Wat is Claytronics?

Claytronics is een systeem dat is ontworpen om het concept van programmeerbare materie te implementeren, dat wil zeggen materiaal dat elektronisch in drie dimensies kan worden gemanipuleerd, op dezelfde manier dat tweedimensionale beelden kunnen worden gemanipuleerd via computerafbeeldingen.Dergelijke materialen zouden bestaan uit "catoms" mdash;Claytronics Atoms Mdash;die, in analogie met werkelijke atomen, de kleinste ondeelbare eenheden van de programmeerbare materie zou zijn.Elke Catom zou in staat zijn om elektronische instructies te ontvangen, informatie te verwerken en te communiceren met en aan andere catoms te houden.Groepen catoms zouden in staat zijn om te beweging, maar zonder dat de individuele catoms bewegende delen hebben.Het doel is dat zeer grote aantallen extreem kleine catoms worden gebruikt in robotica op nanoschaal, waardoor een breed scala aan toepassingen mogelijk is.

De basiseenheid van kleytronics, de Catom, bestaat uit een op zichzelf staande structuur met een ontvanger of antenne,Een centrale verwerkingseenheid (CPU), een voeding, een of meer sensoren, een videodisplay en middelen om zich te houden aan en te verplaatsen ten opzichte van andere catoms.Hechting kan bijvoorbeeld worden bereikt door magnetisme of elektrostatische krachten.Vanaf 2011 zijn succesvolle proeven uitgevoerd met relatief grootschalige catoms die in twee dimensies ten opzichte van elkaar kunnen bewegen met behulp van elektromagneten die indien nodig kunnen worden ingeschakeld.Elke Catom binnen een ensemble kan de locatie bepalen en deze informatie combineren met een algemeen doel dat voor het ensemble als geheel is voorgeschreven, kan beslissen of ze zich verbinden met aangrenzende catoms, of dat ze ten opzichte van hen moeten bewegen.Een ensemble kan bijvoorbeeld het doel krijgen om een driedimensionaal object te reproduceren.Aanvankelijk kunnen de individuele catoms willekeurig bewegen, maar omdat ze de informatie gebruiken die ze zijn verstrekt over het object dat moet worden gereproduceerd in combinatie met informatie over hun toestanden en locaties uit hun interne geheugen en sensoren, krijgt het object vorm via hun coöperatieActie.

Het organiseren van het gedrag van miljoenen zelfstandige eenheden vereist de ontwikkeling van nieuwe programmeertalen die heel anders zijn dan die welke worden gebruikt voor conventionele toepassingen.Het zou bijvoorbeeld niet mogelijk zijn om elke eenheid op unieke wijze te identificeren mdash;Ze zouden "anoniem" zijn en dus zou een "programma" niet bestaan uit sets van specifieke instructies die naar specifieke eenheden zijn verzonden.In plaats daarvan zou een doel worden gespecificeerd en de in wezen autonome eenheden die overblijven om zich te organiseren door eenvoudige regels te volgen.Twee programmeertalen, meld en lokaal gedistribueerde predicaten (LDP), zijn voor dit doel ontwikkeld.

Een waarschijnlijke toepassing voor kleytronics is een 3D-faxmachine die de reproductie van driedimensionale objecten uit verzonden informatie mogelijk maakt.Hoewel een aantal andere opties is gesuggereerd om dit te bereiken, is het waarschijnlijk dat Claytronics -technologie zou leiden tot een veel snellere reproductie.Het te gereproduceerde object kan eenvoudig worden begraven onder een laag catoms die informatie over de afmetingen van het object zou verkrijgen en overbrengen naar een ontvangen ensemble van catoms die zich vervolgens zouden organiseren om een nauwkeurige reproductie te creëren.Een andere mogelijkheid is 'Pario', een stap vooruit van video die de manipulatie van het verplaatsen van driedimensionale objecten mogelijk maakt, met veel mogelijk gebruik in onderzoek, modellering, ontwerp en onderwijs, evenals entertainment.