Combien y a-t-il de carrés colorés à la surface d'un Rubik's cube ?
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poly 964 370 1082 448 1065 545 970 622 865 545 875 445 Cube de poche poly 540 75 780 90 780 225 760 360 620 365 605 420 560 420 505 340 500 235 Cube du Professeur
Le Rubik's Cube est un puzzle combiné en 3D inventé en 1974 par le sculpteur et professeur d'architecture hongrois Ernő Rubik.
Initialement appelé Magic Cube, le puzzle a été vendu sous licence par Rubik par Ideal Toy Corp. en 1980 via l'homme d'affaires Tibor Laczi et le fondateur de Seven Towns, Tom Kremer, et a remporté le prix spécial du jeu allemand de l'année pour le meilleur puzzle cette année-là. En janvier 2009, 350 millions de cubes avaient été vendus dans le monde, ce qui en faisait le jeu de réflexion le plus vendu au monde. Il est largement considéré comme le jouet le plus vendu au monde.
Dans un Rubik's Cube classique, chacune des six faces est recouverte de neuf autocollants, chacun d'une des six couleurs unies : blanc, rouge, bleu, orange, vert et jaune. Dans les modèles actuellement vendus, le blanc est opposé au jaune, le bleu est opposé au vert et l'orange est opposé au rouge, et le rouge, le blanc et le bleu sont disposés dans cet ordre dans le sens des aiguilles d'une montre. Sur les premiers cubes, la position des couleurs variait d'un cube à l'autre. Un mécanisme de pivotement interne permet à chaque face de tourner indépendamment, mélangeant ainsi les couleurs. Pour que l'énigme soit résolue, chaque face doit être retournée pour n'avoir qu'une seule couleur.
Des puzzles similaires ont maintenant été produits avec différents nombres de faces, dimensions et autocollants, mais tous ne sont pas fabriqués par Rubik.
Bien que le Rubik's Cube ait atteint son apogée dans les années 1980, il est toujours largement connu et utilisé. De nombreux speedcubers continuent de s'y entraîner ainsi que d'autres énigmes sinueuses et de concourir pour les temps les plus rapides dans diverses catégories. Depuis 2003, la World Cube Association, l'organisme directeur international du Rubik's Cube, organise des compétitions dans le monde entier et détient les records du monde officiels.
Conception et développement
Tentatives antérieures
En mars 1970, Larry Nichols a inventé un « puzzle avec des pièces rotatives en groupes » 2 × 2 × 2 et a déposé une demande de brevet canadien pour celui-ci. Le cube de Nichols était maintenu ensemble par des aimants. Nichols a été accordé le 11 avril 1972, deux ans avant que Rubik n'invente son Cube.
Le 9 avril 1970, Frank Fox a déposé une demande de brevet pour son « Spherical 3×3×3 ». Il a reçu son brevet britannique (1344259) le 16 janvier 1974.
L'invention de Rubik
Au milieu des années 1970, Ernő Rubik travaillait au département de design d'intérieur de l'Académie des arts appliqués et de l'artisanat de Budapest. Bien qu'il soit largement rapporté que le Cube a été construit comme un outil pédagogique pour aider ses élèves à comprendre les objets 3D, son objectif réel était de résoudre le problème structurel du déplacement des pièces de manière indépendante sans que l'ensemble du mécanisme ne s'effondre. Il ne s'est rendu compte qu'il avait créé un puzzle que la première fois qu'il a brouillé son nouveau Cube, puis a essayé de le restaurer. Rubik a obtenu le brevet hongrois HU170062 pour son « Magic Cube » en 1975.
Le Rubik's Cube a été appelé pour la première fois le Magic Cube (Bűvös kocka) en Hongrie. Ideal voulait au moins un nom reconnaissable pour sa marque ; bien sûr, cet arrangement a mis Rubik sous les projecteurs car le Magic Cube a été renommé en l'honneur de son inventeur en 1980.
Les premiers lots tests du Magic Cube ont été produits fin 1977 et commercialisés dans les magasins de jouets de Budapest. Magic Cube était maintenu ensemble par des pièces en plastique imbriquées qui empêchaient le puzzle de se séparer facilement, contrairement aux aimants de la conception de Nichols. En septembre 1979, un accord fut signé avec Ideal pour commercialiser le Magic Cube dans le monde entier, et le puzzle fit ses débuts internationaux aux salons du jouet de Londres, Paris, Nuremberg et New York en janvier et février 1980.
Après ses débuts internationaux, la progression du Cube vers les rayons des magasins de jouets occidentaux a été brièvement interrompue afin qu'il puisse être fabriqué selon les spécifications occidentales en matière de sécurité et d'emballage. Un Cube plus léger a été produit et Ideal a décidé de le renommer. "The Gordian Knot" et "Inca Gold" ont été envisagés, mais la société a finalement opté pour le "Rubik's Cube", et le premier lot a été exporté de Hongrie en mai 1980.
Imitations
Profitant d'une pénurie initiale de Cubes, de nombreuses imitations et variantes sont apparues, dont beaucoup pourraient avoir violé un ou plusieurs brevets.
Aujourd'hui, les brevets ont expiré et de nombreuses entreprises chinoises produisent des copies et, dans certains cas, des améliorations des modèles Rubik et V-Cube.
Historique des brevets
Nichols a cédé son brevet à son employeur Moleculon Research Corp., qui a poursuivi Ideal en 1982. En 1984, Ideal a perdu le procès pour contrefaçon de brevet et a fait appel. En 1986, la cour d'appel a confirmé le jugement selon lequel le Rubik's 2×2×2 Pocket Cube violait le brevet de Nichols, mais a annulé le jugement sur le Rubik's 3×3×3 Cube.
Alors même que la demande de brevet de Rubik était en cours de traitement, Terutoshi Ishigi, ingénieur autodidacte et propriétaire d'une usine sidérurgique près de Tokyo, déposait un brevet japonais pour un mécanisme presque identique, qui fut accordé en 1976 (publication de brevet japonais JP55-008192). Jusqu'en 1999, date à laquelle une loi japonaise modifiée sur les brevets est entrée en vigueur, l'office japonais des brevets accordait des brevets japonais pour des technologies non divulguées au Japon sans exiger de nouveauté mondiale. Par conséquent, le brevet d'Ishigi est généralement accepté comme une réinvention indépendante à cette époque. Rubik a déposé d'autres brevets en 1980, dont un autre brevet hongrois le 28 octobre. Aux États-Unis, Rubik a été accordé le 29 mars 1983 pour le Cube. Ce brevet a expiré en 2000.
L'inventeur grec Panagiotis Verdes a breveté une méthode de création de cubes au-delà du 5×5×5, jusqu'à 11×11×11, en 2003. Depuis le 19 juin 2008, les 5×5×5, 6×6×6 et Des modèles 7×7×7 sont en production dans sa gamme « V-Cube ». V-Cube produit également un 2×2×2, 3×3×3 et un 4×4×4.
Marques déposées
Rubik's Brand Ltd. détient également les marques déposées pour les mots Rubik et Rubik's ainsi que pour les visualisations 2D et 3D du puzzle et une autorisation est nécessaire pour mentionner ces mots, reproduire l'image d'un Rubik Cube ou produire un objet d'apparence similaire. Les marques ont été confirmées par un arrêt du Tribunal de l'Union européenne du 25 novembre 2014, dans le cadre d'une défense réussie contre un fabricant de jouets allemand cherchant à les invalider. Cependant, les fabricants de jouets européens sont autorisés à créer des puzzles de formes différentes, dotés d'une fonctionnalité de rotation ou de torsion similaire des composants, comme par exemple Skewb, Pyraminx ou Impossiball.
Mécanique
Un Rubik's Cube standard mesure 5,7 cm (environ 2 ¼ pouces) de chaque côté. Le puzzle se compose de vingt-six cubes miniatures uniques, également appelés « cubies » ou « cubelets ». Chacun d'entre eux comprend une extension intérieure dissimulée qui s'emboîte avec les autres cubes, tout en leur permettant de se déplacer vers des emplacements différents. Cependant, le cube central de chacune des six faces n'est qu'une seule façade carrée ; tous les six sont apposés sur le mécanisme central. Ceux-ci fournissent une structure dans laquelle les autres pièces peuvent s’insérer et tourner. Il y a donc vingt et une pièces : une seule pièce centrale composée de trois axes qui se croisent maintenant les six carrés centraux en place mais les laissant tourner, et vingt pièces en plastique plus petites qui s'y emboîtent pour former le puzzle assemblé.
Chacune des six pièces centrales pivote sur une vis (attache) maintenue par la pièce centrale, une « croix 3D ». Un ressort entre chaque tête de vis et la pièce correspondante tend la pièce vers l'intérieur, de sorte que collectivement, l'ensemble reste compact, mais peut toujours être facilement manipulé. La vis peut être serrée ou desserrée pour modifier la « sensation » du Cube. Les nouveaux cubes officiels de la marque Rubik's ont des rivets au lieu de vis et ne peuvent pas être ajustés.
Le cube peut être démonté sans trop de difficulté, généralement en faisant pivoter la couche supérieure de 45°, puis en écartant l'un de ses cubes de bord des deux autres couches. Par conséquent, il est simple de « résoudre » un cube en le démontant et en le réassemblant dans un état résolu.
Il y a six pièces centrales qui montrent une face colorée, douze pièces de bord qui montrent deux faces colorées et huit pièces de coin qui montrent trois faces colorées. Chaque pièce présente une combinaison de couleurs unique, mais toutes les combinaisons ne sont pas présentes (par exemple, si le rouge et l'orange sont sur les côtés opposés du cube résolu, il n'y a pas de pièce de bord avec des côtés rouge et orange). L'emplacement de ces cubes les uns par rapport aux autres peut être modifié en tournant un tiers extérieur du cube à 90°, 180° ou 270°, mais l'emplacement des côtés colorés les uns par rapport aux autres à l'état terminé du puzzle ne peut pas être modifié. : il est fixé par les positions relatives des carrés centraux. Cependant, des cubes avec des arrangements de couleurs alternatifs existent également ; par exemple, avec la face jaune opposée à la verte, la face bleue opposée à la blanche, et le rouge et l'orange restant opposés l'un à l'autre.
Douglas Hofstadter, dans le numéro de juillet 1982 de Scientific American, a souligné que les cubes pouvaient être colorés de manière à souligner les coins ou les bords, plutôt que les faces comme le fait la coloration standard ; mais aucune de ces colorations alternatives n’est jamais devenue populaire.
Mathématiques
Permutations
Le Rubik's Cube original (3 × 3 × 3) a huit coins et douze bords. Il y en a 8 ! (40 320) façons de disposer les cubes de coin. Sept peuvent être orientés indépendamment, et l'orientation du huitième dépend des sept précédents, ce qui donne 37 (2 187) possibilités. Il existe 12 !/2 (239 500 800) façons de disposer les bords, limitées à 12 ! car les bords doivent être dans une permutation paire exactement lorsque les coins le sont. (Lorsque la disposition des centres est également autorisée, comme décrit ci-dessous, la règle est que la disposition combinée des coins, des bords et des centres doit être une permutation paire.) Onze bords peuvent être inversés indépendamment, le retournement du douzième dépendant de la situation. les précédents, donnant 211 (2 048) possibilités.
 {8 ! \ fois 3 ^ 7 \ fois (12!/2) \ fois 2 ^ {11}} = 43 252 003 274 489 856 000
ce qui représente environ 43 quintillions.
Le puzzle était initialement annoncé comme comportant « plus de 3 000 000 000 (trois milliards) de combinaisons mais une seule solution ». Pour mettre cela en perspective, si l'on avait autant de Rubik's Cubes de taille standard qu'il y a de permutations, on pourrait couvrir la surface de la Terre 275 fois.
La figure précédente se limite aux permutations accessibles uniquement en tournant les côtés du cube. Si l’on considère les permutations obtenues par démontage du cube, le nombre devient douze fois plus grand :
{8 ! \fois 3^8 \fois 12 ! \fois 2^{12}} = 519 024 039 293 878 272 000.
ce qui représente environ 519 quintillions d'arrangements possibles des pièces qui composent le Cube, mais seulement un sur douze d'entre eux sont réellement résolubles. En effet, il n’existe aucune séquence de mouvements permettant d’échanger une seule paire de pièces ou de faire pivoter un seul coin ou un cube de bord. Il existe ainsi douze ensembles possibles de configurations accessibles, parfois appelées « univers » ou « orbites », dans lesquelles le Cube peut être placé en le démontant et en le remontant.
Faces centrales
Le Rubik's Cube original n'avait pas de marques d'orientation sur les faces centrales (bien que certains portaient les mots « Rubik's Cube » sur le carré central de la face blanche), et donc sa résolution ne nécessite aucune attention à l'orientation correcte de ces faces. Cependant, avec des feutres, on pourrait par exemple marquer les cases centrales d'un Cube non brouillé de quatre marques colorées sur chaque bord, chacune correspondant à la couleur de la face adjacente ; un cube ainsi marqué est appelé « supercube ». Certains cubes ont également été produits commercialement avec des marquages ​​sur tous les carrés, comme le carré magique Lo Shu ou les combinaisons de cartes à jouer. Ainsi, on peut théoriquement résoudre un cube tout en faisant pivoter les marques sur les centres ; cela devient alors un test supplémentaire pour résoudre également les centres.
Marquer les centres du Rubik's Cube augmente sa difficulté car cela élargit l'ensemble des configurations possibles distinguables. Il existe 46/2 (2 048) façons d'orienter les centres, puisqu'une permutation paire des coins implique également un nombre pair de quarts de tour des centres. En particulier, lorsque le Cube est déchiffré indépendamment des orientations des carrés centraux, il y aura toujours un nombre pair de carrés centraux nécessitant un quart de tour. Ainsi, les orientations des centres augmentent le nombre total de permutations possibles du Cube de 43 252 003 274 489 856 000 (4,3 × 1019) à 88 580 102 706 155 225 088 000 (8,9 × 1022).
Lorsque le retournement d'un cube est considéré comme un changement de permutation, il faut alors également compter les dispositions des faces centrales. Il y en a nominalement 6 ! façons d'agencer les six faces centrales du cube, mais seulement 24 d'entre elles sont réalisables sans démontage du cube. Lorsque les orientations des centres sont également comptées, comme ci-dessus, cela augmente le nombre total de permutations possibles du Cube de 88 580 102 706 155 225 088 000 (8,9 × 1022) à 2 125 922 464 947 725 402 112 000 (2,1 × 1024).
Algorithmes
Dans le langage des cubes de Rubik, une séquence de mouvements mémorisée qui a un effet souhaité sur le cube est appelée un algorithme. Cette terminologie est dérivée de l'utilisation mathématique de l'algorithme, c'est-à-dire une liste d'instructions bien définies pour effectuer une tâche depuis un état initial donné, en passant par des états successifs bien définis, jusqu'à un état final souhaité. Chaque méthode de résolution du Rubik's Cube utilise son propre ensemble d'algorithmes, ainsi que des descriptions de l'effet de l'algorithme et du moment où il peut être utilisé pour rapprocher le cube de la résolution.
De nombreux algorithmes sont conçus pour transformer seulement une petite partie du cube sans interférer avec d’autres parties déjà résolues, de sorte qu’ils puissent être appliqués de manière répétée à différentes parties du cube jusqu’à ce que l’ensemble soit résolu. Par exemple, il existe des algorithmes bien connus permettant de parcourir trois coins sans changer le reste du puzzle, ou d'inverser l'orientation d'une paire d'arêtes tout en laissant les autres intactes.
Certains algorithmes ont effectivement un certain effet souhaité sur le cube (par exemple, échanger deux coins), mais peuvent également avoir pour effet secondaire de modifier d'autres parties du cube (comme la permutation de certaines arêtes). De tels algorithmes sont souvent plus simples que ceux sans effets secondaires et sont utilisés dès le début de la solution, lorsque la majeure partie du puzzle n’a pas encore été résolue et que les effets secondaires ne sont pas importants. La plupart sont longs et difficiles à mémoriser. Vers la fin de la solution, les algorithmes les plus spécifiques (et généralement les plus compliqués) sont utilisés à la place.
Pertinence et application de la théorie mathématique des groupes
Le Rubik's Cube se prête à l'application de la théorie mathématique des groupes, qui a été utile pour déduire certains algorithmes - en particulier ceux qui ont une structure de commutateur, à savoir XYX−1Y−1 (où X et Y sont des mouvements ou des séquences de mouvements spécifiques et X−1 et Y−1 sont leurs inverses respectifs), ou une structure conjuguée, à savoir XYX−1, souvent appelée familièrement par les speedcubers un « mouvement de configuration ». De plus, le fait qu'il existe des sous-groupes bien définis au sein du groupe Rubik's Cube permet d'apprendre et de maîtriser le puzzle en progressant à travers différents « niveaux de difficulté » autonomes. Par exemple, un tel « niveau » pourrait impliquer de résoudre des cubes qui ont été brouillés en utilisant uniquement des virages à 180 degrés. Ces sous-groupes constituent le principe qui sous-tend les méthodes de cubage informatique de Thistlethwaite et Kociemba, qui résolvent le cube en le réduisant davantage à un autre sous-groupe.
Solutions
Notation de déplacement
De nombreux passionnés du Rubik's Cube 3×3×3 utilisent une notation développée par David Singmaster pour désigner une séquence de mouvements, appelée « notation Singmaster ». Sa nature relative permet aux algorithmes d'être écrits de telle manière qu'ils puissent être appliqués quel que soit le côté désigné comme le dessus ou la manière dont les couleurs sont organisées sur un cube particulier.
* F (Front) : le côté actuellement face au solveur
* B (Arrière) : le côté opposé à l'avant
* U (Up) : le côté au-dessus ou au-dessus de la face avant
* D (Down) : le côté opposé au haut, sous le Cube
* L (Gauche) : le côté directement à gauche de l'avant
* R (Droite) : le côté directement à droite de l'avant
* ƒ (Face deux couches) : la face tournée vers le solveur et la couche intermédiaire correspondante
* b (Deux couches arrière) : le côté opposé au devant et la couche intermédiaire correspondante
* u (Up two layer) : la face supérieure et la couche intermédiaire correspondante
* d (Deux couches vers le bas) : la couche inférieure et la couche intermédiaire correspondante
* l (Deux couches gauches) : le côté à gauche du devant et la couche intermédiaire correspondante
* r (Deux couches droites) : le côté à droite du devant et la couche intermédiaire correspondante
* x (rotation) : faites pivoter tout le Cube sur R
* y (rotation) : faire pivoter tout le Cube sur U
* z (rotation) : faites pivoter tout le Cube sur F
Lorsqu'un symbole premier ( ′ ) suit une lettre, cela indique un tour de visage dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, tandis qu'une lettre sans symbole premier indique un tour dans le sens des aiguilles d'une montre. Une lettre suivie d'un 2 (parfois d'un exposant 2) désigne deux virages, ou un virage à 180 degrés. R est le côté droit dans le sens des aiguilles d'une montre, mais R est le côté droit dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Les lettres x, y et z sont utilisées pour indiquer que le Cube entier doit être tourné autour d'un de ses axes, correspondant respectivement aux tours R, U et F. Lorsque x, y ou z sont amorcés, cela indique que le cube doit tourner dans le sens opposé. Lorsqu’ils sont au carré, le cube doit pivoter de 180 degrés.
L'écart le plus courant par rapport à la notation Singmaster, et en fait à la norme officielle actuelle, consiste à utiliser « w », pour « large », au lieu de lettres minuscules pour représenter les mouvements de deux couches ; ainsi, un mouvement de Rw équivaut à un mouvement de r.
Pour les méthodes utilisant des virages de couche intermédiaire (en particulier les méthodes avec les coins en premier), il existe une extension « MES » généralement acceptée de la notation où les lettres M, E et S désignent les virages de couche intermédiaire. Il a été utilisé par ex. dans l'algorithme de Marc Waterman.
* M (Milieu) : le calque entre L et R, tourner dans le sens L (de haut en bas)
* E (Équateur) : la couche entre U et D, tournez dans le sens D (gauche-droite)
* S (Debout) : la couche entre F et B, tournez dans le sens de F
Les cubes 4×4×4 et plus grands utilisent une notation étendue pour désigner les couches intermédiaires supplémentaires. De manière générale, les lettres majuscules (F B U D L R) font référence aux parties les plus extérieures du cube (appelées faces). Les lettres minuscules (f b u d l r) font référence aux parties intérieures du cube (appelées tranches). Un astérisque (L*), un chiffre devant lui (2L) ou deux calques entre parenthèses (Ll), signifie tourner les deux calques en même temps (les faces intérieure et extérieure gauche). Par exemple : ( Rr)' l2 f' signifie tourner les deux couches les plus à droite dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, puis la couche intérieure gauche deux fois, puis la couche avant intérieure dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Par extension, pour les cubes de 6x6 et plus, les mouvements de trois couches sont notés par le chiffre 3, par exemple 3L.
Une notation alternative, la notation Wolstenholme, est conçue pour faciliter la mémorisation de séquences de mouvements pour les novices. Cette notation utilise les mêmes lettres pour les visages sauf qu'elle remplace U par T (en haut), de sorte que toutes soient des consonnes. La principale différence réside dans l'utilisation des voyelles O, A et I pour les tours dans le sens des aiguilles d'une montre, dans le sens inverse des aiguilles d'une montre et à 180 degrés, ce qui donne lieu à des séquences semblables à des mots telles que LOTA RATO LATA ROTI (équivalent à LU′R′UL′U′RU2 en notation Singmaster). L'ajout d'un C implique une rotation du cube entier, donc ROC est la rotation dans le sens des aiguilles d'une montre du cube autour de sa face droite.
Solutions optimales
Bien qu'il existe un nombre important de permutations possibles pour le Rubik's Cube, un certain nombre de solutions ont été développées qui permettent de résoudre le cube en moins de 100 mouvements.
De nombreuses solutions générales pour le Rubik's Cube ont été découvertes indépendamment. David Singmaster a publié pour la première fois sa solution dans le livre Notes sur le "Magic Cube" de Rubik en 1981. Cette solution consiste à résoudre le Cube couche par couche, dans laquelle une couche (désignée comme la partie supérieure) est résolue en premier, suivie de la couche intermédiaire, puis la couche finale et inférieure. Après suffisamment de pratique, la résolution du Cube couche par couche peut être effectuée en moins d'une minute. D'autres solutions générales incluent des méthodes « les coins d'abord » ou des combinaisons de plusieurs autres méthodes. En 1982, David Singmaster et Alexander Frey ont émis l'hypothèse que le nombre de mouvements nécessaires pour résoudre le Rubik's Cube, avec un algorithme idéal, pourrait se situer dans « la vingtaine ». En 2007, Daniel Kunkle et Gene Cooperman ont utilisé des méthodes de recherche informatique pour démontrer que n'importe quelle configuration de Rubik's Cube 3×3×3 peut être résolue en 26 mouvements ou moins.
En 2008, Tomas Rokicki a abaissé ce nombre à 22 coups, et en juillet 2010, une équipe de chercheurs comprenant Rokicki, en collaboration avec Google, a prouvé que le soi-disant « nombre de Dieu » était 20. Ceci est optimal, car il existe des nombres de départ. positions qui nécessitent au moins 20 mouvements pour être résolues. Plus généralement, il a été démontré qu'un Rubik's Cube n×n×n peut être résolu de manière optimale en Θ(n2 / log(n)) mouvements.
En 1981, Patrick Bossert, 13 ans, développe une solution pour résoudre le cube, ainsi qu'une notation graphique, conçue pour être facilement comprise par les novices. Il a ensuite été publié sous le titre You Can Do The Cube et est devenu un best-seller.
Une solution couramment utilisée par les speed cubers a été développée par Jessica Fridrich. Elle est similaire à la méthode couche par couche mais fait appel à un grand nombre d'algorithmes, notamment pour orienter et permuter la dernière couche. La croix est effectuée en premier, suivie simultanément des coins de la première couche et des bords de la deuxième couche, chaque coin étant associé à une pièce de bordure de la deuxième couche, complétant ainsi les deux premières couches (F2L). Ceci est ensuite suivi par l'orientation du dernier calque, puis par la permutation du dernier calque (OLL et PLL respectivement). La solution de Fridrich nécessite l'apprentissage d'environ 120 algorithmes mais permet de résoudre le Cube en seulement 55 mouvements en moyenne.
La solution ultime au Rubik's Cube de Philip Marshall adopte une approche différente, ne comportant en moyenne que 65 tours mais nécessitant la mémorisation de seulement deux algorithmes. La croix est résolue en premier, suivie des arêtes restantes, puis des cinq coins et enfin des trois derniers coins.
Une méthode désormais bien connue a été développée par Lars Petrus. Dans cette méthode, une section 2 × 2 × 2 est résolue en premier, suivie d'une section 2 × 2 × 3, puis les bords incorrects sont résolus à l'aide d'un algorithme à trois mouvements, ce qui élimine le besoin ultérieur d'un éventuel algorithme de 32 mouvements. . Le principe derrière cela est que, couche par couche, vous devez constamment casser et réparer la première couche ; les sections 2×2×2 et 2×2×3 permettent de retourner trois ou deux couches sans gâcher la progression. L’un des avantages de cette méthode est qu’elle tend à donner des solutions en moins de mouvements.
La méthode Roux, développée par Gilles Roux, est similaire à la méthode Petrus dans la mesure où elle repose sur la construction de blocs plutôt que de couches, mais dérive de méthodes axées sur les coins d'abord. Dans Roux, un bloc 3×2×1 est résolu, suivi d’un autre 3×2×1 du côté opposé. Ensuite, les coins de la couche supérieure sont résolus. Le cube peut ensuite être résolu en utilisant uniquement les mouvements de la couche U et de la tranche M.
En 1997, Denny Dedmore a publié une solution décrite à l'aide d'icônes schématiques représentant les mouvements à effectuer, au lieu de la notation habituelle.
Méthode du débutant
La plupart des méthodes de résolution divisent le cube en sections et résolvent chaque couche une par une en utilisant des algorithmes qui ne cassent pas les morceaux déjà fixés. La méthode couche par couche la plus simple nécessite l’apprentissage de seulement 6 algorithmes et elle s’est avérée être la plus simple à apprendre.
Programme de résolution du Rubik's Cube
Le programme de résolution du Rubik's Cube en ligne utilise l'algorithme en deux phases d'Herbert Kociemba, capable de résoudre le Rubik's Cube en 20 mouvements ou moins. L'utilisateur doit définir la configuration des couleurs du cube brouillé et le programme renvoie les étapes nécessaires pour le résoudre.
Compétitions et records
Compétitions de speedcubing
Le speedcubing (ou speedsolving) est la pratique consistant à tenter de résoudre un Rubik's Cube dans les plus brefs délais. Il existe un certain nombre de compétitions de speedcubing qui ont lieu dans le monde entier.
Le premier championnat du monde organisé par le Livre Guinness des records a eu lieu à Munich le 13 mars 1981. Tous les cubes ont été déplacés 40 fois et lubrifiés avec de la vaseline. Le vainqueur officiel, avec un record de 38 secondes, était Jury Froeschl, né à Munich. Le premier championnat du monde international a eu lieu à Budapest le 5 juin 1982 et a été remporté par Minh Thai, un étudiant vietnamien de Los Angeles, avec un temps de 22,95 secondes.
Depuis 2003, le vainqueur d'une compétition est déterminé en prenant le temps moyen des trois tentatives médianes sur cinq. Cependant, le meilleur temps de tous les essais est également enregistré.
La World Cube Association maintient un historique de records du monde.
En 2004, la WCA a rendu obligatoire l'utilisation d'un dispositif de chronométrage spécial appelé minuterie Stackmat.
En plus de l'événement principal 3x3, le WCA organise également des événements où le cube est résolu de différentes manières :
* Résolution à l'aveugle
* Résolution multiple avec les yeux bandés, ou "multi-blind", dans laquelle le concurrent résout n'importe quel nombre de cubes les yeux bandés d'affilée
* Résoudre le cube d'une seule main
* Résoudre le Cube avec ses pieds
* Résoudre le cube en le moins de mouvements possibles
Dans la résolution avec les yeux bandés, le concurrent étudie d'abord le cube brouillé (c'est-à-dire qu'il le regarde normalement sans bandeau), puis a les yeux bandés avant de commencer à tourner les faces du cube. Leur temps enregistré pour cet événement comprend à la fois le temps passé à examiner le cube et le temps passé à le manipuler.
En multiple avec les yeux bandés, tous les cubes sont mémorisés, puis tous les cubes sont résolus une fois les yeux bandés ; ainsi, le principal défi consiste à mémoriser de nombreux cubes distincts, souvent dix ou plus. L'événement n'est pas noté en fonction du temps mais en fonction du nombre de cubes résolus moins le nombre de cubes non résolus après une heure.
En résolvant le moins de mouvements possible, le concurrent dispose d'une heure pour trouver sa solution et doit l'écrire.
Dossiers
*Temps unique : Le record du monde actuel du temps unique sur un Rubik's Cube 3×3×3 a été établi par l'Américain Lucas Etter en novembre 2015 avec un temps de 4,90 secondes lors de la compétition River Hill Fall 2015 à Clarksville, Maryland.
*Durée moyenne : le record du monde de durée moyenne par résolution a été établi par Feliks Zemdegs lors du WLS Lato 2016 (Varsovie), avec un temps de résolution moyen de 6,45 secondes. World Cube Association [http://www.worldcubeassociation.org/results/ régions.php?eventId
333 Résultats officiels - Cube 3×3×3].
*Résolution à une main : le temps le plus rapide pour résoudre le cube avec une seule main est de 6,88 secondes par Feliks Zemdegs à l'automne 2015 de Canberra. Le temps moyen le plus rapide de 10,70 secondes a également été réalisé par Feliks à l'Euro 2016.
*Résolution avec les pieds : Jakub Kipa a résolu un Rubik's Cube avec ses pieds en 20,57 secondes au Radomsko Cube Theory 2015. Gabriel Pereira Campanha a obtenu une moyenne de 3 résolutions de 28,41 au SESC Santos 2015.
*Résolution de groupe (12 minutes) : le record du plus grand nombre de personnes résolvant un Rubik's Cube en même temps en douze minutes est de 134, établi le 17 mars 2010 par des écoliers de la Dr Challoner's Grammar School, à Amersham, en Angleterre, battant ainsi le précédent record mondial Guinness de 96 personnes à la fois.
*Résolution en groupe (30 minutes) : Le 21 novembre 2012, à l'O2 Arena de Londres, 1 414 personnes, principalement des étudiants d'écoles de Londres, ont résolu le Rubik's Cube en moins de 30 minutes, battant ainsi le précédent record mondial Guinness de 937. l'événement était organisé par Depaul UK
Le 4 novembre 2012, 3 248 personnes, principalement des étudiants du College of Engineering Pune, ont réussi à résoudre le Rubik's cube en 30 minutes sur le terrain de l'université. La tentative réussie est enregistrée dans le Livre des Records de Limca. Le collège soumettra les données pertinentes, les déclarations des témoins et la vidéo de l'événement aux autorités Guinness.
*Résolution à l'aveugle : Le record de résolution à l'aveugle est détenu par le Chinois Kaijun Lin (林恺俊), qui a résolu un cube les yeux bandés en 21,05 secondes (mémorisation comprise) lors du Championnat de Chine 2015.
*Résolution multiple à l'aveugle : le record est détenu par le Polonais Marcin Kowalczyk, qui a réussi à résoudre 41 des 41 cubes avec les yeux bandés lors du SLS Swierklany 2013.
*Moins de coups résolus : l'Américain Tim Wong détient le record de 19 coups établi à l'Irvine Fall 2015.
*Résolution non humaine : le record de temps non humain actuel concerne Sub1, un robot fabriqué par Adam Beer, économiste et ingénieur industriel. Une vidéo YouTube montre un temps de résolution de 0,887 seconde en utilisant un Arduino avec l'algorithme Kociemba. Le prochain record est de 3,25 secondes, établi par CubeStormer III, un robot construit à l'aide de Lego Mindstorms et d'un Samsung Galaxy S4. Cela bat les 5,27 secondes précédentes, établies par CubeStormer II, un robot construit à l'aide de Lego Mindstorms et d'un Samsung Galaxy S2. Cela avait à son tour battu le précédent record de 10,69 secondes, atteint par les étudiants de dernière année en informatique de l'Université de technologie de Swinburne à Melbourne, en Australie, en 2011.
*Résolution du cube physique n × n × n d'ordre le plus élevé : Kenneth Brandon a résolu le "Rubik's Cube" 17 × 17 × 17 en un total de 7,5 heures.
Top 10 des solveurs
Variantes
Fichier : Variantes du Rubik's Cube.jpg|thumb|250px|alt=Variantes du Rubik's Cube|Variations des Rubik's Cubes. Rangée du haut : V-Cube 7, Professor's Cube, V-Cube 6. Rangée du bas : Rubik's Revenge, Rubik's Cube original, Pocket Cube. Cliquer sur un cube dans l'image sera redirigé vers la page du cube correspondant.
par défaut aucun
poly 964 370 1082 448 1065 545 970 622 865 545 875 445 Cube de poche
poly 620 370 844 363 862 536 850 680 628 682 Rubik's Cube
poly 455 280 570 440 580 605 355 705 255 530 220 363 La vengeance de Rubik
poly 540 75 780 90 780 225 760 360 620 365 605 420 560 420 505 340 500 235 Cube du Professeur
poly 890 50 1125 90 1065 420 1040 420 965 365 930 390 850 380 845 365 830 360 840 205 V-Cube 6
poly 255 50 320 90 405 225 420 290 210 360 230 460 210 465 150 410 90 320 60 240 45 155 120 100 190 70 V-Cube 7
Il existe différentes variantes de Rubik's Cubes avec jusqu'à dix-sept couches : le 2×2×2 (Pocket/Mini Cube), le cube standard 3×3×3, le 4×4×4 (Rubik's Revenge/Master Cube) et le 5 × 5 × 5 (Professor's Cube), le 6 × 6 × 6 (V-Cube 6) et 7 × 7 × 7 (V-Cube 7). Le cube 17 × 17 × 17 « Over The Top » (disponible fin 2011) est actuellement le cube le plus grand (et le plus cher, coûtant plus de mille dollars) vendu dans le commerce. Une conception fonctionnelle pour un cube 22 × 22 × 22 existe et a été démontrée en janvier 2016. Le fabricant chinois ShengShou produit des cubes de toutes les tailles, de 2 × 2 × 2 à 10 × 10 × 10 (fin 2013).
Des cubes physiques sans licence mesurant jusqu'à 13 × 13 × 13, basés sur les brevets V-Cube, sont disponibles dans le commerce sur le marché de masse vers 2015 en Chine ; ceux-ci représentent à peu près la limite de la praticité dans le but de « résoudre rapidement » de manière compétitive (à mesure que les cubes deviennent de plus en plus disgracieux et que les temps de résolution augmentent de façon quadratique). Ces cubes sont illégaux (même en Chine) car ils violent les brevets de Panagiotis Verdes ; cependant, certains pays n'appliquent pas strictement le droit des brevets, ce qui conduit à leur disponibilité générale. En outre, certaines entreprises chinoises ont produit des cubes 3 × 3 × 3 avec des variations du mécanisme d'origine qui, bien que juridiquement controversées, sont généralement considérées comme bien supérieures pour le speedcubing compétitif.
Il existe de nombreuses variantes du cube original, dont certaines sont réalisées par Rubik. Les produits mécaniques incluent Rubik's Magic, 360 et Twist. En outre, des appareils électroniques comme le Rubik's Revolution et le Slide ont également été inspirés par l'original. L'une des variantes les plus récentes du cube 3 × 3 × 3 est le Rubik's TouchCube. En faisant glisser un doigt sur ses faces, ses motifs de lumières colorées tournent de la même manière qu'ils le feraient sur un cube mécanique. Le TouchCube dispose également de boutons pour les astuces et l'auto-résolution, et comprend un support de chargement. Le TouchCube a été présenté à l'American International Toy Fair à New York le 15 février 2009.
Le Cube a inspiré toute une catégorie de puzzles similaires, communément appelés puzzles sinueux, qui comprennent les cubes de différentes tailles mentionnés ci-dessus ainsi que diverses autres formes géométriques. Certaines de ces formes incluent le tétraèdre (Pyraminx), l'octaèdre (Skewb Diamond), le dodécaèdre (Megaminx), l'icosaèdre (Dogic). Il existe également des puzzles qui changent de forme comme Rubik's Snake et Square One.
En 2011, Guinness World Records a attribué le « cube magique Rubiks de la plus grande commande » à un cube 17 × 17 × 17, fabriqué par Oskar van Deventer.
Depuis 2015, avec la production en série de l'Icosaix, les cinq solides platoniques analogues au Rubik's cube (face tournante avec coupes à un tiers du bord) sont devenus disponibles. Outre le Rubik's cube, le tétraèdre est disponible sous le nom de Pyraminx, l'octaèdre sous le nom d'Octaèdre tournant le visage, le dodécaèdre sous le nom de Megaminx et l'icosaèdre sous le nom d'Icosaix.
Des puzzles sur mesure
Des puzzles ont été construits qui ressemblent au Rubik's Cube ou sont basés sur son fonctionnement interne. Par exemple, un cuboïde est un puzzle basé sur le Rubik's Cube, mais avec des dimensions fonctionnelles différentes, telles que 2×2×4, 2×3×4 et 3×3×5. De nombreux cuboïdes sont basés sur des mécanismes 4×4×4 ou 5×5×5, via la construction d'extensions plastiques ou en modifiant directement le mécanisme lui-même.
Certains puzzles personnalisés ne sont dérivés d'aucun