Rubikova kocka: schéma montáže pre začiatočníkov, pokyny krok za krokom

Erne Rubik, sochár a architekt z Maďarska, sa rozhodol vymyslieť vizuálnu pomôcku, ktorá by pomohla jeho študentom lepšie porozumieť matematickej teórii skupín, ale magická kocka bola tak obľúbená učencami rôznych vekových skupín, že sa hádanka rýchlo rozšírila po celom svete, čím sa jej vynálezca stal milionárom. Schéma montáže Rubikovej kocky sa na prvý pohľad zdá neuveriteľne zložitá, ale ak si dôkladne preštudujete vyvinuté algoritmy a ponoríte sa do princípu zostavenia, riešenie hádanky sa stane rýchlostnou súťažou.

Štruktúra Rubikovej kocky a názvy rotácií

Bez základných vedomostí o štruktúre Rubikovej kocky bude veľmi ťažké obnoviť pôvodnú podobu tejto hádanky, a to bez toho, aby sme koktali v rýchlosti jej zostavenia.

Bežnejšia kocka 3x3 pozostáva z 26 prvkov, ktoré sa ďalej delia na:

• centrálne, nehnuteľné prvky, ktoré majú iba jednu farbu a nemenia svoju vzájomnú polohu, je ich iba 6;
• Costal (je ich 12). Sú dvojfarebné a vždy zostávajú na bočných stenách, bez ohľadu na to, aké rotácie boli vykonané;
• uhlové (8 prvkov), ktoré vždy zostávajú v rohoch kocky a sú natreté v 3 rôznych farbách.

V štruktúre Rubikovej kocky je skrytý ďalší prvok - to je kríž, ku ktorému sú pripojené stredové prvky.

V závislosti od kapacity kocky určitých prvkov môže byť iné množstvo alebo budú úplne chýbať.Napríklad v hádanke 2x2 sú iba rohové kocky a je ich iba osem.

Šesť tvárí kocky je vymaľovaných v rôznych farbách. Je pozoruhodné, že sa používajú iba určité farby a na kríži pravidelnej Rubikovej kocky sú umiestnené oproti sebe v pároch: biela - žltá, červená - oranžová, zelená - modrá.

Aby boli algoritmy na riešenie priestorového problému napísané pomocou vzorcov jasné, musíte sa naučiť všeobecne akceptované medzinárodné označenie tvárí a ich rotácií.

Ak vezmete kocku do svojich rúk, potom sa tvár, ktorá bude čeliť erudovanému, nazýva predná a je označená latinským písmenom F, opačná strana je zadná (B) a ľavá (L), pravá (R), horná (U) a dolná strana je tiež zvýraznená. (D) fazety.

Ak chcete vo vzorcoch na zostavenie Rubikovej kocky označiť rotáciu konkrétnej tváre o 90 °, označte latinské písmeno. Pri dvojitom otáčaní stojí vedľa neho číslo 2. Ak je rotácia proti smeru hodinových ručičiek, k listu sa pridá apostrof. R ¢ znamená, že pravá strana musí byť otočená o 90 ° v smere proti pohybu hodinových ručičiek.

Tajomstvo stavby Rubikovej kocky: prvky, časti, kľúčové pojmy

Erne Rubik sa po zhromaždení skladačky, ktorú vymyslel, hromadí už mesiac. Teraz, pre tých, ktorí sa rozhodli dobyť magickú kocku, bolo vyvinutých veľa metód.

Najobľúbenejšie z nich:

• Pre začiatočníkov - podrobný sprievodca, ktorý rozdeľuje algoritmus na riešenie problému do siedmich etáp.
• Metóda Jessica Friedrich je najobľúbenejšou metódou medzi fanúšikmi vysokorýchlostnej montáže, hoci v mnohých ohľadoch opakuje algoritmus pre začiatočníkov.
• Intuitívna metóda Valeryho Morozova. Úplne jej chýba vzorec, ktorého podstatou nie je poskytnúť hotové riešenie, ale pomôcť porozumieť štruktúre kocky, aby sa nezávisle dospelo k riešeniu hádanky.

Aby ste sa naučili, ako zostaviť Rubikovu kocku, často sa odporúča najprv rozložiť skladačku na samostatné prvky a potom ju znova zložiť. Pomôže to lepšie pochopiť jeho štruktúru a rýchlo prijať rozhodovacie algoritmy.

Predtým, ako sa pustíte do vývoja konkrétnej techniky zostavovania kocky, mali by ste sa oboznámiť s niektorými koncepciami, ktoré sa často nachádzajú v algoritmoch.

Bežný kríž je kríž, v ktorom okraje čelia súčasne s farbami centrálnych prvkov na stranách, zatiaľ čo na hornej ploche sa tvoria farby zodpovedajúce centrálnemu prvku.

Nepravidelný kríž sa líši od pravého kríža v tom, že kocky, ktoré tvoria kríž na hornej ploche, sa nezhodujú s okrajovými plochami prvkov s farbou strán.

Správne páry sú páry okrajových prvkov so zodpovedajúcimi farbami na zodpovedajúcich plochách, ktoré môžu byť nastavené súčasne v prvej a druhej vrstve skladačky.

Schémy a fázy montáže Rubikovej kocky pre začiatočníkov

V súčasnosti existuje niekoľko možností mechanickej hádanky, ktorá sa objavila v roku 1974. Jedná sa o kocky s rôznym počtom prvkov, ktoré tvoria tvár, a podobné hádanky: Meffertova pyramída a had, pozostávajúci zo segmentov - pravidelné trojuholníky. Zvážte postupnosť a montážne kroky rôznych kubických variácií.

Ako zbierať Rubikovu kocku 2x2

Hádanka Rubik s kapacitou 2x2 sa tiež nazýva Mini-kocka. Aj keď sa táto hádanka objavila o niečo neskôr, nestala sa komplikovanou, ale ľahkou verziou klasickej kocky. Začiatočník bude schopný zvládnuť svoje zhromaždenie za 20-30 minút.

Puzzle riešenie obsahuje iba tri etapy:

1. Zostavenie prvej vrstvy - musíte kombinovať prvky kocky tak, aby na spodnej vrstve mali rovnakú farbu a ich bočné plochy sa zhodovali s farbami v pároch.
2. Usporiadanie prvkov hornej vrstvy. V tejto fáze musíte určiť farbu spodnej vrstvy. Nie je jediný prítomný v spodnej vrstve. Potom umiestnite kocky horného radu do tých rohov, ktoré budú zodpovedať farbám na okrajoch prvku, ale nie je potrebné, aby bola farba na svojom mieste.
3. Otáčanie prvkov hornej vrstvy - rohové kocky je potrebné otáčať v smere alebo proti smeru hodinových ručičiek tak, aby sa dostali do správnych polôh, a zostaví sa Rubikova kocka.

Na správne usporiadanie kociek spodnej a hornej vrstvy sa používajú nasledujúce vzorce:

• výmena diagonálnych prvkov - WWFWP´V'F ';
• usporiadanie susedných prvkov - FVF'V'L'V'L.

Ak chcete presunúť tváre prvku:

• v smere hodinových ručičiek - FN²F'P'N²P;
• proti smeru hodinových ručičiek - P'N²PFN²F '.

Puzzle 3x3

Ak chcete zbierať Rubikovu kocku 3x3, musíte prejsť siedmimi etapami:

1. Zhromaždite správny kríž v prvej vrstve. Kríž prvkov, akú farbu zbierať, nijako nezmení, ale mnohí radšej začínajú bielou farbou.
2. Usporiadajte rohy prvej vrstvy a zostaví sa prvý rad kociek.
3. Umiestnite rebrá stredného radu na svoje miesta, po tejto fáze sa zhromaždia dve vrstvy.
4. Zostavenie správneho kríža na spodnej vrstve.
5. Umiestnenie rohových prvkov na ich miestach, zatiaľ čo farby ich tvárí by mali zodpovedať obsadenému rohu, ale nie nevyhnutne by mali byť na svojom mieste.
6. Záverečná fáza spočíva v otočení rohových prvkov do správnych polôh.

Keď začnete skladať skladačky, je dôležité, aby ste neotáčali kocku vo svojich rukách, aby ste sa nestratili pri usporiadaní tvárí, ktorá je horná, pravá, zadná, ľavá alebo predná.

Rubikova kocka 4x4

Riešenie tohto variantu logickej hádanky, napriek svojej veľkej kapacite, možno vykonať v menšom počte krokov:

1. Zostavenie centier - do stredu každej tváre musíte umiestniť štyri prvky rovnakej farby. Tu je potrebné venovať pozornosť tomu, že stredy tejto kocky nie sú pevné, to znamená, že si môžete nezávisle vybrať, ktorá farba bude opačná ako tá.
2. Zostava rebra V tejto fáze musíte na svojich miestach spárovať okrajové plochy. Ak sa všetko urobí správne, potom dostaneme kocku, v ktorej budú iba rohové prvky mimo miesta.
3. Zarovnanie rohu a parita. Pomocou vzorcov pre Rubikovu kocku 3x3 a otáčaním iba vonkajších hrán môžete skladačku zostaviť úplne. Je pravda, že v tejto fáze nemusí byť všetko také hladké, môžu sa objaviť parity - situácie, ktoré nie sú možné v kocke 3x3. Môže sa stať, že po ich riešení bude harmónia hornej vrstvy trochu zničená, nie je čoho sa obávať, algoritmy pre klasickú verziu hádanky pomôžu usporiadať ich v potrebnom poradí.

Rýchla montáž hádanky 5x5

Veľká kapacita logického bloku významne neovplyvňuje algoritmus jeho riešenia, kroky budú rovnaké:

1. Najprv zhromaždíme stredy deviatich centrálnych kociek rovnakej farby na každej tvári. Na uskutočnenie tejto fázy nie je vôbec potrebné zapamätať si vzorce, pochopenie procesu veľmi zjednoduší úlohu a zmení ju na bežné miesta.
2. Zhromažďujeme a usporiadame na svoje miesta trojice rebier. Pri riešení tohto problému nie je potrebné otáčať strednými vrstvami, všetky manipulácie by sa mali uskutočňovať iba s vonkajšími vrstvami.
3. Ak sa ukázalo, že boli zozbierané všetky okraje, s výnimkou dvoch, ktoré nemožno nahradiť, táto situácia sa nazýva parita. Až po jeho riešení môžeme pokračovať v záverečnej fáze montáže.

Najrýchlejší spôsob. Jessica Friedrichova metóda

Tento spôsob vysokorýchlostného spájania najčastejšie používajú speedcubers, ale neodporúča sa začiatočníkom, ktorí sa lepšie učia algoritmu krok za krokom ako prví, aby pochopili princíp hádanky.

Aby ste zvládli metódu Jessica Friedrich, budete si musieť pamätať až 119 (!) Algoritmov, ktoré sa použijú v nasledujúcich krokoch:

1. Usporiadanie prvkov v správnom kríži na pôvodnej strane, tento problém možno v priemere vyriešiť siedmimi pohybmi.
2. Obnovenie umiestnenia prvkov prvej a druhej vrstvy usporiadaním štyroch párov bočného uhla. Ak chcete umiestniť každý pár na zodpovedajúcu stranu, musíte tiež urobiť v priemere sedem ťahov.
3. Orientácia zostávajúcej nezloženej vrstvy, keď sú hrany a rohy otočené tak, že vyzerajú hore s farbou poslednej tváre. Ak chcete tento problém vyriešiť, musíte zvládnuť päťdesiat sedem permutácií.
4. Pohybujúce sa prvky v poslednej vrstve, pre ktorú musíte ovládať ďalších 21 algoritmov. Podľa priemerných odhadov umožňuje metóda Jessica Friedrich vyriešiť hádanku 3x3 v 56 ťahoch.

Ako zbierať Rubikovu kocku so zatvorenými očami

Ak sú vaše schopnosti dostatočné na dosiahnutie stabilných výsledkov vyriešením Rubikovej kocky otvorenými očami za jednu minútu, môžete zvládnuť nový krok - slepé zostavenie. Tu to nie je riešenie hádanky ako takej, ktorá prichádza do popredia, ale zapamätanie usporiadania usporiadaných prvkov na tvárach.

V súťažiach speedcubing teda čas zostavenia slepých zahŕňa nielen čas na priamu manipuláciu s kockou, ale aj čas na jej preskúmanie.

Speedcubers často používajú metódu Roman Room, ktorá sa tiež nazýva Palace alebo Cicero's Road. Podstata metódy spočíva v tom, že sa vo fantázii znovu vytvorí miestnosť alebo známa trasa a koncepty (v našom prípade umiestnenie prvkov puzzle) sa viažu na objekty v miestnosti alebo pozdĺž cesty. Potom, pri riešení hádanky, zostáva len chodiť po známej ceste (alebo miestnosti) a vložiť prvky na svoje miesto.

Nemali by ste byť naštvaní, keď sa vám prvýkrát nepodarí zozbierať Rubikovu kocku so zaviazanými očami, pretože ani pri použití pocitu dotyku sa prakticky nikomu nepodarí vyriešiť tento problém bez tréningu prvýkrát.

Kto vlastní najrýchlejšie zostavenie záznamu

Na rýchle zostavenie Rubikovej kocky potrebujete nielen majstrovské zvládnutie algoritmov na presun dielikov do požadovaných pozícií. To tiež vyžaduje majstrovskú obratnosť a rýchlosť rúk.

Pre tých, ktorí sa rozhodli zostaviť túto skladačku prvýkrát, jej vyriešenie môže trvať niekoľko hodín až niekoľko dní, austrálsky Felix Zemdegs v roku 2016 vyriešil tento priestorový problém iba za 4,73 sekundy. Tento výsledok sa zdá pôsobivý, iba to nie je limit rýchlosti ľudského mozgu a rúk, pretože už v roku 2017 bol zaznamenaný nový úspech amerického pätnásťročného tínedžera Patricka Ponsa. Stačilo mu iba 4,69 sekundy.

Nastal čas nadýchnuť sa a zistiť, čo a kto vlastní rekord pre vysokorýchlostnú montáž Rubikovej kocky. Rovnaký Felix Zemdegs v roku 2018 prelomil nielen svoj rekord, ale aj amerického mladého vedca, ktorý dokončil túto hádanku za 4,22 sekundy.