Was ist Claytronics?

Claytronics ist ein System, das das Konzept der programmierbaren Materie implementiert, dh Material, das in drei Dimensionen elektronisch manipuliert werden kann, so wie zweidimensionale Bilder durch Computergrafiken manipuliert werden können.Solche Materialien würden aus „Katoms“ mdash bestehen;Claytronics Atome Mdash;Dies wäre in Analogie zu tatsächlichen Atomen die kleinsten unteilbaren Einheiten der programmierbaren Materie.Jedes Katom kann elektronische Anweisungen erhalten, Informationen verarbeiten und mit anderen Katoms kommunizieren und sie halten.Gruppen von Katomen wären Bewegungsfunktion, aber ohne die einzelnen Katome, die bewegliche Teile haben.Ziel ist es, dass in nanoskaliger Robotik eine sehr große Anzahl extrem kleiner Katome verwendet werden, die eine Vielzahl von Anwendungen ermöglichen.

Die Grundeinheit der Claytronik, das Katom, besteht aus einer in sich geschlossenen Struktur, die einen Empfänger oder eine Antenne hat.Eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), eine Stromversorgung, ein oder mehrere Sensoren, eine Videoanzeige und Mittel zur Einhaltung und Bewegen von anderen Katomen.Die Adhäsion könnte beispielsweise durch Magnetismus oder elektrostatische Kräfte erreicht werden.Ab 2011 wurden erfolgreiche Versuche mit relativ großen Katzen durchgeführt, die sich in zwei Dimensionen unter Verwendung von Elektromagneten relativ zueinander bewegen können, die nach Bedarf ein- und ausgeschaltet werden können.Es wird erwartet, dass Katome im Submillimeter und sogar im Nanometer-Maßstab in Massenproduktion hergestellt werden, wodurch Sammlungen von Millionen von Katomen manipuliert werden können.Jedes Katom in einem Ensemble kann seinen Standort bestimmen und kann diese Informationen mit einem Gesamtziel für das gesamte Ensemble kombinieren, um sich mit benachbarten Katoms zu verbinden oder sich relativ zu ihnen zu bewegen.Zum Beispiel könnte ein Ensemble das Ziel erhalten, ein dreidimensionales Objekt zu reproduzieren.Zunächst können sich die einzelnen Katoms zufällig bewegen, aber da sie die Informationen verwenden, die ihnen über das Objekt in Kombination mit Informationen über ihre Zustände und Standorte aus ihrem internen Gedächtnis und Sensoren reproduziert werden sollen, nimmt das Objekt durch ihre Genossenschaft Gestalt anAktion.

Das Organisieren des Verhaltens von Millionen von in sich geschlossenen Einheiten erfordert die Entwicklung neuer Programmiersprachen, die sich sehr von denen unterscheiden, die für herkömmliche Anwendungen verwendet werden.Zum Beispiel wäre es nicht möglich, jede Einheit und MDASH eindeutig zu identifizieren.Sie wären „anonym“ und so würde ein „Programm“ nicht aus Sätzen bestimmter Anweisungen bestehen, die an bestimmte Einheiten gesendet werden.Stattdessen würde ein Ziel angegeben und die im Wesentlichen autonomen Einheiten, die sich durch einfache Regeln befolgen, organisieren.Zu diesem Zweck wurden zwei Programmiersprachen, MELD- und Lokalverteilte Prädikate (LDP) entwickelt.

Eine wahrscheinliche Anwendung für Claytronics ist eine 3-D-Faxmaschine, die die Reproduktion dreidimensionaler Objekte aus übertragenen Informationen ermöglichen würde.Während eine Reihe anderer Optionen vorgeschlagen wurden, um dies zu erreichen, ist es wahrscheinlich, dass die Claytronics -Technologie zu einer viel schnelleren Reproduktion führen würde.Das zu reproduzierende Objekt könnte einfach unter einer Katomschicht vergraben werden, die Informationen über die Dimensionen des Objekts in ein empfangendes Ensemble von Katomen erhalten und übertragen würde, die sich dann organisieren würden, um eine genaue Reproduktion zu erzeugen.Eine andere Möglichkeit ist „Pario“, ein Schritt vorwärts aus dem Video, der die Manipulation von beweglichen dreidimensionalen Objekten ermöglicht, mit vielen möglichen Verwendungen in Forschung, Modellierung, Design und Bildung sowie Unterhaltung.