محتوای آموزشی و پژوهشی

آموزش ساخت روبیک 3*3

آشنایی با مکعب روبیک:

مکعب روبیک یک جورچین (پازل) مکانیکی است که در سال ۱۹۷۴ توسط یک مجسمه‌ساز و پروفسور معماری مجارستانی به نام ارنو روبیک ابداع شد. مکعب روبیک در چهار نوع مختلف وجود دارد: 2×۲×۲ که به مکعب جیبی معروف است،۳×۳×۳ رایجترین مکعب روبیک، ۴×۴×۴ که به انتقام روبیک معروف است و در آخر نوع ۵×۵×۵ یا مکعب حرفه‌ای. نوع ۳×۳×۳ آن که رایجترین آنهاست9 سطح مربع شکل در هر طرف دارد، در مجموع پنجاه و چهار سطح می‌شوند که به اندازه بیست و شش مکعب کوچک به هم چسبیده فضا را اشغال می‌کند. سطح مکعب روبیک را شش رنگ پوشانده‌ است، هر وجه یک رنگ. مخترع آن نام مکعب جادویی را برای آن انتخاب کرد که در سال ۱۹۸۰ با نام مکعب روبیک در جهان پخش شد و می‌توان گفت که پرفروش ترین اسباب بازی جهان است.

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 که متصل به مرکز می باشد و این برای آن است که به دیگر مکعب‌ها متصل شود 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 زاویه می باشد، هر قسمت (هر زاویه) دو یا سه رنگ متفاوت را نشان می‌دهد، بدینگونه که هیچگاه زاویه‌ای وجود ندارد که دو رنگ شبیه ( مثلا قرمز و قرمز ) را نشان دهد. در اغلب مکعب های روبیک رنگ قرمز در مقابل رنگ نارنجی است ، زرد مقابل سفید و سبز مقابل آبی. در مکعب معمولی(۳×۳×۳ ) روبیک امکان وجود (۸! × ۳۸−۱) × (۱۲! × ۲۱۲−۱)/۲ یا ۴۳٬۲۵۲٬۰۰۳٬۲۷۴٬۴۸۹٬۸۵۶٬۰۰۰ حالت متفاوت وجود دارد! آمار و ارقام زیادی در مورد این مکعب وجود دارد حتی رکوردهای متفاوت با حالت های متفاوت که نشان از محبوبیت آن دارد.

روش ساخت روبیک 3در3

اصطلاحات:

F: سطح جلویی       —      B: سطح پشتی          —     R: سطح راست
L: سطح چپی          —      U: سطح بالایی           —     D: سطح پایینی

یک حرف به تنهایی (مثلاً F ) یعنی سطح جلویی رو 90 درجه در جهت عقربه‌های ساعت (ساعت‌گرد) بچرخونین.
یک حرف به همراه اپوستروف (مثلاً ‘F ) 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 U’ L2 یعنی سطح راستی رو 90 درجه ساعت‌گرد سپس سطح بالایی رو 90 درجه پاد ساعت‌گرد و در آخر سطح چپی رو 180 درجه بچرخونید.

 

روش مرتب کردن مکعب روبیک

این روش حل براساس لایه‌بندی مکعب روبیک هست. اگه “مکعب ِ روبیک” رو به صورت افقی به 3 لایۀ مجزا تقسیم کنیم لایۀ بالایی که اول مرتب می شود را لایۀ اول، دومین لایه رو لایۀ میانی و لایۀ پایینی که آخر از همه مرتب میشود را لایۀ پایانی می‌نامیم. ما می‌خواهیم این لایه‌ها رو به ترتیب از بالا به پایین مرتب نماییم.
نکته : این نکته مهم هست که یک رنگ را به عنوان سطح بالایی انتخاب کنید و برای افزایش سرعت عملتان همیشه با آن کار کنید.معمولاً با رنگ ” سفید”  کار میکنند، چون خیلی به چشم می آید و لایه های بالایی هم راحت تر مرتب می شوند. توضیحات مطلب هم با فرض این هست که رنگ ” سفید ” به عنوان سطح بالایی انتخاب شده است . بعداً که دستتان راه افتاد می توانید از هر رنگی به عنوان سطح بالایی استفاده نمایید.

مرتب کردن لایۀ اول

مرتب کردن این لایه 2 مرحله دارد:
1- شکل دادن یک علامت جمع چهار طرفه تا لایه میانی
کافی است چهار  تا قسمت لبه‌ای در لایۀ اول ( لبه‌هایی که یه سمت آن ها سفید رنگ هست) رو سر جاهایشان قرار بدهید. فقط بدانید که آخر این مرحله باید مکعب روبیک شما باید کاملا شبیه شکل زیر باشد.

2- قرار دادن گوشه‌های لایۀ اول هر گوشه به صورت جداگانه
وقتی علامت جمع را شکل دادید برای تکمیل کردن لایۀ اول کافی است گوشه‌های این لایه رو به صورت تک تک در جای خودشان بگذارید. اول گوشه‌ها رو پیدا کنید. آن ها در یکی از لایه‌های اول یا آخر هستند چون  لایۀ میانی قطعۀ گوشه‌ای ندارد. این قسمت را بدون الگوریتم هم می توانید انجام بدهید.

چند نکته:

– بهتر است کار را با گوشه‌ای از لایۀ اول شروع کنید که در لایۀ آخر قرار دارد.
– اگر چند تا از گوشه‌های لایۀ اول در لایۀ آخر قرار داشتند کار را با گوشه‌ای شروع کنید که رنگ سفیدش به سمت پایین (روی سطح پایینی) نباشد.
– اگه گوشه‌ای در لایۀ اول قرار دارد ولی جایش اشتباه  یا برعکس هست، باید آن را به لایۀ آخر بیارید و دوباره سر جایش بگذارید .
در پایان این مرحله باید مکعب روبیک تان شبیه به شکل زیر باشد.

به قسمت های خاکستری کاری نداشته باشید . فقط رنگی ها را در نظر بگیرید.

لایه میانی

مرتب کردن این لایه تنها یک مرحله دارد:
1- قرار دادن لبه‌های لایۀ میانی (هر لبه به صورت جداگانه)
اول آن قسمت میانی که دارای دو رنگ در شکل آبی – قرمز است را به سمت خودتان بگیرید و برای انجام این مرحله از دو الگوریتم زیر استفاده کنید. البته برای هر قسمت باید یک دور الگوریتم ها را انجام بدهید.

تذکر: هنگام اجرای الگوریتم‌ها باید رنگ آبی به سمت خودتان (سطح جلویی شما) باشد.
آخر این مرحله باید 2 لایۀ بالایی مکعب روبیک تان مرتب شده باشد .

لایۀ آخر

اگر تا اکنون مراحل بالا را طی کرده باشید به این مرحله که حساس ترین مرحله است و کوچکترین اشتباهی منجر به دوباره انجام شدن مراحل قبلی می شود می رسید.
مرتب کردن لایۀ آخر چهار مرحله دارد:
توجه: اکنون مکعب روبیک را برعکس بگیرید به طوری که لایۀ آخر ( سطح زرد رنگ ) (رنگ مخالف رنگ آغازی شما (سفید )) در  سطح بالایی مکعب قرار بگیرد.

1- شکل دادن بصورت علامت جمع (+)
اکنون باید در سطح لایه آخر ( همان سطح زرد رنگ) لبه‌ها را طوری قرار بدهیم که تشکیل یک علامت مثبت(+) رو بدهند. شکل زیر حالت‌های متفاوتی که ممکن است به وجود بیاید را نشان می دهد.
نکته: در این شکل سه مکعب پایینی در  تصویر سطح جلویی شما محسوب می شود و در واقع شما  در این تصویر از بالا به “مکعب روبیک” نگاه می کنید. همچنین دقت کنید مهم نیست که (+)درست در جای خودش قرار بگیرد. مهم درست کردن علامت جمع است.

حالت اول حالتی هست که می‌خواهیم به آن برسیم.
در حالت دوم از الگوریتم ‘FURU’R’F و در حالت سوم از الگوریتم ‘FRUR’U’F استفاده کنید.
درحالت چهارم در حقیقت ترکیبی از حالت‌های 2 و 3 هست. در این حالت می توانید الگوریتم اول را اجرا کنید بعد یکی از حالت‌های 2 یا 3 به وجود می آید که با اجرای الگوریتم مناسب داده شده علامت جمع (+)را ایجاد کنید.

2- قرار دادن  چهار گوشه لایۀ آخر فقط در مکان خودشان
نکته: در این مرحله بدون درنظر گرفتن جهت قرار گرفتن هر گوشه‌ فقط آن‌ها را سر جایشان می گذاریم.

در این قسمت تنها 2 حالت ممکن است بوجود بیاید:
الف) دو گوشه نزدیک به هم نیاز به جابجایی داشته باشد. برای جابجایی آن‌ها مکعب روبیک را طوری می گیریم که دو گوشه‌ مورد نظر در سمت راست و بالای مکعب قرار بگیرن والگوریتم LU’R’UL’U’RU2 را اجرا می کنیم.
ب) گوشه‌های دور از هم (به صورت قطری) نیاز به جابجایی داشته باشد. در این حالت همان الگوریتم قبلی را دو مرتبه اجرا می کنیم.

3- مرتب کردن گوشه‌های لایۀ آخر
در این قسمت به جز حالت کاملا درست لایه زرد رنگ (مرتب بودن گوشه‌ها) هفت حالت مختلف دیگر وجود دارد که در شکل زیر آمده است.

در حالت اول الگوریتم    R’U’RU’R’U2RU2

درحالت دوم الگوریتم    RUR’URU2R’U2

و در حالات دیگر  ترکیبی از این 2 الگوریتم را استفاده می کنیم. اگر به غیر از دو حالت اول و دوم آمد شما باید با استفاده از یکی یا هر دو  الگوریتم داده شده و با کمی تجربه کاری کنید که یکی از این دو حالت بوجود بیاید.
4- مرتب کردن لبه‌های لایۀ آخر
در این قسمت هم به جز حالت درست (مرتب بودن کل مکعب) چهار حالت دیگر هم ممکن هست که در شکل زیر می‌بینید.

برای دوحالت اول الگوریتم   R2U’FB’R2F’BU’R2  را استفاده می کنیم.
در حالت‌های دیگر که احتمال بوجود آمدنشان یک دهم است با اجرای هر کدام از الگوریتم‌های بالا به یکی از حالت‌های اول و دوم می رسیم که با اجرای الگوریتم مناسب داده شده  لبه‌ها مرتب شده و مکعب روبیک کامل می شود.

 

نمایش بیشتر

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

7 + ده =

دکمه بازگشت به بالا