مكعب جادويي روبيك
بنام یکتای همیشه جاوید
wel com
روبیک مکعب جادویی
معرفی روبیک
تاریخچه:
آقای ارنو روبیک متولد بوداپست مجارستان در تاریخ 13/جولای/1944 در بهبوحه جنگ جهانی دوم به دنیا آمد. او در سال 1967 در دانشگاه تکنیکال بوداپست در مقطع کارشناسی، فارغ التحصیل رشته مهندسی معماری شد و در مقطع کارشناسیارشد به مطالعهی رشتهی مجسمه سازی و معماری داخلی پرداخت. وی از سال 1971 تا 1975 به عنوان معمار کار می کرد. سپس در دانشگاه بوداپست، استاد هنرهای کاربردی شد.
در اوایل سال1980، وی بهعنوان سردبیر مجلهای مشهور که موضوعات آن درمورد بازی و پازل بود، استخدام گردید. سپس در سال 1983 خویشفرمای خود شد و کارگاه هنری روبیک را تاسیس نمود و در آنجا به طراحی مبلمان و بازی پرداخت. وی در سال 1987 یک پروفسور (استاد کامل) گشت. همچنین در سال 1990 مدیر فرهنگستان مهندسی مجارستان (Magyar Mérnöki Akadémia) شد. ارنو در فرهنگستان، بنیاد بینالمللی روبیک را برای حمایت ویژه از مهندسین جوان با استعداد و طراحان صنعتی تاسیس نمود. از دستاورد های بارز و جهانی ایشان همان مکعب روبیک است.
در حال حاضر تنوع این وسیله که پرفروش ترین و محبوب ترین اسباب بازی جهان است به چند صد نوع رسیده است؛ که این خود نشان از محبوبیت این وسیله فکری دارد. البته عمومیترین مدلهای این سرگرمی شامل روبیک 3*3، روبیک 4*4 و روبیک 5*5 است که بهترتیب به نامهای روبیک جیبی، روبیک انتقام و روبیک پروفسورها شهرت دارند. از آنجا که این وسیلهی فکری محبوبترین و پرفروشترین اسباب بازی جهان است، بدیهی است که افراد بسیار زیادی را نیز در زمینه هایی چون تحقیق و پژوهش، چه در بعد علم ساختار مکانیکی و چه در بعد ریاضیات، به خود مشغول کرده است. از این رو ما نیز بر آن شدیم که به این جمعیت بپیوندیم و این را نردبانی برای ترقی خویش و ترقی کشورمان قرار دهیم.
تعریف
اندازه هر طرف مکعب تقریبا برابر ۵٫۷۱۵ سانتیمتر و شامل بیست و شش مکعب کوچک است. مکعب مرکزی هر وجه تنها نمای مکعب است و متصل به مرکز هستند و این برای آن است که دیگر مکعبها متصل شوند و توانایی چرخش را داشته باشند. در نتیجه بیست و یک قطعه وجود دارد، هسته مرکزی دارای سه محور متقاطع است که مرکز شش قطعه روی محورها را نگه داشته و به آنها و بیست مکعب کوچک پلاستیکی دیگر اجازه چرخش میدهد. مکعب روبیک دارای دوازده لبه هست که دو رنگ را نشان میدهد، و هشت گوشه که سه رنگ را نشان میدهد، هر قسمت (هر زاویه) دو یا سه رنگ متفاوت را نشان میدهد، بدینگونهاست که هیچگاه لبه ای وجود ندارد که دو رنگ شبیه ( مثلا قرمز و قرمز ) را نشان دهد!
روبیک استاندارد
مکعب استاندارد مکعبی است: رنگ های سفید و زرد مخالف هم و در دو وجه روبروی هم باشند. رنگ های نارنجی و قرمز مخالف هم و در دو وجه روبروی هم باشند. رنگ های آبی و سبز مخالف هم و در دو وجه روبروی هم باشند.
راه حل
راه حل مبتدی: توضیح کلی: یکی از وقتگیر ترین راههای حل کردن مکعب هست. اما همه افراد این راه رو برای شروع استفاده می کنند. فلسفه و الگوریتمها: این روش با حل کردن یک سطح از مکعب شروع میشه. سپس همگی مکعبهای لایه دوم در جای خود جایگزین می شوند. و بعد مکعب های وسط لایه آخر با مرکز همه وجوه باقی مانده همرنگ شده و بعد مکعب های گوشه ی لایه آخر در جای خود جاسازی می شوند.
2- روش F2L توضیح کلی: روش F2L برای کم کردن زمان تکمیل لایه دوم ابراع شد. فلسفه و الگوریتمها: این روش با بوجود آوردن یک علامت به علاوه ( Cross ) در یکی از سطوح شروع می شود. سپس با استفاده از روش F2L مکعب های لایه دوم با مربع های گوشه ای لایه اول مچ می شوند و در جای خود قرار می گیرند. باقی راه مشابه قسمت اول است. مدت زمان استاندارد برای استفاده از این روش: بین 50 تا 60 ثانیه
3- روش جسیکا فردریک توضیح: این روش سریعترین راه شناخته شده برای حل مکعب روبیک است. اما نیاز به بخاطر سپردن تعداد بسیاری الگوریتم دارد و به همین دلیل تعداد بسیار قلیلی از آن استفاده میکنند. جسیکا فردریک با استفاده از این راه توانست رکورد جهانی حل مکعب روبیک رو به کمتر از 8 ثانیه برساند!!! فلسفه و الگوریتم ها: ابتدا می بایست یک علامت به علاوه در سطح اول ایجاد کنید. سپس با استفاده از روش F2L لایه دوم را حل می کنید. تا اینجای کار همه چیز شبیه به F2L است. اما... در این مرحله شما باید اماده باشید تا یکی از 27 حالت ممکنه در لایه آخر را تشخیص داده و سپس الگوریتم آن را استفاده کنید تا لایه آخر را حل کنید. بعد در مرحله آخر شما می بایست 14 حالت الگوریتم دیگر را آماده در ذهن خود داشته باشید تا بتوانید اخرین تغییرات رو در لایه آخر بدهید. مدت زمان استاندارد برای استفاده از این روش: 17 ثانیه
F : سطح جلویی
B: سطح پشتی
R: سطح راستی
L: سطح چپی
U: سطح بالایی
D: سطح پائینی
یک حرف به تنهایی (مثلاً F) یعنی اون سطح رو 90 درجه در جهت عقربههای ساعت (ساعتگرد) بچرخونین.
یک حرف به همراه اپوستروف (مثلاًFi) یعنی اون سطح رو 90 درجه در خلاف جهت عقربههای ساعت (پاد ساعتگرد) بچرخونین.
یک حرف به همراه عدد 2 (مثلاً F2) یعنی اون سطح رو 180 درجه (جهت اون فرق نمیکنه) بچرخونین.
پس الگوریتم R Ui L2 یعنی سطح راستی رو 90 درجه ساعتگرد سپس سطح بالایی رو 90 درجه پاد ساعتگرد و در آخر سطح چپی رو 180 درجه بچرخونین.
لایه ی اول
مرتب کردن این لایه 2 مرحله داره:
1- شکل دادن صلیب
از اینجا به بعد نیاز هستش که سلفون روی مغزت رو برداری و ازش استفاده کنی (درست هستش که با این کار مغزت از نویی درمیاد و دست دوم میشه ولی به هر حال هر چیزی یه بهایی داره که باید پرداخت تا به دستش آورد).
شکل دادن صلیب کار سختی نیست. کافیه 4 تا قسمت لبهای در لایۀ اول (لبههایی که یه سمت اونها سفید رنگ هستش) رو سر جاشون قرار بدین. فقط بدونین که آخر این مرحله باید "مکعب ِ روبیک"تون شبیه شکل زیر باشه. یعنی زیر هر ضلع صلیب باید به اندازه ی دو مهره همرنگ باشد.
- قرار دادن گوشههای لایۀ اول (هر گوشه به صورت جداگونه)
وقتی صلیب رو شکل دادین برای تکمیل کردن لایۀ اول کافیه گوشههای این لایه رو به صورت جداگونه در جای خودشون بذارین. اولین کاری که باید بکنین اینه که این گوشهها رو پیدا کنین. اونها در یکی از لایههای اول یا آخر هستن (اگه به جای خاروندن کلهات به "مکعب ِ روبیک" نگاه کنی میبینی که لایۀ میانی قطعۀ گوشهای نداره). صلیب باید گوشه هایش پر شود و زیرآن نیز T به وجود آید.
تو این مرحله چند تا نکته هستش که باید بهشون توجه کنین:
- کار رو با گوشهای از لایۀ اول شروع کنین که در لایۀ آخر قرار داره.
- اگه چند تا از گوشههای لایۀ اول در لایۀ آخر قرار دارن کار رو با گوشهای شروع کنین که رنگ سفیدش به سمت پائین (روی سطح پائینی) نباشه.
- اگه گوشهای در لایۀ اول قرار داره ولی جای اون اشتباه هستش و یا نیاز به چرخیدن داره باید اون رو به لایۀ آخر بیارین و دوباره سر جاش بذارین.
آخر این مرحله باید "مکعب ِ روبیک"تون شبیه شکل زیر باشه.یعنی سطح اول همرنگ و زیر آن T به وجود آید.
لایه ی میانی
کردن این لایه فقط 1 مرحله داره:
1- قرار دادن لبههای لایۀ میانی (هر لبه به صورت جداگونه)
برای انجام این مرحله میتونین از 2 الگوریتم زیر استفاده کنین.
تذکر: موقع اجرای الگوریتمها باید رنگ آبی به سمت خودتون (سطح جلویی) باشه.
آخر این مرحله باید 2 لایۀ بالایی "مکعب ِ روبیک"تون مرتب شده باشه.
مهره ی زیرT منتقل شود به سمت راست: f d f d f di fi di f
مهره ی زیر T منتقل شود به سمت چپ:fi di fi di fi d f d f
لایه ی پایانی
به منظوSlide 53 در پایان این مرحله، سطح زیرین مکعب به حالت اول تبدیل میگردد. ر درست کردن لایه پایانی، ابتدا باید در سطح زیرین یک علامت صلیب(+) درست نماییم. بدین منظور ابتدا مکعب را برعکس نموده. به طوری که لایهی پایانی به لایهی بالایی تبدیل شود.
سپس از الگوریتم F R U Ri Ui Fi استفاده می نماییم. تذکر: اگر به سطح زیرینی که تبدیل به سطح بالایی شده است، نگاه نماییم، چهار حالت وجود دارد:که بعضی وقت ها باید این الگوریتم راچند بار برویم (1-5).
در پایان این مرحله، سطح زیرین مکعب به حالت اول تبدیل میگردد.
در مرحلهی بعد باید خانههای دوتایی سطح زیرین و سطوح کناری وخانه های زیرضلع های صلیب را درست نماییم. با استفاده از الگوریتم زیر:
بدین منظور، ابتدا لایهی آخر را چرخانده تا حداقل 2تا از این مهره های زیر ضلع های صلیب درست شود. دوتایی درست شده را در سمت راست خودتان قرار داده(در حالتی که مکعب را برعکس نموده ایم، یعنی لایهی زیرین به لایهی بالایی تبدیل شده باشد) آنگاه از الگوریم R U Ri U R U U Ri استفاده مینماییم. بعد از اینکه این الگوریتم را انجام دادیم، با چرخاندن لایهی آخر می بینیم که هر 4تا مهره ی زیرصلیب همرنگ لایه ی اول ودوم شده اند. این الگوریتم را باید( 1-2) بار انجام دهیم.
در مرحلهی بعد، باید 4گوشهی لایه آخر را درست نماییم. بدین منظور بازهم لایه زیرین را به لایه بالایی تبدبل نموده،
از الگوریتم U R Ui Li U Ri Ui L
استفاده مینماییم. دقت شود که گوشه سمت راست طرف خودمان، همواره ثابت مانده، و سه گوش دیگر جابجا می گردد. این الگوریتم را چندین بار انجام داده تا حداقل یک گوشه درست شود. سپس گوشه درست شده را در سمت راست خودمان گرفته و دوباره الگوریتم را اجرا می نماییم تا جایی که یک گوشه دیگر نیز درست شود. توجه شود که بعدا این الگوریتم را باید چندین بار برای گوشه های مختلف انجام داد .
بعد از این مرحله، دو گوشه لایه آخر درست شده است. برای 2گوشه دیگر، توجه شود که ابتدا در حالت مخصوص زیر قرار میدهیم. کنج ما باید به گونه ا ی باشد که رنگ مربط به لایه ی زیرین، در سمت راست و طرف ما قرار گیرد.(باید سطح زیرین به سطح بالایی تبدیل شده باشد.) سپس دوبار الگوریتم Ri Di R D را انجام میدهیم. بعد از این مرحله یک گوشه دیگر نیز درست می شود. سپس لایه پایانی را چرخانده تا رنگ گوشه ای که مربوط به سطخ زیرین اولیه بوده را بالای دوتایی سفبد قرار می دهیم. سپس از روبرو به این دورنگ نگاه کرده و الگوریتم Ri Di R D را چهار بار انجام می دهیم.
بعد از این مرحله، سه لایه ما درست شده که با چرخاندن لایه ها، مکعب ما کامل گشته است.