Claytronics, programlanabilir madde kavramını, yani elektronik olarak üç boyutlu olarak işlenebilen malzemeyi, iki boyutlu görüntülerin bilgisayar grafikleri aracılığıyla yönlendirilebileceği şekilde uygulamak için tasarlanmış bir sistemdir. Bu tür malzemeler “atomlar” - claytronics atomlarından - bu, gerçek atomlarla benzer şekilde, programlanabilir maddenin en küçük bölünmez birimi olacaktı. Her catom elektronik talimatlar alabilir, bilgi işleyebilir ve diğer kemiklerle iletişim kurabilir ve bunlara bağlı kalabilir. Atom grupları, hareket edebileceklerdir, fakat bireysel parçalar, herhangi bir hareketli parçaya sahip olmadan. Amaç, nano ölçekli robotlarda kullanılmak üzere çok sayıda son derece küçük sayıda ve çok çeşitli uygulamalara izin vermek.
Temel claytronics birimi, catom, bir alıcı veya antene, merkezi bir işlem birimine (CPU), bir güç kaynağına, bir veya daha fazla sensöre, bir video ekranına ve buna bağlı kalma araçlarına sahip olan bağımsız bir yapıdan oluşur ve diğer hücrelere göre hareket etme. Yapışma, örneğin manyetizma veya elektrostatik kuvvetlerle sağlanabilir. 2011 yılı itibariyle, gerektiğinde açılıp kapatılabilen elektromıknatıslar kullanarak iki boyutta birbirine göre hareket edebilen nispeten büyük ölçekli kemiklerle başarılı denemeler yapılmıştır. Milyonlarca atom toplanmasının manipüle edilmesine izin vererek, milimetrenin alt milimetre ve hatta nanometre ölçeğinde seri üretileceği tahmin edilmektedir.
Kastronikte, kemik koleksiyonlarına "topluluklar" denir. Bir topluluk içindeki her catom, konumunu belirleyebilir ve bu bilgileri bir bütün olarak topluluk için öngörülen bazı genel hedeflerle birleştirerek, komşu kemiklerle bağlanıp bağlanmayacağına veya bunlara göre hareket edip etmeyeceğine karar verebilir. Örneğin, bir topluluğa üç boyutlu bir nesneyi çoğaltma hedefi verilebilir. Öncelikle, bireysel kemikler rastgele hareket ediyor olabilirler, ancak çoğaltılacak nesneler hakkında sağladıkları bilgileri kendi durumları ve konumlarıyla ilgili bilgileri kendi iç hafızalarından ve sensörlerinden aldıkları şekilde kullandıklarında, nesneler kooperatifleri aracılığıyla şekillenir. aksiyon.
Milyonlarca bağımsız ünitenin davranışını düzenlemek, geleneksel uygulamalarda kullanılanlardan çok farklı yeni programlama dillerinin geliştirilmesini gerektirir. Örneğin, her bir birimin benzersiz bir şekilde tanımlanması mümkün olmayacaktı - bunlar “adsız” olacaktı ve bu nedenle bir “program” belirli birimlere gönderilen belirli talimat kümelerinden oluşmayacaktı. Bunun yerine, bir hedef belirlenir ve temelde özerk birimler basit kurallara uyarak kendilerini organize etmek için ayrılırlardı. Bu amaçla iki programlama dili, Meld ve Yerel Olarak Dağıtılmış Öngörüler (LDP) geliştirilmiştir.
Claytronics için olası bir uygulama, üç boyutlu nesnelerin aktarılan bilgilerden çoğaltılmasını sağlayan 3 boyutlu bir faks makinesidir. Bunu başarmak için bir dizi başka seçenek önerilmiş olsa da, claytronics teknolojisinin daha hızlı üreme ile sonuçlanması muhtemeldir. Çoğaltılacak olan nesne, nesnenin boyutları hakkında bilgi edinecek ve daha sonra doğru bir üreme oluşturmak için kendilerini organize edecek bir alıcılar topluluğuna iletecek olan bir atom tabakasının altına gömülebilir. Diğer bir olasılık, araştırma, modelleme, tasarım ve eğitimin yanı sıra eğlence alanındaki birçok olası kullanımla, üç boyutlu nesnelerin hareket etmesine izin veren, videodan ileri bir adım olan “pario”.
