Застосування алгоритму IDA* з використанням Pattern Databases для оптимального розв’язання кубика Рубіка

У статті розглянуто застосування алгоритму IDA* (Iterative Deepening A*) у поєднанні з евристичними базами шаблонів (Pattern Databases) для оптимального розв’язання кубика Рубіка. Розроблено програму «RubikSolver» мовою Go, яка реалізує три основні модулі: генерацію та серіалізацію Pattern Database, високошвидкісний рушій виконання ходів та координатне представлення стану, а також розв’язувач на основі IDA*. Для радикального скорочення обсягу даних використано симетрії кубика (48 власних симетрій), що дозволяє зменшити розмір таблиць у 8–16 разів без втрати точності евристики. Координатне представлення стану (орієнтація кутів, ребер та їх перестановки) дає змогу ефективно оперувати індексами в базах шаблонів. Програма знаходить оптимальний розв’язок (до 20 ходів, «число Бога») менш ніж за 15 секунд на звичайному ноутбуці. Порівняння з оригінальною реалізацією Kociemba (C) показало близьку продуктивність при значно вищій читабельності та безпеці коду. Зроблено висновок, що поєднання IDA* з Pattern Databases та використанням симетрій є ефективним підходом для створення високопродуктивних розв’язувачів комбінаторних задач на звичайному обладнанні.