Hvad er Claytronics?

Claytronics er et system designet til at implementere begrebet programmerbart stof, det vil sige materiale, der kan manipuleres elektronisk i tre dimensioner på samme måde som to-dimensionelle billeder kan manipuleres gennem computergrafik. Sådanne materialer ville være sammensat af "katomer" - claytronics -atomer - som i analogi med faktiske atomer ville være de mindste udelelige enheder i det programmerbare stof. Hver CATOM ville være i stand til at modtage elektroniske instruktioner, behandle information og kommunikere med og overholde andre Catoms. Grupper af katomer ville være i stand til at bevæge sig, men uden de enkelte katomer, der har bevægelige dele. Målet er, at et meget stort antal ekstremt små katomer skal bruges i nanoskala robotik, hvilket tillader en bred vifte af applikationer.

Den grundlæggende enhed for lertronik, katom, består af en selvstændig struktur, der har en modtager eller antenne, en central behandlingsenhed (CPU), en strømforsyning, en og flere SEnsors, en videodisplay og middel til at overholde og bevæge sig i forhold til andre katomer. Adhæsion kunne for eksempel opnås ved magnetisme eller elektrostatiske kræfter. Fra 2011 er der blevet udført vellykkede forsøg med relativt store katomer, der kan bevæge sig i forhold til hinanden i to dimensioner ved hjælp af elektromagneter, der kan tændes og slukkes efter behov. Det forventes, at Catoms vil blive masseproduceret i undermillimeter- og endda nanometerskalaen, hvilket gør det muligt at manipuleres samlinger af millioner af katomer.

I claytronics kaldes samlinger af katomer "ensembler." Hvert katom inden for et ensemble er i stand til at bestemme dets placering, og ved at kombinere disse oplysninger med et overordnet mål, der er foreskrevet til ensemblet som helhed, kan beslutte, om de skal binde til nabokatomer, eller om de skal bevæge sig i forhold til dem. For eksempel kan et ensemble have målet oF gengiver et tredimensionelt objekt. Oprindeligt bevæger de individuelle katomer sig muligvis tilfældigt rundt, men når de bruger de oplysninger, de er blevet givet om det objekt, der skal gengives i kombination med oplysninger om deres tilstande og placeringer fra deres interne hukommelse og sensorer, tager objektet form gennem deres samarbejdsvilkår.

Organisering af opførelsen af ​​millioner af selvstændige enheder kræver udvikling af nye programmeringssprog, der er meget forskellige fra dem, der bruges til konventionelle applikationer. For eksempel ville det ikke være muligt at identificere hver enhed unikt - de ville være "anonym", og derfor ville et "program" ikke bestå af sæt specifikke instruktioner sendt til specifikke enheder. I stedet ville der blive specificeret et mål, og de i det væsentlige autonome enheder, der blev tilbage til at organisere sig ved at følge enkle regler. To programmeringssprog, MELD og lokalt distribuerede predikater (LDP), er blevet udviklet til dette formål.

en sandsynligvis appLication for Claytronics er en 3D-faxmaskine, der muliggør gengivelse af tredimensionelle objekter fra transmitteret information. Mens en række andre muligheder er blevet foreslået for at opnå dette, er det sandsynligt, at Claytronics -teknologi ville resultere i meget hurtigere reproduktion. Objektet, der skal gengives, kunne simpelthen begraves under et lag med katomer, der ville få og transmittere information om objektets dimensioner til et modtagende ensemble af Catoms, som derefter ville organisere sig for at skabe en nøjagtig reproduktion. En anden mulighed er "Pario", et skridt fremad fra video, der tillader manipulation af at flytte tredimensionelle objekter, med mange mulige anvendelser inden for forskning, modellering, design og uddannelse samt underholdning.