开源硬件有多“开放”？

　　摘要：本文介绍了开源硬件发展之路，分析了开源硬件与开源软件的不同，以及开源硬件对当今社会发展、人们生活的影响。本文网络版地址：http：//www.eepw.com.cn/article/279216.htm

　　关键词：开源硬件；开源软件

　　DOI：10.3969/j.issn.1005-5517.2015.8.006

　　开源硬件的历史

　　说到开源软件，直到二十世纪九十年代，当Linux开始受到认可、Netscape浏览器的源代码开放之后，它才逐渐走进主流大众的视野。

　　事实上，最早使用“开源”一词是在九十年代末，源于当时成立的一家推动合作开发的教育、宣传和管理组织——开放源代码促进会（OSI）。

　　当然，人们最初关注的主要是开源软件（OSS），但值得一提的是，开源硬件（OSHW）的最初构想也是从这个时候开始孕育的。

　　1997年，Bruce Perens（“开源定义”的创造者、OSI的联合创始人，同时也是业余无线电爱好者和发烧友）推出了开源硬件认证计划，允许硬件制造商自行对产品进行认证。凡是获得认证的硬件设备，都要承诺对外公开其驱动程序接口的编程文档。这样，供应商便可在获得认证的设备包装上添加开源硬件标志，并在广告中指出他们的设备是经过认证的。购买了认证设备的用户可以大为放心，因为即便遇到操作系统变更甚至制造商倒闭的情况，仍可以由第三方为他们的设备编写新的软件。这是开源原则首次应用于硬件。

　　1998年，其他一些人对开源硬件提出了自己的想法：David Freeman推出了开源硬件规范项目（OHSpec）；Troy Benjegerdes表示想开办企业将开源软件的原则应用到硬件设计和开发中；Reinoud Lamberts推出了开放设计电路（Open Design Circuits）网站，旨在通过合作的方式设计出低成本的开放设计电路。

　　一年后，Sepehr Kiani博士、Ryan Vallance博士和Samir Nayfeh博士合作将开源理念应用到机器设计应用中，共同建立了非营利组织“开放设计基金会”（ODF），并着手制定“开放设计定义”。

　　尽管如今的开源硬件形式多种多样，但它的标准定义仍然是硬件的设计向公众公开，任何人都可以对硬件设计或硬件本身进行研究、改进、散布、制造或销售。”

　　开源硬件协会（OSHWA）进一步指出“开源硬件将以最有利于其他人对其进行修改的格式公开其设计。理想的情况是，开源硬件应使用现成的组件和材料、标准流程、开放式基础设施、不受限的内容以及开源设计工具，最大限度提高个人制作和使用硬件的能力。开源硬件使人们能够自由控制其技术，同时通过公开交流设计来共享知识和促进商业化。”

　　尽管九十年代末围绕开源硬件这一新兴概念涌现出了许多计划方案，但上述大多数计划都在开始后的一两年内就淡出了人们的视野，直到2005年前后，开源硬件才再次成为焦点，并涌现出多个重要的开源硬件项目和公司，如OpenCores、Reprap、Arduino、Intel IoT on Instructables以及开放假肢项目（该项目的口号是“假肢应该是便宜有效的。”）

　　开源硬件的定义

　　当然，开源硬件不同于开源软件是有原因的，因为开源硬件涉及到的是有形产品—机器、设备或其他实物。如果这些“实物”能做到真正开放，也就意味着它们的设计将以任何人都能够制造、改进、散布和使用的方式对外公开。

　　根据开源硬件协会的规定，凡遵照开源硬件许可生产“实物”的个人或机构应清楚说明，这些实物“不由原设计人员生产、销售、保修或以其他方式许可”，并且也不会使用归原设计人员所有的任何商标。

　　开源硬件在发布时必须公开相关文档（包括设计文件），并且必须允许他人对这些设计文件进行改进和散布。

　　“所谓源文件，就是制造产品时所依据的任何资料。对某些产品而言，源文件就是缝制图案，对其他产品而言，则可能是电路图和主板文件，也可能是CAD图纸或STL文件。”开源硬件协会创会主席Alicia Gibb说道，“换言之，如果其他人能在合理条件下通过你提供的文件重新制造出你的硬件，这就说明你确实共享了源文件。”

　　从法律上讲，源文件通常都受到版权保护，Copyleft或GPL许可证也一样。另外，CC0、CC-BY和CC-BYSA也是开源许可证。但是，硬件不会向版权那样自动受到保护。“只要你不申请专利，硬件本质上是开放的。对外发布你的设计和产品也会构成先前技术，这可确保别人不能对你的成果申请专利。”Gibb谈到。到目前为止一切良好，但仍然经常出现一个问题，那就是：“现在的大部分开源硬件到底有多开放？”

　　有时开源硬件未必开源

　　“大多数时侯都不是很开放。”Hackidemia的创始人StefaniaDruga说道。Hackidemia是一个专为孩子设计研讨会和套件的全球网络，目的是鼓励孩子们通过好奇心、玩耍和共鸣来解决人类面临的全球性挑战。Druga解释说，她经常订购“开放主板”或机器（如3D打印机或激光切割机），却发现很难找到设计方案，而且随附的文档和wiki也不明确、不一致或既不明确也不一致。“我认为随着创客运动的发展，开源硬件已经成为一个品牌，给人一种很酷的感觉，但使用开源硬件的人里头，很少有人会真正尊重‘共享’和‘方便他人获取’的原则。”她这样说道。Druga认为有必要填补“开放”与“方便他人获取”之间的鸿沟，她指出“如果别人很难找到你的设计方案、电路图和代码，那你创建的这个开源项目还有什么意义？这就好比你跟别人说你已经烤好了饼干，但却不告诉对方饼干在哪儿。”

　　Druga并非唯一一个对目前状况感到沮丧的开源硬件支持者。社区中的许多人似乎都对滥用开源硬件这一概念感到担忧，比如在github上，有关Arduino商标丑闻的评论就有好几百条，而且从OSH论坛上大家的议论中也可以看出这一点。在实物上滥用“开放”一词并不仅限于主板。随着创客运动的不断流行，甚至像汽车和家具这样的行业也因为这一词的误用而备受困扰。很多公司把OSH徽标摆在自己网站或演示文稿的醒目位置，但实际上他们并没有遵照开源硬件的标准，像这样的例子Druga能举出很多。“人们看到OSH徽标时会想当然地以为对方已经公开了电路图和代码，但他们通常不会去了解情况是否果真如此。”她说。

　　Druga说，这种阳奉阴违的做法之所以日益普遍，主要是因为有关开源硬件的法律框架还很不完善，而且许多行业和当前的经济模式未能切实尊重和支持真正意义上的开源硬件。从表面上看，围绕开放数据和开放硬件的法律问题与围绕开放软件的法律问题有很多共同之处。但是，开源软件许可发展至今已经形成了相对成熟稳定的法律框架，而开源硬件许可仍处于起步阶段，还有很大的发展和改进空间。

　　开源帮助人们分享和互助尽管未来之路困难重重，但开源硬件毕竟承载了许多期待，它没有满足于只是作为一个前景良好的概念，而是切实成为了改善人们生活的工具。例如Rory Aronso的Farm Bot项目，这是一个向所有人开放农业技术的项目，目的是帮助人们提高粮食种植效率。再比如Precious Plastics项目，这是由埃因霍温设计学院毕业生Dave Hakkens改造的一系列开源机器，能够将废旧塑料重新制成新颖实用的物品。有没有关于经济适用房的项目？有，WikiHouse是一个开源建造项目，允许用户自由下载一系列文件、购买胶合板，并使用数控镂铣机按自己的设计方案进行切割，然后将各部分接合在一起，过程就像完成一副巨大的拼图（会有说明指示），用户甚至还能切割出木锤，用来敲击各个接合处使它们扣合。这个项目降低了房屋建造的门槛，几乎任何人都能尝试。担心未来的能源危机？Zenman Energy项目团队正在开发廉价的太阳能聚光器，使用开源硬件来利用太阳能。

　　此外，还有很多其他项目，像是开源蜂箱、制造开源汽车、开源心电图机等等，开源硬件发烧友正怀着满腔热情尝试打破壁垒。但目前还有很多公司没有学会完全“开源”，这需要经过一个学习曲线，就开源硬件而言，我们还刚刚开始。

　　Mouser Electronics开设了一个专门的网站[1]，致力于推广真正意义上的开源硬件，用户能在这里方便地获取凝聚了他人数小时心血的研究资料，帮助他们更快研究出最佳的主板。网站为开发人员提供了一个功能对比表，让他们可以快速找到适合自己项目的主板。开发人员可以根据项目所需要的功能，在矩阵表中快速比较30种不同的功能/参数，包括处理器类型和速度、内存和扩展功能、无线和有线网络、用户界面选项、视频连接等等。相关的最新文档都汇集一个位置，其中包括用户指南、电路图、布局文件以及用于深入比较各种主板的辅助软件。基于开源硬件的项目能带来许多创造性贡献，帮助解决许多环境、娱乐、社交、健康、安全和通信问题，造福社会和全世界。开源的美妙之处在于它利用了人类内心深处想要分享和互助的本能。

　　参考文献：

　　[1]OpenSourceHardware[R/OL].http://www.mouser.cn/newproducts/applications.aspx?virtualdir=open-source-hardware%2f&cm_mmc=PressRelease-PR-_-TechArticle-_-HowOpenIsOSHW-_-2015-05-21

　　Sylvie Barak Mouser Electronics公司

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