Maschine mit Rubik-Würfel, Bild: Infineon

Weltrekord: Infineon-Chip löst Rubik-Würfel in 637 Millisekunden auf der Messe electronica. Bild: Infineon

Beim „Rubik’s Cube“ ermöglichte der Mikrokontroller Aurix die beste Zeit seit rund 30 Jahren, als der Ungar Ernő Rubik den Würfel erfunden hatte. Ein Mensch benötigt zum Lösen mindestens 4,9 Sekunden. Derzeit ist dies der beste Wert eines so genannten „Speedcubers“, den Guinness World Records verzeichnet.

43 Trillionen Kombinationen möglich

Die sechs Flächen des Zauberwürfels bestehen aus jeweils neun Quadraten einer Farbe, die sich gegeneinander verdrehen lassen. Ziel ist es, die Plättchen in die Ausgangsstellung zurückzudrehen – ohne zu verzweifeln.

Dabei sind rechnerisch mehr als 43 Trillionen Kombinationen der farbigen Quadrate möglich. Verteilt über die Erdoberfläche, würde eine entsprechende Anzahl an Würfeln unseren Planeten 275 Mal bedecken. Die Erde wäre dann mit einer rund 20 Meter hohen Schicht von Rubik’s Cubes bedeckt.

Um ein derart komplexes Rätsel maschinell zu lösen, ist enorme Rechenleistung für die Motorsteuerung nötig. Diese liefert bei Sub1 Reloaded ein Mikrocontroller der Familie Aurix von Infineon, wie er auch in Assistenzsystemen für Autos zum Einsatz kommt. Beim autonomen Fahren etwa spielen minimale Reaktionszeiten eine noch größere Rolle.

Nur eine hohe Rate bei der Datenverarbeitung garantiert Echtzeitfähigkeit, mit Taktfrequenzen von 200 Megahertz. Dadurch kann das Fahrzeug auch bei einem Hindernis sicher und zuverlässig bremsen.

Sensorkameras erfassen die Lage des Würfels

Sub1 Reloaded enthält eine Reihe weiterer Mikrochips. Wie in den meisten Geräten des Alltags, verbinden sie die reale mit der digitalen Welt. Auf Knopfdruck beginnt der Weltrekord; die Verschlüsse der Sensorkameras werden entfernt. Dann erst erfasst die Maschine, in welcher Position sich die Flächen des Würfels befinden.

Zuvor wurden diese nach den speziellen Anforderungen der World Cube Association verdreht. Der Rechenchip, das „Gehirn“ der Maschine, ermittelt dann die schnellste Lösung und erteilt den Leistungshalbleitern die nötigen Befehle. Diese „Muskeln“ schließlich setzen sechs Motoren, für jede Fläche des Würfels, in Rekordtempo in Bewegung und bremsen sie wieder ab – im Bruchteil einer Sekunde.

Jeder Zauberwürfel lässt sich übrigens mit nur 20 Bewegungen entwirren. Zum Lösen gibt es eine Reihe von Algorithmen, zu den bekanntesten gehört die Fridrich-Methode. Der Infineon-Konstrukteur Albert Beer hat seine Konstruktion jedoch nicht auf möglichst wenig Züge getrimmt, sondern auf die beste Zeit – dafür gönnt er Sub1 Reloaded sogar ein paar Extra-Züge. hei

Hier sehen Sie den Weltrekord im Video.