„Claytronics“ yra sistema, skirta įgyvendinti programuojamos materijos koncepciją, ty medžiagą, kuria galima elektroniniu būdu manipuliuoti trimis matmenimis taip, kaip dvimačiais vaizdais galima manipuliuoti naudojant kompiuterinę grafiką. Tokios medžiagos būtų sudarytos iš „katomų“ – klaitronikinių atomų – kurie, analogiškai tikriems atomams, būtų mažiausi nedalomi programuojamos medžiagos vienetai. Kiekvienas katomas galėtų gauti elektronines instrukcijas, apdoroti informaciją ir bendrauti su kitomis katomis bei jų laikytis. Katomų grupės galėtų judėti, tačiau atskiros katomos neturėtų judančių dalių. Siekiama, kad nanoskalės robotikoje būtų naudojamas labai didelis skaičius itin mažų katomų, leidžiančių pritaikyti įvairias sritis.
Pagrindinis klaitronikas blokas, katomas, susideda iš savarankiškos struktūros, turinčios imtuvą arba anteną, centrinį procesorių (CPU), maitinimo šaltinį, vieną ar daugiau jutiklių, vaizdo ekraną ir tvirtinimo priemones bei juda, palyginti su kitomis katomomis. Sukibimas gali būti pasiektas, pavyzdžiui, magnetizmu arba elektrostatinėmis jėgomis. Nuo 2011 m. buvo atlikti sėkmingi bandymai su palyginti didelio masto katomais, kurie gali judėti vienas kito atžvilgiu dviem matmenimis, naudojant elektromagnetus, kuriuos galima įjungti ir išjungti pagal poreikį. Numatoma, kad katomos bus masiškai gaminamos submilimetrų ir net nanometrų skalėje, todėl bus galima manipuliuoti milijonų katomų kolekcijomis.
Klaitronikoje katomų kolekcijos vadinamos „ansambliais“. Kiekvienas katomas ansamblyje gali nustatyti savo vietą ir, derindamas šią informaciją su tam tikru bendru tikslu, numatytu visam ansambliui, gali nuspręsti, ar užmegzti ryšį su kaimyninėmis katomomis, ar judėti jų atžvilgiu. Pavyzdžiui, ansambliui gali būti suteiktas tikslas atkurti trimatį objektą. Iš pradžių atskiros katomos gali judėti atsitiktinai, bet kadangi jos naudoja informaciją, kuri jiems buvo suteikta apie objektą, kurią reikia atkurti, kartu su informacija apie jų būsenas ir vietas iš vidinės atminties ir jutiklių, objektas įgauna formą per jų bendradarbiavimą. veiksmas.
Norint organizuoti milijonų savarankiškų įrenginių veikimą, reikia sukurti naujas programavimo kalbas, kurios labai skiriasi nuo tų, kurios naudojamos įprastoms programoms. Pavyzdžiui, nebūtų įmanoma vienareikšmiškai identifikuoti kiekvieno vieneto – jie būtų „anonimiški“, taigi „programa“ nebūtų sudaryta iš konkrečių instrukcijų rinkinių, siunčiamų konkretiems vienetams. Vietoj to būtų nurodytas tikslas, o iš esmės savarankiški vienetai palikti patys organizuotis laikantis paprastų taisyklių. Tam buvo sukurtos dvi programavimo kalbos – Meld ir Locally Distributed Predicates (LDP).
Viena iš galimų klaitronikai pritaikytų priemonių yra 3D fakso aparatas, kuris leistų atkurti trimačius objektus iš perduotos informacijos. Nors buvo pasiūlyta daugybė kitų variantų, kaip tai pasiekti, tikėtina, kad claitronics technologija leistų daug greičiau daugintis. Atkuriamas objektas gali būti tiesiog palaidotas po katomų sluoksniu, kuris gautų ir perduotų informaciją apie objekto matmenis priimančiam katomų ansambliui, kuris vėliau susitvarkytų ir sukurtų tikslią reprodukciją. Kita galimybė yra „pario“ – žingsnis į priekį nuo vaizdo įrašo, leidžiantis manipuliuoti judančiais trimačiais objektais, daug galimų panaudojimo tyrimų, modeliavimo, dizaino ir švietimo bei pramogų srityse.