人類眨個眼，機器人就把魔方復原了，用時0.305秒，“手”快到根本看不清……_風聞

撰文 | Cloud

審校 | 阿嫺

在大家眨眼的瞬間，一個標準的三階魔方被複原了——用時0.305秒，創下了最新的世界紀錄。控制這個魔方的玩家並不是普通人，而是日本三菱電機工程師團隊開發的機器人。

這個速度大約是人類玩家最快紀錄的10倍。目前，人類速解魔方的最短用時是3.134秒。去年6月，美國玩家馬克斯·帕克（Max Park）用這個成績，打破了中國玩家杜宇生在2018年創造的3.47秒世界紀錄。

圖片來源：Max Park

如果你完全不會解魔方，可以通過眨眼的行為和這個機器人一較高下。根據哈佛大學的生物學數字數據庫，人類眨眼的持續時間為0.1~0.4秒。

這個機器人背後的工程師在公司裏負責開發電機和半導體相關產品，團隊成員的年齡在20~30多歲。他們給這個機器取名為TOKUI快速精確同步運動測試機器人，簡稱TOKUFASTbot。

它能創下新的世界紀錄，要歸功於它配備的高速、高精度工廠自動化設備和控制技術，以及使用了人工智能的顏色識別算法。這當中用到的一些技術就是三菱電機公司生產產品時會用到的技術。

“我們沒有使用特殊的技術，所有購買我們產品的客户都可以達到這個水平。也就是説，整個社會都可以做到類似的事情。“工程師團隊的負責人説道。通過配備自家公司的電機，機器人擁有了非常快的旋轉機制，能夠在0.009秒的時間內把魔方旋轉90度。

不精確的旋轉會在方塊間產生間隙（圖左），右邊是精確的旋轉控制，圖片來源：參考資料[1]

要想創造世界紀錄，機器人不僅需要把魔方擰得又快又準，還要能快速而準確地識別每一個方塊的顏色，並迅速計算出最優的步驟。為此，工程師團隊為機器配備了AI技術開發的顏色識別算法。

三階魔方有6個面，每個面都有一個特定的顏色，常見的顏色安排是白色、紅色、橙色、黃色、綠色、藍色。當角度、光影發生變化的時候，魔方方塊顯示的顏色也會隨之發生細微變化，而紅色和橙色的方塊又因為有相近的波長，因此它們有時候會被搞混。不過機器人配備的AI可以準確地區分紅色和橙色。識別出混雜的魔方圖案後，它就會計算出最快的解決路徑。

顏色識別算法可以準確分辨紅色和橙色，圖片來源：參考資料[1]

雖然準備了很久，但在挑戰世界紀錄的時候，魔方還是出現問題了——因為無法跟上機器人的高速運作，魔方卡住了。於是，團隊開始當場對機器進行微調。大家只有一個小時的時間，而當時的調試就花了大約20分鐘，時間開始緊迫起來了。

然而，當機器人第二次嘗試時，一個新的世界紀錄直接誕生了，比麻省理工學院學生於2018年開發的機器人還要快0.075 秒。

TOKUFASTbot的其他一些配備，圖片來源：參考資料[1]

麻省理工學院的兩名學生和三菱電機團隊的工程師們有類似的經歷，都是看到了前面的世界紀錄保持者的視頻，然後發現自己的電機更快，應該可以實現擰出更快的魔方。

在麻省理工學院兩位學生開發的擰魔方機器中，魔方的每個面都由一個馬達驅動，然後配備的定製電子設備和控制器會控制每個馬達。同時，計算機視覺軟件和攝像頭讓機器得以識別魔方上的初始顏色，並計算出移動路徑。

TOKUFASTbot的六軸伺服電機，圖片來源：guinnessworldrecords

自第一個魔方誕生以來，人類和人類開發的機器一直在試圖以更快的速度把魔方復原。**1974年，布達佩斯的建築教授埃爾諾·魯比克 (Erño Rubik)**在考慮使用一個可移動的藝術品幫助他的建築學生理解三維問題。經過多次嘗試，他終於找到了一種獨特的設計，於是第一個魔方應運而生。

這個魔方是木頭製成的，為了讓魔方的移動可被觀測，他在幾個表面上塗了顏色。擰了幾下之後，他驚訝地發現——糟糕，回不去了。花了一個月時間，他才終於將魔方復原。

發明魔方的埃爾諾·魯比克 (Erño Rubik)，魔方的英文名字是 Rubik’s Cube，圖片來源：Babak Mansouri

現如今，世界魔方協會每年會舉辦超過1000場魔方速擰比賽。魔方速擰非常考驗靈活性和計算能力。三菱電機魔方機器人的團隊負責人表示將對機器人進行改善，有希望擰出比0.305秒還要短的時間。他表示：“目前機器的性能太驚人了，魔方跟不上機器的節奏。”

參考資料：

[1] https://www.mitsubishielectric.com/sites/news/2024/pdf/0523.pdf

[2] Mitsubishi Electric Corporation. (2024, June 25). MITSUBISHI ELECTRIC News Releases Mitsubishi Electric Recognized by GUINNESS WORLD RECORDS for the fastest robot to solve a puzzle cube. Retrieved from https://www.mitsubishielectric.com/news/2024/0523.html

[3] Senda, M. (2024). Japanese company’s robot solves a puzzle cube in 0.305 seconds to break record. Guinness World Records. Retrieved from https://www.guinnessworldrecords.com/news/commercial/2024/5/japanese-companys-robot-solves-a-puzzle-cube-in-0-305-seconds-to-break-record

[4] Global, M. E.-. (2024, June 19). Behind the scenes of the project team that was certified the GUINNESS WORLD RECORDS™. Youtube. Retrieved from https://www.youtube.com/watch?v=-09mku8gPmw

[5] Or Not!, R. B. I. (2020). Spinning With Rubik’s Cube Speedcubers. EverythingGP. Retrieved from https://everythinggp.com/2020/07/29/spinning-with-rubiks-cube-speedcubers

[6] Featured video: Solving a Rubik’s Cube in record time. (2024, June 28). Retrieved from https://news.mit.edu/2018/featured-video-solving-rubiks-cube-record-time-0316

[7] Kennedy, M. (2022). The mind behind the Rubik’s Cube celebrates a lasting puzzle. Phys.org. Retrieved from https://phys.org/news/2022-12-mind-rubik-cube-celebrates-puzzle.html

[8] Baker, H. (2024). This AI-powered robot has worked out how to solve a Rubik’s Cube in just 0.305 seconds. Livescience. Retrieved from https://www.livescience.com/technology/robotics/this-ai-powered-robot-has-worked-out-how-to-solve-a-rubiks-cube-in-just-0305-seconds