Claytronics ir sistēma, kas izstrādāta, lai īstenotu programmējamās matērijas koncepciju, tas ir, materiālu, ar kuru var elektroniski manipulēt trīs dimensijās tādā pašā veidā, kā ar datorgrafikas palīdzību var manipulēt ar divdimensiju attēliem. Šādi materiāli sastāvētu no “katomiem” – claitronic atomiem -, kas pēc analoģijas ar faktiskajiem atomiem būtu programmējamās vielas mazākās nedalāmās vienības. Katrs katoms būtu spējīgs saņemt elektroniskas instrukcijas, apstrādāt informāciju un sazināties ar citiem katomiem un ievērot tos. Katomu grupas būtu spējīgas pārvietoties, bet bez atsevišķiem katomiem bez kustīgām daļām. Mērķis ir nanomēroga robotikā izmantot ļoti lielu skaitu ārkārtīgi mazu katomu, kas ļauj izmantot plašu pielietojumu klāstu.
Klaitronikas pamatvienība katoms sastāv no autonomas struktūras, kurai ir uztvērējs vai antena, centrālais procesors (CPU), barošanas avots, viens vai vairāki sensori, video displejs un piestiprināšanas līdzekļi, pārvietojas attiecībā pret citiem katomiem. Adhēziju var panākt, piemēram, ar magnētismu vai elektrostatiskiem spēkiem. Kopš 2011. gada ir veikti veiksmīgi izmēģinājumi ar salīdzinoši liela mēroga katomiem, kas var pārvietoties viens pret otru divās dimensijās, izmantojot elektromagnētus, kurus var ieslēgt un izslēgt pēc vajadzības. Paredzams, ka katomus masveidā ražos submilimetru un pat nanometru mērogā, ļaujot manipulēt ar miljoniem katomu kolekcijām.
Klaitronikā katomu kolekcijas sauc par “ansambļiem”. Katrs katoms ansamblī spēj noteikt savu atrašanās vietu un, apvienojot šo informāciju ar kādu vispārēju mērķi, kas noteikts ansamblim kopumā, var izlemt, vai izveidot saikni ar blakus esošajiem katomiem vai pārvietoties attiecībā pret tiem. Piemēram, ansamblim var būt mērķis reproducēt trīsdimensiju objektu. Sākotnēji atsevišķi katomi var pārvietoties nejauši, bet, tā kā tie izmanto informāciju, kas viņiem ir sniegta par reproducējamo objektu kopā ar informāciju par to stāvokļiem un atrašanās vietām no iekšējās atmiņas un sensoriem, objekts iegūst formu, izmantojot viņu sadarbību. darbība.
Lai organizētu miljoniem autonomu vienību darbību, ir jāizstrādā jaunas programmēšanas valodas, kas ļoti atšķiras no tradicionālajām lietojumprogrammām izmantotajām valodām. Piemēram, nebūtu iespējams unikāli identificēt katru vienību — tās būtu “anonīmas”, un tādējādi “programma” nesastāvētu no konkrētu instrukciju kopumiem, kas nosūtīti konkrētām vienībām. Tā vietā tiktu noteikts mērķis un būtībā autonomajām vienībām atstātu organizēties, ievērojot vienkāršus noteikumus. Šim nolūkam ir izstrādātas divas programmēšanas valodas Meld un Locally Distributed Predicates (LDP).
Viens no iespējamiem claitronikas pielietojumiem ir 3-D faksa aparāts, kas ļautu reproducēt trīsdimensiju objektus no pārraidītās informācijas. Lai gan ir ierosinātas vairākas citas iespējas, lai to panāktu, ir iespējams, ka claytronic tehnoloģija nodrošinātu daudz ātrāku reprodukciju. Reproducējamo objektu varētu vienkārši aprakt zem katomu slāņa, kas iegūtu un pārraidītu informāciju par objekta izmēriem uztverošam katomu ansamblim, kas pēc tam organizētos, lai izveidotu precīzu reprodukciju. Vēl viena iespēja ir “pario” — solis uz priekšu no video, kas ļauj manipulēt ar kustīgiem trīsdimensiju objektiem, ar daudziem iespējamiem lietojumiem pētniecībā, modelēšanā, dizainā un izglītībā, kā arī izklaidē.