Vad är Claytronics?

Claytronics är ett system utformat för att implementera begreppet programmerbart material, det vill säga material som kan manipuleras elektroniskt i tre dimensioner på samma sätt som tvådimensionella bilder kan manipuleras genom datorgrafik.Sådana material skulle bestå av "catoms" mdash;Claytronics Atoms Mdash;vilket i analogi med faktiska atomer vara de minsta odelbara enheterna i det programmerbara materialet.Varje katom skulle kunna ta emot elektroniska instruktioner, bearbeta information och kommunicera med och följa andra katom.Grupper av katom skulle kunna rörelse, men utan att de enskilda katomerna har några rörliga delar.Målet är att mycket stort antal extremt små katomer ska användas i nanoskala robotik, vilket tillåter ett brett utbud av applikationer.

Basenheten för Claytronics, Catom, består av en fristående struktur som har en mottagare eller antenn,En central bearbetningsenhet (CPU), en strömförsörjning, en eller flera sensorer, en videodisplay och medel för att följa och flytta relativt andra katom.Vidhäftning kan till exempel uppnås genom magnetism eller elektrostatiska krafter.Från och med 2011 har framgångsrika studier genomförts med relativt storskaliga katomer som kan röra sig relativt varandra i två dimensioner med elektromagneter som kan slås på och av efter behov.Det förväntas att katomer kommer att massproduceras vid undermillimeter och till och med nanometerskala, vilket gör att samlingar av miljoner katomer kan manipuleras.

i lera, kallas samlingar av katomer som ensembler.Varje katom inom en ensemble kan bestämma sin plats och att kombinera denna information med något övergripande mål som föreskrivs för ensemblen som helhet, kan avgöra om de ska binda med angränsande katomer, eller om de ska flytta relativt dem.Till exempel kan en ensemble ges målet att reproducera ett tredimensionellt objekt.Ursprungligen kan de enskilda katomerna röra sig slumpmässigt, men när de använder den information de har tillhandahållits om objektet som ska reproduceras i kombination med information om sina tillstånd och platser från deras interna minne och sensorer, tar objektet form genom deras kooperativÅtgärd.

Organisera beteendet hos miljoner fristående enheter kräver utveckling av nya programmeringsspråk som skiljer sig från de som används för konventionella applikationer.Till exempel skulle det inte vara möjligt att identifiera varje enhet mdash på unikt;De skulle vara "anonyma" och så skulle ett "program" inte bestå av uppsättningar av specifika instruktioner som skickas till specifika enheter.Istället skulle ett mål specificeras och de väsentligen autonoma enheterna lämnas för att organisera sig genom att följa enkla regler.Två programmeringsspråk, smälta och lokalt distribuerade predikat (LDP), har utvecklats för detta ändamål.

En trolig applikation för Claytronics är en 3D-faxmaskin som skulle möjliggöra reproduktion av tredimensionella objekt från överförd information.Även om ett antal andra alternativ har föreslagits för att uppnå detta, är det troligt att Claytronics -tekniken skulle resultera i mycket snabbare reproduktion.Objektet som ska reproduceras kan helt enkelt begravas under ett lager av katom som skulle få och överföra information om objektets dimensioner till en mottagande ensemble av katom som sedan skulle organisera sig för att skapa en exakt reproduktion.En annan möjlighet är "pario", ett steg framåt från video som tillåter manipulation av rörliga tredimensionella föremål, med många möjliga användningsområden i forskning, modellering, design och utbildning samt underhållning.