磁石キューブの初期衝動

 この記事はSpeedcubing Advent Calendar 202017日目の記事です。

 

こんにちは。


今回執筆させていただきました、マグネティッカー（@magnet_puzzle）と申します。
数年間、アドベントカレンダー執筆に憧れておりましたが、名うてのキューバーの手がける傑作が並ぶ中、自分の書く意味はあるのだろうか。
そんな不安で、筆をとれないでおりました。
ただ、2020年は私にとって大変変化のある1年で、千載一遇のチャンスと思い執筆を決めた次第です。


私の考案した磁石配置法に関しては、優れた解説が既に存在していますし、これから更に増えていくことでしょう。
私が技術的な考察をまとめても意義が薄れますので、今回は発明の経緯を中心にお伝えすることにします。


この記事をご覧になっても競技力向上は見込めませんが、知的好奇心に訴えかけるものがあれば幸いです。

 

1.ルービックキューブからスピードキューブへ

私が初めて購入したキューブは2007年発売のスピードキュービングキットです。
通常のルービックキューブはネジの調整が不可能でしたが、それを可能にした革新的商品です。

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当時は「通常のルービックキューブ」を知らないわけですが、
誕生日だったので、少々奮発してもいいのかなと選びました。
分解して完成させちゃおう。分解できるほうが楽しそう。そんな感覚ですね。

取扱説明書で簡易LBL法、CFOP法を扱っていたこともあり、
後にスピードキューブ界隈に身を置くことを考えれば、こちらを選んで大正解でした。

簡易LBL法を使用して1分前後で完成できるようになったものの、
その後はキューブに触れない生活を送ります。

 

10年近く経った頃、ふと取扱説明書にショートカット手順（OLL、PLLのこと）が存在したことを思い出し、良くも悪くも時間があったので、ネットであれこれ検索してみました。

 

そこで、この動画に出会いました。

www.youtube.com

2012年の時点で、競技用キューブの変遷を紹介した動画です。

 

「僕の知ってるルービックキューブじゃない。」

 

自分の持っている革新的な（※10年くらい前は）スピードキュービングキットが序盤で終了。
競技の世界に縁のなかった私にとって大変衝撃的な内容でした。
さらに、スピードキューブの歴史も頭に入ってしまう内容で、気づいたら夢中で視聴しておりました。再生数のうち、最低でも800回は私だけで回していると思います。


動画の終盤で紹介されていた革新的キューブ、Dayan ZhanChi。
とにかく気になって仕方ないので調べたら

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TriboxストアのZhanChiレビュー

え！？、あれだけ評価されていたキューブが、数年後にはお払い箱なのか・・・。


何が起きているのか、現場で確かめたい。

 

振り返れば大会出場のきっかけは、キューブの構造への興味でした。そして、
「この動画の続編が制作されるとしたら、そこで紹介せざるを得ない人物を目指そう」と決めたのです。


2.磁石キューブとの出会い

大会に何回か出場した頃、競技用キューブの抱える課題を認識し始めます。
雑な表現かもしれませんが、柔軟性と安定感の両立です。
これらは2016年頃、トレードオフの関係にあると認識され、あらゆる方向性が模索されていました。
技術的に柔軟性の実現が可能となったことで、安定感が新たな課題となって表出した時期なのかもしれません。
片方を犠牲にするのか、バランスを重視するか、キューバーもメーカーも迷走気味であったと感じます。現在でも好みの分かれるテーマでしょう。


柔軟性を突き詰めたMoyu Weilong GTSが登場した際、安定感は妥協すべきと受け入れられました。
しかし、以前から柔軟性を重視してきたGANが、バランス型の356Airを発売。
どちらの要素も犠牲にはできないのではないか。ただ、その方向性で究極のタイムが出るのか。


そんな折、衝撃的なニュースが。

blog.roudai.net

この記事を含め、roudaiさんの記事を何度も読み返していました。アドカレ執筆への憧れは、間違いなくroudaiさんからの影響です。

 

Mats Valkが世界記録更新！

単発4.90s→4.74s

VLSすごい！

 


・・・キューブに磁石を内蔵！？

 

これ一択じゃないか。

 

とにかく試したい。
ちょうどこの頃roudaiさんとお話したのですが、日本では磁石キューブを誰も保有していないのではないか、とのことでした。

なら作るしかないか。

 

どんな構造なんだと考え、浮かんだのがコーナーの足とコアとを磁石でつなぐコアマグネット方式です。（4章で触れます）
いてもたってもいられなくなり、東急ハンズへ磁石の買い出しに行きました。
本家がネオジム磁石を使用しているなんて知りませんから、

これを購入。

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誰か引き取って呉


当然大きすぎて使えません。フェライト磁石なので磁力も足りない・・・。
帰宅するまで気づきませんでした。焦るとなんでも都合よく解釈してしまうものです。

 

ネットで調べたら、Matsの使用していたCubicle Valk Mはコーナーとエッジを計48個の磁石でつないでいるとのこと。
48個！？と思いましたが、ネオジム磁石が思いのほか安く流通していることも分かり、発注。海外の作例を調べて、見よう見まねで作ってみました。

 

マグネティッカー第一作「YJ Guanlong M」

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初の磁石キューブ

私にとって記念すべき第一作目は2016年12月17日、完成しました。
未来の回し心地だ。
とにかく感動したのを覚えています。YMO以来のショック。


ただ、磁力が強すぎた（磁石は5mm×3mm N52）ため、新たに小さめの磁石を用意して、年内にWeilong GTSとValk3も改造しました。


この頃から世界記録の更新ペースが上がります。
既にMats Valkの単発4.74sはFeliks Zemdegsにより更新済。
これはGANの磁石キューブ（試作品）を使用した記録でした。
この日は病床に伏せていたのですが、嬉しくて看護師さんに報告してました。


柔軟性と安定感、両立は不可能ではなさそうだ。この方向性に間違いはない。
磁石キューブは未来のキューブだと、ワクワクしたところで2016年が終わります。


3.パーツを入れ替えたら、あれ！？（マグネティッカーの法則）

私には理論的に説明ができない現象です。
「法則」と表現するのはおかしな気がしますが、いずれ説明がつけばと願い書くことにします。

「マグネティッカー現象」のほうが適しているでしょうか。

 

2017年に入り、キューブ仲間に磁石キューブを試遊してもらう場面が増えましたが、その都度、磁力が強すぎると言われ、磁力控えめのキューブも試すことにしました。
最も多く受けた感想、質問は、WCAルールに抵触しないかどうかでしたが…。


比較のため、改造経験のあるValk3を再度購入し、弱めの磁石を搭載します。

結果として、自分には強めの磁力のほうが合うと判断するに至りましたが、せっかく作ったので、もっと試す要素がないか考えてみました。

 

弱い磁石と強い磁石を一つのキューブに混在させたらどうなるのか。

強い磁石を使ったValk3と、弱い磁石を使ったValk3のエッジパーツそれぞれ12個を交換してみました。

 

あれ？エッジとコーナーをつなぐ磁力は等しいはずなのに、回し心地が違うような。
エッジが強い磁石はM列の初動が軽く、コーナーが強い磁石はR、U等の外周が軽い。
なんとなくではあるが、確実に何かが違う。

 

この現象、私には説明できかねる状態です。
原因は磁力か、磁石の幅か長さなのか、それすらも現在の私にはわからないのです。
ただ、現時点でキューブメーカーはエッジとコーナーの磁石を変えたモデルを発売しています。

Yuxin Huanlong辺りから、このような商品が登場しました。

おそらく各社、この現象に気づき、意図的に回し心地の向上を図っているのでしょう。
興味深いのが、メーカーによってどちらの磁石を大きく設定するか、判断が分かれる点です。

今後の磁石配置の幅を広げるためにも、誰か、解明お願いします！

 

ちなみに私は、多分割の磁石配置に活かしていました。
5×5の中心列に強めの磁石を配置することで初動を軽くし、
Yauメソッドにおけるセンターの組みにくさを改善できないかと考えたのです。

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4mm×2mmと4mm×1.5mm

実際に有効かどうかははっきりしませんが、この磁石配置を逆にすると中心列が硬くて回し辛くなります。自己記録を更新できましたので、意味があったと思いたいですね。

 

4.コアマグネット方式の実現

2章で触れましたが、コアマグネット方式は私が磁石キューブの存在を知って間もなく発案したアイディアです。
今となっては信じがたいことですが、メジャーな配置法を知らなかったが故に浮かんだのでしょう。

ただ、当時はMatsが世界記録を更新したキューブに憧れ、とにかくそれを試したい一心でした。
また、コアマグネットは既存のキューブに大きく手を加えなければならないので、できるならば避けたいとも感じていました。
程なくして、現在もメジャーな48個を配置する方法を知り、そちらを進めることになります。

コアマグネットのアイディア自体は、お会いした方々に気まぐれで紹介していました。
誰か面白味を感じてくださったら嬉しいなと、思っていたのでしょう。
ただ、そもそものメジャーな配置法自体が、2017年前半の日本ではあまり認知されていない状態でした。
コアマグネットの先進性は、既存の配置法を理解済でないと伝わりづらいようで、しばらくは反響が得られない期間が続きます。

 

2017/6/18、東京ピラミンクスオープン2017へ向けた、ピラミンクス講習会が開催され、そこでキーパーソンに出会いました。

後に目隠し8×8を成功させるごーしゅさんです。（紹介文に悩むほど、多才な方です。）

ごーしゅさんはキューブ改造の名手でもあり、磁石キューブ製作にも取り組まれていました。


講習会後のお酒の席で磁石トークが盛り上がり、この方ならばとコアマグネット方式を紹介させていただきました。

すると間髪入れずに大変驚いてくださり、

私はこの時にコアマグネット実現化を決めました。

この頃は、初の磁石搭載済製品、GAN Air UMが発売されていたこともあり、メジャーな磁石配置法が周知され始めた丁度良いタイミングでした。

しかし、ごーしゅさんがコアマグネットの先進性を瞬時に理解してくださったのは、私と同じく「柔軟性と安定感」の両立を目指していらっしゃったからでしょう。
初めて磁石キューブについて本気で話せて、お酒が進みましたね。
後から知ったのですが・・・ごーしゅさんは一切飲んでいらっしゃらなかったようです。

 

実現を決めたはいいけれど、どうやって作ろうか。
コアに配置する8個の磁石はそれぞれ反発します。
磁石の固定について、あれこれ考えましたがまとまりません。
考えることに疲れ、無理矢理実現することにしました。

 

田宮模型のエポキシパテ（速硬化タイプ）で強引に固めます。

対角同士のペアから設置し始めますが、磁石が増えるにつれて、その反発力に邪魔されます。

固まるまでの4時間、ズレないようにしなければ！

 

最後の2つは特に難しく、かなりの苦行でした。
でも、未知の感覚をいち早く試したい。

 

2017年7月4日、私の知る限り

世界初のコアマグネットキューブが完成しました。

 

この方法の特徴は、

  • 磁石の個数が少ない（48個→16個）
  • 磁石の回転半径が小さく、回転90度ごとの硬い感触が減少する

ことにあります。

 

コアマグネット方式の特徴については、
みねぼさんのGAN11M PROの解説記事にて詳しく解説されています。
動画付きで既存のキューブと比較されていて、大変分かりやすくまとめられています。


2つ目の"回転90度ごとの硬い感触が減少する"（みねぼさんの記事だとここ）は、かねてより目指していた

「柔軟性と安定感の両立」に対する自分なりの答えでした。

 

製作を後押ししてくださったごーしゅさんですが、既存の48個の配置法と組み合わせた作品を発表されています。

安定感を高めるための48個の磁石（3mm×1mm）は、後のGAN11 M PROと同じ大きさのものです。
2018年時点での作品ですから、当時の最先端にあったキューブでした。
オーパーツのような存在ですね。

 

しかしながら、コアマグネット方式は、主に下記の理由でしばらく普及しませんでした。

  • 既存キューブからの改造難易度が高く、特にマグネティックコア製作に手間がかかりすぎる。
  • ハンドメイドで製作する場合は精度がバラつき、さらに重量も増加してしまいがち。
  • ほとんどのキューバーが、既存の磁石48個を使用するメジャーな方法に不満がなかった。

 

コアマグネットを前提とした素体設計でないと、デメリットばかりが目立ちます。
これらの解消は、GAN11 M PROの登場を待たねばなりません。

 

実はマグネティックコアの製作難易度を下げ、さらに小型のキューブに適応させる方法があり、2017年内に実現されています。

www.youtube.com

新コアマグネット方式はコア側に、磁石の代わりにネジ（鉄）を使用します。
ネジは鉄ですから、コーナー側の磁石に反応した際に、"コアマグネット状態"が実現するわけです。

この方法であれば、磁力の反発が発生しない状態でマグネティックコアと同等のコアを製作できます。
また、この作品で、内部スペースに制限があるキューブでも磁石搭載が可能となりました。

「負けた」というのが、最初に見た感想でした。

後に数々の作品を手掛けるにゃにゃんさんですが、
コアマグネットを題材に選んでくださったこと、大変光栄に思います。

 

コアマグネット方式は当初、普及が進みませんでしたが、最も思い入れのある配置法となりました。

アイコンには使用されました。

 


5.偶数キューブ、動きが硬い。（マグネティッカー方式）

2017年に入り、多分割キューブに磁石を搭載し始めました。
奇数キューブであれば、単純に個数が増加するのみと捉えて問題ありませんが、偶数キューブの場合は厄介です。
中心列が存在しないため、エッジパーツ同士を磁力でつなぐ場合、反転した場合に対応しなければならないのです。

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エッジパーツを磁力で繋ぐ二重マグネット

これは磁石を二重に、極を交互に配置することで解決できます。
現在、最もポピュラーな方法です。

 

この配置方法だと内層列の初動が硬くなりますが、特に気にならないという方が多いためか、現在でも改善される気配がありません。
スピード解法では外層を回す頻度が高いため、内層列は多少硬めのほうが都合がよいという事情もあります。

ただ、r、ｌ回転の初動が軽くなれば、解法の幅が広がります。特にBLD競技者が多用する動きですが、開眼競技においても、活かせればアドバンテージとなるはずです。
解法はハードによる制限を受けますが、自分がそれを少しでも除かなければならないという使命感（？）に駆られました。

 

ということで、2017年8月14日
エッジ同士を磁力でつながずに、内部パーツとエッジとをつなぐ方法を考えました。

 「構造的に、4×4キューブは、中で3×3キューブが構成されている」という解釈を活かしています。

この時点で反応してくださったのは、やっぱりごーしゅさん。

 

後で完成品を公開しても反応は限定的でしたが、

 解説図を発表し、認知され始めました。

 

この方法ですが、最良の形で実現されたのはDAINOさんです。

DAINOさんは超多分割キューブに磁石を内蔵される方、という印象が強いかもしれませんが、マグネティッカー方式の第一人者でもあります。
解説図のツイートでも触れていましたが、6×6への適用、これはDAINOさんが初めて実現されました。

実際に試遊させていただきましたが、理想としていた回し心地に限りなく近い印象を受けました。6×6キューブにおける独特の硬さを感じさせないキューブで、特にエッジパート、パリティの処理が楽です。

磁力が強くても、パーツ同士の摩擦が生じにくいメリットも感じました。

また、4×4も異次元の回し心地でした。内層のみの回転を躊躇しなくなります。

私の解説図では、エッジの磁石を、内部パーツの内側（エッジの足）に搭載していますが、DAINOさんの作品では外側に搭載されています。
一時期、内部パーツの磁石を挟むように、どちらにも磁石を搭載したサンドウィッチ配置も制作しました。

マグネティッカー方式は未完成の配置法で、適した配置に関しては判断できかねます。個人的にはDAINOさんの配置が最も回しやすく感じますが、素体によって変化があるのかもしれません。

 

優れたキューブは誕生したものの、既存のキューブに大きく手を加えなければならないが故、現在でもマイナーな配置法となっています。
この方法も、設計の時点でこれを前提としたキューブであることが望ましいかと思います。

 

6.そして、定石へ

GAN11 M PROの登場は青天の霹靂でした。
発表前からコアマグネット方式と思しき図面が公開されていましたが、半信半疑。
リプに自分のコアマグネットキューブを載せて送信してみたところ、設計者の方が大変驚かれ、GAN社内で話題に挙がったようです。
後でGANCUBEの担当者と直接のやり取りを数回繰り返し、
GAN Pyraminxをプレゼントしていただくこととなりました。

 

彼らも独自にコアマグネットという結論に至ったわけです。
私がその実現に貢献していたかは分かりかねますが、
このプレゼントには先駆者へのリスペクトの意味があるのでしょう。

“あなたと発案時に出会っていたら、もっと早く製品化できたのに。”

私はしばし、感涙にむせんでおりました。


また、自力では実現の叶わなかったアイディアも含まれています。

GAN11 M PROには、磁力調整機能がありますが、
これは私が追い求めた理想の機能でした。

我が意を得たり！

 

 

 

作り手はコアマグネット方式を知り尽くしている。
ギミックが売りの博打ではなく、本気で勝ちを狙っていると理解し、驚きました。

 

しばらくして実物を手にしたのですが、自分がかつてイメージしていた理想の回し心地が、そこにありました。

 

また、既存のキューブでは面倒だった、Tパーツへの対応もバッチリです。

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自作する際は、Tパーツに磁石を接触させないように注意すべし。素体によっては困難。

 

自分には実現できなかった悔しさもありましたが、

 

これで、やっと分かってもらえる…。

 

コアマグネットの普及は悲願でした。

 

 

 

7.最後に

ここまで紹介させていただいた磁石配置法は、2017年中盤までのアイディアです。
資金難、モチベーションの低下で、磁石キューブ開発はストップしてしまいました。
既製品の完成度が上がったため、わざわざ作る意味が薄れてしまったという事情が最も大きいでしょうか。
2018年元旦には磁石業者から年賀状が来るほどに打ち込んでいたのですが、もう2年程購入すらしていない状態です。

単純に、キューブの練習が楽しくなったというポジティブな理由も含まれていて、国内、海外への遠征、オフ会への参加等、充実したキューブライフを満喫していました。キューバーとの交流が深まったのは、磁石キューブ開発を縮小した2017年後半からと感じます。

でも、何かを忘れている、そんな気が。

表彰台に上がれない自分が界隈に身を置く意味について、悩んだこともありましたが、今回のアドベントカレンダー執筆を通して、自分の原点を思い出しました。

 

ハードの進化が解法の進化をも促してきた歴史に興味を持ち、自分もその一人になりたいと、願っていたのですね。


私には工作技術や、パズルセンスは一切ありません。
本来、執筆の機会には恵まれなかった人間ですが、
磁石配置法というアイデンティティを確立できたことは、本当に幸運でした。

 

「この動画の続編が制作されるとしたら、そこで紹介せざるを得ない人物を目指そう」

 

なりたいな、ならなくちゃ。


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