Klateronica е
Клатероника - абстрактна концепция за бъдещето, състояща се в комбиниране на наномащабни роботи и компютърни науки с цел създаване на отделни компютри с атомни измерения, наречени клатронни атоми или k-атоми. Те могат да влизат в контакт помежду си и да създават материални триизмерни обекти, с които потребителят може да взаимодейства. Тази идея е част от по-общата идея за създаване на програмируема материя. [1] Многобройни проучвания и експерименти с кейтроника се провеждат от група учени от университета Карнеги Мелън в Питсбърг, Пенсилвания, която се състои от професори Тод Моури, Сет Голдщайн, студенти и студенти, както и изследователска група от Лаборатория Intel в Питсбърг. [2] Claytronic има потенциал да повлияе значително на много области от ежедневието като телекомуникации, интерфейс човек-компютър и развлекателната индустрия.
Съдържание
Текущи изследвания
Текущите изследвания са фокусирани върху създаването на модулни преконфигурируеми роботи и разработването на софтуерни системи, необходими за управление на роботи с „промяна на формата“. Локално разпределени предикати (LRP) е разпределен език за програмиране на високо ниво за проектиране на модулни реконфигурируеми роботизирани системи (MPR). Има много проблеми, свързани с програмирането и управлението на голям брой дискретни модулни системи поради множеството степени на свобода, които съответстват на всеки модул. Например, преконфигурирането на една структура в друга може да изисква дълъг път на движение, контролиран от сложна верига от команди, дори ако двете структури се различават леко една от друга. [3]
През 2005 г. усилията на изследователите за разработване на хардуерна концепция в мащаб на милиметрова вълна се оказаха успешни. Създадени са цилиндрични прототипи с диаметър 44 mm, които взаимодействат помежду си чрез електромагнитно поле. Тези експерименти помогнаха на изследователите да установят връзката между масата и потенциалната сила на връзката между обектите, което може да се формулира като: "10-кратно намаляване на размера води до 100-кратно увеличаване на силата спрямо масата." [1] Последният напредък в разработването на такива прототипи са цилиндрични роботи с диаметър около милиметър, произведени по тънкослойна технология чрез фотолитография. Те си взаимодействат помежду си, използвайки сложен софтуер, който контролира електромагнитното привличане и отблъскване между модулите. [4]
Оборудване
Активиращ стимул за разработване на софтуер е наличието на устройства, които се модифицират в дадена посока. Claytronics по дефиниция е съвкупност от отделни компоненти, наречени клатронни атоми или k-атоми. За да имат жизненост, k-атомите трябва да отговарят на редица критерии. Първо, k-атомите трябва да могат да се движат в триизмерно пространство един спрямо друг и да могат да се свързват помежду си, образувайки триизмерни структури. На второ място, k-атомите трябва да могат да комуникират помежду си и да могат да обработват информация за структурата на структурата, евентуално с помощта си. По същество k-атомите се състоят от процесори, мрежови комуникационни устройства, дисплей с един пиксел, множество сензори, вградена батерия и свързаност помежду си. [един]
Съвременни k-атоми
Изследователи от университета Карнеги Мелън са разработили различни прототипи на k-атоми. Те варират от малки кубчета до гигантски балони, пълни с хелий. [5] Прототипът, на който разработчиците се надяват най-вече като бъдещ k-атом, е плосък k-атом. Той има формата на цилиндър с диаметър 44 mm, който е оборудван с 24 електромагнита, разположени около обиколката му. Движението на k-атомите се осъществява съвместно чрез включване и изключване на електромагнитите, за да се търкалят по повърхността на другия. Във всеки момент от времето само един електромагнит от всеки k-атом се захранва с енергия. Тези прототипи могат да се преконфигурират доста бързо. Отнема около 100 ms, за да изключите двата блока, да се преместите в различна точка за контакт и да се свържете отново. Захранването се подава към k-атомите чрез специални крачета в долната част на цилиндъра. Провеждащите ленти на масата осигуряват необходимата мощност. [6]