S.A.R.C.A.S.M เครื่องแก้รูบิกอัตโนมัติที่ชวนหงุดหงิดนิดๆ

• S.A.R.C.A.S.M เป็นหุ่นยนต์ฐานพิมพ์ 3D ที่สแกนและแก้รูบิก พร้อมเสริมด้วยคอมเมนต์เสียงเชิงเสียดสี
• ใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ Teensy 4.1 และ ESP32-CAM สำหรับการมองเห็นภาพและการควบคุม
• ใช้ จอแสดงผล ILI9341 เพื่อสร้างกราฟิก 2D·3D, แอนิเมชัน และลิปซิงก์ พร้อมซิงก์ ไฟ RGBW กับเสียง
• สร้างเสียงพูดได้โดยตรงบนอุปกรณ์ด้วย TTS ที่อิง espeak-ng และมีชุดประโยคเชิงเสียดสีรวมอยู่ด้วย
• ต้องแก้ไขไฟล์คอร์ของ Teensy เพื่อให้โค้ดทั้งหมดพอดีกับ RAM และขณะนี้เปิดเผยไว้ในสถานะยังไม่เสร็จสมบูรณ์

---

ภาพรวมโปรเจกต์

• S.A.R.C.A.S.M (Slightly Annoying Rubik’s Cube Automatic Solving Machine) เป็นหุ่นยนต์ที่แก้รูบิกโดยอัตโนมัติ

  • ประกอบด้วยโครงสร้างฮาร์ดแวร์ที่ผลิตด้วยเครื่องพิมพ์ 3D และระบบควบคุมที่ใช้ Teensy
  • สแกนรูบิก คำนวณคำตอบ แล้วส่งเสียงตอบโต้เชิงเสียดสีระหว่างกระบวนการแก้

• ในรีโพซิทอรีมีทั้งโค้ดและแผนผังวงจร และมีข้อมูลเพิ่มเติมในเธรดฟอรัม Teensy

  • ลิงก์ฟอรัม: https://forum.pjrc.com/index.php/…

วิดีโอเดโม

• คลิปสั้น: https://youtube.com/shorts/Xer4mPZZH8E
• เดโมฉบับเต็ม: https://youtu.be/WV52RtuWXk0

ฮาร์ดแวร์และฟังก์ชันหลัก

• ใช้ Teensy 4.1 เป็นคอนโทรลเลอร์หลัก และใช้ ESP32-CAM สำหรับจับภาพ
• ใช้ จอแสดงผล ILI9341 เพื่อทำกราฟิก 2D และ 3D แบบคัสตอม, แอนิเมชัน และลิปซิงก์
• ควบคุมรูบิกด้วย สเต็ปเปอร์มอเตอร์และเซอร์โวมอเตอร์ และตรวจจับข้อผิดพลาดด้วย เซ็นเซอร์ตำแหน่ง
• ไฟ RGBW ซิงก์กับเสียงเพื่อสร้างเอฟเฟกต์ด้านภาพ
• สร้างเสียงบนอุปกรณ์ด้วย TTS ที่อิง espeak-ng และมีชุดประโยคเชิงเสียดสีรวมอยู่ด้วย

คำแนะนำการแก้ไขโค้ด

• ต้องแก้ไขไฟล์คอร์ของ Teensy เพื่อให้โค้ดทั้งหมดพอดีกับ RAM
  • ในไฟล์ cores/teensy4/usb_serial.c และ cores/teensy4/usb_serial2.c
    ต้องลบแอตทริบิวต์ DMAMEM ที่อยู่หน้าการประกาศอาร์เรย์ txbuffer[] และ rx_buffer[]

ข้อควรระวัง

• ขณะนี้โปรเจกต์ยังเป็นงานที่กำลังพัฒนาอยู่ และสถานะของรีโพซิทอรีก็ยังไม่เป็นระเบียบและไม่สมบูรณ์
• มีความเป็นไปได้ว่าสถานะนี้จะคงอยู่ต่อไปจนกว่านักพัฒนาจะมีเวลา

[GN⁺]

ความคิดเห็นจาก Hacker News

• เมื่อหลายปีก่อนฉันเคยสร้าง Cubotino ด้วยตัวเอง โครงสร้างคล้ายกันและอัปโหลดไว้ใน GitHub repository
  ใช้ Raspberry Pi 2 W และมันทำงานได้ดีในการสับและแก้คิวบ์ 3x3x3 ด้วยเซอร์โวมอเตอร์เพียงสองตัว
• สวัสดีทุกคน ฉันคือผู้สร้าง SARCASM ขอบคุณ OP ที่นำมาแชร์
  ฉันทุ่มเวลาไปกับการสร้างมันมาก แต่ก็เป็นงานที่สนุกจริง ๆ และก็ดีใจที่เห็นคนอื่นสนุกไปกับมัน
  ฉันสรุปรายละเอียดเกี่ยวกับฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ไว้ใน โพสต์บนฟอรัม Teensy
  • เจ๋งมาก ทำให้นึกถึงตอนอยู่โรงเรียนในยุค 70 ที่ฉันเป็นเด็กคนแรกที่เอา Rubik’s Cube ไปโรงเรียน
    ฉันไม่รู้วิธีแก้เลยสั่งหนังสือคู่มือมา แต่สิ่งที่ได้รับกลับเป็นหนังสือเกี่ยวกับ group theory ซึ่งเกินความเข้าใจของฉันในวัยรุ่นตอนนั้นมาก
  • ฉันว่าถ้าเอามันนั่ง ไทม์แมชชีน กลับไปยุค 1920 แล้วใส่ตู้กระจก เก็บคนดูครั้งละ 5 เซ็นต์ ก็น่าจะรวยได้
  • อยากรู้ว่าจะแชร์ ไฟล์ STL ของตัวเครื่องภายนอกและแขนกลได้ไหม เป็นโปรเจกต์ที่ยอดเยี่ยมจริง ๆ
  • ฉันก็เคยใช้เวลามหาศาลเพียงเพื่อจะได้ตั้งชื่อโปรเจกต์ให้คุ้ม เลยเข้าใจความรู้สึกนี้ดี
• ข้อมูลที่เกี่ยวข้องคือ สถิติกินเนสของ หุ่นยนต์แก้รูบิกที่เร็วที่สุด อยู่ที่ 103 มิลลิวินาที
  ดูได้จาก วิดีโอ YouTube และ บทความของ Purdue
  • อยากรู้ว่าระหว่างสร้างหุ่นยนต์ตัวนั้นมีคิวบ์ ระเบิด ไปกี่ลูก
  • น่าทึ่งและก็ให้ความรู้สึก บ้าดี นิด ๆ พร้อมกัน
  • สำหรับหุ่นยนต์ตัวแก้ ปัญหานี้ใกล้เคียงกับ ปัญหาทางกายภาพ มากกว่าปัญหาทางความคิด ถ้ามีภาพของมุมด้านบนกับด้านล่างของคิวบ์ ก็แก้ได้ภายในระดับนาโนวินาที
• งานออกแบบเท่มาก และ วิดีโอเดโม ก็ยอดเยี่ยม
  • นี่คือหนึ่งใน โปรเจกต์ที่มีเสน่ห์ที่สุด ที่ฉันเห็นมาในช่วงหลัง
    ยังมี วิดีโอเดโมแบบยาว อีกด้วย
    พอใช้ชีวิตอยู่ในโลกซอฟต์แวร์ก็อดสงสัยไม่ได้ว่าการสร้างอะไรแบบนี้ด้วยมือตัวเองจะยากแค่ไหน
    ในฐานะคนที่ชอบคิวบ์เป็นงานอดิเรก นี่เหมาะมากในฐานะ เครื่องละลายพฤติกรรม ในออฟฟิศ เพื่อนร่วมงานเดินผ่านมาก็สับคิวบ์แล้วโยนเข้าเครื่อง ทุกคนน่าจะสนุกกัน
• ฉันต้องการเครื่องที่ สับคิวบ์อัตโนมัติ มากกว่า ตั้งคิวบ์ไว้สองลูก แก้อีกลูกหนึ่งไปในขณะที่อีกลูกกำลังถูกสับ
  สำหรับคนเล่นคิวบ์ เวลาในการสับกินมากกว่าเวลาในการแก้เสียอีก เรื่องที่ควรถูกทำให้เป็นอัตโนมัติคือการสับ
  • ฉันก็คิดว่าส่วนนั้นยากที่สุดเหมือนกัน ถ้าอยากแก้ให้เร็วต้องฝึก รูปแบบต่าง ๆ เยอะมาก
    ถ้ามีอุปกรณ์ที่ทำให้คิวบ์เข้าสู่สถานะเฉพาะโดยอัตโนมัติ เพื่อจะได้ฝึกอัลกอริทึมบางชุดซ้ำ ๆ ก็คงดีมาก
  • ฉันไม่ค่อยรู้เรื่องวงการนี้ แต่สงสัยว่ามี หน้าคิวบ์ดิจิทัล ไหม แบบที่ยังเป็นคิวบ์จริงแต่เปลี่ยนสีได้ทันที
  • ในระดับหนึ่ง การสับก็เป็นการฝึกที่ดีเหมือนกัน ถ้าสับตามอัลกอริทึมที่กำหนดไว้ก็ใช้ไม่เกิน 30 moves
    รู้สึกเหมือนใช้เวลานาน แต่จริง ๆ แล้วต่างกันไม่มาก
  • ฉันนึกว่าแค่หมุน เครื่องแก้คิวบ์ย้อนกลับ ก็ได้แล้วไม่ใช่หรือ
• มีคำอธิบายโปรเจกต์แบบละเอียดกว่านี้อยู่ใน โพสต์บนฟอรัมนี้
• อยากถาม HN หน่อย ฉันเคยคิดว่าถ้าเริ่มจากคิวบ์ที่แก้เสร็จแล้ว แล้วหมุนสองหน้าที่ติดกันสลับกันไปในทิศเดียวกัน สุดท้ายมันน่าจะกลับมาแก้เสร็จอีกครั้ง แต่หมุนไปหลายร้อยครั้งก็ยังไม่กลับมา อยากรู้ว่าเพราะอะไร
  • ตัวอย่างเช่น ชุด RU มีอันดับของ cyclic group เท่ากับ 105 นั่นหมายความว่าต้องหมุนทั้งหมด 210 ครั้ง (แต่ละหน้าหน้า 105 ครั้ง) จึงจะกลับสู่สถานะเดิม
    ฉันเองก็เคยลองอะไรคล้าย ๆ กันมาก่อน และตอนหมุนเร็ว ๆ มันไม่เคยกลับมาแก้เสร็จเลย เป็นไปได้มากว่าคุณอาจเผลอใส่ การหมุนสองครั้ง (U2) เข้าไป หรือไม่ก็นับจำนวนครั้งผิด
    คำอธิบายทางคณิตศาสตร์ดูได้ที่หน้า 41 ของ เอกสารนี้
  • ต้องทำซ้ำให้ครบ 105 ครั้งพอดี ดู ลิงก์ภาพจำลอง ได้
    ถ้าหมุนในทิศตรงข้าม ก็ทำซ้ำ 63 ครั้งก็พอ ดู ลิงก์นี้
• มี วิดีโอหุ่นยนต์คิวบ์ ที่ฉันทำไว้เมื่อ 16 ปีก่อน
  การเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์ตัวนี้คล้ายกับงานเก่าของฉันมาก โดยเฉพาะ การแสดงผลบนหน้าจอ ที่ฉันชอบมาก
• กระบวนการแก้คิวบ์แบ่งได้เป็นสองขั้น — คำนวณการเคลื่อนไหว และ ลงมือเคลื่อนไหว
  มนุษย์ทำสองอย่างนี้ไปพร้อมกัน แต่หุ่นยนต์เพียงแค่ทำตามการเคลื่อนไหวที่คำนวณไว้แล้ว ดังนั้นเวลาที่ใช้จึงขึ้นอยู่กับ ความเร็ว ล้วน ๆ
• บุคลิกของผู้สร้าง แสดงออกมาในซอฟต์แวร์อย่างชัดเจน ถ้า Douglas Adams ได้เห็น เขาคงชอบมันแน่
  อยากเห็น หุ่นยนต์สไตล์ Adams ออกมาอีกเยอะ ๆ
  • หวังว่าจะได้เห็นหุ่นยนต์ที่มีบุคลิกอีกมากจาก Unsirious Cybernetics