Claytronics é uma forma de programar matéria feita a partir de um grande número - potencialmente milhões - de robôs esféricos com medida sub-milimétrica,
que trabalham em conjunto para formar dinamicamente objetos físicos tridimensionais e estes computadores de escala nanométrica são chamados de claytronic atoms ou catoms
Por exemplo, claytronics deve ser usado em tele-presença para imitar com alta fidelidade e em forma sólida tridimensional, a aparência, a sensação física e o movimento de uma pessoa do outro lado de uma chamada telefônica.
Seth Goldstein and Todd Mowry apresentaram este conceito. Eles tiveram a ideia á partir da brincadeira de massa de modelar (molding clay).
Esta tecnologia pode fazer um conjunto de minúsculas bolinhas tornarem-se
quaisquer outros objetos.
Hoje, nós utilizamos telefone celular. Amanhã o telefone celular poderá transformar-se, rearranjando-se como um laptop: a tecnologia, certamente é de explodir o cérebro. O projeto está sendo desenvolvido pela Carnegie Mellon University e financiado pela Intel.
Se o projeto tiver êxito, ele poderá ser explorado em vários campos tais como: indústria de entretenimento, indústria médica e na indústria de telecomunicações.
Como é possível realizar algo assim?.
Este é o assunto que pretendo comentar a partir do artigo da Association for the Advancement of Artificial Intelligence 2009 entre outros.
Um novo tipo de plataforma chamada Pario
"Assim nós propusemos a criação de um novo tipo de mídia, que chamamos pario.
Similar com o áudio e o vídeo permite-nos apresentar sons arbitrário e imagens em movimento a longas distancias, a idéia por trás da tecnologia pario é apresentar movimentos arbitrários, objetos físicos em 3D que você possa ver, tocar e também sustentá-los em suas mãos.
Assim como com áudio e vídeo, quando nos reproduzirmos alguma coisa com pario nós nem estaremos transportando o objeto original e também não estaremos criando uma réplica exata ao invés disso, a idéia é criar um artefato físico que seja uma suficientemente boa reprodução da figura, aparência, e movimento do objeto original - de maneira que os nossos sentidos irão
Imagem capturada e montada por catoms
aceitar como sendo real.
Como uma concreta tecnologia para pario, claytronics serve como uma forma programável de uma espécie de massa de modelar, cuja forma e aparência são remotamente controláveis, dessa maneira, criando objetos físicos que você pode diretamente vêr e tocar."
Fazendo uma analogia com a tecnologia de video, um ótimo display de vídeo deve ser suficientemente pequeno, densamente preenchido por pixels para entregar uma imagem com alta fidelidade, e o tamanho total do display deve ser de um tamanho que proporcione uma visão confortável.
Para pario, os catoms individuais podem ser pensados como voxels físicos (que é o equivalente fisico 3D do pixel), nós gostaríamos que eles fossem bem minúsculos (preferencialmente menores do que 1 milimetro de diâmentro ), a fim de entregar um formato em 3D com fidelidade.
Para expressar uma informação visual, cada catom precisa se capaz de trocar de cor (similar aos pixels).
Se nós também quisermos expressar a informação táctil com alta fidelidade
( por exemplo, fazer um objeto parecer ser de madeira ou de vidro quando você passa os dedos sobre ele), as inúmeras texturas podem ser possíveis de sintetizar pelo espaçamento dos catoms sobre a superfície em um arranjo apropriado, e construindo os catoms com menos de 0.3 milimitros de diâmetro (Klatzky and Lederman 2006, Lederman et al 2006)
Por enquanto, nós devemos admitir que a noção da tecnologia pario é complicada, mas, o impacto pratico de sua realização pode ser enorme.
Os Catoms
Os Blocos Claytronics ou Catoms que são as peças basícas dessa tecnologia emergente e que mudará a nossa concepção de realidade, pois o tópico "matéria programável", certamente revolucionará todos os nossos conceitos relacionados à tecnologia e nossa maneira de representarmos o mundo a
nossa volta.
Claytronics são formados por componentes individuais, chamados catoms – derivado de Claytronic atoms – qie podem se mover em três dimensões (em relação aos outros catoms), capacidade de adesão à outros catoms para manter uma forme em 3D, e computar estado de informação ( com possível assistência vinda de outros catoms dentro do conjunto). (veja vídeo sobre os catoms)
Desenvolvido pela Carnegie Mellon University, US pelo grande cientista Seth Goldstein em junho de 2002, catoms ou matéria programável está pronta para trazer uma revolução na atual eletrônica moderna.
De acordo com ele, catom é definido como:
Um grupo de pequenos robots modulares que podem comunicarem-se entre si e podem modificar suas posições, para formar figuras diversas, também o tamanho e cor de acordo com o ambiente vizinho.
Para isto ocorrer eles criam voids( espaços vazios) os quais se movem em
Voids (espaços em negro na figura)
direção a borda da montagem para dar a ela diferentes visualizações a cada solicitação no tempo (chung et al 1990)
Em seu desenho básico, o catom é uma unidade de tamanho milimétrico que é composto de:
· Uma CPU
· Uma unidade de armazenamento de energia como uma bateria onboard
· Um dispositivo de rede
· Um dispositivo de saída de vídeo em LCD ou LED
· Sensores como de pressão e de fotografia
· Uma forma de locomoção
· Um mecanismo para aderir á outro catoms
Por esta tecnologia os catoms podem trocar suas posições dentro de quaisquer configurações dependendo apenas de seus comandos e propósitos e desta maneira, nós podemos fazer nosso mundo virtual mais realistico e interessante..
protótipo de catoms
Aplicações futuras
Objetos representados pelos catoms podem ser radicalmente alterados em forma e função.
A mobília pode computacionalmente ser alterada para novo tipo, por exemplo, uma cama subitamente tornar-se um sofá, ou uma larga mesa.
Cadeiras podem ser instantaneamente moldadas precisamente em montagens individuais.
Paredes, carpets, telhados, portas e outras superfícies podem ser em suas cores ou textura sobre on-demand.
Muitos veículos agora fazem uso de claytronics , superfícies de carros podem trocar de cor ao toque de um botão ou eles podem se auto reparar: consertando bombas, arranhões e outros danos.
A lógica que é necessária para viabilizar esta aplicação está baseada em uma maneira diferente de programação computacional de nome Meld (), e para uma breve explanação, vou traduzir o resumo do artigo com o titulo:
Meld: A Declarative Approach to Programming Ensembles
Michael P. Ashley-Rollman, Seth Copen Goldstein, Peter Lee, Todd C. Mowry, Padmanabhan Pillai
This paper presents Meld, a programming language for modular robots, i.e., for independently executing robots where inter-robot communication is limited to immediate neighbors. Meld is a declarative language, based on P2, a logic-programming language originally designed for programming overlay networks. By using logic programming, the code for an ensemble of robots can be written from a global perspective, as opposed to a large collection of independent robot views. This greatly simplifies the thought process needed for programming large ensembles. Initial experience shows that this also leads to a considerable reduction in code size and complexity.
An initial implementation of Meld has been completed and has been used to demonstrate its effectiveness in the Claytronics simulator. Early results indicate that Meld programs are considerably more concise (more than 20x shorter) than programs written in C++, while running nearly as efficiently.
" Este documento apresenta Meld, uma linguagem de programação para modulos de robots, por exemplo, para robots operarem independentemente onde a comunicação inter- robot é limitada em relação aos vizinhos imediatos.
Meld é uma linguagem declarativa, baseada em P2 uma linguagem de programação lógica originariamente desenhada para programação transparente (sem a necessidade de detalhar exaustivamente a rede) de networks (redes de trabalho)
Por usar programação logica, o código para um conjunto de de robots pode ser escrito á partir de uma perspectiva global, em oposição a uma grande coleção de pontos de vista de robots independentes.
Isto simplifica significativamente o processo necessário para pensar a programação de grandes conjuntos. Experiências iniciais mostra que isto também conduz para uma consideravel redução no tamanho do código e complexidade.
Uma inicial implementação de MELD está sendo completada e sendo usada para demonstrar sua efetividade no simulador de Claytronics.
Resultados iniciais indicam que programas com Meld são consideravelmente mais concisos (mais de 20 vezes menores). do que programas escritos em C++, enquanto funcionam bem e com eficiência."
Veja uma simulação de 10M catoms fazendo GHC (video)
Diferentemente da holografia onde não é possivel haver interação com a forma visualizada Claytronics proporcionará a interação manual e talvez até olfativa
Projeção Holográfica
Podemos dizer que já é possível intuir algumas aplicações a partir de cenas mostradas pelas telas do cinema e da televisão, cito o seriado CSI - New York que passa no Brasil, que no
momento da abertura ou em algumas autópsias dos episódios, aparece a figura de um perito legista examinando a renderização de um corpo.
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