Sau hơn mười năm giữ vững vị thế, kỷ lục thế giới về tốc độ giải khối rubik 4x4 bằng robot đã chính thức bị xô đổ. Cột mốc mới này được thiết lập bởi Matthew Pidden và Thomas Pidden, hai anh em đến từ vương quốc Anh, với một cỗ máy sở hữu khả năng tính toán và vận động ở mức độ cực kỳ chính xác. Thành tựu này không chỉ đơn thuần là một con số về mặt thời gian, mà còn là kết quả của sự giao thoa giữa niềm đam mê thời thơ ấu và trình độ kỹ thuật hiện đại.
Dự án đầy tham vọng này bắt nguồn từ đồ án tốt nghiệp đại học của Matthew Pidden tại đại học Bristol. Matthew, người vốn có tình yêu mãnh liệt với những khối Rubik từ nhỏ và có chuyên môn về khoa học máy tính, đã nhận thấy đây là cơ hội lý tưởng để kết hợp hai lĩnh vực mình yêu thích. Anh chia sẻ rằng việc biến một trò chơi trí tuệ thành một bài toán cho robot là một sự tiến triển tự nhiên trong quá trình học tập và nghiên cứu.
Để hiện thực hóa ý tưởng này, Matthew đã hợp tác cùng anh trai mình là Thomas Pidden. Sự phân chia vai trò trong dự án diễn ra rất rõ ràng và hiệu quả. Matthew chịu trách nhiệm chính về phần "linh hồn" của robot - đó là hệ thống điều khiển và phần mềm. Anh đã phát triển các thuật toán phức tạp, cho phép hệ thống phân tích hình ảnh của khối rubik, nhận diện vị trí các ô màu và ngay lập tức tính toán ra trình tự các bước di chuyển tối ưu nhất để đưa khối rubik về trạng thái hoàn thành.
Trong khi đó, Thomas Pidden phụ trách phần "thể xác" của cỗ máy. Anh đã ứng dụng công nghệ in 3D để thiết kế và sản xuất phần lớn các bộ phận cơ khí. Việc sử dụng in 3D không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn cho phép Thomas tự do sáng tạo và tối ưu hóa các chi tiết máy theo ý muốn, đảm bảo robot có trọng lượng nhẹ nhưng vẫn đạt độ bền và sự linh hoạt cần thiết.
Về cấu trúc vận hành, robot được xây dựng dựa trên một khung trung tâm vững chắc để giữ cố định khối rubik 4x4. Bao quanh khung này là bốn cánh tay cơ khí được bố trí chiến lược. Mỗi cánh tay đảm nhận nhiệm vụ xoay các lớp khác nhau của khối rubik với độ chính xác tuyệt đối. Quy trình bắt đầu bằng việc quét toàn bộ các mặt của khối rubik để nhận diện hoa văn. Sau khi thuật toán đưa ra lời giải, bốn cánh tay sẽ thực hiện một loạt các thao tác xoay cực nhanh và mượt mà.
Trong buổi trình diễn chính thức dưới sự giám sát của tổ chức Kỷ lục Thế giới Guinness, robot đã vận hành không một lỗi nhỏ. Từng cánh tay phối hợp nhịp nhàng theo một kịch bản đã được lập trình sẵn, đưa các mặt màu về đúng vị trí chỉ trong vài chục giây. Kết quả cuối cùng là 45,3 giây - một con số ấn tượng khiến giới chuyên môn phải ngả mũ, bởi kỷ lục trước đó đã đứng vững trong suốt hơn một thập kỷ mà không có đối thủ nào vượt qua được.
Tuy nhiên, con đường đi đến vinh quang không hề trải đầy hoa hồng. Anh em nhà Pidden thừa nhận rằng họ đã phải trải qua nhiều lần thử nghiệm thất bại. Có những lúc robot vận hành chưa đủ nhanh, hoặc các cánh tay cơ khí chưa đạt được sự đồng bộ hoàn hảo. Chỉ sau rất nhiều lần tinh chỉnh, cải tiến phần mềm và nâng cấp linh kiện phần cứng, họ mới đạt được hiệu suất ổn định như hiện tại.
Thành công của Matthew và Thomas Pidden là một minh chứng điển hình cho sức mạnh của sự kiên trì và tư duy sáng tạo. Từ một thử nghiệm học thuật trong khuôn viên trường đại học, họ đã tạo ra một hệ thống robot tiên tiến tầm cỡ thế giới. Điều này không chỉ khẳng định vị thế của kỹ thuật robot vương quốc Anh mà còn mở ra nguồn cảm hứng cho các kỹ sư, lập trình viên trẻ tuổi trên toàn cầu. Nó cho thấy rằng, với công nghệ hiện đại như in 3D và thuật toán thông minh, con người có thể liên tục đẩy lùi các giới hạn và giải quyết những thách thức tưởng chừng như không thể một cách nhanh chóng và chính xác nhất.
Đức Khương
