再次刷新金氏世界紀錄!這個德國機器人復原魔術方塊只用了0.637秒
再次刷新金氏世界紀錄!這個德國機器人復原魔術方塊只用了0.637秒
2017.03.13 | AI與大數據

只要把眼睛挪開一秒,你就會錯過這歷史性的一刻:

全球領先的半導體製造商英飛凌(Infineon)推出了一台世界上最強大的微型計算器——「Sub 1 Reloaded」。

在德國慕尼黑電子展上,Sub 1 Reloaded僅用了0.637秒便復原了一個三階魔術方塊,並打破了自己先前創下的0.887秒金氏世界紀錄。

此前,人類的最高紀錄是由一名14歲男孩Feliks Zemdegs創下的4.73秒。

要知道,一個普通的三階魔術方塊的組合變化總數約為4.3 X10^19個,若將這個數量的標準大小魔術方塊鋪滿地球表面,可以累積275層,每層厚度約20公尺。

一個普通的三階魔術方塊組合數量卻很驚人。
圖/ 36氪

為何Sub1 Reloaded功能如此強大?是因為其內部含有許多微晶片,這些晶片就像電子版的神經、大腦、肌肉一般組成了一個完整的Sub1 Reloaded機器人。

只要按下按鈕,Sub1 Reloaded就會自動進入復原魔術方塊模式。
圖/ 36 氪

首先,傳感器上的百葉窗被打開,電腦透過傳感器掃描圖像,這樣可以偵測魔術方塊是如何被打亂的。

其次,機器人的「大腦」微晶片透過演算法,在不到0.15毫秒的時間內得出最快的復原方式。

此後,機器人透過半導體微控制器將指令傳輸給六個機器臂,並由機器臂快速轉動魔術方塊,完成對魔術方塊的復原。

為了使轉動時間保持最小,設計Sub1 Reloaded的工程師Albert Breer特意製造了一個「速度立方體」,用以減少移動零件產生的摩擦力。

內置的微控制器使Sub 1 Reloaded能做出最少反應。
圖/ 36 氪

從以上步驟可以看出,最關鍵的環節便是最後一步——利用微控制器指導機器人復原魔術方塊。

Sub1 Reloaded運用了英飛凌生產的微控制器。這個微控制器與無人車輔助駕駛系統中的控制器很相似,都能使機器能做出「最少反應」 (minimal reaction times)。

事實上,「最少反應」在自動駕駛中的作用比在復原魔術方塊中的作用更大。

高速率數據處理對於保證汽車的時鐘頻率實時處於200 MHz來說是必不可少的。因為只有具備了200 MHz的時鐘頻率,一輛車才能安全而順利地在某個障礙物前成功剎車。

因此,這個機器人在魔術方塊上的大獲成功,也會為工程師們改良自動駕駛技術以及晶片處理技術帶來一定的啟發。

魔術方塊之父厄爾諾·魯比克。
圖/ 36 氪

42年前匈牙利教授厄爾諾·魯比克發明魔術方塊時,絕對想不到在短短1秒內便能復原魔術方塊。

值得一提的是,當初魯比克發明魔術方塊,僅僅是作為一種幫助學生增強空間思維能力的教學工具。但要使那些小方塊可以隨意轉動而不散開,不僅是個機械難題,還牽涉到木製的軸心、座和榫頭等。

直到魔術方塊在手時,他將魔術方塊轉了幾下後,才發現如何把混亂的顏色方塊復原竟是個有趣而且困難的問題。因此,魯比克決心大量生產這種玩具。魔術方塊在發明後不久就風靡世界。

除了對教育行業帶來深遠影響,魔術方塊也對科學研究產生了巨大推動力。截至目前,晶體學、晶體電子衍射、夸克以及基因學等多個領域的模型構建都曾藉鑑過三階魔術方塊。

而現在,你會發現,人工智慧技術的很多應用場景中也有了「魔術方塊」的身影。

本文授權轉載自:36 氪

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總統科學獎揭曉!梁賡義院士、葉均蔚院士用創新與堅持,寫下臺灣科學光輝新頁
總統科學獎揭曉!梁賡義院士、葉均蔚院士用創新與堅持,寫下臺灣科學光輝新頁

【總統科學獎】宗旨在於提升臺灣在國際學術界之地位,獎勵數理科學、生命科學、人文及社會科學、工程科學在國際學術研究上具創新性且貢獻卓著之學者,尤以對臺灣社會有重大貢獻之基礎學術研究人才為優先獎勵對象。

2025年11月11日,總統科學獎頒獎典禮於總統府正式舉行。2001年設立、每2年頒發1次的總統科學獎,今年已邁入第13屆,本屆的2位獲獎者,分別是生命科學組的院士梁賡義、工程科學組的院士葉均蔚。2位臺灣的科研泰斗,不僅全心全意投入創新,更樹立了典範,成為所有科研人員的榜樣。

總統賴清德在致詞時,引用諾貝爾和平獎得主曼德拉(Nelson Mandela)的話指出:「在事情完成之前,一切都看似不可能。這說明了2位院士的故事,他們對未知世界保持熱情、好奇,認真從基礎研究做起,並堅持努力到最後一刻,成功終將屬於他們。」

2025年總統科學獎得主,生命科學組 梁賡義 院士(右)、工程科學組 葉均蔚 院士(左)。
2025年總統科學獎得主,生命科學組 梁賡義 院士(右)、工程科學組 葉均蔚 院士(左)。
圖/ 數位時代

梁院士開創廣義估計方程式 ,加速新藥問世,造福千萬病患

從數學跨足生物統計、再投身高等教育與國家衛生的梁院士,從小就喜歡數學的嚴謹,在美國華盛頓大學攻讀博士期間,因為接觸到當時炙手可熱的「存活分析」,進而對生物統計產生興趣,「投入『生物統計』是條不歸路,因為我發現,統計工具的發展,可以對人類健康有間接幫助。」後來,他前往美國約翰霍普金斯大學任教,又與同事Scott Zeger研發出新的統計方法「廣義估計方程式」,突破了傳統分析方法必須假設所有樣本獨立的侷限,讓長期追蹤資料的解讀更嚴謹,也成為全球健康研究不可或缺的工具。

梁院士研究做得出色,卻不只將心力擺在學術上,他更心心念念著臺灣的發展,持續關心高等教育、國家衛生等領域。他在美國任教的28年間,幾乎年年暑假,都返國舉辦研討會,分享國際生物統計和流行病學的新知。2010年,他乾脆辭去教職,回臺擔任國立陽明大學校長,將陽明大學打造成醫學、人文並重的全人大學。

數位時代
賴總統親自頒發「2025年總統科學獎」殊榮予梁院士。
圖/ 數位時代

2017年,他又接下國家衛生研究院院長一職,並在新冠肺炎爆發期間,擔任中央流行疫情指揮中心研發組組長,與阿斯特捷利康(AstraZeneca)簽約,採購1千萬劑疫苗,完成防疫任務,「所以獲得總統科學獎,不僅是個人的榮耀,更是國家對全人教育的推動、公共衛生實踐,以及任務導向的研究重要性的肯定。能在其中有一些貢獻,我深感榮幸。」

高熵合金之父葉院士,堅持不懈打破材料學定律

被譽為「高熵合金之父」的葉院士,打破材料學界以1~2種主元素為基底的傳統,開創出能讓數十種元素混合的「高熵合金」,為元素週期表注入嶄新生命力,在半導體、智慧機械、綠能科技、國防與生醫等領域帶來突破性的應用。過去合金多以單一金屬為主,再加入少量元素微調性質,金屬種類愈多反而愈脆、延展性與硬度下降,使應用受限;然而高熵合金卻反其道而行,以4、5種以上金屬融合,展現出更佳的延展性、耐腐蝕性與硬度,重新定義合金的可能性。

令人驚訝的是,30年前葉院士提出高熵合金構想時,曾被質疑「觀念錯誤、毫無可能」。他不畏質疑,透過紮實的實驗與論證,於2004年一口氣發表5篇高熵材料論文,為高熵合金命名、定義並奠定理論基礎,後續更平均每年發表逾10篇研究,提出高熵效應、嚴重晶格扭曲效應、緩慢擴散效應與雞尾酒效應等核心概念,開創全新的材料科學典範。

數位時代
賴總統親自頒發「2025年總統科學獎」殊榮予葉院士。
圖/ 數位時代

如今,高熵合金不只在學界掀起熱潮,更成功落地產業。「學以致用非常重要!」葉院士強調,學術研究不該停留在象牙塔,而應投入產業、協助解決關鍵瓶頸。他不僅與國立清華大學共同成立「高熵材料研發中心」,也創辦全球首家高熵材料公司,推動技術轉移與產業升級,讓高熵合金真正走向世界舞臺。

所有總統科學獎得獎人的科學成就及重要貢獻,不僅提升臺灣學術聲譽及國際競爭力,對於增進人類生活福祉更有深遠的影響,實為臺灣學術界的最高典範。而本屆梁院士、葉院士2位得獎人終身投入科學探索、人才培育的成果,嘉惠了整個社會,更成就跨世代的深遠影響,為臺灣科學寫下光輝一頁。

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