Innovative Tech

「バラバラにするのが難しすぎる」――高難易度の3Dパズルを自動設計する技術

公開 2022年06月23日 08時02分

著者

山下裕毅

[ITmedia]

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Innovative Tech：

このコーナーでは、テクノロジーの最新研究を紹介するWebメディア「Seamless」を主宰する山下裕毅氏が執筆。新規性の高い科学論文を山下氏がピックアップし、解説する。

　シンガポールのSingapore University of Technology & Design（SUTD）、スイスのEPFLとETH Zurich、オーストリアのInstitute of Science and Technology Austria（ISTA）による研究チームが開発した「Computational Design of High-level Interlocking Puzzles」は、高度な3Dパズルを設計するためのボクセルベースの計算フレームワークだ。ユーザーはパズルの形状やピース数、難易度などを指定でき、独自の3Dパズルを設計できる。

異なる4つのパーツが組み合わさった3Dパズル。最短8回の移動で全てを分解できる

　組み立てるとバラバラにならないインターロッキングパズルがある。ジグソーパズルもその一種で、立体的にした3Dインターロッキングパズルも存在する。異なる複雑なパーツが複数絡み合い、留め具を必要とせず一体となり固定される。簡単に分解できるものから難易度の高いものもある。

　今回は分解過程をより複雑にし、指定した難易度の高さにあったインターロッキングパズルを設計できる計算フレームワークを提案する。難易度だけでなく、パズルの形状とピース数も指定することができる。

　この問題を扱いやすくするために、パズルの形状をボクセル化されたモデルとして表現する。難易度は、ルートノード（組み立てられ一体となったパズル）からターゲットノード（分解された1つの各パーツ）までの最短パスの長さに対応する。

　以下の図では上段が難易度レベル1、下段がレベル5を指し、水色の枠から中のパーツを外へ取り出す工程を示している。上段のレベル1は1手で1つ目のパーツを取り出せるが、レベル5は5回目でやっと1つ目のパーツを取り出せる。このように最短で1つ目のパーツが取り出せる回数をレベル数にしている。同じパーツ数でも各パーツの形状で難易度を上げられる。