RUBIK'S CUBE

L'ORIGINE DE L'ATELIER

Dans la cadre du projet d’initiation à l’algorithmique, à la programmation et à la robotique, certains élèves m’ont sollicité pour apprendre un algorithme du Rubik’s Cube.

MISE EN ŒUVRE

L’atelier a lieu le vendredi de 13h00 à 14h00, avec environ 12 élèves.

OBJECTIFS

Les premiers élèves qui arriveront à faire le cube de manière autonome, pourront quitter l’atelier et céder la place à
de nouveaux élèves ou apprendront aux autres.

INTÉRÊT PÉDAGOGIQUE

Cette activité doit permettre aux élèves :

• de mettre en place des algorithmes,
• d’utiliser des notions de géométrie (face, arête, sommet …) et d’algèbre,
• de développer la vision dans le plan et dans l’espace,
• de mettre en place de moyens mnémotechniques et mémoriser des formules en jouant,
• d’améliorer la concentration, les prises de décision, la rigueur, l’anticipation, la dextérité des doigts et la
  coordination oeil-pensée-main,
• de développer la patience et la persévérance,
• de travailler en équipe et de créer un moment de convivialité,
• de prendre confiance en prenant la fonction de « professeur ». Certains élèves réaliseront le Rubik’s Cube plus
  rapidement que leur professeur… Encore une valorisation à leurs yeux.
  

HISTOIRE

Ce casse-tête fut inventé par un professeur d’architecture hongrois, Ernö Rubik en 1974. L’idée initiale était de construire un cube afin d’amener ses étudiants à deviner quel était son mécanisme interne, comment les petits cubes pouvaient tourner suivant trois axes tout en
restant solidaires, et ainsi de les intéresser à la géométrie en 3 dimensions.

Ce n’est qu’ensuite qu’il eut l’idée (par la suggestion d’un ami) de colorer chaque face d’une couleur différente constatant alors qu’après mélange, l’ordre initial du cube s’avérait extrêmement difficile à retrouver. Il eut alors l’idée de le commercialiser en tant que « casse-tête
» géométrique et mathématique. Le nombre de positions possibles pour le cube est de 43252003274489856000 (plus de 43 milliards de milliards).
Ainsi, en passant en revue une combinaison différente par seconde, il faudrait plus de 1 371 milliards d’années pour toutes les épuiser, c’est-à-dire 302 fois l’âge de la terre ! Chaque cube mis côte à côte dans une configuration différente, recouvrirait la surface entière de la Terre sur une hauteur de six étages.
Certaines méthodes demandent de mémoriser des centaines d’algorithmes. La méthode présentée comporte 7 étapes, mélangeant une étape intuitive et 7 algorithmes.

En 2010, un groupe de scientifiques internationaux démontre par un calcul (en utilisant la théorie des groupes), que quelle que soit la position initiale du cube, il est possible de le résoudre en 20 coups ou moins. Ce calcul a nécessité des semaines de calcul, exécuté sur un grand nombre d'ordinateurs prêtés par Google, et représentant l'équivalent d'un temps de calcul de 35 ans sur un PC haut de gamme.

Le record du monde est de 4,22 s, détenu par le « cubeur » Feliks Zemdegs, réalisé le 6 mai 2018.
Le robot « Sub1 Reloaded » a mis moins 0,637 seconde pour terminer un Rubik's Cube.