マウスを追え！2関節ロボットアーム スクラッチ小技

さぁ、スクラッチでナニ作る！？

動画で見てみよう

ok-scratch

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チュートリアルの元になった作品

スクラッチでプレイする ターボワープでプレイする

小技：ロボットアーム

by ok-scratch

プレイしておこう

今回のスクラッチを作る参考作品です。向ける→回す→動かすの3ブロックをつなぐだけで、本物のロボット工学（順運動学）と全く同じ原理が動いてる。各関節の角度オフセットと腕の長さを数値で設定するだけで、マウスを滑らかに追いかける2関節アームが完成してくる発想がキレッキレ。変数もリストもカスタムブロックも一切使わないのに、このリアルな関節の動きが出てくるの、マジでヤバい。連鎖パターンの組み立て方、見ていこう。

今回の目標

スターター作品をリミックスしよう

このチュートリアルにはスターター作品があります。使わなくても大丈夫だけど、最低限の素材などが用意されてるので便利です。
スターター作品をダウンロード

#1肩パーツの準備

ok-scratch

マウスに追従する2関節のロボットアームを作っていくよ。まずは根元になる「肩」パーツから。

準備

スプライト「肩」を開く

肩

スプライトについて
ロボットアームの根元となる肩関節スプライト。d/aキーで左右に移動できる
どんな役割か
ロボットアームの根元を作るよ！d/aキーを押すと左右に動かせるよ。まずは肩から作ってみよう。

実装

イベント が押されたときで座標を(-150, -50)にセット、コスチュームを「肩関節」にしてサイズを80%にするよ。画面の左下あたりにアームの支点が配置される感じだね。

#2肩の左右移動

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肩をキーボードで動かせるようにしよう。アーム全体の土台だから、ここが動けば上に乗ってるパーツも全部ついてくるよ。

制御ずっとの中で調べる( ) キーが押されたを使ってDキーとAキーをチェック。Dなら+10、Aなら-10ずつx座標を変えることで、キーを押してる間だけ動く仕組みなんだ。

#3肘の追従設定

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肩が動くようになったね。次はアームの中間部分「肘」を作るよ。

準備

スプライト「肘」を開く

肘

スプライトについて
ロボットアームの中間部分となる肘関節スプライト。常にShoulderの位置に追従し、マウスに向いて延びる
どんな役割か
肩に追従する肘関節を作るよ！Shoulderにくっついてマウスの方向に向いて伸びる、アームの中間部分だよ。

実装

コスチュームを「肘関節」にしてサイズ80%。制御ずっとの中で動き( ) へ行くを使って、常にShoulder（肩）の位置に追従させるんだ。肩が左右に動くと、肘もぴったりくっついてくる仕組みだね。

#4肘の関節シミュレーション

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ここからがこの作品の核心。ただ肩にくっつくだけじゃなく、マウスの方向に「腕を伸ばす」動きを作るよ。

動き( ) へ向けるでマウスポインターの方を向いて、動き( ) ( ) 度回すで左に30度回して、10歩前に進む。この「向ける→回す→動かす」の連鎖が関節シミュレーションの基本パターン。30度が関節の角度オフセット、10歩が肩から肘までの骨の長さに相当していて、もしこの角度オフセットがなかったら肘が肩の真正面にしか来ず、曲がった腕にならないんだよ。

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この「向ける→回す→動かす」の連鎖パターン、実はロボット工学で「順運動学（フォワードキネマティクス）」と呼ばれてる考え方と同じなんだ。工場で動いてる産業用ロボットアームも、各関節の角度と腕の長さから先端の位置を計算してるんだよね。Scratchの数ブロックで本物のロボットと同じ原理が再現できるって、ちょっとすごくない？

#5クローの追従設定

ok-scratch

Elbow（肘）の設定が終わったから、いよいよ最後のパーツ、先端のClaw（クロー）を作っていくよ。

準備

スプライト「クロー」を開く

クロー

スプライトについて
ロボットアームの先端となるクロースプライト。Elbowの位置に追従し、マウスを追いかける。スペースキーでエフェクトを切り替える
どんな役割か
アームの先っちょのクローを作るよ！肘にくっついてマウスを追いかけて、スペースキーで色やぐるぐるエフェクトが切り替わるよ。

実装

肘のときと同じパターンで、コスチュームを「クロー閉」にしてサイズ80%にしたら、制御ずっとの中で動き( ) へ行くを使ってElbow（肘）の位置に追従させる仕組みだね。

ok-scratch

gotoで別スプライトに追従させるこのパターン、RPGで仲間キャラがプレイヤーの後ろをゾロゾロついてくるアレと同じ仕組みなんだ。先頭の位置を次のキャラが追いかけて、その位置をさらに次のキャラが追いかける。肩→肘→クローの3パーツは、まさに3人パーティの行進と同じ原理。この追従の連鎖は2Dゲームのいろんな場面で応用できる基本テクニックだよ。

#6クローのエフェクト制御

クローにスペースキーで切り替わるエフェクトをつけるよ。まず動き( ) へ向けるでマウスの方向を向かせてから、エフェクト制御に入るんだ。

制御もし ( ) ならでなければでスペースキーの押下状態を判定。押してる間は「色」の効果を+5、「渦巻き」の効果を+5ずつ毎フレーム変化させて、離したら見た目画像効果をなくすで一括リセットするよ。押し続けるほどどんどん色が変わってグルグルして、離すとパッと元に戻る。

ここで使っている見た目( ) の効果を ( ) ずつ変えるは累積するのがミソ。1フレームで+5、2フレームで+10って足し算されていくから、押し続ける時間が長いほど変化が激しくなるんだ。

#72関節アームの完成

ok-scratch

いよいよ最後の仕上げだ。肘で使った「回す→動かす」をクローにも適用して、2関節のロボットアームを完成させるよ。

動き( ) ( ) 度回すで右に30度回して、動き( ) 歩動かすで70歩進む。肘では左30度・10歩だったのが、クローでは右30度・70歩。回す方向が逆で距離も長いから、クローは肘から大きく離れた位置に伸びるんだ。

普通、マウスにスプライトを追従させるなら動き( ) へ行くと動き( ) へ向けるだけで十分じゃん。でもそれだと各パーツが独立にマウスを追うだけで、関節のつながりが表現できない。goto→point→turn→moveの連鎖があるからこそ、腕のリーチ制限や角度制約が自然に再現されるんだ。

まとめ

「向ける→回す→動かす」の連鎖パターン、バッチリ使いこなせたかな。この組み合わせを覚えておくと、触手とかヘビゲームとか、いろんな「くねくね動く」表現に応用できるよ。数ブロックで順運動学が再現できちゃうScratch、なかなかやるでしょ。どんどんアレンジしていこう！