Как собрать кубик рубика

Алгоритмов сборки кубика Рубика существует очень много, энтузиасты раз за разом стараются приблизиться к «числу Бога» — минимальному числу поворотов граней кубика для полной его сборки. Теоретически число итераций равно 20, однако компьютерные расчеты на данный момент определяют минимальное число в 23 поворота.

Рассмотрим один из алгоритмов сборки.

Определим следующие грани: верхняя (В), фронтальная (Ф), правая (П). Весь данный алгоритм построен на работе с этими гранями. Операцию поворота, например правой плоскости, по часовой стрелке будем обозначать П, тогда как операцию поворота этой же плоскости в обратном направлении – П’ (рис.1).

Введем последовательность итераций: ПИ = П-В-Ф-В’-Ф’-П’-Ф – иными словами это последовательность поворотов соответствующих граней по часовой или против часовой стрелки, а обратная ей — ПИ’ = Ф’-П-Ф-В-Ф’-В’-П

Итак, сборка куба подразумевает два этапа: сборка реберных кубиков, или крестов, и сборка угловых кубиков.
Реберные кубики – кубики на стыке двух плоскостей куба, их правильное положение определяется по цвету центров соответствующих плоскостей (на рис.2 красно-желтый реберный кубик стоит на своем месте, но в неверном положении).

Итак, собираем крест на верхней грани, затем расставляем реберные кубики на остальных гранях, кроме нижней. Для сборки нижнего креста и поворота реберных кубиков в правильное положение используем комбинацию О – меняющую местами два кубика и поворачивающую один реберный кубик (рис.2 – меняются местами a и b, поворачивается красно-желтый кубик), либо подряд два раза операцию О (2О), которая развернет на своих местах два реберных кубика фронтальной и нижней плоскостей (рис.2 – кубики a и b разворачиваются, при этом красно-желтый не изменит своей ориентации). Итак, кубики на стыке ребер заняли свои положения – на каждой из плоскостей собран крест из кубиков соответствующего цвета.

Первый этап завершен, теперь нужно разместить угловые кубики. Для расстановки кубиков по углам используется последовательность ОВ’О’В, результат работы которой – движение трех угловых кубиков против часовой стрелки (см. рис. 3). Для движения кубиков по часовой стрелке следует использовать обратную последовательность В’ОВО’. После расстановки можно приступить к развороту кубиков, дабы добиться правильного положения. Для разворота используется 4 раза подряд операция О (4О) – кубики вращаются на одно положение по часовой стрелке (рис. 4). Очевидно, что для поворота кубиков на два положения по часовой стрелке нужно использовать 8 операций О, однако, для ускорения процесса, можно использовать обратную последовательность – 4О’, которая развернет кубики на одно положение против часовой стрелки.

Данный алгоритм не претендует на самый скоростной, куда ему до мирового рекорда в 5,66 секунды. Число требуемых поворотов также велико, однако алгоритм может стать отправной точкой для совершенствования и последующей разработки новых способов сборки кубика.

Оставить комментарий