Hvad er Claytronics?

Claytronics er et system designet til at implementere begrebet programmerbart stof, det vil sige materiale, der kan manipuleres elektronisk i tre dimensioner på samme måde som to-dimensionelle billeder kan manipuleres gennem computergrafik.Sådanne materialer ville være sammensat af "katomer" mdash;Claytronics Atoms Mdash;hvilket i analogi med faktiske atomer ville være de mindste udelelige enheder i det programmerbare stof.Hver CATOM ville være i stand til at modtage elektroniske instruktioner, behandle information og kommunikere med og overholde andre Catoms.Grupper af katomer ville være i stand til at bevæge sig, men uden de enkelte katomer, der har bevægelige dele.Målet er, at et meget stort antal ekstremt små katomer skal bruges i nanoskala robotik, hvilket tillader en lang række applikationer.

Den grundlæggende enhed af lertronik består Catom, af en selvstændig struktur, der har en modtager eller antenne,En central behandlingsenhed (CPU), en strømforsyning, en eller flere sensorer, en videodisplay og middel til at overholde og bevæge sig i forhold til andre katomer.Adhæsion kunne for eksempel opnås ved magnetisme eller elektrostatiske kræfter.Fra 2011 er der blevet udført vellykkede forsøg med relativt store katomer, der kan bevæge sig i forhold til hinanden i to dimensioner ved hjælp af elektromagneter, der kan tændes og slukkes efter behov.Det forventes, at katomer vil blive masseproduceret i undermillimeter- og endda nanometerskalaen, hvilket tillader, at samlinger af millioner af katomer manipuleres.

I Claytronics kaldes samlinger af katomer som ensembler.Hvert katom inden for et ensemble er i stand til at bestemme dets placering, og ved at kombinere disse oplysninger med et overordnet mål, der er foreskrevet til ensemblet som helhed, kan beslutte, om de skal binde til nabokatomer, eller om de skal bevæge sig i forhold til dem.For eksempel kan et ensemble muligvis få målet om at gengive en tredimensionel objekt.Oprindeligt bevæger de individuelle katomer sig muligvis tilfældigt rundt, men når de bruger de oplysninger, de har fået om det objekt, der skal gengives i kombination med oplysninger om deres stater og placeringer fra deres interne hukommelse og sensorer, tager objektet form gennem deres kooperativHandling.

Organisering af opførelsen af millioner af selvstændige enheder kræver udvikling af nye programmeringssprog, der er meget forskellige fra dem, der bruges til konventionelle applikationer.For eksempel ville det ikke være muligt at identificere hver enhed og mdash unikt;De ville være "anonym", og et "program" ville ikke bestå af sæt specifikke instruktioner sendt til specifikke enheder.I stedet ville der blive specificeret et mål, og de i det væsentlige autonome enheder, der blev tilbage til at organisere sig ved at følge enkle regler.To programmeringssprog, MELD og lokalt distribuerede predikater (LDP), er blevet udviklet til dette formål.

En sandsynligvis anvendelse af Claytronics er en 3D-faxmaskine, der ville muliggøre gengivelse af tredimensionelle objekter fra transmitteret information.Mens en række andre muligheder er blevet foreslået for at opnå dette, er det sandsynligt, at Claytronics -teknologi ville resultere i meget hurtigere reproduktion.Objektet, der skal gengives, kunne simpelthen begraves under et lag med katomer, der ville få og transmittere information om objektets dimensioner til et modtagende ensemble af Catoms, som derefter ville organisere sig for at skabe en nøjagtig reproduktion.En anden mulighed er "Pario", et skridt fremad fra video, der tillader manipulation af at flytte tredimensionelle genstande, med mange mulige anvendelser i forskning, modellering, design og uddannelse samt underholdning.