Claytronics เป็นระบบที่ออกแบบมาเพื่อใช้แนวคิดของสสารที่สามารถตั้งโปรแกรมได้คือวัสดุที่สามารถจัดการทางอิเล็กทรอนิกส์ในสามมิติในลักษณะเดียวกับที่ภาพสองมิติสามารถจัดการได้ผ่านคอมพิวเตอร์กราฟิก วัสดุดังกล่าวจะประกอบด้วย "catoms" - อะตอมเคลย์ทรอนิกส์ - ซึ่งจะคล้ายกับอะตอมที่เกิดขึ้นจริงซึ่งเป็นหน่วยที่เล็กที่สุดของสสารที่โปรแกรมได้ Catom แต่ละตัวจะสามารถรับคำแนะนำทางอิเล็กทรอนิกส์, ประมวลผลข้อมูล, และสื่อสารกับและปฏิบัติตาม Catoms อื่น ๆ กลุ่มของ catoms จะมีความสามารถในการเคลื่อนไหว แต่ไม่มี catoms บุคคลที่มีชิ้นส่วนเคลื่อนไหวใด ๆ เป้าหมายมีไว้สำหรับ catoms ขนาดเล็กมากจำนวนมากที่ใช้ในหุ่นยนต์ระดับนาโนทำให้สามารถใช้งานได้หลากหลาย
หน่วยพื้นฐานของ Claytronics, catom ประกอบด้วยโครงสร้างที่มีอยู่ในตัวเองที่มีตัวรับสัญญาณหรือเสาอากาศ, หน่วยประมวลผลกลาง (CPU), แหล่งจ่ายไฟ, เซ็นเซอร์หนึ่งตัวหรือมากกว่า, จอแสดงผลวิดีโอและวิธีการปฏิบัติตามและ การเคลื่อนไหวที่เกี่ยวข้องกับ catoms อื่น ๆ การยึดเกาะสามารถทำได้โดยแม่เหล็กหรือแรงไฟฟ้าสถิต ในปี 2554 มีการทดลองที่ประสบความสำเร็จด้วย catoms ขนาดใหญ่ที่สามารถเคลื่อนที่สัมพัทธ์กับอีกสองมิติโดยใช้แม่เหล็กไฟฟ้าที่สามารถเปิดและปิดได้ตามต้องการ เป็นที่คาดว่า catoms จะถูกผลิตขึ้นเป็นจำนวนมากในระดับมิลลิเมตรและแม้แต่ระดับนาโนเมตร
ใน Claytronics คอลเลกชันของ catoms ถูกเรียกว่า "ensembles" แต่ละ catom ภายในชุดสามารถกำหนดตำแหน่งและการรวมข้อมูลนี้กับเป้าหมายโดยรวมที่กำหนดสำหรับชุดทั้งหมดสามารถตัดสินใจว่าจะผูกมัดกับ catoms ที่อยู่ใกล้เคียงหรือจะย้ายญาติกับพวกเขา ตัวอย่างเช่นชุดอาจได้รับเป้าหมายในการทำซ้ำวัตถุสามมิติ ในขั้นต้นแต่ละ catoms อาจเคลื่อนที่ไปมาแบบสุ่ม แต่เมื่อพวกเขาใช้ข้อมูลที่พวกเขาได้รับเกี่ยวกับวัตถุที่จะทำซ้ำในการรวมกันกับข้อมูลเกี่ยวกับสถานะและสถานที่ของพวกเขาจากหน่วยความจำภายในและเซ็นเซอร์ การกระทำ
การจัดระเบียบพฤติกรรมของหน่วยที่บรรจุในตัวเองนับล้านต้องการการพัฒนาภาษาโปรแกรมใหม่แตกต่างจากที่ใช้สำหรับแอปพลิเคชันทั่วไป ตัวอย่างเช่นมันเป็นไปไม่ได้ที่จะระบุเอกลักษณ์แต่ละหน่วย - พวกเขาจะ "ไม่ระบุชื่อ" ดังนั้น "โปรแกรม" จะไม่ประกอบด้วยชุดคำสั่งเฉพาะที่ส่งไปยังหน่วยเฉพาะ แต่จะมีการระบุเป้าหมายและหน่วยงานอิสระก็จะจัดระเบียบตัวเองโดยทำตามกฎง่ายๆ ภาษาการเขียนโปรแกรมสองภาษา Meld และ Localized Predicates (LDP) ได้รับการพัฒนาเพื่อจุดประสงค์นี้
แอพพลิเคชั่นหนึ่งที่น่าสนใจสำหรับเคลย์ทรอนิกส์คือเครื่องแฟกซ์ 3 มิติที่จะช่วยให้การทำสำเนาวัตถุสามมิติจากข้อมูลที่ส่งผ่าน ในขณะที่มีตัวเลือกอื่น ๆ ได้รับการแนะนำเพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้เป็นไปได้ว่าเทคโนโลยี Claytronics จะส่งผลให้เกิดการทำสำเนาเร็วขึ้นมาก วัตถุที่จะทำซ้ำนั้นสามารถฝังไว้ใต้ชั้นของ catoms ที่จะได้รับและส่งข้อมูลเกี่ยวกับขนาดของวัตถุไปยังชุด cat ที่ได้รับซึ่งจะจัดระเบียบตัวเองเพื่อสร้างการจำลองที่ถูกต้อง ความเป็นไปได้อีกอย่างคือ“ pario” ก้าวไปข้างหน้าจากวิดีโอที่ช่วยให้การควบคุมการเคลื่อนย้ายวัตถุสามมิติด้วยความเป็นไปได้มากมายในการวิจัยการสร้างแบบจำลองการออกแบบและการศึกษารวมถึงความบันเทิง
