Екип от студенти в университета Пърдю създава робот, който не просто решава кубчето на Рубик – той го прави за 0,103 секунди, като по този начин поставя нов световен рекорд и буквално пренаписва границите на възможното.

В сравнение, предишният рекорд от 0,305 секунди беше поставен от инженери в Mitsubishi Electric в Япония. Сега студентите от Elmore Family School of Electrical and Computer Engineering не само чупят рекорда, а го сриват, пише The Verge.

Роботът, който носи името Purdubik’s Cube, е дело на Джунпей Ота, Ейдън Хърд, Матю Патръхей и Алекс Берта. Но успехът им е много повече от просто по-бързи мотори.

Победата е резултат от стратегическо инженерство: бързи, но нискорезолюционни камери, изцяло модифицирано кубче и използването на техники от света на човешкия „speed cubing“.

Историята на роботите, които решават пъзела, започва още през 2014 г., когато Cubestormer 3, сглобен с LEGO и захранван от Samsung Galaxy S4, го решава за 3,253 секунди.

През следващите години границата пада под секунда, но реалният пробив идва със студеното изчисление и прецизността на индустриалния хардуер.

При пробива на Purdue обаче ролята на скоростта изглежда е само част от цялото уравнение. Според Матю Патръхей всеки нов рекорд до момента е резултат от едно технологично предимство. Но те са успели да комбинират няколко.

От рекорди за секунди до емоционален баланс – една игра завладява света и създава общност от щастливи хора

Подреди си щастие: Ползите от кубчето на Рубик не са само в моментния прилив на радост

Една от най-големите иновации в Purdubik’s Cube е начинът, по който роботът възприема кубчето. Докато хората имат време да го разгледат, преди да стартира таймерът, роботите трябва да открият цветовете на всяка страна в реално време.

За тази цел екипът използва две FLIR камери с резолюция едва 720x540, насочени към противоположни ъгли на кубчето. Камерите заснемат по три страни наведнъж при експозиции от само 10 микросекунди.

Най-впечатляващото е, че роботът изцяло пропуска обработката на изображението. Сензорите изпращат „сурови“ цветови данни към ултрабърза RGB система, която разпознава цветовете по-бързо дори от изкуствен интелект.

„Може да не е толкова надеждно – но пък е достатъчно бързо“, признава Патръхей.

Въпреки че хардуерът е силно персонализиран, за софтуера студентите избират вече доказано решение: алгоритъма Rob-Twophase на Елиас Франтар. Той е създаден специално за роботи и отчита способността им да въртят две страни едновременно – нещо невъзможно за човешката ръка.

Още едно предимство идва от т.нар. corner cutting техника, добре позната на човешките рекордьори. Тя позволява на робота да започне ново завъртане, преди предишното да е приключило. При грешно прилагане обаче, това може буквално да разруши кубчето – затова се налага екипът да го модифицира.

За да издържи на огромното напрежение, използваното кубче е с 3D-принтирана вътрешна структура от SLS найлон. То е настроено „смехотворно стегнато“, по думите на Патръхей, и не може да бъде завъртяно на ръка – необходимо е огромно усилие.

Това елиминира неконтролирани завъртания и позволява изпълнение на рисковани техники като corner cutting.

Изкуственият интелект вече не се учи само от текстове, а от симулации. Nvidia вярва, че бъдещите роботи първо трябва да се „дипломират“ във виртуалното пространство, преди да заемат мястото си в реалния свят

Как да си тренираш хуманоиден робот във виртуален свят – според визията на Nvidia

Purdubik’s Cube използва шест серво мотора, монтирани на метални оси, свързани с различните страни на кубчето. След тестване на различни профили, екипът се спира на т.нар. trapezoidal motion, при който ускорението достига до 12 милиона градуса в секунда, но забавянето е много по-плавно – около 3 милиона градуса в секунда. Това позволява роботът не просто да бъде бърз, а и прецизен в същото време.

Възможно ли е да бъде поставен нов рекорд? Според екипа – напълно да. Но следващият скок ще изисква нещо повече от камери – може би кубче, създадено от въглеродни нишки или напълно нов материал, създаден изцяло за тази цел.

За момента обаче 0,103 секунди остава границата. А Purdubik’s Cube – най-бързият механичен гений, който светът е виждал.