辿りつけなかったもの - ちょっと呟いてみる

「シフトレジスタ回路」というのがある。論理回路を説明するととんでもないことになるので、端折って言うと、照明A、B、C…と並んでいて、1回ボタンを押すとAが点灯、もう1回押すとAが消灯してBが点灯、もう1回ボタンを押すとBが消灯してCが点灯…と、入力の度に出力が移っていく、というもの。「点灯・消灯」という1ビット情報(レジスタ)が移っていく(シフト)ので、「シフトレジスタ」。

で、何でこんな話をしているかというと、Minecraftのレッドストーン機構の話。要は「何回かに1回動作させたい」機構こそ、「シフトレジスタ」なのだ。
これは長期クロック機構とは違う。あれは「一定時間経過すると動作する自律機構」なので、入力が必要ない、というか、"停止させる"以外の入力する箇所が無い。
「シフトレジスタ」がどこで必要か。主には農業の自動化である。どの農作物も、収穫できるまで(ゲーム時間での)数日を要する。単純に「日照センサー」で毎日"刈り取り"をやってしまっては、収穫できるまでに生長する時間が短すぎて非効率的なのだ。

Bell式カボチャ・スイカ収穫システム「うりうりハーベスター」は、頻回に建造しているが

www.youtube.com
製作者Bell氏は長期クロック機構を使用している。
でも俺としては、日照センサーを使って「4回目の正午に収穫する」機構を造りたい、と思っていたんだ。

開発に想定してた理屈は単純。ホッパーとドロッパーを抱き合わせにして、ホッパーにレッドストーントーチをかまして輸送できなくし、ドロッパーに入力する度にホッパーにアイテムが移動し、ホッパーが空になったら、それをコンパレーターで検出しNotゲートで反転し出力し、一方ホッパーにかましていたトーチをOffにし、アイテムを全てドロッパーに戻してリセット。こういうのを造りたかったのだ。
だが、ドロッパーが空になった出力でホッパーのアイテムを戻そうにも、途中でそれが絶えてしまい、全てのアイテムがドロッパーに戻らないという仕様に延々と悩まされ続けてきた。

試作品の一つ。リピーターの遅延を利用して、ホッパーのアイテムをドロッパーに戻そうとしている。
が、上手くいかない。当時は「シフトレジスタ」という言葉も知らず、闇雲にググって調べても分からなかったのだが、ついに見つけた。2つも。

リピーターのロック機能を利用したもの

www.youtube.com
これはスゴイのだが、初期設定としてパルス回路を入力しなければならないのと、時々"全てのロックされたコンパレーターが消灯している"=レジストリ全消滅があり、新たにパルスを入力する必要がある、メンテナンスを要する場合がある。俺が言うところの「頑健性ロバストネス」が足りない。

ホッパー・ドロッパー方式の完成形

www.youtube.com
これこそが俺が到達したかったもの。ではホッパーのアイテムを戻しきれない問題をどうやって解決したか? コンパレーターの相互接続で解決していた。とはいえ、動画の通り限界があり、アイテム数は8個が限界。それ以上は、この機構を直列すればよい…ったって、50回に1回作動する機構の、需要が分からないが。