L'impact des ordinateurs et de l'IA sur le Speedcubing

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Introduction

Les ordinateurs existent depuis longtemps maintenant, et le développement de l'intelligence artificielle a conduit à de nombreux progrès dans le domaine des mathématiques. La théorie des groupes était l'un de ces domaines de recherche, et le Rubik's cube était un problème fascinant dans ce domaine.

Le sculpteur hongrois Erno Rubik a inventé le Rubik's Cube en 1974. Depuis lors, il s'est transformé en un puzzle qui a dérouté de nombreux esprits et en a intrigué plus d'un pour trouver des méthodes permettant de le résoudre. Au fil des ans, de nombreuses personnes ont créé leurs propres méthodes et approches logiques pour résoudre le cube, comme Jessica Fridrich avec sa méthode CFOP, Gilles Roux avec sa méthode Roux, et bien d'autres personnes remarquables.

Erno Rubik

Pourquoi les ordinateurs ?

Naturellement, ces processus de recherche de méthodes pour résoudre le cube avaient leurs propres inefficacités, puisqu'ils ont été inventés par des humains et avaient des approches très logiques. Si on confiait la même tâche à un ordinateur, l'approche serait-elle la même ? Un ordinateur résoudrait-il un cube de 3x3 couches par couches ? Un ordinateur le résoudrait-il en utilisant la méthode de Roux ? Cette question a commencé à faire réfléchir les mathématiciens et les statisticiens du monde entier.Approche informatique pour résoudre le Rubik's Cube

Il est utile de noter qu'il existe plus de 43 quintillions de permutations possibles sur le 3x3, et que plus vous en saisissez, plus votre méthode de résolution sera approfondie. Il était donc évident qu'un ordinateur conçu pour cette application serait capable de le résoudre en beaucoup moins de coups, en utilisant des méthodes qui ne sembleraient que vagues et insensées aux humains.

La recherche

Ainsi, en 1981, la recherche a commencé, avec de nombreux ordinateurs dans le monde entier essayant de déterminer le nombre minimum de mouvements nécessaires pour résoudre un état aléatoire du Rubik's Cube. Initialement, ce nombre devait se situer entre 18 et 52, mais au fil du temps, grâce à environ 35 années-processeurs de temps d'inactivité informatique offertes par Google, le nombre s'est avéré être exactement 20, sans écart. Ce nombre a été appelé "le nombre de Dieu" et nous a donné la preuve rigoureuse que n'importe quel état du cube pouvait TOUJOURS être résolu en 20 coups ou moins.

Le Superflip, dont il est prouvé qu'il faut au moins 20 coups pour le résoudre.

Une fois que nous avons eu ce développement en 2010, nous avons compris que les ordinateurs pourraient être notre meilleure source et outil pour trouver de nouveaux algorithmes pour une myriade de cas différents ! Très vite, des outils publics et privés ont été développés à cette fin, et nous avons commencé à améliorer les algorithmes actuels en réduisant le nombre de coups et en améliorant leur efficacité.

Les utilisations

Cela a conduit à la création d'"algsets", qui sont des ensembles d'algorithmes permettant de résoudre une certaine partie du cube, d'une précision bien supérieure et d'une plus grande utilité. Par exemple, ZBLL est un de ces ensembles qui résout toute la dernière couche en utilisant un seul algorithme (après avoir orienté les arêtes). Il se compose de 493 algorithmes au total, développés par Zbigniew Zborowski et Ron van Bruchem. L'utilisation des ordinateurs et de la programmation pour trouver des algorithmes a été intensive tout au long du développement des algorithmes de cubing.

Un événement de la WCA ?

Un événement officiel de la WCA analogue à ce processus de recherche des solutions les plus courtes pour certains états du cube est le FMC (Fewest Moves Challenge), où chaque concurrent a une heure pour trouver la solution la plus courte possible à un scramble donné, au mieux de ses capacités. Le record du monde actuel est un impressionnant 16 coups, détenu par l'Italien Sebastiano Tronto ! Cela montre à quel point notre compréhension du cube a progressé depuis l'avènement des ordinateurs dans notre recherche de meilleures solutions, au point que même un humain est capable de trouver des solutions en moins de 20 coups !

Ce n'est pas tout !

Un autre aspect où les ordinateurs ont fait une grande différence est le scrambleTNoodle, par la génération WCA. Les scrambles sont des séquences de mouvements qui sont effectuées par tous les speedcubers lorsqu'ils s'entraînent et qui aboutissent à l'un des 43 quintillions d'états possibles. La génération de ces scrambles est faite par un logiciel, et mis ensemble dans des sites web de chronomètre en ligne comme cstimer.net et cubedesk.io. Pour les compétitions officielles, la WCA utilise un logiciel appelé TNoodle pour faire la même chose, et cela montre à quel point nous dépendons des ordinateurs pour générer des brouillages uniques et légaux !

Bien qu'il soit possible de brouiller un cube à la main, de trouver un algorithme par des essais fastidieux, de calculer le nombre de permutations sur le cube par les mathématiques et de trouver des méthodes pour résoudre le cube par soi-même, il est clair que l'implication des ordinateurs a eu un impact considérable sur le progrès du speedcubing aujourd'hui. C'est fascinant à voir, et c'est un exploit étonnant qui est maintenant accepté comme la norme dans le monde entier.

Le logiciel

La meilleure partie de tout cela est que la quasi-totalité du logiciel est open source et gratuit à utiliser, ce qui le rend encore plus convivial pour les cubers. Il est utile de noter que ceci ne couvre que la partie logicielle du speedcubing, puisque la partie matérielle liée à la fabrication et au traitement des cubes eux-mêmes est également réalisée par des ordinateurs qui ont été constamment améliorés pour servir les objectifs des speedcubes d'aujourd'hui.

Logiciel speed cube

Conclusion

Ainsi, nous voyons que les ordinateurs et l'amélioration de l'intelligence artificielle (IA) ont créé ensemble un écosystème, que ce soit en ligne ou hors ligne, pour une meilleure expérience de speedcubing pour tous. Ils ont apporté des changements qui rendent nos vies plus faciles et aident également à l'apprentissage et à l'amélioration de soi ! Avec l'avancement de la technologie, cela implique de nombreuses perspectives d'avenir pour le speedcubing, ce qui est tout aussi excitant que le speedcubing lui-même.