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lunes, junio 8

Resolver el cubo de Rubik con una FPGA

Para quienes siempre os sentisteis atraídos por el problema del cubo de Rubik compartimos este artículo.

Para su proyecto final en la Universidad de Cornell, Alex Whiteway, Sungjoon Park y Rameez Qurashi, decidieron resolver el problema del cubo de Rubik usando para esto un chip conocido como FPGA, además de brazos robóticos para hacer girar el cubo en las posición correcta.


Primero hubo que resolver la parte mecánica del problema. El equipo usó un sistema de tres brazos robóticos que posicionan las caras izquierda, derecha y trasera, los cuales están todos relativos a la posición de una video cámara. Cuando el cubo se posiciona en los brazos robóticos, la cámara alimenta el FPGA donde se detectan las caras y los colores, el algoritmo que resuelve el problema y los servocontroles que le dan entonces instrucciones a los brazos.

El algoritmo de resolución es conocido desde hace mucho y ha sido implementado en otros robots que resuelven el cubo. Sin embargo, el equipo de estudiantes no usaron el algoritmo más eficiente, el Thistethwaite, el cual resuelve el cubo en 52 movimientos, mientras que el usado por ellos lo resuelve en 170 movimientos. Hay una razón para ello, el algoritmo Thistlewaite requiere de más memoria y tablas para ver valores.

Una vez que el cubo es escaneado, se calculan los movimientos correctos. Estos se mandan a los pines GPIO del FPGA. Cada cubo se resuelve en unos 3 minutos. Los estudiantes indican, sin embargo, que tuvieron dificultades para la precisión del escaneo, el cual se resolvió con buena iluminación y una mejor detección del cubo. Sin duda en este proyecto los involucrados aprendieron muchísimas técnicas. Un muy buen proyecto final. El código de su software, como las especificaciones de hardware están en código abierto.
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