Burrowa łamigłówka
Burr puzzle to zazębiająca się łamigłówka składająca się z karbowanych patyczków, połączonych w jedną trójwymiarową , zwykle symetryczną całość. Te puzzle są tradycyjnie wykonane z drewna, ale można również znaleźć wersje wykonane z tworzywa sztucznego lub metalu. Wysokiej jakości puzzle z zadziorami są zwykle precyzyjnie wykonane, aby ułatwić przesuwanie i dokładne dopasowanie elementów. W ostatnich latach definicja „zadziorów” rozszerza się, ponieważ projektanci puzzli używają tej nazwy do puzzli niekoniecznie składających się z elementów opartych na patyczkach.
Historia
Termin „zadzior” został po raz pierwszy wymieniony w książce Edwina Wyatta z 1928 r., Ale tekst sugeruje, że był on powszechnie używany wcześniej. Termin ten przypisuje się wykończonemu kształtowi wielu z tych puzzli, przypominającym zadziory nasienne . Pochodzenie puzzli burr jest nieznane. Pierwsza znana wzmianka pojawia się na rycinie z 1698 roku , używanej jako strona tytułowa Cyclopaedii Chambersa . [ potrzebne lepsze źródło ] Późniejsze wzmianki znajdują się w niemieckich katalogach z końca XVIII i początku XIX wieku. Istnieją twierdzenia, że zadzior jest chińskim wynalazkiem, podobnie jak inne klasyczne łamigłówki, takie jak Tangram . W Kerali w Indiach te drewniane puzzle nazywane są edakoodam (ഏടാകൂടം) .
Sześcioczęściowy zadzior
Sześcioczęściowy zadzior, zwany także „Puzzle Knot” lub „Chiński Krzyż”, jest najbardziej znaną i prawdopodobnie najstarszą z puzzli zadziorów. W rzeczywistości jest to rodzina puzzli, z których wszystkie mają ten sam gotowy kształt i podstawowy kształt elementów. Najwcześniejszy amerykański patent na tego rodzaju układankę pochodzi z 1917 roku.
Przez wiele lat sześcioczęściowy żarna był bardzo popularny i popularny, ale przez entuzjastów uważany był za banalny i nieciekawy. Większość wykonanych i sprzedanych puzzli była do siebie bardzo podobna, a większość z nich zawierała „kluczowy” element, nienacięty patyk, który łatwo się wysuwa. Jednak pod koniec lat siedemdziesiątych sześcioczęściowy zadzior odzyskał uwagę wynalazców i kolekcjonerów, głównie dzięki analizie komputerowej przeprowadzonej przez wyszkolonego matematycznie projektanta puzzli Billa Cutlera, która została opublikowana przez Martina Gardnera w jego kolumnie Mathematical Games w Scientific American .
Struktura
Wszystkie sześć elementów układanki to kwadratowe patyki o równej długości (co najmniej 3-krotność ich szerokości). Po rozwiązaniu elementy są ułożone w trzy prostopadłe, wzajemnie przecinające się pary. Nacięcia wszystkich patyków znajdują się w obszarze przecięcia, więc po złożeniu układanki są niewidoczne. Wszystkie nacięcia można opisać jako wykonane przez usunięcie sześciennych (o długości krawędzi równej połowie szerokości drążków), jak pokazano na rysunku:
Istnieje 12 wyjmowanych sześciennych jednostek, a różne puzzle z tej rodziny są wykonane z patyków z usuniętymi różnymi jednostkami. Istnieje 4096 permutacji do usuwania jednostek sześciennych. Spośród nich ignorujemy te, które przecinają patyk na pół i te, które tworzą identyczne kawałki, pozostawiając 837 użytecznych kawałków. Teoretycznie elementy te można łączyć, tworząc ponad 35 miliardów możliwych zestawów, ale szacuje się, że mniej niż sześć miliardów z nich to rzeczywiste układanki, które można złożyć lub rozłożyć.
Solidny zadzior
Układanka z zadziorami bez wewnętrznych pustych przestrzeni po złożeniu nazywana jest solidnym zadziorem . Te zadziory można rozebrać bezpośrednio, usuwając kawałek lub kilka kawałków jednym ruchem. Aż do późnych lat 70. najwięcej uwagi poświęcano żarnom pełnym, a publikacje odnosiły się tylko do tego typu. Możliwych jest 119 979 pełnych zadziorów przy użyciu 369 części użytkowych. Aby ułożyć wszystkie te układanki, potrzebny byłby zestaw 485 elementów, ponieważ niektóre układanki zawierają identyczne elementy.
Rodzaje sztuk
Ze względów estetycznych , ale przede wszystkim praktycznych, kawałki żarna można podzielić na trzy rodzaje:
- karbowane - z pełnymi karbami biegnącymi prostopadle do długiej osi, które można wykonać piłą
- do frezowania - bez wewnętrznych narożników ślepych, które można wykonać frezarką .
- nienacinane - z narożnikami wewnętrznymi, które należy wykonać dłutem lub poprzez sklejenie części.
59 użytecznych elementów można nacinać, w tym nienacięty drążek. Spośród nich tylko 25 można wykorzystać do tworzenia solidnych zadziorów. Ten zestaw, często nazywany „25 wyciętymi elementami”, z dodatkiem 17 duplikatów, można złożyć, aby stworzyć 221 różnych puzzli z pełnymi zadziorami. Niektóre z tych łamigłówek mają więcej niż jedno rozwiązanie, w sumie 314 rozwiązań. Te elementy są bardzo popularne, a pełne zestawy są produkowane i sprzedawane przez wiele firm.
Dziurawy zadzior
W przypadku wszystkich pełnych zadziorów wymagany jest jeden ruch, aby usunąć pierwszy kawałek lub kawałki. Jednak dziurawe zadziory , które po złożeniu mają wewnętrzne puste przestrzenie, mogą wymagać więcej niż jednego ruchu. Liczba ruchów wymaganych do usunięcia pierwszego kawałka jest określana jako poziom zadziorów. Wszystkie solidne zadziory są zatem na poziomie 1. Im wyższy poziom, tym trudniejsza łamigłówka.
W latach 70. i 80. eksperci podejmowali próby znalezienia zadziorów na coraz wyższym poziomie. W 1979 roku amerykański projektant i rzemieślnik Stewart Coffin znalazł łamigłówkę poziomu 3. W 1985 roku Bill Cutler znalazł zadziory poziomu 5, a wkrótce potem Izraelczyk Philippe Dubois znalazł zadziory poziomu 7 . W 1990 roku Cutler zakończył ostatnią część swojej analizy i stwierdził, że najwyższy możliwy poziom przy użyciu wyciętych elementów to 5, a istnieje 139 takich puzzli. Najwyższy możliwy poziom dla sześcioczęściowego żarna z więcej niż jednym rozwiązaniem to 12, co oznacza, że do usunięcia pierwszego kawałka potrzeba 12 ruchów.
Trzyczęściowy zadzior
Trzyczęściowy żarna wykonany z patyków z „zwykłymi” nacięciami pod kątem prostym (jak sześcioczęściowy żarna) nie może być montowany ani rozbierany. Istnieją jednak trzyczęściowe żarna z różnymi rodzajami nacięć, z których najbardziej znanym jest ten, o którym wspomniał Wyatt w swojej książce z 1928 r., Składający się z zaokrąglonego elementu, który ma być obracany.
Znane rodziny
Altekruse
Układanka Altekruse została nazwana na cześć posiadacza patentu z 1890 r., Chociaż układanka ma wcześniejsze pochodzenie. Nazwa „Altekruse” jest austriacko - niemieckiego i oznacza po niemiecku „stary krzyż” , co prowadziło do przypuszczeń, że jest to pseudonim , jednak człowiek o tym nazwisku wyemigrował do Ameryki w 1844 roku wraz z trzema braćmi, aby uniknąć wcielony do armii pruskiej i przypuszcza się, że to on złożył ten patent.
Klasyczny Altekruse składa się z 12 identycznych elementów. Aby ją rozłożyć, należy przesunąć dwie połówki układanki w przeciwnych kierunkach. Używając jeszcze dwóch takich elementów, układankę można ułożyć w inny sposób. Na tej samej zasadzie można tworzyć inne układanki z tej rodziny, zawierające 6, 24, 36 i tak dalej. Pomimo swoich rozmiarów te większe puzzle nie są uważane za bardzo trudne, ale ich ułożenie wymaga cierpliwości i zręczności .
Cmokanie
Układanka Chuck została wynaleziona i opatentowana przez Edwarda Nelsona w 1897 roku. Jego projekt został ulepszony i opracowany przez Rona Cooka z brytyjskiej firmy Pentangle Puzzles , który zaprojektował inne puzzle z tej rodziny.
Chuck składa się głównie z kawałków w kształcie litery U o różnych długościach, a niektóre z dodatkowym wycięciem, które są używane jako kluczowe elementy. Do tworzenia większych puzzli Chuck (nazwanych przez Cooka Papa-chuck, Grandpapachuck i Great Grandpapachuck) należałoby dodać dłuższe elementy. Chuck można również uznać za przedłużenie sześcioczęściowego zadzioru bardzo prostych elementów, zwanego Baby-chuck, który jest bardzo łatwy do rozwiązania. Z kawałków uchwytu o różnej długości można również tworzyć asymetryczne kształty, układane według tej samej zasady, co oryginalne puzzle.
Pagoda
Pochodzenie Pagody, zwanej także „japońskim kryształem”, jest nieznane. Jest to wspomniane w książce Wyatta z 1928 roku. Puzzle z tej rodziny można traktować jako rozwinięcie „trzyczęściowej ryza” (Pagoda w rozmiarze 1), jednak nie wymagają one specjalnych nacięć do złożenia lub rozłożenia. Pagoda w rozmiarze 2 składa się z 9 sztuk, większe wersje składają się z 19, 33, 51 i tak dalej. Pagoda wielkości składa się z .
Zadzior ukośny
Chociaż większość puzzli z zadziorami jest wykonana z kwadratowymi nacięciami, niektóre są wykonane z ukośnymi nacięciami. Ukośne kawałki żarna to kwadratowe pałeczki z wycięciami w kształcie litery V, ścięte pod kątem 45° od czoła pałeczki . Układanki te są często nazywane „gwiazdami”, ponieważ ze względów estetycznych zwykle przycina się również krawędzie patyków pod kątem 45 °, nadając złożonej układance kształt przypominający gwiazdę .
Zobacz też
Dalsza lektura
- Trumna, Stewart T. (2007). Geometryczny projekt układanki . Wellsley, K. Peters. ISBN 978-1568813127 .
- Wyatt, Edwin Mather (2007). Puzzle w drewnie (wyd. 3). Wydawnictwo Fox Chapel. ISBN 978-1565233485 .
Linki zewnętrzne
Media związane z zagadkami Burra w Wikimedia Commons
- Coffin, Stewart (1998), The Puzzling World of Polyhedral Dissections (red. Online) , pobrano 19 lutego 2013 r. - Poprzednie wydanie jego książki Geometric Puzzle Design .
- Keiichiro, Ishino, Puzzle będą odtwarzane ... , pobrano 19 lutego 2013 r. - Z setkami opisanych łamigłówek.
- „Interlocking Puzzles” , Rob's Puzzle Page , pobrane 19 lutego 2013 r
- Jürg von Känel (1997), IBM Research: The burr puzzle site , IBM , zarchiwizowane z oryginału w dniu 13 października 2012 r . , pobrane 19 lutego 2013 r.
- Rzeczy oznaczone tagiem burr puzzle na Thingiverse , thingiverse