Co to jest Claytronics?
Claytronics to system zaprojektowany do realizacji koncepcji programowalnej materii, to znaczy materiału, którym można manipulować elektronicznie w trzech wymiarach w taki sam sposób, w jaki można manipulować obrazami dwuwymiarowymi za pomocą grafiki komputerowej. Takie materiały składałyby się z „katomów” - atomów claytroniki - które, analogicznie do rzeczywistych atomów, byłyby najmniejszymi niepodzielnymi jednostkami programowalnej materii. Każdy katom byłby w stanie odbierać instrukcje elektroniczne, przetwarzać informacje oraz komunikować się z innymi katomami i przestrzegać ich. Grupy kotów byłyby w stanie się poruszać, ale bez pojedynczych kotów mających jakiekolwiek ruchome części. Celem jest zastosowanie bardzo dużej liczby wyjątkowo małych atomów w robotyce w nanoskali, umożliwiając szeroki zakres zastosowań.
Podstawowa jednostka claytronics, catom, składa się z niezależnej struktury, która ma odbiornik lub antenę, centralną jednostkę przetwarzającą (CPU), zasilacz, jeden lub więcej czujników, wyświetlacz wideo i środki do przylegania i poruszające się względem innych kotów. Przyczepność można osiągnąć na przykład przez magnetyzm lub siły elektrostatyczne. W 2011 r. Przeprowadzono udane próby z kotami o stosunkowo dużej skali, które mogą poruszać się względem siebie w dwóch wymiarach za pomocą elektromagnesów, które można włączać i wyłączać w razie potrzeby. Oczekuje się, że katomy będą produkowane masowo w skali submilimetrowej, a nawet nanometrowej, umożliwiając manipulowanie zbiorami milionów catom.
W claytronics kolekcje katomów nazywane są „zespołami”. Każdy katom w zespole jest w stanie określić swoją lokalizację i łącząc te informacje z jakimś ogólnym celem określonym dla zespołu jako całości, może zdecydować, czy związać się z sąsiednimi katomami, czy też poruszać się względem nich. Na przykład zespół może mieć na celu odtworzenie trójwymiarowego obiektu. Początkowo poszczególne catomy mogą się poruszać losowo, ale kiedy wykorzystują informacje, które zostały przekazane na temat odtwarzanego obiektu, w połączeniu z informacjami o ich stanach i lokalizacjach z pamięci wewnętrznej i czujników, obiekt nabiera kształtu poprzez ich współpracę akcja.
Organizowanie zachowania milionów samodzielnych jednostek wymaga opracowania nowych języków programowania, bardzo różniących się od tych używanych w konwencjonalnych aplikacjach. Na przykład nie byłoby możliwe jednoznaczne zidentyfikowanie każdej jednostki - byłyby one „anonimowe”, a zatem „program” nie składałby się z zestawów szczegółowych instrukcji wysyłanych do określonych jednostek. Zamiast tego zostałby określony cel, a zasadniczo autonomiczne jednostki pozostawione do zorganizowania się według prostych zasad. W tym celu opracowano dwa języki programowania, Meld i predykaty rozproszone lokalnie (LDP).
Jednym z prawdopodobnych zastosowań claytroniki jest trójwymiarowy faks, który umożliwiłby reprodukcję trójwymiarowych obiektów z przesyłanych informacji. Chociaż zasugerowano wiele innych opcji, aby to osiągnąć, jest prawdopodobne, że technologia claytroniki spowoduje znacznie szybsze odtwarzanie. Reprodukowany obiekt można po prostu zakopać pod warstwą katomów, które uzyskiwałyby i przekazywały informacje o wymiarach obiektu do odbiorczego zestawu katomów, który następnie organizowałby się w celu uzyskania dokładnej reprodukcji. Inną możliwością jest „pario”, krok naprzód od wideo, który umożliwia manipulowanie ruchomymi trójwymiarowymi obiektami, z wieloma możliwymi zastosowaniami w badaniach, modelowaniu, projektowaniu i edukacji, a także rozrywką.