¿Qué es el Claytronics?
Claytronics es un sistema diseñado para implementar el concepto de materia programable, es decir, material que puede manipularse electrónicamente en tres dimensiones de la misma manera que las imágenes bidimensionales pueden manipularse a través de gráficos por computadora. Dichos materiales estarían compuestos de "catoms" (átomos de claytronics) que, en analogía con los átomos reales, serían las unidades indivisibles más pequeñas de la materia programable. Cada catom sería capaz de recibir instrucciones electrónicas, procesar información y comunicarse y adherirse a otras catoms. Los grupos de catoms serían capaces de moverse, pero sin que los catoms individuales tengan partes móviles. El objetivo es utilizar un gran número de catoms extremadamente pequeños en la robótica a nanoescala, lo que permite una amplia gama de aplicaciones.
La unidad básica de Claytronics, el catom, consiste en una estructura autónoma que tiene un receptor o antena, una unidad central de procesamiento (CPU), una fuente de alimentación, uno o más sensores, una pantalla de video y medios para adherirse, y moviéndose en relación con otros catoms. La adhesión podría lograrse mediante magnetismo o fuerzas electrostáticas, por ejemplo. A partir de 2011, se han llevado a cabo pruebas exitosas con catomas de escala relativamente grande que pueden moverse entre sí en dos dimensiones utilizando electroimanes que se pueden encender y apagar según sea necesario. Se anticipa que los catoms se producirán en masa a escala submilimétrica e incluso nanométrica, lo que permitirá manipular colecciones de millones de catoms.
En claytronics, las colecciones de catoms se denominan "conjuntos". Cada catom dentro de un conjunto puede determinar su ubicación y, combinando esta información con alguna meta general prescrita para el conjunto en su conjunto, puede decidir si se une con los catoms vecinos o si se mueve en relación con ellos. Por ejemplo, un conjunto podría tener el objetivo de reproducir un objeto tridimensional. Inicialmente, los catoms individuales pueden moverse aleatoriamente, pero a medida que usan la información que se les ha proporcionado sobre el objeto a reproducir en combinación con información sobre sus estados y ubicaciones desde su memoria interna y sensores, el objeto toma forma a través de su cooperativa acción.
Organizar el comportamiento de millones de unidades autónomas requiere el desarrollo de nuevos lenguajes de programación muy diferentes de los utilizados para aplicaciones convencionales. Por ejemplo, no sería posible identificar de forma única cada unidad: serían "anónimas" y, por lo tanto, un "programa" no consistiría en conjuntos de instrucciones específicas enviadas a unidades específicas. En cambio, se especificaría un objetivo y se dejarían las unidades esencialmente autónomas para organizarse siguiendo reglas simples. Para este propósito, se han desarrollado dos lenguajes de programación, Meld y Predicados distribuidos localmente (LDP).
Una aplicación probable para claytronics es una máquina de fax en 3-D que permitiría la reproducción de objetos tridimensionales a partir de la información transmitida. Si bien se han sugerido varias otras opciones para lograr esto, es probable que la tecnología Claytronics resulte en una reproducción mucho más rápida. El objeto a reproducir podría simplemente enterrarse bajo una capa de catoms que obtendría y transmitiría información sobre las dimensiones del objeto a un conjunto receptor de catoms que luego se organizarían para crear una reproducción precisa. Otra posibilidad es "pario", un paso adelante del video que permite la manipulación de objetos tridimensionales en movimiento, con muchos usos posibles en investigación, modelado, diseño y educación, así como en entretenimiento.