сторона — всегда будет находиться напротив белого. Синий граничит с зеленым, а оранжевый напротив красного.

Вместе эти два факта приводят к удивительному выводу: прежде чем мы сделаем хотя бы один ход, мы точно знаем, куда должна попасть каждая часть куба. Вопрос только в том, чтобы переместить его туда.

Белый крест

Многие куберы начинают с решения «белого креста». Мне нравится делать это через «ромашку»:

1. Начните с желтой стороны вверх
2. Боковой элемент Identity a белый
3. Поверните его, пока он не окажется рядом с желтым центром

Как только у вас появится ромашка:

1. Посмотрите на одну из белых средних частей. Какого цвета его сторона? Вращайте верхнюю часть, пока боковая часть не совпадет по цвету с центральной частью. (В примере: синий)
2. Перевернуть всю сторону на 180 градусов.
3. Проделайте то же самое с тремя другими средними частями.

В результате получается белый крест

Белые углы

Следующим шагом будет добавление белых углов. Самыми простыми являются детали на нижнем слое боковин.

1. Поворачивайте, пока небелая сторона угла не совпадет с его центральной частью. (В примере: оранжевый). Этот угол заменит кусок поверх него.
2. Сдвиньте угол «в сторону», повернув его в сторону. (Первое изображение)
3. Опустить верхний ряд.
4. Верните белый угол в исходное положение. Теперь он должен быть рядом с белой центральной частью.
5. Закрепите свой белый крест, скрутив ряд обратно.

Белые фигуры внизу делают дополнительный шаг. Вращайте нижний слой, пока угол не окажется прямо под заменяемой деталью. Теперь поверните сторону так, чтобы угол оказался на нижнем слое. Убери его с дороги и почини свой белый крест.

Если белый элемент находится в верхнем слое, начните с опускания его вниз. Поверните нижний слой в сторону и зафиксируйте белый крест. Белый угол будет либо внизу, либо на одной из сторон.

Продолжайте, пока ваш верхний слой не будет решен! Вы поймете, что это правильно, если на каждой стороне будет цветная буква «Т».

Алгоритмы

Первый уровень можно решить с помощью простой логики. Следующие два слоя становятся сложнее. Большинство куберов запоминают алгоритмы и учатся их применять. Например, алгоритм преобразования желтого крючка в желтый крест выглядит так:

Ф, У, Р, У’, Р’, Ф’

Сокращенное обозначение для Спереди (по часовой стрелке), Сверху (по часовой стрелке), Справа (по часовой стрелке), Сверху (против часовой стрелки), Справа (против часовой стрелки) и Спереди (против часовой стрелки).

До и после применения алгоритма

Это не слишком запутанно, но как насчет этого алгоритма для решения желтых углов?

Р’, Ф, Р’, В2, Р, Ф’, Р’, В2, Р2

Когда вам нужно запомнить десять или двенадцать из них, легко сделать крошечную ошибку, которая разрушит расположение всего куба.

Мнемотехника

Мнемонические приемы — это шаблоны, которые превращают скучную информацию (например, алгоритмы кубирования) во что-то запоминающееся и веселое. Они бывают разных вкусов для разных стилей обучения.

1. Зрительные образы

Вместо скучных терминов типа Спереди, Сверху и Справа один визуальный кубер решил назвать свои стороны «Лицо», «Крылья», «Шляпа», «Туфли», «Нож» и «Вилка». По часовой и против часовой стрелки стали «старыми» и «новыми». Поворот верхней части по часовой стрелке изображался как цилиндр («старая шляпа»), а поворот против часовой стрелки — как «новая шляпа», такая как снепбек или тук.

Идея состоит в том, чтобы создавать изображения из последовательностей движений. Чем нелепее, тем лучше. Неважно, представляете ли вы кошачьи хвосты, мечи и щиты, нимбы или копыта и рога, главное, чтобы результат что-то для вас значил.

2. Истории

Джош Нойфельд научил своих детей собирать кубики, составляя истории из последовательностей ходов. Шаблон исправления белых углов начинается с испуганного ребенка в верхней части слайда. Во-первых, вам нужно отойти в сторону, чтобы ребенок, о котором заботятся, мог спуститься. Как только он уйдет, настанет ваша очередь подниматься обратно.

3. Кинетическая память

Когда вы ходите, вы не беспокоитесь о деталях регулировки мышц и переносе веса. Вы просто ходите. Чем больше вы повторяете физическую активность, тем больше она становится вашей второй натурой.

Некоторые паттерны всплывают во множестве алгоритмов кубирования. Например, R’FRF’ называется «кувалдой», а FR’FR’ – «кувалдой». Вместо того, чтобы запоминать список ходов, вы можете практиковать последовательность, пока она не станет выполняться автоматически. Затем, когда вам нужно превратить свой желтый крюк в желтый крест, вы можете подумать: «Казните кувалду!» а все остальное сделают ваши руки.

Вперёд!

Кубирование требует практики, как и любой другой навык. Исследуйте самостоятельно, смотрите видео и читайте советы. Этот надоедливый кубик Рубика будет собран, прежде чем вы это узнаете! Затем вы можете перейти к освоению таких вариантов, как 4x4x4 или пирамида.

Счастливого кубирования!

Узнать больше

Кубик Рубика онлайн

https://www.grubiks.com/puzzles/rubiks/cube-3x3x3/

Как собрать кубик Рубика 3x3x3 от Ноа Ричардсона (видео)

https://www.youtube.com/watch?v=rmnSpUgOvyI
https://www.youtube.com/watch?v=aTG-M98z4R4

Метод повествования «Кубик Рубика 3×3» Джоша Нойфельда (видео)

Кубик Рубика. Руководство для начинающих (с иллюстрациями)

http://www.rubiksplace.com

5 простых движений, которые помогут легко собрать кубик Рубика — 15 видеоуроков

Насколько велика цифра 43 квинтиллиона?

http://www.adinnerguest.com/60-minutes/how-much-is-43-quintillion/

Мировые рекорды по сборке кубика Рубика

https://www. worldcubeassociation.org/results/regions.php

Также в выпуске

за апрель 2018 г.

История

Лама Эмодзи

Кто выбирает новые смайлики? И что будет в следующей партии?

Прочитать статью

Электроника

Домашняя акустическая система Echo DIY

Создайте своего собственного цифрового помощника с голосовым управлением с помощью Raspberry Pi и аналогового динамика.

Прочитать статью

Скретч

Скретч Боиды и ИИ

Используя Scratch и простую векторную математику, создайте собственный алгоритм Boids для имитации полета птиц.

Читать статью

Записная книжка

Удивительные летние лагеря для размышлений

6 практических лагерей и клубов STEM, к которым можно присоединиться этим летом.

Прочитать статью

Уголок для родителей и учителей

Кинестетическая информатика

Занятия, которые заставляют детей вставать и двигаться, могут помочь им изучать науку и технологии.

Прочитать статью

Технический IRL

Портленд HOP

С этими новыми высокотехнологичными картами общественный транспорт стал проще, чем когда-либо.

Читать статью

SketchUp

Создание пазла

Разрежьте цифровые фотографии на части и весело соедините их вместе.

Прочитать статью

Покажи и расскажи

Роболягушка

Познакомьтесь с милым маленьким ботом, который помогает ученым понять, как ухаживают лягушки.

Прочитать статью

Программирование

PyGame (или Godot)

Погрузитесь в мельчайшие детали создания игр с помощью этой популярной библиотеки Python.

Читать статью

Проекты и головоломки

Как собрать кубик Рубика

Краткое знакомство с одной из самых увлекательных игрушек-головоломок в мире.

Прочитать статью

Покажи и расскажи

Экспедиции Google

Дешевая новая технология VR позволяет студентам совершать экскурсии по всему миру!

Прочитать статью

Секретные коды

Кодировщики навахо

Узнайте о солдатах коренных народов и творческом шифровальном коде, который помог выиграть Вторую мировую войну.

Читать статью

Tech IRL

Автономное вождение в современных автомобилях

Наши машины сами не ездят, но они могут помочь нам припарковаться и избежать столкновений.

Прочитать статью

Майнкрафт

Моддинг Майнкрафт

Сделайте свои игры еще более захватывающими с пользовательским контентом!

Прочитать статью

Электроника

Лазерная охранная сигнализация

Защитите свой дом с помощью micro:bit!

Читать статью

Вычислительная техника больше не связана с компьютерами. Это о жизни.

— Николас Негропонте

Роботы

Сферо в литературном классе

Умный учитель использует нашего любимого круглого робота, чтобы оживить книги.

Прочитать статью

Программирование

Игра с регулярными выражениями

Научитесь быстро, точно и элегантно искать среди фрагментов текста… как ниндзя!

Читать статью

Язык месяца

Clojure (или Common Lisp)

Язык семейства Lisp с простым синтаксисом и новым подходом к написанию кода.

Прочитать статью

Дополнительные ссылки

Апрель 2018 г. Дополнительные ссылки

Ссылки внизу всех статей за апрель 2018 года, собранных в одном месте, чтобы вы могли их распечатать, поделиться или добавить в закладки.

Прочитать статью

News Wire

Апрель 2018 News Wire

Интересные истории о информатике, программировании и технологиях за апрель 2018 года.

Прочитать статью

Джессика Фридрих Специализируется на проблемах, которые только кажутся неразрешимыми

Наука|Специализируется на проблемах, которые только кажутся неразрешимыми

Реклама

Продолжить чтение основной истории

Бина Венкатараман

• 15 декабря 2008 г.

«Это маленькая пластиковая игрушка», — сказала Джессика Фридрих, перебрасывая кубик Рубика между своими длинными пальцами в ненастный полдень в своем офисе в Бингемтонском университете, ее ногти были накрашены пастельно-розовым блеском.

Но маленькая игрушка, икона эпохи Pac-Man и высоких кроссовок, снова вернулась. Для процветающей субкультуры людей, стремящихся собрать куб как можно быстрее, доктор Фридрих является пионером и святым покровителем. Она разработала, пожалуй, самую распространенную в мире стратегию быстрого решения головоломки и снялась в документальном фильме о кубике Рубика, выпущенном этой осенью.

Доктор Фридрих впервые разбил красочные стенки кубика Рубика в 1981 году, будучи подростком, живущим в чешском угледобывающем городе. Мало кто потратит десятилетия на расшифровку пластикового блока, каким бы математически сложным он ни был. Но мало кто так настойчив, как автор «Метода Фридриха», дорожной карты, требующей от спидкубера запоминания и реализации не менее 53 алгоритмов, каждый из которых представляет собой серию поворотов строк и столбцов куба в заданной последовательности.

Для доктора Фридриха решение неразрешимой головоломки — не хобби, а кубик Рубика — не просто игра. Это навязчивые идеи.

Находясь в ловушке в Чехословакии до тех пор, пока Бархатная революция не сделала возможным переезд в Соединенные Штаты для обучения в докторантуре, доктор Фридрих, самоучка по дифференциальному и интегральному исчислению, набросал решение кубика Рубика в потрепанной тетради еще до того, как приобрел ее.

44-летний доктор Фридрих, профессор электротехники, часто выступает на научных конференциях и просит решить куб прямо на месте. Она получает сообщения по электронной почте от 13-летних японцев и вдохновила любителей кубиков на множество видеороликов на YouTube, рассказывающих о ее методе, который был распространен в Интернете в конце 19 года.В 90-х годах головоломка возродилась.

«Она выбрала основной маршрут, направление, в котором мы будем подниматься на гору», — сказал Дэн Найтс, победитель чемпионата мира по сборке кубика Рубика 2003 года (доктор Фридрих занял второе место). «А другие люди находят разные пути от одного уступа к другому».

29-летний мистер Найтс использовал метод Фридриха, чтобы выиграть конкурс 2003 года, после того как четыре года назад нашел ее в качестве наставника. Сначала сбитый с толку ее методами, он взял годичный отпуск в колледже, чтобы изучить их, путешествуя на поезде по Европе и Азии.

Метод Фридриха требует сначала собрать два верхних слоя трехъярусного кубика Рубика, выбрав грань с центральным белым квадратом в качестве крыши. (Каждая грань имеет средний квадрат определенного цвета, прикрепленный к центральному стыку куба, который определяет цвет грани при сборке.) Большинство спидкуберов учатся делать это интуитивно, импровизируя, пока белая грань не останется нетронутой, а другие квадраты не попадут в положите на правильно окрашенные стороны. Суть метода Фридриха заключается в решении третьего и последнего слоя куба без ущерба для цветовой схемы, заданной на начальных этапах.

Чтобы решить третий слой, спидкубер должен собрать все желтые квадраты на нижней грани, применив один из 40 алгоритмов на этапе, называемом «ориентация». Кубер должен мгновенно распознать, какой алгоритм следует применить, чтобы иметь надежду быстро его решить. На последнем этапе, перестановке, один из 13 алгоритмов восстанавливает хроматическую гармонию куба, по одному цвету на грань.

МАТЕМАТИКА КАК МЕТОД Стратегия Джессики Фридрих по быстрому сбору кубика Рубика требует использования не менее 53 алгоритмов. Кредит… Бина Венкатараман

Самые быстрые в мире спидкуберы, в том числе доктор Фридрих, знают более 100 алгоритмов, позволяющих быстро собрать куб. Они узнают, когда головоломка перемешана или расположена у них в ладонях таким образом, что один набор ходов выполняется быстрее, чем 99 других.

Будучи подростком, доктор Фридрих увидел человека, демонстрирующего кубик Рубика на математическом семинаре, и демонстративно протиснулся сквозь толпу, чтобы дотронуться до него. Она говорит, что сразу стало ясно, что она «одержима кубом» — ее сокращение для людей, которые проводят большую часть своего бодрствования, учась быстро собирать куб. Несмотря на то, что кубики не продавались в ее стране, те немногие, у кого они были, купили их в Венгрии, ее не остановить. Она взяла «Квант», русский математический журнал, в котором описывался один из методов решения куба, и разработала его на бумаге.

Когда она, наконец, получила свой первый кубик, оставленный друзьями семьи, приехавшими из Франции, она начала импровизировать, собирая кубики все быстрее и быстрее, чтобы побить рекорды Праги, Венгрии и США, напечатанные в газетах. К тому времени, когда в 1982 году состоялся национальный чемпионат Чехии, доктор Фридрих был одним из самых быстрых спидкуберов в стране. Она выиграла чемпионат, решив куб менее чем за 23 с половиной секунды — время, которое сейчас было бы смехотворно долгим в международных соревнованиях — заняв 10-е место на первом чемпионате мира в Будапеште.

После получения степени магистра она занималась построением математических моделей деформации горных пород в горном институте, когда ее нанял профессор из Бингемтона, который узнал о ее мастерстве обращения с кубом и ее оценках в Чешском техническом университете в Праге. После короткой встречи, на которой она описала свои кубические алгоритмы, он предложил ей подать заявку на докторскую программу по системным наукам. Резюме у нее не было, поэтому она напечатала его на пишущей машинке как раз перед отъездом поезда профессора. Через год она приехала в Бингемтон, где и живет до сих пор.

В своих исследованиях в области цифровой криминалистики доктор Фридрих использует компьютеры для решения еще одной, казалось бы, неразрешимой головоломки: сопоставления фотографии с отдельной камерой, которая ее сделала. Правоохранительные органы планируют использовать эти методы для отслеживания производителей детской порнографии и кинопиратов.

«Она смотрит на проблему, которая кажется неразрешимой», — сказал Джордж Дж. Клир, профессор на пенсии, нанявший ее 18 лет назад. «И она находит способ решить эту проблему снова и снова».

Доктор Фридрих был привлечен к «баллистике камеры» из-за ее непостижимых тайн, подобных тем, которые хранил кубик Рубика в начале 80-х. «Это было очень наглядно», — сказала она. «Обычно, когда вы разрабатываете алгоритм или формулу, вы не можете их увидеть».

Когда доктор Фридрих создавала алгоритмы для своего кубика Рубика, она делала это методом проб и ошибок, используя только карандаш, бумагу и кубик. Сегодня куб — ​​это уже не неизведанная территория, как цифровая криминалистика, а территория, хорошо вспаханная персональными компьютерами и потными ладонями спидкуберов.

Программное обеспечение может вычислить самое быстрое решение для любого заданного смешения граней куба. Сотни, а возможно, и тысячи спидкуберов доработали метод Фридриха для работы с техникой, называемой «толкание пальцами», которую лучше всего использовать на кубах, суставы которых разболтались из-за повторяющихся нагрузок, чтобы вы могли щелкать их стенки вместо того, чтобы хвататься за ряды, чтобы вращать их. Теперь, по словам доктора Фридрих, куб был «оптимизирован до смерти» и мало привлекателен, несмотря на то, что она все еще хранит около 20 пластиковых головоломок, разбросанных по ее офису и дому.

Ловкость когда-то определяла доктора Фридрих, которая теперь использует всего шесть пальцев, чтобы искать и клевать на клавиатуре. Ее намного превзошли спидкуберы с рекордами в 14, 13 и 10 секунд, некоторые из которых могут собрать куб с завязанными глазами, изучая его менее минуты. «Сегодня я, вероятно, была бы на 20-м или 30-м месте», — сказала она. «Я отпускаю это, потому что думаю, что пришло время другим добиться успеха».

Для того, кто побеждает ради победы, кто никогда не болеет за аутсайдера ни в спорте, ни в жизни, это отступление от спидкубинга кажется чем-то вроде вынужденного признания того, что некоторые вещи действительно невозможны.

По крайней мере, призналась она, «все сразу сделать пока невозможно».

Пошаговая инструкция по сборке кубика Рубика. Каждая грань устроена одинаково и состоит из . Этапы сборки кубика Рубика

17.02.2022 Рубрика: Нарды

— это полдела. Теперь его нужно собрать. И здесь вам поможет эта подробнейшая видео-инструкция.

ЕЩЕ ОДНА ИНСТРУКЦИЯ ПО КУБИКУ РУБИКУ ДЛЯ НАЧИНАЮЩИХ?

Сейчас интернет забит огромным количеством инструкций на тему как собрать кубик рубика 3х3 . Способы сборки кубика Рубика для начинающих, которым обучают многочисленные инструкторы, практически ничем не отличаются.
Кроме одного, самого главного — простоты и доступности объяснения. От этого зависит, как быстро вы или ваш ребенок соберете свой первый кубик Рубика.

СОБЕРЕТ ДАЖЕ ПЕРВОКЛАССНИК. ЛУЧШАЯ ИНСТРУКЦИЯ ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ ДЕТЕЙ.

Простейший Метод обучения кубику рубика 3х3 , разработанный героем шоу «Украина имеет талант» Максимом Чечневым. Максим, работая в детских лагерях, научил многих детей собирать кубик 3х3. И на основе своего опыта разработал простейшую методику обучения, понятную и доступную для детей даже младшего школьного возраста.

Процесс обучения разделен на 9уроки с заданиями. Не пугайтесь количества уроков — все их можно пройти за несколько часов. Но в финале вы не только соберете свой первый кубик Рубика, но и гарантированно запомните этапы сборки и во второй раз точно соберете кубик Рубика без подсказок, самостоятельно.

Как собрать кубик Рубика видео от Максима Чечнева.

Этап 1. Основы строения куба.

2 этап. Собираем крест на одной из сторон + теория об элементах кубика Рубика 3х3.

После того, как вы собрали крест, перед просмотром 3 видео ОБЯЗАТЕЛЬНО несколько раз его разобрать и собрать. Исправьте шаги и формулы кубика Рубика немедленно, чтобы через час не забыть!

Этап 3. Ставим элементы крестовины на место.

Этап 4. Собираем одну сторону полностью.

Этап 5А. Собираем второй слой (второй этаж) кубика Рубика + закрепление материала.

ВАЖНО! После выполнения шага 5А разберите свой кубик — и обязательно закрепите предыдущие 4 шага кубика Рубика на оранжевой стороне (соберите крестик, а затем полностью всю оранжевую сторону).

Этап 5В. Собираем второй слой (второй этаж) кубика Рубика + дополнительные возможные ситуации.

Прежде чем приступить к изучению алгоритма сборки игры Кубик Рубика, необходимо узнать историю ее возникновения. Куб изобрел венгерский профессор и скульптор Эрно Рубик, чтобы объяснять своим ученикам основы математики.

Однако математика кубика Рубика вскоре поразила умы других, в том числе Тибора Лакзи, который был занят продвижением игры. К концу 20 века сборка кубика Рубика стала для многих новым увлечением, а тираж игры превысил сто миллионов экземпляров. Мировой рекорд установил Матс Волк. Он собирает лучший кубик Рубика за 5,55 секунды.

Как разобрать кубик Рубика, если он уже собран и зачем он нужен? Следует разобрать конструкцию, чтобы убедиться в правильности расположения всех частей. Для этого нужно механически расставить детали по своим местам и только потом переходить к начальному этапу.

Что такое кубик Рубика? Следует сказать, что разновидности кубика Рубика варьируются от 2х2 до 7х7 включительно.

Виды кубика Рубика также разнообразны. Например, есть очень оригинальный кубик Рубика — в виде 3-х мерной пирамиды, манки, зеркального кубика Рубика. Однако чаще всего используется головоломка «Кубик Рубика 3х3».

Перед тем, как научиться собирать разобранную игру, стоит подучить немного теории для начинающих. Во-первых, это устройство «Кубик Рубика». Весь куб состоит из 6 ребер и 12 граней, а также креплений, удерживающих все части конструкции.

Есть три положения второстепенных элементов :

• Центральный. Таких позиций всего 6, элемент располагается в центре грани. Один побочный элемент относится к 1 части.

• Боковой. Такие элементы образуют крест из 4 штук на одной грани. Одна боковая позиция принадлежит 2 элементам.

• Угл. расположенные по углам конструкции. В каждом углу по 3 кубика.
  Также необходимо выучить язык, на котором написана любая формула для сборки кубика Рубика. Обозначение диаграммы кубика Рубика.

После изучения основных обозначений можно переходить к сборке самой конструкции.

Как собрать кубик Рубика 3х3 — быстро и легко. Лучшая техника для начинающих.

Этапы сборки кубика Рубика

Есть простая инструкция, которая лучше всего доказывает, что даже ребенок может сложить обычную фигурку, а также зеркальный кубик Рубика. Как собрать кубик Рубика 3х3 по схеме для детей — метод Фридриха.

Первый этап. Сборка кубика Рубика всегда начинается с креста. Собрать обычный крест на одной из граней достаточно просто, нужно только определиться с цветом: чаще всего используется желтый цвет. На этом этапе вы можете игнорировать положение цветов на других сторонах.

Второй этап. Самое главное научиться правильно собирать крестовину. Это означает, что верхние элементы сопрягаемых сторон должны иметь тот же цвет, что и центральные элементы тех же граней. Если этого не произошло, то есть не совпало максимум две стороны, следует использовать один из следующих алгоритмов.

В данном случае важным критерием является то, что крест всегда находится вверху.

Третий этап. Необходимо полностью собрать одну из сторон, то есть поставить уголки на место. Если вы перевернете крест и сделаете его нижней стороной, то заметите, что верхние углы соседних сторон содержат тот, который вы выбрали за основу. Соответственно есть три варианта положения желтого элемента: сверху, слева или справа, и для каждого из них есть свои комбинации для совмещения их с нижней стороной.

В итоге должно получиться, что одна сторона полностью готова, а верхний слой каждой соседней стороны и центр имеют одинаковый цвет.

Четвертый этап. Прежде чем приступить к сбору кубика на скорость, следует запомнить еще несколько формул.

Сначала нужно снова перевернуть готовой стороной вверх. Затем прокручиваем нижний край так, чтобы один из цветов бокового элемента совпадал с цветом любой стороны и образовывал букву «Т». Таким образом, вам нужно будет переместить боковой куб с нижнего слоя на средний так, чтобы два его цвета совпадали с цветами соседних сторон. В этом случае может быть две позиции.

Пятый этап. Теперь нам нужно разобраться с 3-м слоем. Сначала нужно перевернуть кубик так, чтобы «сырая» сторона оказалась сверху. Если в качестве основного цвета вы выбрали желтый, то диаметрально расположенным цветом должен быть белый. Вам необходимо применить следующий алгоритм для определенной позиции куба(ов) белого цвета.

Шестой этап. Сборка правильного креста, в котором цвета верхней грани должны совпадать с соседними, подразумевает два случая, но если ни один из случаев не подходит, можно использовать любой алгоритм.

Седьмой этап. Расставить углы в своем положении на этом этапе будет достаточно сложно. Здесь может возникнуть путаница между слоями, но при правильной сборке все легко встанет на свои места.

Восьмой этап. Чтобы правильно поворачивать углы, нам нужно рассмотреть два случая, опять же связанных с движением по кругу.

Если вам нужно изменить углы крест-накрест или противоположные углы, вы можете использовать любой из алгоритмов.

Таким же способом можно собрать зеркальный кубик Рубика. Небольшой кубик Рубика будет намного проще собрать, но кубик Рубика будет считаться рекордом только для варианта 3х3.

Секретная технология

Если ваша цель — собрать кубик Рубика за минуту или меньше и стать лучшим в этом деле, вам нужно знать некоторые секреты сборки.

1. Сборку лучше начинать с выбора белого или желтого цвета в качестве основы.
2. Правильная техника сборки кубика Рубика означает, что вам нужно потратить как можно меньше времени на переворачивание кубика. Даже если вы сделаете это быстро, будет разница в драгоценные секунды или миллисекунды, которая может изменить мировой рекорд. Поэтому многие начинают сборку начального креста с нижней грани.
3. Хороший результат всегда показывает тот, кто умеет смотреть на шаг вперед — на этапах, где не требуется сильного умственного напряжения, надо уже продумывать следующий ход.
4. Скоростной кубик Рубика 3х3 отличается высоким качеством и возможностью вращения, но для этого можно использовать специальную смазку даже для не очень дорогих конструкций.
5. Профессиональный кубик Рубика подразумевает умение задействовать все пальцы при сборке, и это часто помогает установить новый мировой рекорд.

Как собрать с закрытыми глазами по алгоритму

Как собрать кубик рубика с закрытыми глазами? Просто запомните несколько правил .

1. Картинки кубика Рубика всегда должны быть в памяти как перед глазами. Для этого нужно каждый раз начинать сборку с одного и того же цвета и помнить, что центры сторон всегда неподвижны друг относительно друга.
2. Изобретенный метод сборки с закрытыми глазами — лучший способ быстро начать бить других. Алгоритм предполагает, что сначала нужно правильно сориентировать угловые элементы по формуле «R W R’ W R W2 R’ L’ W’ L W’ L’W2 L», так как каждый угол содержит либо белый, либо желтый цвет.
3. Затем нужно сделать ориентацию боковых элементов. Нам нужно определить, находится ли элемент в правильной ориентации. Если он правильный, то цвет элемента совпадает с цветом сторон B и H и не совпадает с остальными сторонами. Если элемент принадлежит среднему слою, то ориентация правильная, если цвет элемента тех же сторон имеет стороны F или Z.

Таким образом, повторяя эти алгоритмы, можно прийти к начальному положению всех элементов. Таким же образом можно научиться собирать еще один необычный вид – зеркальный кубик Рубика.

Как собрать кубик Рубика самая простая инструкция

Обозначения сторон и язык поворотов русскими буквами

Прежде всего, давайте договоримся о системе обозначений. Грани куба обозначаются буквами F, T, R, L, V, N — начальными буквами слов фасад, тыл, право, лево, верх, низ. Какая грань куба считать лицевой — синяя, зеленая и т. д. — зависит от вас и от получившейся ситуации. В процессе сборки придется несколько раз брать за переднюю ту или иную удобную для данного случая грань. Центральные кубики определяют цвет грани, то есть можно сказать, что даже в полностью перепутанном кубике центральные кубики уже подобраны и к каждому из них осталось присоединить по 8 кубиков одного цвета. Центральные кубики обозначаются одной буквой: ф, т, р, л, в, н .

Реберные кубики (их 12) относятся к двум граням и обозначаются двумя буквами, например fp, pv, fn и т.д.

Угловые кубики — тремя буквами по названию граней, например , fpv, fln и т. д.

заглавными буквами F, T, R, L, V, N обозначены элементарные операции поворота соответствующей грани (слоя, среза) куба на 90° по часовой стрелке. Обозначение F», T», P», L», V», N» соответствуют повороту граней на 90° против часовой стрелки. Обозначения F 2 , P 2 и т. д. говорят о двойном вращении соответствующей грани ( F 2 = FF ).

буквой ОТ обозначают вращение среднего слоя. Нижний индекс показывает, на какую сторону лица смотреть, чтобы повернуться. Например S P — с правой стороны C N — с нижней стороны, S» L — с левой стороны, против часовой стрелки и т.д. Понятно, что C H = C»B , S P = S»L и т.д. Буква O — вращение (оборот) всего куба вокруг своей оси. О Ф — со стороны фасада по часовой стрелке и т.д.

Запись процесса (Ф «П») N 2 (ПФ) означает: повернуть фасадную грань против часовой стрелки на 90°, то же — правую грань, дважды повернуть нижнюю грань (т. е. на 180°), повернуть правую грань 90° по часовой стрелке, поверните лицевую сторону фасада на 90° по часовой стрелке.

Наряду с буквенным обозначением процессов используется и матричная форма обозначения, где элементарные операции изображаются рисунком лицевой грани с соответствующими стрелками, указывающими направления вращения соответствующей грани.

Послойный алгоритм сборки кубика Рубика далеко не единственный. Есть и другие способы, о которых — на других страницах этого раздела.

Продолжение следует…

Самое увлекательное занятие — это сборка кубика Рубика. Эта занимательная головоломка для взрослых и детей позволяет тренировать логическое мышление, а также развивать математические способности. Наша статья расскажет, как собрать кубик Рубика 3х3 для начинающих, плюс схема с картинками и познавательное видео помогут разобраться в этом вопросе.

Схема сборки кубика Рубика 3×3 с картинками

Стандартная конструкция представляет собой куб с шестью гранями разного цвета. Размер куба составляет 3х3 отдельных сектора, которые могут вращаться в разные стороны. Такие действия достигаются за счет специального креста внутри головоломки, который не виден снаружи. На основе «классического» кубика Рубика было придумано множество вариаций этой головоломки. Встречаются кубики с двумя, четырьмя и даже пятью секторами, а также треугольные и пятиугольные конструкции. Особого внимания заслуживают так называемые зеркальные кубики, в которых детали одного цвета, но разного размера. Собирается по тем же правилам и схемам, что и классическая модель куба. Задача в этом случае требует большего внимания и концентрации, ведь вам нужно переключить мозг с цветов на размеры.

Для сборки куба существует специальный алгоритм, составленный его разработчиком. Впоследствии появилось еще множество алгоритмов разной сложности, позволяющих собирать пазл из различных положений и даже ставить рекорды скорости. Инструкцию лучше посмотреть визуально в картинках, чтобы можно было применить описанные алгоритмы.

Как быстро и легко собрать кубик Рубика 3×3 для начинающих

Для использования таких инструкций необходимо обязательно освоить теоретическую базу. В процессе не забывайте, что это математическая головоломка, для решения которой необходимо понять и запомнить определенную последовательность действий.

Основные факты, термины и понятия:

• Каждый куб 3×3 имеет 6 центров, 8 углов и 12 ребер.
• Центральная часть никогда не меняет своего положения и всегда неподвижна. Именно по цвету центра определяется грань куба.
• Каждое ребро имеет два цвета, которые также нельзя изменить при вращении.
• Цвета углов определяются таким же образом. Они остаются неизменными и представляют собой сочетание трех цветов.

Не менее важно обозначение кромок и направление движения. Именно эта информация поможет собрать кубик по предложенной формуле.

Официальные значения:

1. F (лицевая или Ф) — передняя (лицевая) сторона куба.
2. B (back or T) — задняя или задняя сторона.
3. L (left или L) — лицевая сторона слева.
4. R (правый или П) — лицевая сторона справа.
5. U (вверх или В) — верхняя часть.
6. D (вниз или H) — нижняя часть куба.
7. Fw(f) — лицевая (фронтальная) сторона вместе со средним слоем.
8. Bw (b) — задняя часть вместе со средней частью.
9. Lw (l) — левый боковой и средний слой.
10. Rw(r) — правая сторона вместе с серединой.
11. Uw(u) — верхняя часть вместе со средним слоем.
12. Dw(d) — нижняя часть головоломки вместе со средней частью.

Центральные кубики имеют буквенное обозначение, аналогичное названиям средней части. Для удобства идентификации они пишутся с маленькой буквы. Ребра обозначаются двумя буквами, а угловые – тремя.

Если на схеме только буквы, грани поворачиваются по часовой стрелке. В формулах можно встретить обозначение знака апострофа (`) рядом с буквой. Это означает, что указанная грань должна быть перевернута против часовой стрелки. Если рядом с обозначением стоит цифра 2, это означает, что вам придется прокручивать в указанном направлении указанное количество раз. Обычно при таких обозначениях знак апострофа не указывается. На самом деле результат будет одинаковым при вращении в ту или иную сторону.

Также стоит изучить обозначения перехватов. Так называется движение (изменение положения) куба в пространстве.

Обозначения перехвата:

• х — вращение происходит из себя по плоскости R и L. В результате сторона F превращается в U.
• x` — происходит вращение на себя по плоскости R и L. В результате сторона F превращается в D.
• y — вращение происходит в горизонтальном направлении по часовой стрелке. В результате сторона F становится L.
• y` — вращение происходит в горизонтальном направлении против часовой стрелки. В результате сторона F превращается в R.
• z — вращение происходит во фронтальной плоскости по часовой стрелке. В результате сторона U становится R.
• z` — вращение происходит во фронтальной плоскости против часовой стрелки. В результате сторона U становится L.

Интересный факт: создатель увлекательной головоломки Эрно Кубик вывел идеальные математические размеры куба в 57 мм. Многие производители головоломок до сих пор придерживаются этого стандарта.

Как собрать кубик Рубика

Освоив основные приемы сборки куба, можно переходить к более сложным его вариациям. Перед тем, как собрать зеркальный кубик Рубика, необходимо в совершенстве овладеть приемами сборки обычного пазла. После этого задача не будет такой сложной, ведь алгоритм сборки существенно отличаться не будет.

Кубик Рубика видео

Сборку зеркального куба хорошо видно на предложенном видео ролике. Стоит отметить, что теперь вы можете приобрести не только модели с «классическими» серебряными гранями, но и цветные кубики с разными размерами граней. Собирать такие конструкции будет еще проще, ведь не только форма, но и цвет будут служить подсказкой.

Как собрать кубик Рубика: схема из журнала «Наука и жизнь» 1982 г.

Когда головоломка впервые появилась на просторах бывшего СССР, многие ломали голову над решением этой задачи. При этом практически сразу же опубликованное решение помогло собрать головоломку самым простым и до сих пор используемым способом.

Как собрать кубик Рубика 3×3:

• Размещение креста на верхнем слое основных четырех элементов и ориентация боковых блоков.
• Установка четырех угловых элементов на первый слой головоломки.
• Выставка четырех боковых элементов куба по цвету.
• Сборка угловых элементов второго слоя.
• Переворачивание куба, обнажая четыре боковых элемента третьего слоя.
• Соберите угловые блоки на свои места, но их можно перевернуть.
• Правильная ориентация угловых блоков.

Благодаря вышеописанным схемам в цвете также появилась возможность выполнить несколько нетипичных сборок, так называемые пасьянсы. Это обеспечит увлекательное времяпрепровождение за головоломкой даже после того, как решение будет отработано до автоматизма.

Алгоритм, схема и формула бога

Самый простой способ собрать кубик Рубика 3х3 скромно называется «Алгоритм Бога». Над задачей разработать самый простой и быстрый способ сборки куба многие думали не один год. Поначалу самый «продвинутый» алгоритм включал не менее 38 ходов и требовал для изучения более 119 вариантов событий. Конечно, поклонники такой системы все же есть, но для рекордно быстрой сборки этого будет недостаточно.

«Алгоритм Бога» или Лорда включает в себя последовательность из нескольких ходов:

При первом проходе у вас может не получиться собрать кубик Рубика. Вышеописанную последовательность действий следует повторить еще один или несколько раз, пока не будет достигнут желаемый результат. Наглядно посмотреть, как максимально быстро собрать кубик Рубика 3 на 3, можно на видео.

Эта занимательная головоломка на этапе своего открытия многих свела с ума, ведь из множества вариантов только один алгоритм позволял собрать все лица по цветам. В нашей статье дана пошаговая инструкция в картинках, а также описан подробный алгоритм сборки кубика Рубика.

Больше интересного на нашем сайте.

750

1 756 555
0

Многочисленные попытки собрать кубик Рубика не увенчались успехом? Все представленные инструкции в интернете написаны профессионалами, но для «чайников» решение кажется очень запутанным? Вы думаете, что решить эту головоломку невозможно? Следуя нашим пошаговым инструкциям, вы не только сможете полностью собрать самую популярную в мире головоломку без формул, но и поймете, как вы это сделали.

Вам понадобится:

С чего начать

Итак, ваша цель — собрать кубик Рубика. Сделать это, не зная, как он работает, из чего состоит и как функционирует, не получится.

Стандартный кубик Рубика 3×3 представляет собой механический трехмерный кубик, каждая грань которого окрашена в свой цвет.

Традиционная версия: синий, зеленый, белый, желтый, красный и оранжевый. Кромки:

Всего в кубике Рубика 20 подвижных элементов (12 ребер и 8 углов) и решение напрямую зависит от знания того, как они могут менять свое положение.

Когда мы поворачиваем одну сторону, мы видим, что центральные части остаются на месте, край перемещается туда, где должны быть края, а угол занимает место в углу.

Из этого следует, что каждый элемент имеет определенный тип, который не меняется после поворота (край остается краем, центр остается центром).

Часто задаваемые вопросы

Каким должен быть кубик Рубика?

Если вы не собираетесь участвовать в соревнованиях, вы можете взять любой кубик. Молодежи и детям лучше покупать пазлы китайских производителей. При выборе учитывайте следующее:
— Куб лучше брать последних моделей, в нем предусмотрены недостатки предыдущих версий, и он более улучшен.
— Правильный куб должен легко вращаться, при этом хорошо срезая углы.
— Кубики для профессионалов можно разобрать и отрегулировать.

Сколько ребер у рубика?

Классический куб состоит из 12 двухцветных боковых или краевых элементов (12 «ребер»).

Сколько кубиков рубика?

Есть много способов построить куб. Есть такие, которые позволяют собрать пару формул, но за пару часов. Другие, заучивая пару сотен формул, позволяют решить куб за 1 минуту или даже 20 секунд.

Основы

Наша цель — правильно разместить все элементы. Чтобы определить направление вращения и «правильное место» того или иного квадрата, нужно все внимание уделить центральным элементам, ведь, как мы уже говорили, они имеют фиксированное положение.

Например, ребро, которое находится между красным и зеленым центром соответственно, является красно-зеленым, поэтому нужно ориентироваться на размещение ребра того же цвета возле зеленого центра, а красного ребра возле красного центрального элемента .

Угол всегда трехцветный, поэтому нужно позаботиться о том, чтобы разместить его между центральными элементами соответствующих цветов.

Шаг 1. Собираем края одной стороны

Первое, что вам нужно сделать, это выбрать цвет для начала. В данном примере основным цветом является желтый, он будет присутствовать во всех схемах. Каждый волен выбрать тот вариант, который ему больше нравится, и начать с него.

Итак, если верхний центральный элемент желтый, то нижний, соответственно, белый (он расположен с противоположной стороны почти во всех моделях кубика Рубика).

Для того, чтобы собрать кубик Рубика 3х3, нужно сначала сложить крест на его верхней грани — поставить все ребра выбранного цвета (в нашем случае желтого) на соответствующие позиции вокруг центрального элемента.

Вам нужно сделать это в определенном порядке, чтобы второй цвет края соответствовал ближайшему центральному элементу.

Этот шаг труднее всего объяснить тем, кто не умеет собирать кубик Рубика. Эту задачу проще решить самостоятельно и у вас, несомненно, получится это сделать после непродолжительного обучения.

Именно на этом шаге останавливается большинство новичков — собирают крест, потом одну грань — дальше, к сожалению, мало кто продвигается.

Для тех, кто не может этого сделать, ниже приведена схема сборки креста. Имейте в виду, что вам придется повторить этот шаг 4 раза — по одному для каждой стороны.

1. Возьмите кубик Рубика в руки и переверните его так, чтобы желтый центр (или другого цвета на ваш выбор) оказался сверху, а белый снизу.
2. Ищите желтые края на нижней плоскости. Обратите внимание на оба цвета ребра.
3. Если вы найдете желтый край внизу, поверните слой, пока край с желтым квадратом не окажется под своим «местом» на верхнем краю.
4. Выполните одно из следующих действий:

а) Желтый «смотрит» вниз

б) Желтый смотрит вперед

c) Ребро в промежуточном слое

Примечание : если желтый квадрат находится на верхнем слое, но он неправильно расположен и ориентирован по отношению к близлежащему центру, измените его положение, поместив на его место другой элемент.

После этого ребро окажется в одном из трех описанных выше положений. Используя схему, поставьте ее в «правильное» место. Повторите все шаги для каждого желтого ребра и соберите крест на верхнем слое кубика Рубика.

Шаг 2. Сборка верхней панели

Если вы смогли сложить крест, то стоит собрать весь верхний слой, то есть ставить уголки на место один за другим. Мы не можем поставить их так, как хотим, потому что для каждого угла есть специально отведенное для него место, которое определяется цветами, из которых он состоит.

Как и в предыдущем шаге, есть несколько решений, которым мы будем следовать.

Помните, что вам придется повторить все шаги 4 раза — по одному для каждого угла.

1. Переверните кубик Рубика так, чтобы желтый слой оказался сверху, а белый — снизу.
2. Найдите в нижнем слое угол с желтым квадратом. Обратите внимание на 2 других цвета на нем.
3. Нижний слой скрутите так, чтобы угол оказался под «своим» местом.
4. Используйте одно из следующих решений:

а) желтый смотрит влево

б) желтый смотрит вправо

в) желтый снизу

примечание
: если желтого уголка нет в нижнем слое кубика Рубика, то это значит, что он есть в верхнем слое, но не на своем месте.

Нужно поставить любой уголок снизу вверх (по первому решению, например). Таким образом, вы получите желтый угол в нижнем слое.

Повторите для каждого угла, пока верхний слой не будет завершен.

Шаг 3. Алгоритм сборки второй грани

Мы хотим построить второй слой куба. Помните, что центральные элементы неподвижны, поэтому нет необходимости менять их местами и думать, как разместить. Имейте в виду, что вам придется повторить описанные ниже шаги 4 раза — по одному для каждого края.

1. Возьмите кубик так, чтобы сверху был белый слой, а снизу желтый — тот, который мы уже собрали
2. Найдите в верхнем слое ребро без белого цвета с обеих сторон.
3. Вращайте верхний слой до тех пор, пока цвет этого края и центральной части сбоку не совпадут, образуя перевернутую Т.
4. Следуйте одному из приведенных ниже решений, выбирая пример в зависимости от того, находится ли край слева или справа.

Возможны несколько вариантов:

1) Край должен сместиться вправо от того места, где он находится.

2) Ребро должно сместиться влево от того места, где оно сейчас.

Примечание : Если на верхнем слое нет краевых элементов без белого цвета с обеих сторон, это означает, что они находятся в среднем слое, но не на своем месте.

Поместите любое другое ребро из верхнего слоя на его место. Таким образом, вы получите ребро в верхнем слое без белого квадрата, и вы сможете его перемещать в соответствии с инструкциями выше.

Повторите этот шаг 4 раза — по одному для каждого ребра.

Шаг 4. Второй крестик

Итак, мы собрали первые 2 слоя кубика Рубика. Теперь нам нужно сделать так, чтобы 4 крайних элемента верхнего слоя были белыми, образуя крест. На данном этапе сосредоточимся только на краевых элементах, не обращая внимания на углы.

Верхняя грань куба может иметь четыре белых ребра, два или ни одного. Если все четыре белых ребра находятся на верхней стороне, то вы можете пропустить этот шаг и перейти к следующему. Если ребер два, то следует использовать один из следующих вариантов в зависимости от того, как они расположены относительно друг друга: рядом или напротив.

1) Смежные кромки

2) Противоположные края белые

3) Ни один из белых квадратов не является правильным

Если в верхнем слое не было ни одного белого квадрата, выполните один из двух вариантов, описанных выше, и вы получите 2 белых квадрата в верхнем слое. После этого проделайте необходимую последовательность действий в зависимости от ситуации.

Итак, мы положили второй крест.

Шаг 5. Как поставить второй крестик

На предыдущем шаге мы сложили второй крестик. На этом шаге мы сделаем так, чтобы стороны креста совпадали по цвету с центральными элементами соответствующих граней. Мы сосредоточимся только на белых краях куба, игнорируя углы.

1. Вращайте верхний слой кубика Рубика, пока два ребра не совпадут по цвету с центральным элементом соответствующих граней. Если совпадает только одно ребро, продолжайте вращение.
2. Используйте один из приведенных примеров в зависимости от того, расположены ли боковые грани последовательно или противоположно друг другу.

а) смежные кромки

б) противоположные края

Итак, второй крестик кубика Рубика мы поставили правильно.

Шаг 6 Разместите углы

Мы уже поставили на место все элементы кубика Рубика, кроме угловых частей последнего слоя.

Цель предпоследнего шага — правильно расположить углы, независимо от их ориентации. Таким образом, нужно точно знать, когда угол занял правильное положение.

Итак, угол расположен правильно, если близлежащие центральные элементы совпадают по цвету с тремя частями угла.

Давайте рассмотрим несколько примеров, когда углы расположены неправильно и когда они находятся в правильном положении, чтобы собрать кубик Рубика.

Возможно, что все 4 угла будут на месте с самого начала (смело переходите к следующему шагу), или только 1 угол поставлен правильно, или ни одного. Если на месте только один угол, следуйте одному из приведенных ниже примеров, выбрав тот, который позволит вам разместить все элементы на своих местах.

1) 3 угла не на месте (a)

2) 3 угла не на месте (b)

3-4) Углы не расположены правильно

Если ни один из 4 углов не находится на «своем» месте, выполните один из приведенных выше примеров — таким образом вы сможете поставить один из них на место. Затем следуйте инструкциям в зависимости от того, что у вас есть.

Итак, мы собрали кубик Рубика 3х3, расставив углы на свои места. Последний шаг — вращая углы последнего слоя, мы полностью решим головоломку.

Шаг 7. Как собрать

В предыдущем шаге мы расставили все элементы по своим местам. Осталось только вращать углы, чтобы собрать кубик Рубика и собрать его полностью. На этом этапе в последнем слое может быть два, три или четыре неправильно направленных угла.

Если есть 2 неправильно ориентированных угла, следуйте одному из приведенных ниже примеров, в зависимости от возникшей ситуации.

Обязательно прочтите это перед вращением граней куба.

Очень важно! Этот шаг не так прост, как другие, но и намного сложнее. Прежде чем начать, есть несколько вещей, которые нужно знать. Вариант 1 имеет несколько подвариантов, поэтому первое, что нужно сделать, это выяснить, какой из них подходит именно вам. Чтобы решить этот шаг, выполните первую последовательность действий. После этого выполните необходимые действия, в зависимости от версии красной таблицы, которую вы получили.

Вариант 1. Два угла неправильно ориентированы. Обратите внимание, что «соседний» угол — нужно вращать по часовой стрелке.

Вариант 2-3. Три угла неправильно ориентированы.

Если 2 угла неправильно ориентированы, соберите кубик Рубика по первому примеру — таким образом вы получите только 2 неправильно ориентированных угла. Наконец, проделайте последовательность действий в зависимости от ситуации, которая у вас возникла.

Вариант 4. Все углы неправильно ориентированы.

Если ни один из 4 углов не ориентирован правильно, следуйте первому приведенному примеру. Затем выберите решение, подходящее для вашей ситуации.

Если вы все сделали правильно и следовали нашим инструкциям, то поздравляем! Вы сами собрали кубик Рубика!

И другие логические игры.

А здесь, кстати, есть что себе показать :

• Ты можешь быть самым быстрым. Текущий рекорд составляет 5,5 секунды. Людей, которые занимаются скоростной сборкой, называют спидкуберами.
• Может быть, вы хотите быть самым оригинальным? Кубик Рубика собирается с закрытыми глазами, ногами и т.д. Здесь тоже есть рекорды и их можно побить.
• А самые креативные и изобретательные рисуют с помощью кубика Рубика и, кстати, создают настоящие шедевры невероятной красоты.

Надеемся, мы вдохновили вас и помогли понять, как собрать кубик Рубика. Если вам интересны игры на мышление и головоломки, вам, вероятно, будет интересно узнать секреты игры в домино. Нам подходит смесь вариантов 1 и 2, в крайнем случае вариант 2.
Если смазать очень жидко, его стороны начнут слишком сильно прилипать друг к другу. Толстый забирает скорость вращения. Если смешивать два вида смазки, именно такая консистенция является оптимальной.

Не могу собрать кубик Рубика…

Многие задают вопрос: «Как собрать кубик Рубика, если я его разобрал, то не могу собрать обратно?». Чаще всего это происходит на последнем слое. Возможно, вы не следуете алгоритмам точно. Но если точно следовать схемам, то должно получиться. Если нет, то проблема может заключаться в следующем — китайские производители делают кости разного качества — от профессиональных до разваливающихся в руках при первых вращениях. Если куб развалился, его нужно правильно собрать.
На собранном кубе с двумя слоями подденьте плоской отверткой или ножом крышку центрального куба третьего слоя, снимите ее, открутите небольшой крестовой отверткой винт (не потеряйте пружину на винте) .