Публикация материалов

Темы исследований

Наш баннер

Мы будем благодарны, если Вы установите наш баннер!
Баннер нашего сайта
Код баннера:
<a href="http://obuchonok.ru/" target="_blank"> <img src="http://obuchonok.ru/banners/banob2.gif" width="88" height="31" alt="Обучонок. Обучающие программы и исследовательские работы учащихся"></a>
Все баннеры...
Исследовательская работа: 
Кубик Рубика – гимнастика ума

1.1. Что такое кубик Рубика? История создания и развития

Кубик Рубика (разговорный вариант Кубик-рубик; первоначально был известен как «Магический кубик», венг. Bűvös kocka) — механическая головоломка, изобретённая в 1974 году (и запатентованная в 1975 году) венгерским скульптором и преподавателем архитектуры Эрнё Рубиком.


Головоломка представляет собой пластмассовый куб (форм-фактор в первоначальном варианте 3×3×3). Его видимые элементы снаружи выглядят как 54 грани малых кубиков, составляющих один большой куб, и способны вращаться вокруг 3 внутренних осей куба.

кубик рубика

Каждая грань состоит из девяти квадратов и окрашена в один из шести цветов, в одном из распространённых вариантов окраски расположенных парами друг напротив друга: красный — оранжевый, белый — жёлтый, синий — зелёный; но в различных вариантах кубика Рубика грани окрашиваются в разные цвета совершенно различным образом.

Повороты граней позволяют переупорядочить цветные квадраты множеством различных способов. Задача игрока заключается в том, чтобы «собрать кубик Рубика»: поворачивая грани куба, вернуть его в первоначальное состояние, когда каждая из граней состоит из квадратов одного цвета.

История кубика Рубика началась в середине 1970-х, когда Эрнё Рубик работал в отделе Дизайна интерьера в академии Прикладного искусства в Будапеште.

история кубика рубика

Вначале игрушка представляла собой набор из 27 деревянных кубиков с разноцветными гранями. В дальнейшем пришлось отбросить все лишнее: в своем первом кубике Рубик оставил всего 54 внешние грани – одноцветные у шести центральных кубиков, двухцветные у двенадцати боковых и трехцветные у восьми угловых.

На место единственного «внутреннего» кубика был помещен цилиндрический скрепляющий механизм, так называемый «позвоночник» системы, который имел прочную связь со всеми наружными деталями, но позволял им свободно вращаться друг относительно друга. Любопытен тот факт, что, создав первый образец кубика, Рубик с ужасом осознал, что не в состоянии его собрать.

Почти месяц затратил Эрно на «приручение» собственного шедевра. Дело в том, что легендарный кубик имеет порядка 43 квинтильонов различных вариаций, и только одна из них является правильной! Просмотр всех возможных состояний кубика Рубика, даже с невероятной скоростью 1000 комбинаций в секунду, займет более миллиарда лет…

30 января 1975 года Э. Рубик получил венгерский патент (HU170062) на своё изобретение, «Волшебный Куб» (Buvuos Kocka).

Первые партии кубиков Рубика были выпущены в конце 1977 года для Будапештского магазина игрушек. В феврале 1980 года головоломка дебютировала на ярмарках игрушек Лондона, Парижа, Нюрнберга (Nuremberg Toy Fair) и Нью-Йорка.

Американская премьера состоялась 5 мая в Голливуде, а представляла кубик венгерская кинозвезда Габор. В Советский Союз кубик пришёл в 1981 г. (по некоторым данным, права на выпуск игрушки обошлись СССР в немыслимую тогда сумму 3 миллиона долларов).

Сегодня права на кубик Рубика и другие головоломки Эрнё Рубика принадлежат английской компании Seven Towns Ltd., которой уже 40 лет владеет близкий друг Эрнё Рубика — Том Кремер. В последнее время наметился рост продаж головоломки — в Европе и США начинается новая волна увлечения кубиком Рубика.

В настоящее время Эрнё Рубик в основном участвует в разработке видеоигр, пишет статьи по архитектуре и возглавляет студию Рубика. Награждён Государственной премией Венгерской народной республики (1983), Премией им. Дэнниса Габора (1995) и Кошутовской премией (2007).

1.2. Различные модификации кубика Рубика


Количество видов кубиков Рубика на сегодняшний день сложно подсчитать. Однако, среди всего многообразия можно выделить классические модели, с изображениями на гранях, гибриды необычной формы, зеркальные и виртуальные. Одни модели можно легко встретить на полках магазина, другие заказать в интернет магазине, а третьи так и остаются на стадии прототипа.

1.3. Поиск алгоритма механизма сборки

Чтобы успешно собрать свой Первый кубик Рубика, нам нужно знать, из чего кубик состоит, как вращается, и как называются его элементы.


Элементы кубика Рубика

элементы кубика рубика


Грани кубика Рубика

грани кубика рубика

Обозначения поворотов кубика Рубика


Поворот стороны ПО часовой стрелке шифруется просто как буква, обозначающая эту сторону.

Например, R– поворот правой для вас грани кубика по часовой стрелке.

Поворот стороны ПРОТИВ часовой стрелки шифруется как буква, обозначающая эту сторону плюс штрих.

R’ - поворот правой для вас грани кубика против часовой стрелки

F - фронтальная (передняя) сторона

U - верхняя сторона, D - нижняя сторона, L - левая сторона

R - правая сторона, B - задняя сторона.

Алгоритм - это организованная последовательность действий, понятных для некоторого исполнителя, ведущая к решению поставленной задачи. Существует множество алгоритмов сборки кубика Рубика: простых, созданных для новичков, в которых мало комбинаций, но зато долго выполнимых, сложных, разработанных для спидкуберов, в них, обычно, очень много комбинаций, но зато и время сборки резко сокращается. Было найдено 3 метода сборки, и каждый выбрал для себя особенный.

1 – метод М. Ростовикова. Существует 7 этапов: крест, углы, ребра, крест наверху, углы, ребра, углы. Данный метод легок в освоении и применяется новичками.

2 – метод сложнее в освоении, но имеет ряд преимуществ: улучшенное время сборки, простота формул. Данный метод принадлежит А. Киму. После этого способа сборки проще перейти на профессиональный метод.

3 – метод Джессики Фридрих был придуман в 1981 году и является любимым методом большинства спидкуберов сегодня. Он состоит из 4 этапов: крест, Ф2Л (2 слоя сразу), ОЛЛ (ориентация последнего слоя), ПЛЛ (перестановка последнего слоя). Данным этапом очень сложно овладеть, если не понимать все принципы перестановки деталей кубика Рубика. Новичку данный метод неподвластен.

Я успешно освоил 7 шагов метода М. Ростовикова.

Кубик рубикарубика_1

рубика_2рубика_3

рубика_4рубика_5

рубика_6рубика_7

1.4. Интересные факты и рекорды

Легендарный кубик имеет порядка 43 квинтильонов различных вариаций, и только одна из них является правильной! Просмотр всех возможных состояний кубика Рубика, даже с невероятной скоростью 1000 комбинаций в секунду, займет более миллиарда лет…


Эрно сначала не знал как собрать Кубик Рубика и в первый раз занимался сборкой в течение месяца.

Житель Финляндии Ансси Ванхала собрал кубик Рубика ногами за 36,72 секунды.

В 1980 году, когда головоломка была максимально популярной, её крутил каждый пятый из жителей нашей планеты.

На YouTube можно найти почти 40 тысяч видео – роликов так или иначе связанных с этой головоломкой.

Кубик Рубика — лидер по количеству продаж среди игрушек : за все время было продано 350 млн кубиков Рубика. Если сложить все проданные кубики в ряд, то длина этой полосы протянется от северного полюса до южного.

Первый Международный чемпионат по сборке кубика Рубика, Будапешт, 5 июня 1982 г. Марка Венгрии, 1982.

В классической дисциплине (кубик 3×3×3) действующий рекорд — 4,904 сек. установил Лукас Эттер (США) 21 ноября 2015 года

Нынешний рекорд скоростной сборки кубика был установлен 25 июня 2017 года на соревнованиях в Мельбурне Феликсом Земдегсом: он собрал кубик в форм-факторе 3×3×3 за 5,66 секунды.

Люди, увлекающиеся скоростной сборкой кубика Рубика, называются спидкуберами. А сама скоростная сборка — спидкубинг (англ. speedcubing).

На данный момент одним из самых популярных методов скоростной сборки является метод Джессики Фридрих.

Официальные соревнования по скоростной сборке кубика Рубика регулярно проводятся всемирной ассоциацией кубика — en:World Cube Association (WCA). Каждый год проходит чемпионат Европы или чемпионат мира.

В октябре 2011 года робот CubeStormer II (англ.) русск., специально собранный из 4 наборов конструктора Lego Mindstorms, побил рекорд человека и собрал кубик за 5,53 секунды (впрочем, следует отметить, что рекорд был установлен не в присутствии комиссии WCA, и, следовательно, официальным не является, а неофициальный рекорд, установленный человеком, ещё меньше).

В марте 2014 года созданный за восемнадцать месяцев инженерами Дэвидом Гилдэем (David Gilday) и Майком Добсоном (Mike Dobson) CubeStormer III (англ.)русск., из деталей того же конструктора Lego Mindstorms и с ARM-мозгом в виде смартфона Samsung Galaxy S4, собрал головоломку за 3,253 секунды.

8 марта 2009 года прошёл первый официальный чемпионат России, победителем стал Антон Ростовиков. 26—27 ноября 2011 года в Москве прошёл официальный открытый чемпионат России, в котором приняли участие около 60 человек в дисциплинах от 2×2×2 до 7×7×7, а также сборка кубика Рубика вслепую. Чемпионом в дисциплине 3×3×3 стал Сергей Рябко со средним результатом в финале 10,66 секунды. Рекорд России в единичной сборке принадлежит Дмитрию Добрякову и составляет 6,84 секунды.

Чемпионат Европы по собиранию кубика Рубика

С 1 по 3 октября 2010 года в Будапеште прошёл чемпионат Европы, собравший участников, соревновавшихся в различных дисциплинах. Чемпионом Европы в сборке классического кубика 3×3×3 стал российский спидкубер Сергей Рябко, опередивший в финале в том числе бывшего рекордсмена Эрика Аккерсдейка, со средним временем в финале 10,31 секунд.

С 12 по 14 октября 2012 года во Вроцлаве (Польша) прошёл чемпионат Европы. Чемпионом второй раз подряд стал участник из России Сергей Рябко, опередивший чемпиона мира. Среднее время Сергея составило 8,89 сек.

Рекорды по собиранию кубика Рубика

Нынешний рекорд скоростной сборки кубика Рубика был установлен 25 июня 2011 года на соревнованиях в Мельбурне Феликсом Земдегсом: он собрал кубик в форм-факторе 3×3×3 за 5,66 секунды.

Предшествующие рекорды в 7,08 и 8,72 секунд принадлежали соответственно голландцу Эрику Аккерсдейку и японцу Ю. Накадзиме.

Чемпионом мира 2009 года стал Брендан Волланс из Великобритании, показавший в финале чемпионата среднее время 10,74 секунды.

В октябре 2011 года робот CubeStormer II, специально собранный из 4 наборов конструктора Lego Mindstorms, побил рекорд человека и собрал кубик за 5,53 секунды.

Кубик рубика

Партнеры и статистика