Najszybciej ułożona kostka Rubika 3x3x3 przez robota – rekord Guinnessa

Wydawać by się mogło, że w tej kategorii już nie da się ustanowić lepszego czasu. Maniacy technologii osiągnęli w końcu to na czym im najbardziej zależało – zbudowali robota, który potrafi ułożyć kostkę Rubika znacznie szybciej niż człowiek.

Aktualny rekord Guinnessa

Matthew Patrohay, Junpei Ota, Aden Hurd i Alex Berta, 2025

W świecie współczesnej technologii granica między tym, co możliwe, a tym, co wydaje się magią, staje się coraz cieńsza. Najlepszym dowodem na to jest wyczyn czwórki studentów z USA, którzy skonstruowali maszynę potrafiącą rozwiązać jedną z najsłynniejszych łamigłówek świata w czasie krótszym niż mrugnięcie ludzkiego oka.

Nowy rekord Guinnessa w kategorii „Najszybciej ułożona kostka Rubika 3x3x3 przez robota” wynosi zaledwie 0,103 sekundy. Wynik został ustanowiony 21 kwietnia 2025 roku przez zespół utalentowanych studentów w składzie: Matthew Patrohay, Junpei Ota, Aden Hurd oraz Alex Bert.

Dla porównania, mrugnięcie okiem zajmuje człowiekowi od 0,1 do 0,4 sekundy, co oznacza, że maszyna potrafi ułożyć kostkę, zanim obserwator zdąży zarejestrować jakikolwiek ruch.

Stworzenie robota zdolnego do tak błyskawicznej operacji wymagało od młodych inżynierów rozwiązania szeregu problemów mechanicznych i informatycznych.

Proces bicia rekordu dzieli się na kilka kluczowych faz. System kamer o wysokiej częstotliwości odświeżania skanuje układ kolorów na wszystkich ściankach kostki. Algorytm w ułamku sekundy wyznacza najbardziej optymalną ścieżkę do ułożenia łamigłówki (zazwyczaj wymagającą około 20 ruchów). Silniki muszą obrócić ścianki kostki z ogromną prędkością i precyzją, aby uniknąć zablokowania mechanizmu lub jego fizycznego zniszczenia pod wpływem przeciążeń.

Maszyna zbudowana przez Patrohaya, Otę, Hurda i Bertę przesuwa granice tego, co mechanicznie wykonalne, zbliżając się do punktu, w którym dalsze przyspieszenie mogłoby spowodować dezintegrację samej kostki Rubika podczas obrotów.

Poprzednie rekordy Guinnessa

Component Production Engineering Center i Mitsubishi Electric Corporation, 2024

25 maja 2024 roku inżynierowie z Mitsubishi Electric Corporation udowodnili, że w świecie precyzyjnej automatyki granice są po to, by je przesuwać. Ich robot, nazwany TOKUFASTbot, pobił rekord Guinnessa w kategorii „Najszybciej ułożona kostka Rubika 3x3x3 przez robota”, osiągając czas 0,305 sekundy.

Sukces TOKUFASTbota nie byłby możliwy bez wykorzystania zaawansowanych technologii, które Mitsubishi Electric stosuje na co dzień w przemyśle. Robot został zaprojektowany przez zespół z Component Production Engineering Center.

Znaczenie miały kluczowe elementy, które pozwoliły na osiągnięcie tak ekstremalnej prędkości. Wykorzystano autorskie silniki i wzmacniacze, które pozwalają na błyskawiczne przyspieszanie i hamowanie. Mechanizm potrafi wykonać obrót o 90 stopni w zaledwie 0,009 sekundy. Zastosowanie zaawansowanej technologii pozycjonowania pozwoliło na idealną synchronizację sześciu silników, co jest kluczowe, aby kostka nie rozpadła się pod wpływem ogromnych przeciążeń.

Robot wykorzystał algorytmy przetwarzania sygnałów oparte na sztucznej inteligencji (AI), aby błyskawicznie odróżnić kolory na ściankach kostki, nawet przy zmieniającym się oświetleniu czy odblaskach.

Głównym problemem, z jakim mierzyli się inżynierowie, nie była sama szybkość obliczeń, ale wytrzymałość mechaniczna kostki. Przy tak ogromnych przyspieszeniach standardowe kostki Rubika potrafiły się zacinać lub dosłownie eksplodować w chwytakach robota. Zespół musiał precyzyjnie dostroić moment obrotowy i czas reakcji, aby ruch był płynny, a jednocześnie bardzo szybki.

Choć układanie kostki Rubika wydaje się zabawą, dla Mitsubishi Electric był to poligon doświadczalny. Celem było zademonstrowanie możliwości ich systemów sterowania i silników, które są używane w fabrykach na całym świecie – np. w maszynach do montażu elektroniki, gdzie szybkość i precyzja decydują o wydajności produkcji.

Tokuji Tada, jeden z głównych inżynierów projektu, podkreślił, że rekord ten jest dowodem na to, iż japońska technologia potrafi sprostać najbardziej ekstremalnym wyzwaniom inżynieryjnym, łącząc szybkość z niespotykaną dokładnością.

Ben Katz i Jared Di Carlo, 2018

Dwóch studentów z Massachusetts Institute of Technology (MIT) – Ben Katz oraz Jared Di Carlo – udowodniło, że dzięki lepszemu doborowi komponentów i autorskiemu sterowaniu można zbić rekord Guinnessa w kategorii „Najszybciej ułożona kostka Rubika 3x3x3 przez robota” o niemal połowę. W marcu 2018 roku ich robot ułożył kostkę w czasie 0,38 sekundy.

Katz i Di Carlo, analizując nagrania poprzednich rekordzistów, doszli do wniosku, że używane dotąd silniki nie wykorzystują pełni potencjału technologii. Spotkali się w MITERS – studenckiej przestrzeni dla hakerów i majsterkowiczów – i postanowili zbudować swoją maszynę.

Podział ról był jasny: Ben Katz zajął się stroną sprzętową, a Jared Di Carlo oprogramowaniem. Zespół zrezygnował ze standardowych rozwiązań na rzecz silników o wysokim momencie obrotowym (używanych m.in. w zaawansowanych dronach).  Robot został wyposażony w parę kamer internetowych skierowanych na kostkę. Jared napisał oprogramowanie, które błyskawicznie identyfikowało kolory każdego elementu, aby określić stan początkowy łamigłówki.

Wynik 0,38 sekundy oznaczał, że robot z MIT był ponad dziesięciokrotnie szybszy od człowieka. Studenci podkreślali, że sukces był możliwy dzięki połączeniu unikalnych kompetencji – wiedzy z zakresu robotyki bionicznej (Katz) oraz inżynierii elektrycznej i informatyki (Di Carlo).

Oglądaliśmy filmy z poprzednimi robotami i zauważyliśmy, że silniki nie były najszybszymi, jakich można było użyć. Pomyśleliśmy, że możemy zrobić to lepiej dzięki ulepszonym silnikom i sterowaniu – powiedział Jared Di Carlo.

Albert Beer, 2016

9 listopada 2016 roku pojawiła się ulepszona wersja maszyny „Sub1”, która wcześniej w tym samym roku zanotowała czas 0,887 sekundy. Nowy wynik Alberta Beera – 0,637 s – oznaczał skrócenie czasu o ponad 25%.

Kluczową zmianą w wersji „Reloaded” było zastosowanie zaawansowanego procesora przemysłowego. Zastosowano płytkę opartą na układzie Infineon AURIX (kompatybilną ze środowiskiem Arduino). Są to procesory wykorzystywane m.in. w systemach wspomagania kierowcy (ADAS) w motoryzacji, gdzie czas reakcji musi być liczony w milisekundach, aby zapewnić bezpieczeństwo.

Za fizyczne obracanie ścianek odpowiadało sześć wysokowydajnych silników krokowych. Musiały one działać z ogromnym przyspieszeniem, aby wykonać całą sekwencję ruchów w czasie znacznie krótszym niż sekunda, nie niszcząc przy tym samej kostki.

Rekord Sub1 Reloaded utrzymał się jako oficjalny wynik Guinnessa przez ponad rok, zanim został pobity w 2018 roku przez konstrukcję studentów z MIT (0,38 s).

Albert Beer, 2016

Robot stworzony przez Alberta Beera – Sub1 – pobił rekord Guinnessa w kategorii „Najszybciej ułożona kostka Rubika 3x3x3 przez robota”. 23 stycznia 2016 roku maszyna osiągnęła czas 0,887 sekundy.

Próba odbyła się w sklepie Cubikon w Monachium. Wynik Beera pobił poprzedni rekord (0,9 sekundy), należący do Jaya Flatlanda i Paula Rose’a, o zaledwie kilka setnych części sekundy. Aby uzmysłowić sobie skalę tego osiągnięcia, warto zestawić go z rekordem człowieka – w tamtym czasie najszybszym speedcuberem był nastolatek Lucas Etter, który ułożył kostkę w 4,904 sekundy.

Podczas próby dwie kamery rejestrowały układ wszystkich sześciu ścianek kostki (osłony kamer były usuwane tuż przed startem stopera). Komputer wykorzystał ekstremalnie szybką implementację algorytmu dwufazowego Herberta Kociemby (stworzoną przez Tomasa Rokickiego), aby wyznaczyć optymalną ścieżkę ułożenia. Mikrokontroler kompatybilny z Arduino koordynował pracę sześciu wysokowydajnych silników krokowych, które wykonały sekwencję 20 ruchów w czasie krótszym niż jedna sekunda.

Jeszcze do października 2015 roku rekord należał do robota Cubestormer 3 (3,253 s). Następnie pałeczkę przejął Zackary Gromko (2,39 s), by w końcu walka przeniosła się w obszar poniżej jednej sekundy.

Zackary Gromko, 2015

15 października 2015 roku Zackary Gromko udowodnił, że pasja do robotyki może zaowocować rekordowym wynikiem w kategorii „Najszybciej ułożona kostka Rubika 3x3x3 przez robota”. Choć w tamtym czasie rekordy oscylowały wokół kilku sekund, jego maszyna zdołała ułożyć kostkę 3x3x3 w zaledwie 2,39 sekundy.

Robot skanował kostkę za pomocą dwóch kamer, które przesyłały obraz do komputera stacjonarnego. Komputer automatycznie generował rozwiązanie. Zack podkreślał, że podczas gdy najlepsze ludzkie metody wymagają około 60 ruchów, każdą kostkę można ułożyć w mniej niż 20 ruchach. Kostka była obracana przez sześć ramion (po jednym na każdą ściankę), które napędzały precyzyjne silniki.

Zack zbudował robota, ponieważ uważał, że sam zbyt wolno układa łamigłówkę. Jak sam przyznał:

Zrobiłem to wyłącznie dlatego, że to jest to, co kocham robić.

David Gilday i Mike Dobson, 2014

Prezentując światu słynnego CubeStormera 2 (listopad 2011), który z popularną zagadką logiczną radził sobie w 5,27 s. (rekord człowieka to 5,55 s.) angielscy inżynierowie,  David Gilday i Mike Dobson wiedzieli, że nie będzie to ich ostatnie słowo. Zaledwie dwa i pół roku później z ich warsztatu wyszedł następca  CubeStormera 2, CubeStormer 3, którego czas jest aż o 2 sekundy lepszy!

Robot do układania kostki Rubika pracuje pod kontrolą 8-rdzeniowego Samsunga Galaxy S4. CubeStormer 3 uruchamiany jest za pomocą 4 wydajnych rdzeni ARM Cortex-A15 i 4 słabszych Cortex-A7. Każdy z nich zarządza swoim własnym siłownikiem z zestawu LEGO Mindstorms. W skrócie polega to na analizowaniu pozycji, w jakiej znajduje się kostka, generowaniu rozwiązania w maksymalnie 20 ruchach oraz wysyłanie instrukcji kroków do robota.

15 marca 2014 roku robot CubeStormer 3 ustanowił rekord Guinnessa, ponieważ potrafi ułożyć kostkę Rubika w 3,253 s.

Nieoficjalny rekord świata

Uniwersytet w Swinburne, 2012

Jeden z pierwszych robotów radzących sobie z rozwiązywaniem kostki Rubika w mniej niż minutę zbudowali studenci z Uniwersytetu w Swinburne w Australii. Ich „Ruby” powstał w ramach pracy licencjackiej i potrafił ułożyć zabawkę w 10,69 sekund. Jego praca polegała na skanowaniu nieułożonej jeszcze zabawki przy użyciu kamer internetowych. Następnie zdjęcia były analizowane przez specjalne oprogramowanie, które opracowywało najkrótszą metodę ułożenia kostki.

Dla porównania, o czym wspominaliśmy już wcześniej, najszybszy czas w układaniu kostki Rubika, osiągnięty przez człowieka wynosi 5,55 sek. Rekord należy do nastolatka imieniem Mats Valk, który ustanowił go w Belgii w marcu ubiegłego roku. Co ciekawe w pierwszej piątce osób najszybciej rozwiązujących kostkę Rubika znajduje się także Polak, Michał Pieskowicz, który podczas zawodów w Grudziądzu osiągnął czas 6,11 s.