Проект "Головоломка - от простого к сложному"

Здравствуйте. Меня зовут Никулин Максим. Я ученик 3 класса «В» школы №979.

Тема моего проекта : «Головоломка – от простого к сложному».

Перед вами электронный любитель головоломок робот Tilted Twister(Тайлтед Твистер), который состоит из стандартных деталей входящих в набор Lego Mindstorms (Лего Майндстормс).

Его создал Ханс Андерссон, как робота, умеющего собирать кубик Рубика. Сейчас я продемонстрирую его в работе.

- Кладу кубик на поворотную платформу.

- Датчик света начинает читать цвета граней. Происходит сканирование кубика.

- Информация поступает в мозг робота (в процессор), программа вычисляет три варианта решения и выбирает самый короткий.

- Сборка кубика. В среднем роботу приходится сделать около 60-100 поворотов кубика до полной его сборки, в зависимости от первоначальной установки цветов. В среднем сборка занимает 3-6 минут.

Условия необходимые для сборки:

-дневной свет,

-качественный элемент питания(батарейки),

- подобранный по размеру одной имеющейся руки и платформы - кубик

-вес кубика

Робот смог собрать кубик Рубика.

А я смогу? Это и стало главной целью моего проекта - Понять и научиться собирать кубик

Рубика.

Предмет исследования: головоломка, суть и возможности сборки.

Ведь для того, чтобы собрать кубик Рубика у меня все есть: сенсоры - глаза, имеются моторчики, руки у меня -две, а главное процессор -голова.

Самое важное – это понять, как собирать.

Моя задача заключалась в том, чтобы поворачивая грани куба, привести его в такое состояние, когда каждая грань будет состоять из квадратов одного цвета(белого, жёлтого, синего, зелёного, красного ,  оранжевого). Повороты сторон кубика позволяют комбинировать расположение цветных квадратов .

Повращав кубик, я его не собрал.
Предстояло поломать голову.

Для начала я решил узнать:

-Что же такое кубик Рубик и кто его изобрел?

- Для какого возраста эта игра?

-Как она развивалась?

«Кубик Рубика» первоначально был известен как «Магический кубик» механическая головоломка, которая помогает тренировать пространственное восприятие. Была изобретена венгерским скульптором и преподавателем архитектуры Эрнё Рубиком 39 лет тому назад.

Кубик Рубика стал очень популярным . На пике популярности головоломку крутил каждый пятый житель Земли. Тети, дядя, мальчики девочки, бабушки и дедушки часами просиживали с этой игрушкой , пытаясь разгадать ее секрет. Самому автору изобретения понадобился целый месяц, чтобы собрать свой кубик в первый раз. "

Появились схемы и алгоритмы сборки кубика Рубика.

Сейчас интерес к сборке кубика вновь возрастает. Одной из причин является появление такого понятия, как спидкубинг (сборка кубика на скорость). На сегодняшний день увлечение скоростной сборкой кубика Рубика имеет международные масштабы, так как каждый год проводится чемпионат мира по спидкубингу.

Первый чемпионат мира по собиранию Кубика Рубика состоялся 30 лет назад. Лучшее время сборки -23 секунды

В прошлом году лучший результат сборки кубика на чемпионате 5,7 секунды. Минимальное количество ходов сборки – 26.

Соревнования проходят в нескольких номинациях: сборка одной рукой, ногами, с закрытыми глазами и даже под водой на одном дыхании.

Но есть и более технологичные способы сборки головоломки за короткое время. Это робот. Как у меня, только собранный из 4 наборов конструктора Lego Mindstorms, самый быстрый робот подобного типа в мире. Он собирает кубик быстрее человека на две десятых секунды, за 5,5 секунды . Но не стоит забывать, что сам робот был собран и «обучен» человеком.

Возможности робота зависят от комплектации. А вот возможности человека зависят от него самого.

Я рассмотрел несколько вариантов сборки, выбрал алгоритм, понятный мне. Следуя инструкциям, шаг за шагом ( их 8), я приобрел необходимые навыки и знания(описание сборки)

1. необходимо собрать крест в основании кубика

2. далее размещаю кубики в соответствии с цветами

3. собираю основание кубика

4. средний ряд (второй)

5. располагаю каждое ребро на своей стороне и неважно, как оно будет повернуто

6. разворачиваю все так, чтобы получился крест в верхней части кубика

7. размещаю угловые кубики так, чтобы потом их развернуть

8. меняю углы и вращаю их до тех пор, пока не соберу кубик.

Я смог собрать кубик. На освоение сборки кубика Рубика у меня ушло 1 месяц. Кубик в среднем я собираю за 7 минут. Это мой личный рекорд.

« Мы вращаем кубик, и кубик скручивает нас". – говорил Эрнё Рубик. И это я испытал на себе.

Теоретически, кратчайший алгоритм сборки Кубика Рубика из любого состояния состоит из 20 вращений. Однако, пока ещё никому не удалось продемонстрировать этот метод сборки.

Значит, у меня есть возможность придумать свой способ сборки кубика! Или самому создать и самому запрограммировать «умную « игрушку. Для этого я уже сделал свой первый шаг – я понял и научился собирать кубик Рубика. Теперь хочу попробовать свои силы в других головоломках. Существует несколько вариаций самого кубика (2x2x2, 3x3x3, 5x5x5), головоломки в виде пирамиды, шара, змеи, неокуб, шарокуб.

Головоломки - отличный способ с толком для себя провести время. Они улучшают и развивают память, быстроту реакции, концентрацию внимания, что, несомненно, важно и в учебе, и пригодится в жизни.

Мои одноклассники тоже заинтересовались головоломкой. Каждый выбирает подходящий алгоритм сборки. Мы готовимся к своему турниру.

Спасибо за внимание.

Тема проекта: Головоломка – от простого к сложному»”

Автор проекта:

Ученик 3 класса «В»

ГБОУ СОШ № 979

Никулин Максим

Руководитель проекта:

Алыничева Н.А.

Москва 2013 г

РОБОТ

Tilted

Twister

Набор

Lego Mindstorms

Ханс Андерссон

Цель : понять и научиться собирать кубик Рубика.

Предмет исследования: головоломка, суть и возможности сборки.

Решил узнать:

1. Что же такое « кубик РУБИКА » и кто его изобрел?

2. Для какого возраста эта игра?

3. Как она развивалась?

«Кубик Рубика»

- это

механическая головоломка, изобретённая

Эрнё Рубиком

в 1974 году.

ДА ПРЕБУДЕТ С НАМИ СИЛА ИНТЕЛЛЕКТА !

Первый чемпионат мира по собиранию Кубика Рубика прошел 1982 году в Будапеште .

Лучшее время сборки в 1982 г. - 22,95 секунды

показал 16- летний студент

из Лос-Анджелеса .

В 2011г. – Феликс Земдегс собрал кубик

за 5,66 секунды.

Минимальное количество ходов сборки - 26 ,

Соревнования проходят в нескольких номинациях:

сборка одной рукой,

ногами ,

рекорд - 9,53 секунды

рекорд -27,93 секунды

с закрытыми глазами,

рекорд - 27,65 секунды)

даже под водой на

одном дыхании.

робот CubeStormer II

Алгоритм сборки кубика Рубика

сборка основания кубика

разместить кубики в соответствии с цветами

собрать крест в основании кубика

сборка среднего ряда

Алгоритм сборки кубика Рубика

располагаю каждое ребро

на своей стороне

развернуть, чтобы получился крест

в верхней части кубика

меняю углы и вращаю их до тех пор, пока не соберу кубик

размещаю угловые кубики так,

чтобы потом их развернуть

Вариации кубика

Виды головоломок

Тетраэдр

Судокубик

Змейка

Шар Рубика

"Собери картинку".

Но время идет и на смену кубику Рубика приходит

НЕОКУБ

Это тоже головоломка, но гораздо увлекательнее и хитрее.

Выводы:

Полезно

Азартно

- Головоломки - отличный способ с толком для себя провести время.

- Попробовать свои силы в других головоломках

- Они улучшают и развивают память, быстроту реакции, концентрацию внимания, что, несомненно, важно и в учебе, и пригодится в жизни.

- Это возможность показывать и развивать свои личные способности.

Да пребудет с нами сила интеллекта!

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

Источники

xage.ru › robot - sobiraet - kubik -rubika … pyat

sekund / http://www.znaika.com.ua

www.rubiks.ru

ak-sobrat- kubik - rubik a.praya.ru/