19.1.22

Drahtpuzzle mit Scharnier Nr. 3 / Double Star

Wie die ähnlichen Namen schon verraten, handelt es sich hier um ein ähnliches Geduldspiel zu den anderen Drahtpuzzles mit Scharnier. Der zu befreiende Ring hängt an einer Kette und wird am Ende der Kette durch einen eingehängten Ring blockiert. Und wieder gibt es in dem Rahmen ein Scharnier, so dass der Rahmen im zusammengeklappten Zustand eine doppelte Figur ergibt. Die U-Form ist nicht mehr vorhanden, aber vielleicht stört dies bei der Lösung nicht. 


Funktioniert auch hier der gleiche Lösungsweg?

Schwierigkeit: Vergleichbar mit den anderen Drahtpuzzles mit Scharnier, also relativ einfach.

Varianten: Es gibt verschiedene Varianten von verschiedenen Herstellern. 

16.1.22

Kumiki Kugel

Hier ist die Kumiki-Kugel:


Sie entsteht aus dem Kumiki-Würfel, indem man die massiven Ecken passend abschleift. Doch der Mechanismus und die Teile im Inneren sind identisch.

Würfel und Kugel lassen sich übrigens nicht mit einem einzelnen Schlüsselstein öffnen, sondern der Schlüssel besteht aus zwei verbundenen Teilen.


Design:  klassisch
Hersteller:  verschiedene Varianten bei verschiedenen Herstellern

Google: Kumiki Ball

Kumiki Würfel

Der vermutlich wichtigste geometrische Körper unter den Kumiki-Geduldspielen ist der Würfel:


Es gibt mehrere Varianten dieses Geduldspiels, die auf diesem Würfel beruhen. Wie bei anderen Geduldspielen auch kann man die Ecken auf verschiedene Art abrunden und dadurch andere Formen erkalten.

Hier die zwölf Einzelteile des Würfels:


Design:  klassisch
Hersteller:  verschiedene Varianten bei verschiedenen Herstellern

Google: Kumiki Cube

15.1.22

Marienkäfer-Anlegespiel

Kategorie: Quadratische 3x3-Legespiele

Neun kleine, bedruckte Holzbrettchen werden in einem Baumwollsäckchen geliefert:

Ein klassisches 3x3-Anlegespiel mit vier Marienkäfern in den Farben blau, grün, rot und gelb. Die Karten haben unterschiedliche Struktur (sind also nicht orientiert), es gibt Karten mit drei Köpfen bzw. vier Hinterteilen.

Die Besonderheit besteht darin, dass auf allen Karten jede der vier Farben vertreten ist.


Frage: Wer kann helfen mit Hersteller und Handelsnamen?




Technischer Steckbrief für
3x3 Edge Matching Puzzle

Marienkäfer

Karten doppelt vorhanden? 2 Paare
Orientiertheit der Karten nein
Anzahl Lösungen 1
Anzahl Karten mit 4 Figuren 9
Anzahl Karten mit 3 Figuren 0
Anzahl Karten mit 2 Figuren 0
Schwierigkeit [*] 4410
Fingerabdruck [*] ABCD-ABCD-ABCd-ADCb-Abdc-AcBD-abcd-abcd-acbd

[*] Schwierigkeit und Fingerabdruck wurden mit dem Online-Solver von A. Keilhauer berechnet.

Das verflixte Tom & Jerry Spiel

Kategorie: Quadratische 3x3-Legespiele

Ein klassisches 3x3-Anlegespiel mit vier verschiedenen Abbildungen von Tom & Jerry in den Farben blau, grün, orange und rosa.

Hersteller und Artikelnummer: Schmidt Spiele 03157
Erscheinungsjahr: 1989

Google: verflixte Tom Jerry Spiel
Shopping: Gebraucht lieferbar.


Technischer Steckbrief für
3x3 Edge Matching Puzzle

Das verflixte Tom & Jerry Spiel

Karten doppelt vorhanden? 1 Paar
Orientiertheit der Karten ja
Anzahl Lösungen 2
davon orientiert 1
Anzahl Karten mit 4 Figuren 7
Anzahl Karten mit 3 Figuren 2
Anzahl Karten mit 2 Figuren 0
Schwierigkeit [*] 4594
Fingerabdruck [*] ABCD-ABCD-ABCb-AcBd-AdBc-AdCb-BacD-Dcda-abcd

[*] Schwierigkeit und Fingerabdruck wurden mit dem Online-Solver von A. Keilhauer berechnet.

Duckula der Verflixte

Kategorie: Quadratische 3x3-Legespiele

Ein klassisches 3x3-Anlegespiel mit vier verschiedenen Abbildungen von Duckula.



Hersteller und Artikelnummer: Schmidt Spiele 03180
Erscheinungsjahr: 1990

Google: Duckula der Verflixte
Shopping: Gebraucht lieferbar.


Technischer Steckbrief für
3x3 Edge Matching Puzzle

Duckula der Verflixte

Karten doppelt vorhanden? 1 Paar
Orientiertheit der Karten ja
Anzahl Lösungen 2
davon orientiert 1
Anzahl Karten mit 4 Figuren 7
Anzahl Karten mit 3 Figuren 2
Anzahl Karten mit 2 Figuren 0
Schwierigkeit [*] 4594
Fingerabdruck [*] ABCD-ABCD-ABCb-AcBd-AdBc-AdCb-BacD-Dcda-abcd

[*] Schwierigkeit und Fingerabdruck wurden mit dem Online-Solver von A. Keilhauer berechnet.

Steckbrief für 3x3-Edge-Matching Puzzles

Kategorie: Quadratische 3x3-Legespiele

Es gibt tatsächlich viele scheinbar verschiedene 3x3-Edge-Matching Puzzles. Gegeben sind jeweils neun bedruckte quadratische Karten, die so zu einem 3x3-Quadrat zusammengelegt werden sollen, dass an den Kanten zusammenstoßende Bilder auch zusammenpassen. Um herauszufinden, ob zwei solche Anlegespiele sich vielleicht nur durch die aufgedruckten Bilder unterscheiden und ansonsten völlig identisch sind, soll für die hier vorgestellten Geduldspiele von diesem Typ jeweils ein technischer Steckbrief veröffentlicht werden. 

  • Der Fingerabdruck zeigt uns, ob zwei Geduldspiele äquivalent sind. Das ist nur dann der Fall, wenn zwei Fingerabdrücke völlig identisch sind.
  • Die Orientiertheit von Karten und Lösungen ist eine äußerlich leicht sichtbare Eigenschaft. Orientierte Karten enthalten jeweils zwei Bildober- und Bildunterteile, Ober- und Unterteile befinden sich jeweils gegenüber. Eine Lösung heißt orientiert, wenn die Ober- und Unterteile aller Bilder die gleiche Ausrichtung haben.

Orientiertheit hat nichts mit Äquivalenz zu tun, da bei Äquivalenz z.B. alle Bilder eines Typs umgedreht werden können, aber dabei die Orientiertheit verloren gehen kann.

Die restlichen Eigenschaften zeigen Ähnlichkeiten oder Unterschiede zwischen verschiedenen solchen Anlegepuzzles, reichen aber nicht aus, bei gleichen Werten die Äquivalenz von Geduldspielen sicherzustellen. Äquivalente Anlegepuzzles haben gleich Werte, aber die Umkehrung gilt nicht immer.

  • Sind unter den neun Karten doppelte oder gar dreifache Karten vorhanden?
  • Wie viele Lösungen hat das Anlegepuzzle (ohne Betrachtung der möglichen Drehungen um 90 Grad)?
  • Falls die Karten orientiert sind: Wie viele Lösungen sind orientiert?
  • Wie viele Karten enthalten Teile von allen vier verschiedenen Bildern?
  • Wie viele Karten enthalten Teile von drei verschiedenen Bildern?
  • Wie viele Karten enthalten Teile von zwei verschiedenen Bildern?
  • Schwierigkeit, gemessen von dem Legespiel-Solver von Andreas Keilhauer.
Hier finden Sie die Liste aller Edge-Matching Puzzles mit Steckbrief.

12.1.22

3 Crab Puzzle / 3 Krabben

Bei diesem Packproblem müssen nur drei symbolisierte Krabben in einen Rahmen gepackt werden. Zusätzlich ist der Rahmen recht groß, so dass viel freier Platz bleiben wird. 

Das Problem besteht darin, dass die Krabben über weit ausladende Scheren und Beine verfügen, so dass sie sich meist gegenseitig behindern.

Rahmen und Krabben sind aus lasergeschnittenem Sperrholz, die Krabben sind achsensymmetrisch, so dass Wenden keinen Vorteil bringt.

Bei genauerem Hinsehen sieht man, dass die Krabben aus kleinen gleichseitigen Elementardreiecken zusammengesetzt sind, auch der Rahmen ist ein Ausschnitt aus diesem Dreiecksgitter. Damit liegt ein geometrisch wohldefiniertes Packproblem mit Polyamonds auf dem Dreiecksgitter vor uns.

Schwierigkeit: Der Hersteller sagt: mittelschwer. Das ist angemessen, da das Dreiecksgitter wegen der möglichen 120-Grad-Rotationen ungewohnt ist. Aber man erkennt auch schnell Möglichkeiten, wie die Krabben platzsparend nebeneinandergelegt werden können.

Andere Varianten: Mittlerweile gibt es vom gleichen Hersteller das Three Crabs Puzzle (Achtung, leicht andere Schreibweise) mit etwas kleineren Krabben in einem kleineren Rahmen. Zusätzlich hat der Rahmen hier einen Parkplatz für eine Krabbe, falls diese sich nicht einordnen lassen will.

Design: Daniel Diehl 
Herstellung: Palmetto Puzzle Works LLC

Google: 3 Crab Puzzle
Shopping: Lieferbar beim Hersteller, Preis ca. 15US$.

Mad in China

Nur vier verschiedene quadratische Bausteine der Größe 9x9 sollen in ein rechteckiges Feld der Größe 16x24 gelegt werden. 

Damit das überhaupt klappen kann, sind die 9x9-Teile nicht massiv, sondern enthalten labyrinthartige Einschnitte der Breite 1, die durch Mauern der Dicke 1 getrennt sind. Dadurch kann man die Bausteine teilweise ineinanderstecken und man benötigt insgesamt weniger Platz. Als Erschwernis kommt allerdings hinzu, dass von den Seitenkanten des Rahmens einige kleine Blockaden ins Innere des Rechtecks hineinführen, so dass nicht alle Positionen der Bausteine möglich sind.

Das Puzzle wurde aus lasergeschnittenem Holz gefertigt und hat eine Größe von ca. 11cm x 8cm. Im Inneren des Rahmens steht links unten der Name „Mad in China“.

Schwierigkeit: Nachrechnen ergibt, dass die Bausteine nur rund die Hälfte des Platzes in dem Rahmen belegen. Trotzdem ist das Geduldspiel nicht einfach: Für dieses Puzzle gibt es nur eine Lösung, die sich aber mit etwas Ausdauer finden lässt. Dabei erweisen sich die Blockaden am Rand sogar eher als hilfreich. 

Deshalb können wir darüber nachdenken was passiert wenn wir weniger Blockaden verwenden. 

Kleine Änderungen:

1. Wenn man die Blockaden oben und rechts entfernt, und die Blockaden unten verkleinert wie im Bild, dann gibt es immer noch nur die eine Lösung. Diese ist vermutlich sogar schwerer zu finden, weil kein Baustein direkt an der Blockade unten rechts anstößt.

2. Wenn man alle Blockaden entfernt, gibt es vier verschiedenen Lösungen, die allerdings recht ähnlich sind.

Frage: Die vier Steine bestehen jeweils aus 49 Elementarquadraten. Ist das Zufall oder ergibt sich das aus der folgenden Eigenschaft der Steine: Jeder Stein ist natürlich zusammenhängend, aber kreisfrei; das Entfernen eines Elementarquadrates mit mindestens zwei Nachbarn lässt den Stein in mehrere Teile zerfallen. Und sowohl die Wände wie die Lücken dazwischen haben jeweils die Breite eins.

PolySolver-Info: Das Puzzle lässt sich leicht mit dem PolySolver lösen. 

Design und Herstellung:  Jean-Claude Constantin
Shopping: Lieferbar, Preis ca. 15€

9.1.22

Pyramystery

Kategorie: Kugeln packen oder stapeln

Diese Kugelpyramide hat den Anspruch, ein Mysterium zu sein! Schauen wir, was ihr Geheimnis ist.

Vor uns liegen sechs Steine bestehend aus drei bzw. vier Kugeln. Diese sind jeweils im Winkel von 60 bzw. 120 Grad verbunden. Rechte Winkel gibt es hier nicht. Aus diesen 20 Kugeln soll das übliche Kugeltetraeder mit Kantenlänge vier gebaut werden.

Das wirklich verblüffende sind die vielen anderen Aufgaben, die sich noch lösen lassen: Teilen Sie die Steine in zwei Teilmengen und bauen Sie daraus zwei Pyramiden der Seitenlänge 3.

Da die Steine alle eben sind (d.h. die Kugelmittelpunkte jedes Steins in jeweils einer Ebene liegen), befinden wir uns in einer ähnlichen Situation wie bei Pentominos: Wir können sowohl dreidimensionale Aufgaben lösen (z.B. Pyramiden bauen) wie auch zweidimensionale Aufgaben lösen, d.h. flache Kugelmuster legen. Da ein gleichseitiges Kugeldreieck mit Seitenlänge 4 aus 10 Kugeln besteht (4+3+2+1=10), können wir versuchen, aus den Steinen zwei solche Dreiecke zu legen;

In der Originaldokumentation von Piet Hein [1] gibt es noch viel mehr Aufgaben zu lösen.

Schwierigkeit: Verschiedene Aufgaben mit verschiedener Schwierigkeit. Alle sind nicht zu kompliziert, d.h. für fast jeden ist etwas dabei. Hartgesottene Experten können versuchen, die Aufgaben blind zu lösen, d.h. ohne die Steine zur Hand zu nehmen.

Design:  Piet Hein
Hersteller:  Verschiedene
Erscheinungsjahr: ca. 1970

Google: Pyramystery Piet Hein
Shopping: Selten gebraucht lieferbar.

Mehr Infos:

Backtracking für Anlegepuzzles

Am folgenden einfachen Geduldspiel soll Backtracking erklärt werden: Gegeben sind vier Karten für ein 2x2-Anlegepuzzle. Da hier eine Rotation der Karten erlaubt ist, muss dies auch beim Backtracking berücksichtigt werden.

Diese Karten sollen so in ein 2x2-Quadrat gelegt werden, dass sich an den Trennlinien jeweils einfarbige Dreiecke ergeben. Diese Quadrate mit den Nummern 1 bis 4 können noch mehrfach um 90 Grad (im Uhrzeigersinn) gedreht werden, diese Orientierungen werden mit a (wie abgebildet), b, c und d bezeichnet. Die Karte 2c ist also die Karte Nr. 2 um 180 Grad gedreht.

Die Felder des Geduldspiels sind ebenfalls mit 1 bis 4 durchnummeriert und sollen in dieser Reihenfolge nacheinander belegt werden:

Der Backtracking-Algorithmus startet mit dem leeren Rahmen und einer Reihe zunächst aller Karten. in alphabetischer Reihenfolge (Bild 1:  - 1a 2a 3a 4a). Das Minuszeichen in der Liste steht vor der aktuellen Bearbeitungsposition, bisher ist nichts eingefügt.

Die vorderste Karte der Reihe wird (in der aktuellen Orientierung) in das erste (freie) Feld im 2x2-Rahmen erfolgreich eingefügt. (Bild 2: 1a - 2a 3a 4a)

Danach ist die Bearbeitungsposition um eins nach rechts verschoben. Wieder soll die nun vorderste Karte nach der Bearbeitungsposition (in der aktuellen Orientierung) in das nächste freie Feld (also Feld Nummer 2) eingefügt werden. Das funktioniert nicht wegen des falschen Bildes an der linken Kante. Also wird die nächste Orientierung der aktuellen (also der zweiten) Karte versucht. Diese und die dritte funktionieren auch nicht, aber die vierte Orientierung funktioniert. Bild 3: 1a 2d - 3a 4a

Nun soll die nächste (dritte) Karte in das nächste (dritte) Feld eingefügt werden. Das klappt weder in der angegebenen ersten Orientierung noch in einer anderen. Außerdem ist noch die vierte Karte in der Liste, diese könnten wir auch an Position drei legen. Aber auch das passt in keiner Orientierung. Damit sind wir in einer Sackgasse und jetzt beginnt das eigentliche Backtracking:

Da wir an der dritten Position keine Karte mehr einfügen können, ist schon vorher eine unlösbare Situation eingetreten. War dies bei der zweiten Karte der Fall? Nein, da haben wir alle Orientierungen durchprobiert. Also müssen wir gleich bei der ersten Karte etwas ändern. Diese haben wir an dieser Stelle noch nicht in allen Orientierungen benutzt und wir drehen sie deshalb um 90 Grad (Bild 4: 1b - 2a 3a 4a).

Jetzt muss wieder Position 2 gefüllt werden. Die zweite Karte in der aktuellen Orientierung (2a) passt nicht, ebensowenig 2b und 2c. Allerdings passt wieder 2d (Bild 5: 1b 2d - 3a 4a).

Jetzt muss Position 3 gefüllt werden. Die nächste Karte passt sofort unter die erste Karte (Bild 6:  1b 2d 3a - 4a). 

Für die verbleibende Position 4 passt zwar nicht die Karte 4a, aber nach einer Rotation der Karte passt 4b.

Damit haben wir eine Lösung gefunden: (Bild 7:  1b 2d 3a – 4b). 


In der Notation des allgemeinen Backtracking haben wir damit von den vielen Möglichkeiten in alphabetischer Reihenfolge nur die folgenden Möglichkeiten betrachtet:

1a 2a
1a 2b
1a 2c
1a 2d 3a
1a 2d 3b
1a 2d 3c
1a 2d 3d
1a 2d 4a
1a 2d 4b
1a 2d 4c
1a 2d 4d
1b 2a
1b 2b
1b 2c
1b 2d 3a 4a
1b 2d 3a 4b

Falls alle Lösungen gesucht werden sollen, muss man dieses Verfahren einfach weiter fortsetzen.





Aufgaben für Pentominos: Nur acht Steine am Rand (Aufgaben 96-97)

Das Gegenstück zu der Aufgabe, dass alle Pentominos den Rand berühren sollen ist die, dass möglichst wenige Steine den Rand berühren. Für b...