Шаркающая машина

Перетасовочная машина — машина для случайного перемешивания колод игральных карт .

Поскольку стандартные методы тасования считаются слабыми, и во избежание «внутренней работы», когда сотрудники сотрудничают с игроками, выполняя неадекватные тасования, многие казино используют автоматические машины для тасования карт перед раздачей. Эти машины также используются для уменьшения травм дилеров, вызванных повторяющимися движениями.

Машины для тасования должны быть тщательно спроектированы, так как в противном случае они могут генерировать необъективные тасования: самые последние машины для тасования имеют компьютерное управление. Случайность или неправильность карт, изготовленных с помощью автоматических тасующих машин, представляет собой предмет значительного интереса как для игроков, так и для казино.

Машины для тасования бывают двух основных разновидностей: машины непрерывного тасования (CSM), которые непрерывно перемешивают одну или несколько пачек, и машины периодического тасования или автоматические тасовальные машины (ASM), которые тасуют всю одну пачку за одну операцию. Пакетное тасование более дорогое, но позволяет избежать проблем, связанных с некоторыми непрерывными тасованиями, при которых операция тасования лишь медленно меняет состояние колоды, и новые карты могут быть взяты до того, как тасование достаточно рандомизирует колоду, что позволяет некоторым игрокам « перетасовать колоду ». отслеживать карты в процессе перетасовки.

Широко известное, но неопубликованное исследование Перси Диакониса и Сьюзан Холмс, проведенное в 2000 году, привело к модернизации многих тасующих машин. Позднее SIAM News опубликовал достаточно подробное обсуждение его результатов. ^{[ нужна ссылка ]}

Ранние механические машины для тасования карт

Патенты на устройства для тасования карт начали появляться в Соединенных Штатах примерно в конце XIX века. Неясно, были ли эти устройства преобразованы в коммерческие продукты или были выброшены. Эти машины часто были сложными и имели множество механических частей, позволяющих извлекать, перетасовывать и распределять карты псевдослучайным образом.

В 1878 году Генри Эш предложил аппарат для тасования карт. ^[1] Его устройство представляло собой ящик с открытым верхом, куда оператор помещал деку. Затем оператор слегка встряхивал коробку, чтобы карты проваливались через гребешок на дне коробки. Около половины карточек упадет в нижнее отделение, а остальные останутся в верхнем отделении. Оператор брал эти верхние карты, упаковывал их вместе и делал то же самое с нижними картами. Две колоды складывались друг на друга, образуя новую колоду, и операцию можно было повторить для лучшего перемешивания.

В 1887 году Сильванус Тингли и Чарльз Стетсон запатентовали свой «аппарат для перетасовки карт». ^[2] Устройство состояло из двух коробок для карт, в которых колоды удерживались пружинами. Устройство имитировало перетасовку карточек, извлекая карты через прорезь в нижней части каждой коробки и складывая их в стопку посередине. Оператор поворачивал рукоятку , которая была соединена с шестернями и, наконец, с дисками, покрытыми резиной, которые контактировали с картами. Этот механизм подачи гарантировал, что окончательная стопка состояла из карт «случайным образом», поступающих из левой или правой камеры. Основное отличие от следующих автоматов заключается в том, что за один ход из коробки выбрасывается только одна карта.

В 1892 году Уильям Х. Рэнни подал патент на «механизм тасования и раздачи карт». ^[3] Аппарат представлял собой наклонную коробку, прикрепленную к краю игрового стола. Карты вставлялись сверху в футляр и фиксировались внутри держателя с помощью рычага. Оператор поворачивал рукоятку, которая медленно опускала нижнюю стенку наклонного резервуара. На этом этапе устройство полагалось на силу трения между картами, чтобы добиться некоторой случайности. Одна карта начнет скользить из-за крутизны и притянет к себе несколько карт. Количество карт, выпускаемых на каждом ходу, обычно варьируется от одной до пяти карт. Карты падали в другой приемник, и оператор поворачивал все устройство, чтобы передать карты другому игроку. Это вращение активировало ролик, который выдавал нижнюю карту из коробки. Год спустя Уильям Рэнни предложил другую версию своего устройства, в которой исходная колода была разделена пополам, и карты выпадали из одной или обеих половин одновременно. ^[4]

В 1897 году два брата Крукс предложили более сложную машину, похожую на игровой автомат с пятью картами. ^[5] Это устройство не раздавало карты игрокам, а просто отображало случайную последовательность карт. Однако в нем использовался механизм перетасовки, основанный на вращающейся треугольной рамке, каждая сторона которой содержала одно и то же устройство. Только одна механическая сторона могла одновременно работать и отображать карты, и оператор вращал весь барабан, чтобы выполнить еще одну перетасовку. Ящик для перетасовки делился на пять отсеков с помощью так называемых «перегородочных пальцев». Затем сложный механизм булавок смешивал карты между отсеками, и отображался новый результат.

Джон Боуэн предложил в 1899 году компактную «машину для тасования карт», в которой неперетасованная колода была заключена между двумя горизонтальными пластинами. ^[6] Принцип работы этого аппарата был аналогичен машине Тингли и Стетсона. Верхняя пластина могла двигаться и называлась ведомой, нижняя пластина была неподвижной. Оператор нажимал на деку с помощью вертикальной ручки, которая была соединена со ведомым устройством, и поворачивал рукоятку, которая активировала два ролика, которые находились над и под декой. Перед колодой полоса блокирует большинство карт, за исключением тех, что находятся сверху колоды, а также тех, что внизу. Ролики прижимались к картам и при соответствующем вращении отбрасывали их в приемник. На каждом этапе карты могли появляться сверху или снизу колоды, и количество выброшенных карт не было постоянным. Переменное трение между роликами и самими картами обеспечивало некоторую случайность, как и в машине Рэнни.

Фред С. Роллингс в 1899 году изобрел устройство с вращающимся столом, в котором карты распределялись по центру с помощью фиксатора с переменным давлением. ^[7] В 1901 году Бенджамин Беллоуз подал патент на свое устройство, которое использовало «только гравитацию для всех движений карт», разделяя их и направляя через движущиеся отсеки. ^[8] В последующие годы были предложены различные механизмы с различными комбинациями роликов, коробок для карточек, гребенок и систем булавок. Большинство этих машин приводилось в движение вручную путем поворота рукоятки, которая активировала внутренние шестерни и ролики. Случайность можно улучшить, увеличив количество перетасовок, выполняемых операторами, или увеличив количество ящиков, гребенок или разделительных камер в машинах. Некоторые устройства представляли собой простые коробки с гребнями, которые имитировали ручное перетасовывание, например перетасовку ружьями. В 1925 году Чарльз и Уильям Гунцельманы подали патент на простое устройство в форме ромба , в котором карты вставлялись в верхнюю камеру. ^[9] Если встряхнуть устройство, карты упадут в нижний отсек; тасование обеспечивалось двумя небольшими крыльями посередине коробки, которые распределяли карты. Затем оператор переворачивал коробку вверх дном и повторял операцию. Стеклянные окна позволяли видеть, что все карты упали в отсек.

Улучшение случайности с помощью механических трюков

После 1930 года изобретатели сосредоточились на разработке машин, которые могли бы напрямую раздавать карты — идея, которая уже присутствовала в машине Рэнни в 1892 году.

В 1932 году Лоренс Хаммонд запатентовал торговый стол. ^[10] Это была одна из первых машин, использовавших электричество для питания необходимого механизма перетасовки и раздачи. Описание его патента дает интересную информацию о проблемах, связанных с предыдущими машинами: если карты были изношены или погнуты, тасование могло не состояться. Он также раскритиковал случайность предыдущих методов перетасовки и указал на риск предсказания окончательной последовательности. Патент также содержит математические объяснения внутреннего состояния его машины. Двигатель приводил в движение вращающуюся раму, которая раздавала каждому игроку по 13 карт. Машина прошла 53 цикла, чтобы раздать 52 карты. За каждый цикл селекторная пластина с 52 насечками поворачивалась на один шаг. Было четыре возможных глубины выемок, и выступ, касающийся выемок, определял, какой игрок получит карту. Каждая карта снималась с верха колоды и отправлялась в приемник соответствующего игрока с помощью конвейера. Первый цикл использовался для вращения пластины и гарантировал, что распределение начнется с новой последовательности. Одним из свойств автомата было то, что один и тот же игрок мог обслуживаться в течение двух или трех последовательных циклов. Для повышения случайности автор предлагает использовать набор различных селекторных пластин или использовать другую колоду, тасуемую во время игры. Машина была достаточно быстрой, чтобы перетасовать целую колоду за несколько секунд. Если бы использовалась только одна тарелка, та же самая последовательность раздачи появлялась бы после 52 раздач (на тарелке было 52 возможных начальных точки; начальная точка выбиралась не случайно, поскольку в течение каждого цикла тарелка всегда поворачивалась на один шаг в одном и том же направлении). ).

Проблему обеспечения случайности механическими средствами решить было трудно. В начале 1930-х годов Роберт Маккей предложил изобретательную машину, содержащую камеру с 52 шариками разного диаметра (на каждого игрока приходилось по 13 шариков одинакового размера). ^[11] Как и в лотерейном автомате , шары встряхиваются и выбираются случайным образом, загоняя их один за другим в колесо с 52 прорезями. Затем это колесо будет вращаться, паз за пазом, и стержень, соприкасающийся с шаром, «определяет» его диаметр. Затем механизм распределения может использовать информацию о диаметре и предпринять соответствующие действия, чтобы раздать карту нужному игроку. ^{[ нужна ссылка ]}

Вместе с лотерейными автоматами продолжали развиваться устройства для перетасовки. В 1934 году Ральф Поттер изобрел электромеханическую машину, которая считывала перфорированные карты и генерировала случайные последовательности. ^[12] Затем данные будут использоваться для включения ламп на игровом столе. Эти огни символизировали карты и значения рулетки. Игроки нажимали на кнопки, чтобы сообщить машине свой выбор. В какой-то степени его устройство было одной из первых попыток сделать компьютеризированный генератор псевдослучайных чисел и игровую консоль.

В течение оставшейся части 1930-х годов многие изобретения пытались решить проблему раздачи, в основном за счет использования вращающихся рамок, которые распределяли карты каждому игроку за столом. Вращающиеся части были обычным явлением в тасующих машинах; конструкторы часто использовали шестерни и пластины с выемками или отверстиями, назначение которых было аналогично пластине генератора последовательностей машины Хаммонда. Эти перемешиватели имели некоторое сходство с машинами, используемыми в криптографии, такими как Enigma . Это немецкое шифровальное устройство, использовавшееся во время Второй мировой войны, содержало роторы, которые двигались каждый раз при вводе ключа и создавали зашифрованную версию письма. Обе области должны соответствовать математическим требованиям в отношении случайности, чтобы избежать известных закономерностей, повторяющихся последовательностей и других статистических недостатков или систематических ошибок.

После Второй мировой войны

После Второй мировой войны инженеры пытались генерировать случайные последовательности с помощью электрических устройств. Сигналы от электрического шума источников с горячим катодом (например, газоразрядной трубки или резистора ) обычно передаются через фильтры и усилители для вывода одного или нескольких случайных потоков. Такое устройство описано в патенте 1940 года Newby et al. . ^[13] Большинство запатентованных машин по-прежнему основывались на старых механических конструкциях, которые не обеспечивали такой случайности, как источники шума, но были более практичными. Согласно патентам, зарегистрированным в 1950-х и 1960-х годах, конструкторы создали простые устройства, в которых основная операция перетасовки повторялась несколько раз (путем подачи выходной колоды обратно в машину) вместо одного сложного прохода, предполагающего множество сложных механических операций, заканчивающихся плохая перетасовка и низкая надежность. Некоторые из них пытались воспроизвести то, что делалось вручную при перетасовке карточек, чередуя друг друга. В то время все еще широко использовались ролики для сбора карт, контактирующие с верхней или нижней частью колоды.

Компьютеризированные шафлеры

В 1969 году Томас Сегерс запатентовал своего «дилера электронных карт», который работал не с реальными картами, а имитировал случайный выбор. ^[14] Благодаря свету игроки могли видеть результат. Согласно патенту, конструкция содержит мультивибраторы , логические элементы И и ламповый генератор. Изобретатель также указывает, что в схеме можно было использовать транзисторы. В 1974 году Дэвид Эриксон и Ричард Кронмал предложили шаффлер, основанный на логической схеме с двоичными вентилями. ^[15] Колода помещалась в держатель, и карты извлекались одна за другой и отправлялись в канал с наклоном вниз, содержащий несколько клапанов, которые активировались или деактивировались, в зависимости от того, какую стопку следует подавать. Заслонка перенаправляла карту в соответствующий контейнер и приводилась в движение катушкой, управляемой генератором псевдослучайных чисел. Синхронизация была важна, и использовалось несколько методов, чтобы гарантировать, что карта будет следовать правильному пути.

До 1980-х годов инноваций было не так много. В 1985 году Эдвард Саммзель предложил машину, которая извлекала карты из нижней части двух держателей колод и помещала их во второй отсек. Другой экстрактор извлекал карту, взятую дилером. ^[14] Порядок извлечения двух карт из держателей определялся логической схемой, основными частями которой были счетчик и декодер. Фотосенсоры фиксировали, сколько карт находилось в каждом отделении и была ли карта взята дилером. В этом случае будет обработана еще одна карта от первоначальных владельцев.

См. также

Ссылки

Внешние ссылки

Статья в журнале Science News : Махинации с перетасовкой карт
Статья на сайте Casinocitytimes.com : Патент США № 6 254 096: Устройство непрерывного перемешивания Shuffle Master
Патент США 6 254 096 : Устройство и способ непрерывного тасования карт.
Заявление, поданное в Комиссию по азартным играм Великобритании продавцом тасованных машин
Статья на Casinocitytimes.com : Насколько опасны шаффл-трекеры?
журнала Discover Magazine Статья : Математика перетасовки: фокусник, ставший математиком, спасает рубашки казино , в которой обсуждается работа Диакониса и Холмса над машинами для перетасовки.
Новости SIAM : В каждой математической задаче для этого математика скрывается проблема перетасовки карт, содержит подробное обсуждение результатов Диакониса и Холмса.

[1] Патент США 205030.

[2] Патент США 373 953.

[3] Патент США 483364.

[4] Патент США 507930.

[5] Патент США 595372.

[6] Патент США 636749.

[7] Патент США 629 470.

[8] Патент США 673 154.

[9] Патент США 1 569 277.

[10] Патент США 1889729.

[11] Патент США 1 992 085.

[12] Патент США 2023210.

[13] Патент США 3 373 245.

[US_patent|3584876-14] Jump up to: ^а ^б Патент США 3 584 876

[15] Патент США 3897954.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]