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Magic-Cube-Solver

Team: Gesselbauer Peter, Steininger Christian

Das Ziel dieser Diplomarbeit ist es, einen Roboter zu bauen, der die Fähigkeit zur Analyse und Lösung des 3D-Puzzles (Rubik´s Cube) ohne menschliches Zutun hat. Dies dient in erster Linie dazu, um Bildverarbeitung und Robotik (Roboter-Arm) an den Tagen der offenen Tür demonstrieren zu können. Technische Rahmenbedingungen: Das Ziel dieses Projekts kann leicht durch Lösungsansätze wie dem Lego Mindstorms oder dem Cube-Stormer bestimmt werden.

Das Projekt basiert hauptsächlich auf einem Roboterarm mit einem Greifer (Rob3i), der bereits für frühere Projekte an der Schule verwendet wurde, und einem PC oder einem Laptop, der den Roboterarm steuert, die Bilder von jeder Seite des verdrehten Würfels verarbeitet und eine Lösung dafür berechnet. Nebenbei sollen andere mögliche Lösungen und Roboter-Systeme untersucht werden.

Ein Roboterarm mit einem Greifer wird verwendet, um den Würfel zu bewegen und die einzelnen Ebenen zu drehen. Zu Beginn wurde die Software in C geschrieben, aber später wurde alles in C#  verwendet. Die Berechnung der Lösung für den Würfel wird vom Open-Source Programm "Cube Explorer" durchgeführt, da es eine Lösung für jeden beliebig verdrehten Würfel in wenigen Sekunden berechnen kann.

Zunächst wird der verdrehte Würfel, der gelöst werden soll, in eine Halterung gelegt. Dann muss der Benutzer auf einen Button klicken wodurch der Magic-Cube-Solver beginnt, jede Seite des Würfels mit einer Kamera einzuscannen. Nachdem dies erledigt ist, wird eine Lösung für diesen speziellen Würfel berechnet, die dann durch den Roboterarm ausgeführt wird, bis das Rätsel gelöst ist.

Der Magic-Cube-Solver benötigt weniger als 10 Minuten um das mechanische Drehpuzzle (Zauberwürfel) zu scannen und zu lösen. Der Roboterarm, in Verbindung mit der Software auf einem Laptop, kann für jeden beliebig verdrehten Zauberwürfel eine Lösung berechnen, und ihn anschließend lösen.

Ein Gestell aus Aluminiumprofilen, auf dem der Roboterarm und die Kamera montiert werden können, wurde gebaut. Der Magic Cube Solver wurde den Besuchern an den Tagen der offenen Tür an der HTL-Hollabrunn sowohl im Februar als auch im November vorgeführt.

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