開源硬件有多“開放”？

摘要：本文介紹了開源硬件發展之路，分析了開源硬件與開源軟件的不同，以及開源硬件對當今社會發展、人們生活的影響。本文網絡版地址：

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關鍵詞：開源硬件；開源軟件

DOI：10.3969/i.issn.1005-5517.2015.8.006

開源硬件的歷史

說到開源軟件，直到二十世紀九十年代，當Linux開始受到認可、Netscape瀏覽器的源代碼開放之后，它才逐漸走進主流大眾的視野。

事實上，最早使用“開源”一詞是在九十年代末，源于當時成立的一家推動合作開發的教育、宣傳和管理組織 開放源代碼促進會（OSI）。

當然，人們最初關注的主要是開源軟件（OSS），但值得一提的是，開源硬件（OSHW）的最初構想也是從這個時候開始孕育的。

1997年，Bruce Perens（“開源定義”的創造者、OSI的聯合創始人，同時也是業余無線電愛好者和發燒友）推出了開源硬件認證計劃，允許硬件制造商自行對產品進行認證。凡是獲得認證的硬件設備，都要承諾對外公開其驅動程序接口的編程文檔。這樣，供應商便可在獲得認證的設備包裝上添加開源硬件標志，并在廣告中指出他們的設備是經過認證的。購買了認證設備的用戶可以大為放心，因為即便遇到操作系統變更甚至制造商倒閉的情況，仍可以由第三方為他們的設備編寫新的軟件。這是開源原則首次應用于硬件。

1998年，其他一些人對開源硬件提出了自己的想法：David Freeman推出了開源硬件規范項目（OHSpec）；Troy Benjegerdes表示想開辦企業將開源軟件的原則應用到硬件設計和開發中：Reinoud Lamberts推出了開放設計電路（Open Design Circuits）網站，旨在通過合作的方式設計出低成本的開放設計電路。

一年后，Sepehr Kiani博士、RyanVallance博士和Samir Nayfeh博士合作將開源理念應用到機器設計應用中，共同建立了非營利組織“開放設計基金會”（ODF），并著手制定“開放設計定義”。

盡管如今的開源硬件形式多種多樣，但它的標準定義仍然是硬件的設計向公眾公開，任何人都可以對硬件設計或硬件本身進行研究、改進、散布、制造或銷售。”

開源硬件協會（OSHWA）進一步指出“開源硬件將以最有利于其他人對其進行修改的格式公開其設計。理想的情況是，開源硬件應使用現成的組件和材料、標準流程、開放式基礎設施、不受限的內容以及開源設計工具，最大限度提高個人制作和使用硬件的能力。開源硬件使人們能夠自由控制其技術，同時通過公開交流設計來共享知識和促進商業化。”

盡管九十年代末圍繞開源硬件這一新興概念涌現出了許多計劃方案，但上述大多數計劃都在開始后的一兩年內就淡出了人們的視野，直到2005年前后，開源硬件才再次成為焦點，并涌現出多個重要的開源硬件項目和公司，如OpenCores、Reprap、Arduino、IntelIoT on Instructables以及開放假肢項目（該項目的口號是“假肢應該是便宜有效的。”）

開源硬件的定義

當然，開源硬件不同于開源軟件是有原因的，因為開源硬件涉及到的是有形產品 機器、設備或其他實物。如果這些“實物”能做到真正開放，也就意昧著它們的設計將以任何人都能夠制造、改進、散布和使用的方式對外、公開。

根據開源硬件協會的規定，凡遵照開源硬件許可生產“實物”的個人或機構應清楚說明，這些實物“不由原設計人員生產、銷售、保修或以其他方式許可”，并且也不會使用歸原設計人員所有的任何商標。

開源硬件在發布日寸必須公開相關文檔（包括設計文件），并且必須允許他人對這些設計文件進行改進和散布。

“所謂源文件，就是制造產品時所依據的任何資料。對某些產品而言，源文件就是縫制圖案，對其他產品而言，則可能是電路圖和主圖2 Arduino提供的開源電子樣機平臺基于靈活易用的硬件和軟件。

板文件，也可能是CAD圖紙或STL文件。”開源硬件協會創會主席AliciaGibb說道，“換言之，如果其他人能在合理條件下通過你提供的文件重新制造出你的硬件，這就說明你確實共享了源文件。”

從法律上講，源文件通常都受到版權保護，Copyleft或GPL許可證也一樣。另外，CCO、CC-BY和CC-BY-SA也是開源許可證。但是，硬件不會向版權那樣自動受到保護。“只要你不申請專利，硬件本質上是開放的。對外發布你的設計和產品也會構成先前技術，這可確保別人不能對你的成果申請專利。”Gibb談到。到目前為止一切良好，但仍然經常出現一個問題，那就是：“現在的大部分開源硬件到底有多開放？”

有時開源硬件未必開源

“大多數時侯都不是很開放。”Hackidemia的創始人StefaniaDruga說道。Hackidemia是一個專為孩子設計研討會和套件的全球網絡，目的是鼓勵孩子們通過好奇心、玩耍和共鳴來解決人類面臨的全球性挑戰。Druga解釋說，她經常訂購“開放主板”或機器（如3D打印機或激光切割機），卻發現很難找到設計方案，而圖3 Intel針對Arduino開發的Edison主板適用于Arduino用戶。這些主板與Arduino Yun（Arduino Sketch、Linux、 WiFi和BT）類似，并與ArduinoUno兼容。

且隨附的文檔和wiki也不明確、不一致或既不明確也不一致。“我認為隨著創客運動的發展，開源硬件已經成為一個品牌、給人一種很酷的感覺，但使用開源硬件的人里頭，很少有人會真正尊重‘共享’和‘方便他人獲取’的原則。”她這樣說道。Druga認為有必要填補“開放”與“方便他人獲取”之間的鴻溝，她指出“如果別人很難找到你的設計方案、電路圖和代碼，那你創建的這個開源項目還有什么意義？這就好比你跟別人說你已經烤好了餅干，但卻不告訴對方餅干在哪兒。”

Druga并非唯一一個對目前狀況感到沮喪的開源硬件支持者。社區中的許多人似乎都對濫用開源硬件這一概念感到擔憂，比如在github上，有關Arduino商標丑聞的評論就有好幾百條，而且從OSH論壇上大家的議論中也可以看出這一點。在實物上濫用“開放”一詞并不僅限于主板。隨著創客運動的不斷流行，甚至像汽車和家具這樣的行業也因為這一詞的誤用而備受困擾。很多公司把OSH徽標擺在自己網站或演示文稿的醒目位置，但實際上他們并沒有遵照開源硬件的標準，像這樣的例子Druga能舉出很多。“人們看到OSH徽標時會想當然地以為對方已經公開了電路圖和代碼，但他們通常不會去了解情況是否果真如此。”她說。

Druga說，這種陽奉陰違的做法之所以日益普遍，主要是因為有關開源硬件的法律框架還很不完善，而且許多行業和當前的經濟模式未能切實尊重和支持真正意義上的開源硬件。從表面上看，圍繞開放數據和開放硬件的法律問題與圍繞開放軟件的法律問題有很多共同之處。但是，開源軟件許可發展至今已經形成了相對成熟穩定的法律框架，而開源硬件許可仍處于起步階段，還有很大的發展和改進空間。

開源幫助人們分享和互助

盡管未來之路困難重重，但開源硬件畢竟承載了許多期待，它沒有滿足于只是作為一個前景良好的概念，而是切實成為了改善人們生活的工具。例如Rory Aronso的FarmBot項目，這是一個向所有人開放農業技術的項目，目的是幫助人們提高糧食種植效率。再比如PreciousPlastics項目，這是由埃因霍溫設計學院畢業生Dave Hakkens改造的一系列開源機器，能夠將廢舊塑料重新制成新穎實用的物品。有沒有關于經濟適用房的項目？有，WikiHouse是一個開源建造項目，允許用戶自由下載一系列文件、購買膠合板，并使用數控鏤銑機按自己的設計方案進行切割，然后將各部分接合在一起，過程就像完成一副巨大的拼圖（會有說明指示），用戶甚至還能切割出木錘，用來敲擊各個接合處使它們扣合。這個項目降低了房屋建造的門檻，幾乎任何人都能嘗試。擔心未來的能源危機？Zenman Energy項目團隊正在開發廉價的太陽能聚光器，使用開源硬件來利用太陽能。

此外，還有很多其他項目，像是開源蜂箱、制造開源汽車、開源心電圖機等等，開源硬件發燒友正懷著滿腔熱情嘗試打破壁壘。但目前還有很多公司沒有學會完全“開源”，這需要經過一個學習曲線，就開源硬件而言，我們還剛剛開始。

Mouser Electronics開設了一個專門的網站，致力于推廣真正意義上的開源硬件，用戶能在這里方便地獲取凝聚了他人數小時心血的研究資料，幫助他們更快研究出最佳的主板。網站為開發人員提供了一個功能對比表，讓他們可以快速找到適合自己項目的主板。開發人員可以根據項目所需要的功能，在矩陣表中快速比較30種不同的功能/參數，包括處理器類型和速度、內存和擴展功能、無線和有線網絡、用戶界面選項、視頻連接等等。相關的最新文檔都匯集一個位置，其中包括用戶指南、電路圖、布局文件以及用于深入比較各種主板的輔助軟件。基于開源硬件的項目能帶來許多創造性貢獻，幫助解決許多環境、娛樂、社交、健康、安全和通信問題，造福社會和全世界。開源的美妙之處在于它利用了人類內心深處想要分享和互助的本能。