Zephyrnet-logotyp

Pussellösningsrobot har kul för dig

Datum:

Pussel är mycket roligt och att slutföra dem kräver en överraskande mängd problemlösningsförmåga som människor är unikt lämpade för. Med ett typiskt pussel fungerar den tryckta bilden som en nyckelreferens för att bestämma bitens plats. Men det finns speciella pussel som alla är enfärgade, vilket tvingar lösare att hitta bitarnas placering enbart baserat på kanternas unika form. Sådana pussel tar månader av försök och misstag att lösa - och det är för en människa. Bygg en robot för att lösa dessa enfärgade pussel är ganska utmaningen, men Shane Wightons ingenjörskunskaper klarade uppgiften.

Som Wighton säger, detta är framtiden och robotar ska kunna ha kul för oss. Men detta är fortfarande en ganska stor ingenjörsutmaning. För att förklara hur Wighton fick detta att fungera, börjar vi med den enklaste delen av ekvationen: rörelsesystemet. Roboten liknar en stor CNC-router och det är ganska nära vad den är i praktiken. Det robusta träbordet stöder ett CoreXY kinematiskt rörelsesystem, vilket möjliggör mycket snabb rörelse. Den kan plocka upp enskilda sticksågsbitar med hjälp av en vakuumsugeffektor som du hittar på en plock-och-place-maskin. Ett vakuumsugbord, som det som används för att hålla nere plywood på CNC-routrar, håller bitarna jag placerar efter att roboten tappat dem.

Det är mycket imponerande och det var enkelt jämfört med resten av roboten. För att den här roboten ska lösa pusslet måste den jämföra varje kant av varje bit med varje kant av varje andra bit. För ett 5,000 4 bitars pussel som detta, med 1.82 sidor på varje bit, blir resultatet cirka 1077337×4.2 jämförelser. Om roboten gjorde en jämförelse per sekund skulle det ta 1077319×3,000 gånger universums ålder för att slutföra jämförelserna. Wightons algoritm utför jämförelser mycket snabbare än en gång per sekund och tar förmodligen genvägar som att utelämna lösta kanter och bitar, men han uppskattar ändå att det skulle ta runt XNUMX XNUMX år att lösa pusslet. I sin nästa video planerar han att förbättra algoritmen och kommer då att gå in mer i detalj.

Tills dess är det värt att förstå hur roboten jämför bitar. Wighton designade ett magasin för roboten att ta tag i bitar. Den placerar sedan bitarna på ett bakgrundsbelyst fönster för att ta ett foto. En vanlig kamera skulle förvränga bilden och göra kantmåtten felaktiga, så Wighton använde en specialiserad (och mycket dyr) telecentrisk lins. Det objektivet producerar en bild som ser ut som om den var tagen på oändligt långt håll, och tar bort all förvrängning så att varje kant är perfekt vinkelrät mot bildens plan. Med den distorsionsfria bilden kunde Wighton använda datorseendeprogramvara för att upptäcka styckets kanter och samla in exakta mätningar för sin lösningsalgoritm.

För att visa det gjorde Wighton ett anpassat 45-bitars pussel. Roboten löste det pusslet framgångsrikt, men även detta lilla pussel tog ungefär en och en halv timme att slutföra. Tiden per ytterligare bit ökar exponentiellt, inte linjärt. För att se hur Wighton lyckas övervinna det överväldigande hindret, se till att fånga hans nästa video.

plats_img

Senaste intelligens

plats_img