Co je Claytronics?
Claytronics je systém navržený k implementaci konceptu programovatelné hmoty, tj. Materiálu, který lze elektronicky manipulovat ve třech rozměrech stejným způsobem, jakým lze pomocí počítačové grafiky manipulovat s dvourozměrnými obrazy. Takové materiály by byly složeny z „kate“ - atomů claytroniky - což by, analogicky se skutečnými atomy, byly nejmenší nedělitelné jednotky programovatelné hmoty. Každý catom by byl schopen přijímat elektronické pokyny, zpracovávat informace a komunikovat s ostatními catomy a držet se jich. Skupiny catomů by se mohly pohybovat, ale bez toho, aby jednotlivé catomy měly nějaké pohyblivé části. Cílem je použití velmi velkého počtu extrémně malých kationtů v robotice s nanočásticemi, což umožňuje širokou škálu aplikací.
Základní jednotka claytroniky, catom, sestává ze samostatné struktury, která má přijímač nebo anténu, centrální procesorovou jednotku (CPU), napájecí zdroj, jeden nebo více senzorů, video displej a prostředky k přilnutí a pohybující se relativně k ostatním katodům. Adheze může být dosaženo například magnetismem nebo elektrostatickými silami. Od roku 2011 byly provedeny úspěšné pokusy s relativně velkými měřítky, které se mohou pohybovat vůči sobě ve dvou rozměrech pomocí elektromagnetů, které lze podle potřeby zapínat a vypínat. Předpokládá se, že kata budou hromadně vyráběna v dílčím milimetru a dokonce i v nanometrovém měřítku, což umožní manipulaci se sbírkami milionů kationtů.
V claytronics, sbírky catoms jsou odkazoval se na jak “soubory.” Každý catom v souboru je schopen určit jeho umístění a kombinací těchto informací s určitým celkovým cílem předepsaným pro soubor jako celek se může rozhodnout, zda se spojí se sousedními catomy, nebo zda se vůči nim bude pohybovat. Například souboru by mohl být dán cíl reprodukce trojrozměrného objektu. Zpočátku se jednotlivé catomy mohou pohybovat náhodně, ale protože využívají informace, které jim byly poskytnuty o objektu, který má být reprodukován, v kombinaci s informacemi o svých stavech a umístěních ze své vnitřní paměti a senzorů, objekt získá tvar prostřednictvím jejich kooperace akce.
Organizace chování milionů samostatných jednotek vyžaduje vývoj nových programovacích jazyků, které se velmi liší od jazyků používaných pro běžné aplikace. Například by nebylo možné jednoznačně identifikovat každou jednotku - byly by „anonymní“, a tak by „program“ neobsahoval soubory konkrétních pokynů zasílaných konkrétním jednotkám. Místo toho by byl stanoven cíl a v podstatě autonomní jednotky by se nechaly organizovat podle následujících jednoduchých pravidel. Pro tento účel byly vyvinuty dva programovací jazyky, Meld a Locally Distributed Predicates (LDP).
Jednou z pravděpodobných aplikací pro claytroniku je trojrozměrný faxový přístroj, který by umožnil reprodukci trojrozměrných objektů z přenášených informací. Přestože bylo k dosažení tohoto cíle navrženo mnoho dalších možností, je pravděpodobné, že technologie claytroniky povede k mnohem rychlejší reprodukci. Objekt, který má být reprodukován, by mohl být jednoduše pohřben pod vrstvou katod, která by získala a přenášela informace o rozměrech objektu do přijímacího souboru kattomů, které by se pak uspořádaly, aby vytvořily přesnou reprodukci. Další možností je „pario“, krok vpřed od videa, který umožňuje manipulaci s pohybujícími se trojrozměrnými objekty, s mnoha možnými využitími ve výzkumu, modelování, designu a vzdělávání i zábavě.