Sprzęt typu open source

Logo „open source hardware” zaproponowane przez OSHWA , jedną z głównych organizacji definiujących
Uniwersalna drukarka 3D RepRap Mendel z możliwością wykonywania kopii większości własnych elementów konstrukcyjnych

Sprzęt open-source ( OSH ) składa się z fizycznych artefaktów technologii zaprojektowanych i oferowanych przez ruch open-design . Zarówno darmowe, jak i otwarte oprogramowanie (FOSS), a także sprzęt o otwartym kodzie źródłowym są tworzone przez ten ruch kultury open source i stosują podobną koncepcję do różnych komponentów. Dlatego czasami jest określany jako FOSH (darmowy sprzęt o otwartym kodzie źródłowym). Termin zwykle oznacza, że ​​informacje o sprzęcie są łatwe do rozpoznania, aby inni mogli to zrobić – ściśle łącząc je z ruchem twórcy . Projekty sprzętu (tj. rysunki mechaniczne, schematy , zestawienia materiałów , dane układu PCB , kod źródłowy HDL i dane układu układu scalonego ), oprócz oprogramowania, które steruje sprzętem, są udostępniane na bezpłatnych warunkach . Pierwotny użytkownik otrzymuje opinie i potencjalne ulepszenia projektu od społeczności FOSH. Obecnie istnieją znaczące dowody na to, że takie udostępnianie może przynieść społeczności naukowej wysoki zwrot z inwestycji .

Nie wystarczy po prostu korzystać z licencji open-source ; produkt lub projekt open source będzie zgodny z zasadami open source, takimi jak projektowanie modułowe i współpraca ze społecznością.

Od czasu pojawienia się rekonfigurowalnych programowalnych urządzeń logicznych udostępnianie projektów logicznych było formą sprzętu typu open source. Zamiast schematów udostępniany jest kod w języku opisu sprzętu (HDL). Opisy HDL są powszechnie używane do konfigurowania systemów typu system-on-a-chip w programowalnych przez użytkownika macierzach bramek (FPGA) lub bezpośrednio w projektach układów scalonych specyficznych dla aplikacji (ASIC). Moduły HDL, gdy są dystrybuowane, nazywane są półprzewodnikowymi rdzeniami własności intelektualnej , znanymi również jako rdzenie IP.

Sprzęt typu open source pomaga również złagodzić problem zastrzeżonych sterowników urządzeń dla społeczności oprogramowania wolnego i otwartego , jednak nie jest to warunkiem wstępnym i nie należy go mylić z koncepcją otwartej dokumentacji dla zastrzeżonego sprzętu, co już wystarcza do napisania sterowników urządzeń FLOSS i kompletnych systemów operacyjnych. Różnica między tymi dwoma koncepcjami polega na tym, że BHP obejmuje zarówno instrukcje dotyczące replikacji samego sprzętu, jak i informacje o protokołach komunikacyjnych, które oprogramowanie (zwykle w postaci sterowników urządzeń ) musi być używany, aby komunikować się ze sprzętem (często nazywany dokumentacją rejestru lub otwartą dokumentacją sprzętu), podczas gdy zastrzeżony sprzęt przyjazny dla open source obejmowałby tylko ten drugi bez uwzględnienia pierwszego.

Historia

logo openhardware.org (2013)
logo OSHWA

Pierwsze skupione na sprzęcie działania " open source " zostały zapoczątkowane około 1997 roku przez Bruce'a Perensa , twórcę Open Source Definition , współzałożyciela Open Source Initiative i krótkofalowca . Uruchomił Open Hardware Certification Program, którego celem było umożliwienie producentom sprzętu samocertyfikowania swoich produktów jako otwartych.

Wkrótce po uruchomieniu Open Hardware Certification Program David Freeman ogłosił projekt Open Hardware Specification Project (OHSpec), kolejną próbę licencjonowania komponentów sprzętowych, których interfejsy są publicznie dostępne, oraz stworzenia całkowicie nowej platformy obliczeniowej jako alternatywy dla zastrzeżonych systemów komputerowych. Na początku 1999 roku Sepehr Kiani, Ryan Vallance i Samir Nayfeh połączyli wysiłki, aby zastosować filozofię open source do aplikacji do projektowania maszyn. Wspólnie założyli Open Design Foundation (ODF) jako korporację non-profit i postanowili opracować Open Design Definicja. Jednak większość z tych działań zanikła po kilku latach.

Organizacja „Free Hardware”, znana jako FreeIO, została założona pod koniec lat 90. przez Diehla Martina, który również uruchomił witrynę internetową FreeIO na początku 2000 r. Od początku do połowy 2000 r. FreeIO było przedmiotem darmowych / otwartych projektów sprzętowych wydanych pod Powszechna Licencja Publiczna GNU . Projekt FreeIO opowiadał się za koncepcją wolnego sprzętu i proponował cztery swobody, które taki sprzęt zapewniał użytkownikom, w oparciu o podobne swobody zapewniane przez licencje wolnego oprogramowania. Projekty zyskały rozgłos dzięki schematowi nazewnictwa Martina, w którym każdemu darmowemu projektowi sprzętowemu nadano nazwę produktu śniadaniowego, takiego jak Donut, Flapjack, Toast itp. Projekty Martina przyciągały różnych twórców sprzętu i oprogramowania, a także innych wolontariuszy. Rozwój nowych otwartych projektów sprzętowych we FreeIO zakończył się w 2007 roku, kiedy Martin zmarł na raka trzustki, ale istniejące projekty pozostają dostępne na stronie internetowej organizacji.

W połowie 2000 roku sprzęt open source ponownie stał się centrum aktywności ze względu na pojawienie się kilku dużych projektów i firm sprzętowych open source, takich jak OpenCores , RepRap ( drukowanie 3D ), Arduino , Adafruit i SparkFun . W 2007 roku Perens reaktywował serwis openhardware.org.

Po Open Graphics Project , próbie zaprojektowania, wdrożenia i wyprodukowania darmowego i otwartego układu graficznego 3D oraz referencyjnej karty graficznej, Timothy Miller zasugerował utworzenie organizacji w celu ochrony interesów społeczności Open Graphics Project. W ten sposób Patrick McNamara założył Open Hardware Foundation (OHF) w 2007 roku.

Tucson Amateur Packet Radio Corporation (TAPR), założona w 1982 roku jako organizacja non-profit zrzeszająca radioamatorów, której celem jest wspieranie prac badawczo-rozwojowych w dziedzinie amatorskiej komunikacji cyfrowej, stworzyła w 2007 roku pierwszą otwartą licencję sprzętową, TAPR Open Licencja sprzętowa . Prezes OSI , Eric S. Raymond, wyraził pewne obawy dotyczące niektórych aspektów OHL i postanowił nie przeglądać licencji.

Około 2010 roku w ramach projektu Freedom Defined Open Hardware Definition powstała jako wspólna praca wielu osób i jest akceptowana od 2016 roku przez dziesiątki organizacji i firm.

W lipcu 2011 CERN ( Europejska Organizacja Badań Jądrowych ) wydała licencję sprzętową typu open source, CERN OHL . Javier Serrano, inżynier w Departamencie Beams w CERN i założyciel Open Hardware Repository, wyjaśnił: „Otwarte udostępnianie projektów CERN ma na celu poprawę jakości projektów poprzez wzajemne recenzowanie i zagwarantowanie użytkownikom – w tym firmom komercyjnym – swobody badać, modyfikować i produkować je, co prowadzi do lepszego sprzętu i mniej powielania wysiłków”. Chociaż początkowo został opracowany w celu rozwiązania problemów specyficznych dla CERN, takich jak śledzenie wpływu badań organizacji, w obecnej formie może być używany przez każdego, kto opracowuje sprzęt typu open source.

Po Szczycie Otwartego Sprzętu w 2011 roku i po gorących debatach na temat licencji i tego, co stanowi sprzęt typu open source, Bruce Perens porzucił definicję OSHW i wspólne wysiłki zaangażowanych w nią osób. Openhardware.org , kierowana przez Bruce'a Perensa, promuje i identyfikuje praktyki, które spełniają wszystkie połączone wymagania Open Source Hardware Definition, Open Source Definition i Four Freedoms of the Free Software Foundation . zaprzestać działalności.

Open Source Hardware Association (OSHWA) na oshwa.org działa jako centrum aktywności sprzętu open source wszystkich gatunków, współpracując z innymi podmiotami, takimi jak TAPR, CERN i OSI. OSHWA została założona jako organizacja w czerwcu 2012 r. W Delaware i złożyła wniosek o zwolnienie podatkowe w lipcu 2013 r. Po kilku debatach na temat ingerencji znaków towarowych w OSI, w 2012 r. OSHWA i OSI podpisały umowę o współistnieniu.

Replicant firmy FSF zasugerował w 2016 roku alternatywną definicję „darmowego sprzętu”, wywodzącą się z czterech swobód FSF .

Formy sprzętu open source

Termin sprzęt w sprzęcie typu open source był historycznie używany w opozycji do terminu oprogramowanie oprogramowania typu open source. Oznacza to, że odnosi się do sprzętu elektronicznego, na którym działa oprogramowanie (patrz poprzednia sekcja). Jednak w miarę jak coraz więcej nieelektronicznych produktów sprzętowych jest udostępnianych jako open source (na przykład WikiHouse , OpenBeam czy Hovalin), termin ten jest zwykle używany w szerszym znaczeniu „produktu fizycznego”. Wykazano, że dziedzina sprzętu typu open source wykracza poza sprzęt elektroniczny i obejmuje szerszy zakres kategorii produktów, takich jak obrabiarki, pojazdy i sprzęt medyczny. W tym sensie sprzęt odnosi się do dowolnej formy materialnego produktu, czy to sprzętu elektronicznego, sprzętu mechanicznego, tekstyliów, czy nawet sprzętu budowlanego. Open Source Hardware (OSHW) Definition 1.0 definiuje sprzęt jako „namacalne artefakty — maszyny, urządzenia lub inne rzeczy fizyczne”.

Komputery

Ze względu na połączenie prywatności, bezpieczeństwa i ochrony środowiska rozpoczęto wiele projektów, których celem jest dostarczenie różnorodnych urządzeń komputerowych typu open source. Przykłady obejmują EOMA68 ( SBC w formacie PCMCIA , przeznaczony do podłączenia do obudowy laptopa lub komputera stacjonarnego), Novena (goła płyta główna z opcjonalną obudową laptopa) i GnuBee (seria urządzeń Network Attached Storage).

Kilka grup hobbystycznych zajmujących się retrokomputerami stworzyło liczne odtworzenia lub adaptacje wczesnych komputerów domowych z lat 70. i 80., z których niektóre obejmują ulepszoną funkcjonalność i nowocześniejsze komponenty (takie jak układy scalone do montażu powierzchniowego i czytniki kart SD ). Niektórzy hobbyści opracowali również karty dodatkowe (takie jak kontrolery dysków, rozszerzenia pamięci i karty dźwiękowe), aby poprawić funkcjonalność starszych komputerów. Powstały również zminiaturyzowane rekonstrukcje starych komputerów.

Elektronika

Elektronika jest jednym z najpopularniejszych rodzajów sprzętu typu open source. Istnieje wiele firm, które dostarczają duże odmiany elektroniki typu open source, takie jak Sparkfun , Adafruit i Seeed. Ponadto istnieją organizacje non-profit i firmy, które dostarczają określony komponent elektroniczny typu open source, taki jak platforma prototypowania elektroniki Arduino . Istnieje wiele przykładów specjalistycznej elektroniki typu open source, takiej jak niedrogi monitor drukarki 3D GMAW typu open source na napięcie i prąd oraz spektrometria mas wspomagana robotyką platforma testowa. Elektronika typu open source znajduje różne zastosowania, w tym automatyzację procedur chemicznych.

Mecha(tro)nika

Opracowano szeroką gamę produktów mechatronicznych typu open source, w tym komponenty mechaniczne, obrabiarki, pojazdy, instrumenty muzyczne i sprzęt medyczny.

Przykłady narzędzi maszynowych typu open source obejmują drukarki 3D, takie jak RepRap , Prusa i Ultimaker , wytłaczarki filamentów do drukarek 3D, takie jak polystruder XR3, a także wycinarkę laserową Lasersaur. Opracowano również pojazdy typu open source, w tym rowery, takie jak XYZ Space Frame Vehicles, oraz samochody, takie jak Tabby OSVehicle. Przykłady sprzętu medycznego typu open source obejmują wentylatory typu open source , echostetoskop echOpen oraz szeroką gamę protez rąk wymienionych w badaniu przeglądowym przeprowadzonym przez Ten Kate i in. (np. Protetyczne dłonie OpenBionics).

Inny

Przykłady produktów sprzętowych typu open source można również znaleźć w mniejszym stopniu w budownictwie (Wikihouse), tekstyliach (Kit Zéro Kilomètres) i broni palnej ( broń palna drukowana w 3D , Defense Distributed ).

Licencje

Zamiast tworzyć nową licencję, niektóre projekty sprzętowe typu open source wykorzystują istniejące, bezpłatne i otwarte licencje na oprogramowanie. Te licencje mogą nie być zgodne z prawem patentowym .

Później zaproponowano kilka nowych licencji, zaprojektowanych w celu rozwiązania problemów specyficznych dla projektowania sprzętu. W tych licencjach wiele podstawowych zasad wyrażonych w licencjach oprogramowania open source (OSS) zostało „przeniesionych” do odpowiednich projektów sprzętowych. Nowe licencje sprzętowe są często określane jako „sprzętowy odpowiednik” dobrze znanej licencji OSS, takiej jak GPL , LGPL lub BSD .

Pomimo powierzchownych podobieństw do licencji na oprogramowanie , większość licencji na sprzęt zasadniczo się różni: z natury zazwyczaj bardziej opierają się na prawie patentowym niż na prawie autorskim , ponieważ wiele projektów sprzętu nie podlega prawu autorskiemu. Podczas gdy licencja praw autorskich może kontrolować dystrybucję kodu źródłowego lub dokumentów projektowych, licencja patentowa może kontrolować użycie i produkcję fizycznego urządzenia zbudowanego z dokumentów projektowych. To rozróżnienie jest wyraźnie wymienione w preambule licencji TAPR Open Hardware :

„… ci, którzy czerpią korzyści z wzoru OHL, nie mogą wnosić pozwów, twierdząc, że wzór narusza ich patenty lub inną własność intelektualną”.

— Otwarta licencja sprzętowa TAPR

Godne uwagi licencje to:

  • Licencja TAPR Open Hardware : opracowana przez adwokata Johna Ackermanna, sprawdzona przez liderów społeczności OSS, Bruce'a Perensa i Erica S. Raymonda , oraz omówiona przez setki ochotników podczas otwartej dyskusji społeczności
  • Licencja Balloon Open Hardware: używana przez wszystkie projekty Balloon Project
  • Chociaż pierwotnie była to licencja na oprogramowanie, OpenCores zachęca do LGPL
  • Licencja publiczna na projektowanie sprzętu: napisana przez Grahama Seamana, administratora Opencollector.org
  • W marcu 2011 CERN wydał licencję CERN Open Hardware License (OHL) przeznaczoną do użytku z Open Hardware Repository i innymi projektami.
  • Licencja Solderpad jest wersją licencji Apache w wersji 2.0, zmienioną przez prawnika Andrew Katza, aby uczynić ją bardziej odpowiednią do użytku sprzętowego.

Stowarzyszenie Open Source Hardware Association zaleca siedem licencji zgodnych z definicją sprzętu typu open source . Z ogólnych licencji typu copyleft, licencja GNU General Public License (GPL) i licencja Creative Commons Attribution-ShareAlike , z licencji typu copyleft dotyczących sprzętu CERN Open Hardware License (OHL) i TAPR Open Hardware License (OHL) oraz z licencji permisywnych Licencja FreeBSD , licencja MIT i Creative Commons Uznanie autorstwa . Openhardware.org rekomendował w 2012 roku licencję TAPR Open Hardware License, Creative Commons BY-SA 3.0 i GPL 3.0.

Organizacje mają tendencję do skupiania się wokół wspólnej licencji. Na przykład OpenCores preferuje licencję LGPL lub zmodyfikowaną licencję BSD , FreeCores nalega na licencję GPL , Open Hardware Foundation promuje „ licencje typu copyleft lub inne zezwalające”, Open Graphics Project korzysta z różnych licencji, w tym licencji MIT , GPL i licencję zastrzeżoną, a Balloon Project napisał własną licencję.

Rozwój

Logo OSHW (Open Source Hardware) naniesione metodą sitodruku na niezamieszkanej płytce drukowanej

Przymiotnik „open source” nie tylko odnosi się do określonego zestawu swobód mających zastosowanie do produktu, ale również ogólnie zakłada, że ​​produkt jest przedmiotem lub wynikiem „procesu, który opiera się na wkładzie programistów rozproszonych geograficznie za pośrednictwem Internetu ”. W praktyce jednak, zarówno w dziedzinie sprzętu open source, jak i oprogramowania open source, produkty mogą być wynikiem procesu rozwoju prowadzonego przez zamknięty zespół w środowisku prywatnym lub przez społeczność w środowisku publicznym, przy czym pierwszy przypadek to częściej niż druga, która jest trudniejsza. Ustanowienie procesu rozwoju produktu opartego na społeczności napotyka kilka wyzwań, takich jak: znalezienie odpowiednich narzędzi do zarządzania danymi produktu, udokumentowanie nie tylko produktu, ale także samego procesu rozwoju, zaakceptowanie utraty wszechobecnej kontroli nad projektem, zapewnienie ciągłości w kontekście zmiennego uczestnictwa dobrowolnych członków projektu, m.in.

Arduino Diecimila, kolejny popularny i wczesny projekt sprzętu typu open source .

Jedną z głównych różnic między tworzeniem oprogramowania typu open source a opracowywaniem sprzętu typu open source jest to, że sprzęt daje namacalne wyniki, których prototypowanie i produkcja kosztują. W rezultacie wyrażenie „wolne jak w mowie, nie jak w piwie”, bardziej formalnie znane jako Gratis versus Libre , rozróżnia ideę zerowych kosztów od swobody wykorzystywania i modyfikowania informacji. Podczas gdy sprzęt typu open source napotyka wyzwania związane z minimalizowaniem kosztów i redukcją ryzyka finansowego dla poszczególnych twórców projektów, niektórzy członkowie społeczności zaproponowali modele w celu zaspokojenia tych potrzeb. Biorąc to pod uwagę, istnieją inicjatywy mające na celu opracowanie zrównoważonych mechanizmów finansowania społeczności, takie jak Open Source Hardware Central Bank .

Odbyła się obszerna dyskusja na temat sposobów uczynienia sprzętu open source tak samo dostępnym, jak oprogramowanie open source . Zapewnienie przejrzystej i szczegółowej dokumentacji produktu jest istotnym czynnikiem ułatwiającym replikację produktu i współpracę w projektach rozwoju sprzętu. Praktyczne przewodniki zostały opracowane, aby pomóc praktykom to zrobić. Inną opcją jest projektowanie produktów w taki sposób, aby były łatwe do powielenia, czego przykładem jest koncepcja odpowiedniej technologii typu open source .

Proces opracowywania sprzętu typu open source w środowisku opartym na społeczności jest alternatywnie nazywany otwartym projektowaniem , rozwojem oprogramowania typu open source lub rozwojem produktu typu open source . Wszystkie te terminy są przykładami modelu open-source mającego zastosowanie do rozwoju dowolnego produktu, w tym oprogramowania, sprzętu, kultury i edukacji. Czy otwarty proces projektowania i projektowania sprzętu typu open source wiąże się z nowymi praktykami projektowymi lub podnosi wymagania dotyczące nowych narzędzi? czy rzeczywiście kwestia otwartości jest kluczowa w BHP? Zobacz tutaj , aby zapoznać się z wyjaśnieniem tych warunków.

Głównym wkładem w tworzenie projektów produktów sprzętowych typu open source jest społeczność naukowa. Wykonano znaczną pracę w celu wyprodukowania sprzętu open source dla sprzętu naukowego przy użyciu kombinacji elektroniki open source i druku 3D . Innymi źródłami produkcji sprzętu typu open source są producenci chipów i innych komponentów elektronicznych sponsorujący konkursy z zastrzeżeniem, że uczestnicy i zwycięzcy muszą udostępnić swoje projekty. Circuit Cellar organizuje niektóre z tych konkursów.

Laboratoria typu open source

Opublikowano przewodnik ( Open-Source Lab (książka) autorstwa Joshua Pearce'a ) na temat korzystania z elektroniki open source i drukowania 3D do tworzenia laboratoriów open source . Dziś naukowcy tworzą wiele takich laboratoriów. Przykłady obejmują:

Modele biznesowe

Firmy zajmujące się otwartym sprzętem eksperymentują z modelami biznesowymi . Na przykład firma littleBits wdraża modele biznesowe typu open source , udostępniając projekty obwodów w każdym module elektronicznym, zgodnie z licencją CERN Open Hardware License w wersji 1.2. Innym przykładem jest Arduino , które zarejestrowało swoją nazwę jako znak towarowy ; inni mogą wytwarzać produkty na podstawie projektów Arduino, ale nie mogą nazywać produktów produktami Arduino. Istnieje wiele modeli biznesowych, które można zastosować przy wdrażaniu sprzętu typu open source, nawet w tradycyjnych firmach. Na przykład, aby przyspieszyć rozwój i innowacje techniczne, fotowoltaiczny eksperymentował z partnerstwami, franczyzami, dostawcami wtórnymi i całkowicie otwartymi modelami.

Ostatnio wiele projektów sprzętowych typu open source zostało sfinansowanych poprzez crowdfunding na platformach takich jak Indiegogo , Kickstarter czy Crowd Supply .

Recepcja i wpływ

Richard Stallman , założyciel ruchu wolnego oprogramowania , był w 1999 roku sceptycznie nastawiony do idei i znaczenia wolnego sprzętu (jego terminologia dla tego, co jest obecnie znane jako sprzęt open-source). W artykule z 2015 roku w Wired Magazine zmodyfikował to podejście; zdawał sobie sprawę ze znaczenia wolnego sprzętu, nadal nie dostrzegał żadnych etycznych podobieństw z wolnym oprogramowaniem. Poza tym Stallman przedkłada termin „wolne projektowanie sprzętu ” nad „otwarty sprzęt” , co jest zgodne z jego wcześniejszym odrzuceniem terminu „ otwarte oprogramowanie” (zobacz także Alternatywne warunki dla wolnego oprogramowania ).

Inni autorzy, tacy jak profesor Joshua Pearce , argumentowali, że istnieje etyczny imperatyw dla sprzętu open source - szczególnie w odniesieniu do technologii open source odpowiedniej dla zrównoważonego rozwoju . W 2014 roku napisał także książkę Open-Source Lab: How to Build Your Own Hardware and Reduce Research Costs , w której szczegółowo opisuje rozwój darmowego sprzętu typu open source, przeznaczonego głównie dla naukowców i wykładowców uniwersyteckich . Pearce we współpracy z firmą Elsevier stworzył czasopismo naukowe HardwareX . Zawiera wiele przykładów zastosowań sprzętu open source do celów naukowych.

Zobacz też

Dalsza lektura

  •   Budowanie sprzętu typu open source: DIY Manufacturing for Hackers and Makers autorstwa Alicia Gibb, Addison Wesley, 7 grudnia 2014 r., ISBN 0321906047
  •   Kompletny przewodnik po sprzęcie open source autorstwa Gerardusa Blokdyka, 5STARCooks, 15 marca 2021 r., ISBN 1867321645
  •   Technologia sprzętowa Open Source w miękkiej okładce autorstwa Fouada Solimana, Sanaa A. Kamh, Karima A. Mahmoud, wydawca: Lap Lambert Academic Publishing, 24 marca 2020 r., ISBN 6202516399
  •   Laboratorium open-source: jak zbudować własny sprzęt i obniżyć koszty badań, Joshua M. Pearce, Elsevier, 17 grudnia 2013 r., ISBN 0124104622
Scholia ma profil tematyczny dotyczący sprzętu typu open source .
Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Open-source_hardware&oldid=1142531507 ”