Bilderkennung: Roboter löst Rubik's Cube in 380 Millisekunden

Mit sehr schnellen Motoren, Playstation Eyes und Open-Source-Bilderkennung konnten zwei Entwickler den bisherigen Weltrekord im Lösen eines Rubik's Cubes, im Deutschen auch als Zauberwürfel bekannt, brechen - in 380 Millisekunden. Der Prozess wurde mit einer Hochgeschwindigkeitskamera aufgenommen.

Artikel veröffentlicht am ,
Der Würfel wird von sechs Armen gedreht.
Der Würfel wird von sechs Armen gedreht. (Bild: Jared Di Carlo)

Die Bastler Ben Katz und Jared Di Carlo haben einen Roboter entwickelt, der einen Rubik's Cube in 0,38 Sekunden lösen kann - ein Rekord. Die beiden Entwickler haben das System in Aktion gefilmt und in einem Blogpost beschrieben, wie sie das Projekt realisiert haben. Nur bei drei Prozent der realen Geschwindigkeit können menschliche Betrachter die Motordrehungen nachvollziehen. Die Basis der Maschine bilden preiswerte Playstation-3-Eye-Kameras und das Open-Source-Bilderkennungstool OpenCV. Den Quelltext für ihr Projekt stellen die Macher auf dem Entwicklerportal Github zur freien Verfügung.

Die Zeit, die Katz und Di Carlo gemessen haben, ist Weltrekord. Diesen hielten zuvor einige Infineon-Ingenieure mit 0,637 Sekunden. Für den Durchgang nutzen sie Rubik's Cubes für möglichst wenig Geld. 4,55 US-Dollar zahlten sie für einen Würfel. Die Annahme war, dass sie mehrere Spielzeuge während des Prozesses zerstören würden. Allerdings seien nur vier Würfel bei Hunderten Lösungsdurchgängen verlorengegangen, so die Bastler.

Die verwendeten Servodisc-Motoren des Roboters können innerhalb von 10 Millisekunden um 90 Grad gedreht werden. Sie beschleunigen während dieses Zeitraumes auf 1.000 Umdrehungen pro Minute. Playstation-Eye-Kameras, die mit einer Bildrate von 187 fps aufnehmen, analysieren die Seiten des im Zentrum der Maschine platzierten Würfels.

Bilderkennung und Lösungsalgorithmus sind Open Source

Auf Basis von OpenCV und dem Algorithmus min2phase haben die Entwickler die dazugehörige Software programmiert. Letzterer wurde speziell zum effizienten Lösen von virtuellen Zauberwürfeln erstellt und ist ebenfalls Open Source. OpenCV wird für die Erkennung der Farben jeder Würfelseite eingesetzt.

Die Software gibt eine Anweisungssequenz an die Motoren weiter. Das dauert laut Di Carlo in etwa 45 Millisekunden. Dabei brauchen Farberkennung und der langsame Webcam-Treiber die meiste Zeit. Offenbar reicht es dennoch für eine sehr schnelle Lösung des Würfels. Allerdings werden die beiden Bastler vorerst keinen neuen Rekord anstreben, obwohl das möglich wäre.

  • Der Roboter, der den Würfel dreht (Bild: Jared Di Carlo)
  • Der Roboter, der den Würfel dreht (Bild: Jared Di Carlo)
Der Roboter, der den Würfel dreht (Bild: Jared Di Carlo)

Katz schreibt in seinem Blog: "Vorerst haben Jared und ich das Interesse an der Feinschliff-Arbeit verloren. Aber möglicherweise kommen wir darauf zurück, um noch mal 100 Millisekunden von der Zeit abzuschlagen." Ein weiterer Rekordversuch ist also nicht völlig ausgeschlossen - vielleicht auch von den ehemaligen Rekordhaltern bei Infineon.

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George99 09. Mär 2018

Ich benutze seit einiger Zeit genau deswegen FF, Greasemonkey und dieses Script: https...

kendon 09. Mär 2018

Das hat mich wohl auch gewundert, warum hier die Analyse und Berechnung des Lösungsweges...

LH 09. Mär 2018

Die Gewichtung dieser Dinge ist allerdings sehr unterschiedlich. Bleiben wir auf dem...

Nullmodem 09. Mär 2018

Das sind zwei verschiedene Disziplinen. Blinde können teilnehmen und benutzen Cubes mit...



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