กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 15 นาที

ฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์ส

ฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์ส ( OSH , OSHW ) ประกอบด้วย สิ่งประดิษฐ์ ทางกายภาพ ของเทคโนโลยีที่ออกแบบและนำเสนอโดย ขบวนการออกแบบแบบเปิด ทั้ง ซอฟต์แวร์โอเพนซอร์สและฟรี (FOSS)...

ฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์ส

โลโก้ "ฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์ส" ที่เสนอโดยOSHWAซึ่งเป็นหนึ่งในองค์กรหลักที่กำหนดนิยามนี้
เครื่องพิมพ์3 มิติอเนกประสงค์RepRap Mendel ที่สามารถสร้างสำเนาชิ้นส่วนโครงสร้างส่วนใหญ่ของตัวเองได้

ฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์ส ( OSH , OSHW ) ประกอบด้วยสิ่งประดิษฐ์ ทางกายภาพ ของเทคโนโลยีที่ออกแบบและนำเสนอโดยขบวนการออกแบบแบบเปิดทั้งซอฟต์แวร์โอเพนซอร์สและฟรี (FOSS) และฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์สถูกสร้างขึ้นโดย ขบวนการ วัฒนธรรมโอเพนซอร์ส นี้ และใช้แนวคิดที่คล้ายคลึงกันกับส่วนประกอบต่างๆ บางครั้งจึงเรียกว่าฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์สและฟรี ( FOSH ) ซึ่งหมายความว่าการออกแบบนั้นหาได้ง่าย ("เปิด") และสามารถใช้งาน ดัดแปลง และแบ่งปันได้อย่างอิสระ ("ฟรี") โดยทั่วไปคำนี้หมายความว่าข้อมูลเกี่ยวกับฮาร์ดแวร์นั้นสามารถแยกแยะได้ง่ายเพื่อให้ผู้อื่นสามารถสร้างได้ ซึ่งเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับขบวนการเมกเกอร์ [ 1 ] การออกแบบฮาร์ดแวร์ (เช่น แบบร่างทางกลแผนผังรายการวัสดุข้อมูลเค้าโครงPCBรหัสต้นฉบับHDL [ 2 ]และ ข้อมูลเค้าโครง วงจรรวม ) นอกเหนือจากซอฟต์แวร์ที่ขับเคลื่อนฮาร์ดแวร์แล้ว ทั้งหมดนี้เผยแพร่ภายใต้เงื่อนไขฟรี/ เสรีผู้แบ่งปันดั้งเดิมจะได้รับข้อเสนอแนะและอาจปรับปรุงการออกแบบจากชุมชน FOSH ขณะนี้มีหลักฐานสำคัญที่แสดงให้เห็นว่าการแบ่งปันดังกล่าวสามารถนำไปสู่ผลตอบแทนการลงทุน ที่สูง สำหรับชุมชนวิทยาศาสตร์ได้[ 3 ]

การใช้ ใบอนุญาตโอเพนซอร์สเพียงอย่างเดียวนั้นไม่เพียงพอผลิตภัณฑ์หรือโครงการโอเพนซอร์สจะต้องปฏิบัติตามหลักการโอเพนซอร์ส เช่นการออกแบบแบบโมดูลาร์และการทำงานร่วมกันของชุมชน[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]

นับตั้งแต่การเกิดขึ้นของอุปกรณ์ลอจิกที่ตั้งโปรแกรม ได้และปรับเปลี่ยนได้ การแบ่งปันการออกแบบลอจิกจึงกลายเป็นรูปแบบหนึ่งของฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์ส แทนที่จะใช้แผนผัง วงจร จะมีการแบ่งปันโค้ด ภาษาอธิบายฮาร์ดแวร์ (HDL) แทน คำอธิบาย HDL มักใช้ในการตั้งค่าระบบบนชิปไม่ว่าจะเป็นในอาร์เรย์เกตที่ตั้งโปรแกรมได้ (FPGA) หรือโดยตรงในวงจรรวมเฉพาะงาน (ASIC) โมดูล HDL เมื่อมีการเผยแพร่ จะเรียกว่าแกนทรัพย์สินทางปัญญาของเซมิคอนดักเตอร์หรือที่รู้จักกันในชื่อ IP core

ฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์สยังช่วยบรรเทาปัญหาไดรเวอร์อุปกรณ์ที่เป็นกรรมสิทธิ์สำหรับชุมชนซอฟต์แวร์ฟรีและโอเพนซอร์ส อย่างไรก็ตาม มันไม่ใช่ข้อกำหนดเบื้องต้น และไม่ควรสับสนกับแนวคิดของเอกสารเปิดสำหรับฮาร์ดแวร์ที่เป็นกรรมสิทธิ์ ซึ่งเพียงพอแล้วสำหรับการเขียนไดรเวอร์อุปกรณ์ FLOSS และระบบปฏิบัติการที่สมบูรณ์[ 7 ] [ 8 ] ความแตกต่างระหว่างสองแนวคิดนี้คือ OSH ประกอบด้วยทั้งคำแนะนำเกี่ยวกับวิธีการจำลองฮาร์ดแวร์เองและข้อมูลเกี่ยวกับโปรโตคอลการสื่อสารที่ซอฟต์แวร์ (โดยปกติในรูปแบบของไดรเวอร์อุปกรณ์ ) ต้องใช้เพื่อสื่อสารกับฮาร์ดแวร์ (มักเรียกว่าเอกสารรีจิสเตอร์ หรือเอกสารเปิดสำหรับฮาร์ดแวร์[ 7 ] ) ในขณะที่ฮาร์ดแวร์ที่เป็นกรรมสิทธิ์ที่เป็นมิตรกับโอเพนซอร์สจะรวมเฉพาะส่วนหลังโดยไม่รวมส่วนแรก

ประวัติศาสตร์

กิจกรรม "โอ เพนซอร์ส " แรกที่มุ่งเน้นฮาร์ดแวร์เริ่มต้นขึ้นราวปี 1997 โดยBruce Perensผู้สร้างคำจำกัดความของโอเพนซอร์สผู้ร่วมก่อตั้งOpen Source Initiativeและนักวิทยุสมัครเล่นเขาเปิดตัวโครงการรับรองฮาร์ดแวร์แบบเปิด ซึ่งมีเป้าหมายเพื่อให้ผู้ผลิตฮาร์ดแวร์สามารถรับรองผลิตภัณฑ์ของตนเองว่าเป็นแบบเปิดได้[ 9 ] [ 10 ]

หลังจากเปิดตัวโครงการรับรองฮาร์ดแวร์แบบเปิดไม่นาน เดวิด ฟรีแมนได้ประกาศโครงการข้อกำหนดฮาร์ดแวร์แบบเปิด (OHSpec) ซึ่งเป็นความพยายามอีกครั้งในการออกใบอนุญาตส่วนประกอบฮาร์ดแวร์ที่มีอินเทอร์เฟซที่เปิดเผยต่อสาธารณะ และการสร้างแพลตฟอร์มการประมวลผลใหม่ทั้งหมดเพื่อเป็นทางเลือกแทนระบบการประมวลผลแบบกรรมสิทธิ์[ 11 ]ในช่วงต้นปี 1999 เซเปห์ร เคียนี ไรอัน วัลแลนซ์ และซามีร์ เนย์เฟห์ ได้ร่วมมือกันเพื่อนำปรัชญาโอเพนซอร์สมาใช้กับแอปพลิเคชันการออกแบบเครื่องจักร พวกเขาร่วมกันก่อตั้งมูลนิธิการออกแบบแบบเปิด (ODF) [ 12 ]ในฐานะองค์กรไม่แสวงหาผลกำไร และเริ่มพัฒนา คำจำกัดความ การออกแบบแบบเปิดอย่างไรก็ตาม กิจกรรมส่วนใหญ่เหล่านี้ก็จางหายไปหลังจากนั้นไม่กี่ปี

องค์กร "ฮาร์ดแวร์เสรี" ที่รู้จักกันในชื่อ FreeIO ก่อตั้งขึ้นในช่วงปลายทศวรรษ 1990 โดย Diehl Martin ซึ่งได้เปิดตัวเว็บไซต์ FreeIO ในช่วงต้นทศวรรษ 2000 ในช่วงต้นถึงกลางทศวรรษ 2000 FreeIO เป็นศูนย์กลางของการออกแบบฮาร์ดแวร์เสรี/โอเพ่นที่เผยแพร่ภายใต้ใบอนุญาตสาธารณะทั่วไปของ GNUโครงการ FreeIO สนับสนุนแนวคิดของฮาร์ดแวร์เสรีและเสนอเสรีภาพสี่ประการที่ฮาร์ดแวร์ดังกล่าวมอบให้แก่ผู้ใช้ โดยอิงจากเสรีภาพที่คล้ายคลึงกันที่ได้รับจากใบอนุญาตซอฟต์แวร์เสรี[ 13 ]การออกแบบเหล่านี้ได้รับชื่อเสียงเนื่องจากรูปแบบการตั้งชื่อของ Martin ซึ่งแต่ละโครงการฮาร์ดแวร์เสรีจะได้รับชื่ออาหารเช้า เช่น โดนัท แฟลปแจ็ค โทสต์ เป็นต้น โครงการของ Martin ดึงดูดนักพัฒนาฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์หลากหลายกลุ่ม รวมถึงอาสาสมัครอื่นๆ การพัฒนาการออกแบบฮาร์ดแวร์โอเพ่นใหม่ๆ ที่ FreeIO สิ้นสุดลงในปี 2007 เมื่อ Martin เสียชีวิตด้วยโรคมะเร็งตับอ่อน แต่การออกแบบที่มีอยู่ยังคงมีให้ใช้งานได้จากเว็บไซต์ขององค์กร[ 14 ]

โลโก้ openhardware.org (2013)

ในช่วงกลางทศวรรษ 2000 ฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์สกลับมาเป็นศูนย์กลางกิจกรรมอีกครั้ง เนื่องจากการเกิดขึ้นของโครงการและบริษัทฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์สขนาดใหญ่หลายแห่ง เช่นOpenCores , RepRap ( การพิมพ์ 3 มิติ ), Arduino , Adafruit , SparkFunและOpen Source Ecologyในปี 2007 Perens ได้เปิดใช้งานเว็บไซต์ openhardware.org อีกครั้ง แต่ปัจจุบัน (กุมภาพันธ์ 2025) เว็บไซต์นี้ไม่ได้ใช้งานแล้ว

หลังจากโครงการ Open Graphics Projectซึ่งเป็นความพยายามในการออกแบบ พัฒนา และผลิตชิปเซ็ตกราฟิก 3 มิติและการ์ดกราฟิกอ้างอิงแบบเปิดและฟรี Timothy Miller ได้เสนอให้สร้างองค์กรเพื่อปกป้องผลประโยชน์ของชุมชน Open Graphics Project ดังนั้น Patrick McNamara จึงก่อตั้งOpen Hardware Foundation (OHF) ขึ้นในปี 2550 [ 15 ]

บริษัทTucson Amateur Packet Radio Corporation (TAPR) ก่อตั้งขึ้นในปี 1982 ในฐานะองค์กรไม่แสวงหาผลกำไรของผู้ประกอบการวิทยุสมัครเล่น โดยมีเป้าหมายเพื่อสนับสนุนความพยายามในการวิจัยและพัฒนาในด้านการสื่อสารดิจิทัลสำหรับนักวิทยุสมัครเล่น ได้สร้างใบอนุญาตฮาร์ดแวร์แบบเปิดฉบับแรกขึ้นในปี 2007 ซึ่งก็คือTAPR Open Hardware LicenseประธานOSI Eric S. Raymondได้แสดงความกังวลเกี่ยวกับบางแง่มุมของ OHL และตัดสินใจที่จะไม่ทบทวนใบอนุญาต[ 16 ]

ในช่วงประมาณปี 2010 ในบริบทของโครงการFreedom Defined ได้มีการสร้าง Open Hardware Definitionขึ้นมาโดยเป็นผลงานร่วมกันของหลายๆ คน[ 17 ]และได้รับการยอมรับจากองค์กรและบริษัทต่างๆ นับสิบแห่งในปี 2016 [ 18 ]

ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2554 CERN ( องค์การวิจัยนิวเคลียร์แห่งยุโรป ) ได้ออกใบอนุญาตฮาร์ดแวร์แบบโอเพน ซอร์ส CERN OHL Javier Serrano วิศวกรจากแผนก Beams ของ CERN และผู้ก่อตั้ง Open Hardware Repository ได้อธิบายว่า "ด้วยการแบ่งปันการออกแบบอย่างเปิดเผย CERN คาดหวังว่าจะปรับปรุงคุณภาพของการออกแบบผ่านการตรวจสอบโดยผู้เชี่ยวชาญ และรับประกันผู้ใช้ ซึ่งรวมถึงบริษัทเชิงพาณิชย์ ให้มีอิสระในการศึกษา ปรับเปลี่ยน และผลิต ซึ่งจะนำไปสู่ฮาร์ดแวร์ที่ดีขึ้นและลดการทำงานซ้ำซ้อน" [ 19 ]แม้ว่าร่างขึ้นครั้งแรกเพื่อแก้ไขข้อกังวลเฉพาะของ CERN เช่น การติดตามผลกระทบของการวิจัยขององค์กร แต่ในรูปแบบปัจจุบัน ใครก็ตามที่พัฒนาฮาร์ดแวร์แบบโอเพนซอร์สสามารถนำไปใช้ได้[ 20 ]

หลังจากงาน Open Hardware Summit ปี 2011 และหลังจากการถกเถียงอย่างดุเดือดเกี่ยวกับใบอนุญาตและสิ่งที่ประกอบขึ้นเป็นฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์ส บรูซ เพเรนส์ได้ละทิ้งคำจำกัดความ OSHW และความพยายามร่วมกันของผู้ที่เกี่ยวข้อง[ 21 ] Openhardware.org ซึ่งนำโดยบรูซ เพเรนส์ ส่งเสริมและระบุแนวปฏิบัติที่ตรงตามข้อกำหนดทั้งหมดของคำจำกัดความฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์ส คำจำกัดความโอเพนซอร์ส และเสรีภาพสี่ประการของมูลนิธิซอฟต์แวร์เสรี[ 22 ]ตั้งแต่ปี 2014 openhardware.org ไม่ได้ออนไลน์และดูเหมือนจะหยุดกิจกรรมไปแล้ว[ 23 ]

โลโก้ OSHWA

สมาคมฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์ส (OSHWA) ที่ oshwa.org ทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางกิจกรรมฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์สทุกประเภท โดยร่วมมือกับหน่วยงานอื่นๆ เช่น TAPR, CERN และ OSI OSHWA ก่อตั้งขึ้นเป็นองค์กรในเดือนมิถุนายน 2012 ในเดลาแวร์ และยื่นขอสถานะยกเว้นภาษีในเดือนกรกฎาคม 2013 [ 24 ]หลังจากมีการถกเถียงกันเกี่ยวกับการละเมิดเครื่องหมายการค้ากับ OSI ในปี 2012 OSHWA และ OSI ได้ลงนามในข้อตกลงการอยู่ร่วมกัน[ 25 ] [ 26 ]

มูลนิธิFOSSiก่อตั้งขึ้นในปี 2015 ในฐานะองค์กร ไม่แสวงหาผลกำไรใน สหราชอาณาจักรเพื่อส่งเสริมและปกป้องการเคลื่อนไหวของชิปซิลิคอนโอเพนซอร์ส ประมาณหนึ่งปีหลังจากการเปิดตัวสถาปัตยกรรมRISC-V อย่างเป็นทางการ [ 27 ]

มูลนิธิซอฟต์แวร์เสรีได้เสนอคำจำกัดความทางเลือกของ "ฮาร์ดแวร์เสรี" ที่ได้มาจากเสรีภาพทั้งสี่[ 28 ] [ 29 ]

รูปแบบของฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์ส

วิดีโออธิบายเกี่ยวกับ Open Science Hardware

คำว่าฮาร์ดแวร์ในฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์สถูกใช้ในอดีตเพื่อต่อต้านคำว่าซอฟต์แวร์ในซอฟต์แวร์โอเพนซอร์ส กล่าวคือ เพื่ออ้างถึงฮาร์ดแวร์อิเล็กทรอนิกส์ที่ซอฟต์แวร์ทำงานอยู่ (ดูส่วนก่อนหน้า) อย่างไรก็ตาม เมื่อผลิตภัณฑ์ฮาร์ดแวร์ที่ไม่ใช่อิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ ถูกทำให้เป็นโอเพนซอร์ส (ตัวอย่างเช่นWikiHouse , OpenBeam หรือ Hovalin) คำนี้จึงมักถูกนำมาใช้ในความหมายที่กว้างขึ้นของ "ผลิตภัณฑ์ทางกายภาพ" ขอบเขตของฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์สแสดงให้เห็นว่าไม่ได้จำกัดอยู่แค่ฮาร์ดแวร์อิเล็กทรอนิกส์เท่านั้น แต่ยังครอบคลุมผลิตภัณฑ์หลากหลายประเภทมากขึ้น เช่น เครื่องมือกล ยานพาหนะ และอุปกรณ์ทางการแพทย์[ 30 ]ในแง่นั้นฮาร์ดแวร์หมายถึงผลิตภัณฑ์ที่จับต้องได้ทุกรูปแบบ ไม่ว่าจะเป็นฮาร์ดแวร์อิเล็กทรอนิกส์ ฮาร์ดแวร์เชิงกล สิ่งทอ หรือแม้แต่ฮาร์ดแวร์ก่อสร้าง คำจำกัดความของฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์ส (OSHW) เวอร์ชัน 1.0 กำหนดฮาร์ดแวร์ว่าเป็น "สิ่งประดิษฐ์ที่จับต้องได้ — เครื่องจักร อุปกรณ์ หรือสิ่งของทางกายภาพอื่นๆ" [ 31 ]

อิเล็กทรอนิกส์

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เป็นหนึ่งในประเภทฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์สที่ได้รับความนิยมมากที่สุด การออกแบบแผง วงจรพิมพ์ (PCB)สามารถเผยแพร่ได้ในลักษณะเดียวกับซอฟต์แวร์ในรูปแบบไฟล์ CAD ซึ่งผู้ใช้สามารถส่งไปยังบริษัทผลิต PCB โดยตรงเพื่อรับฮาร์ดแวร์ทางไปรษณีย์ หรืออีกทางเลือกหนึ่ง ผู้ใช้สามารถจัดหาชิ้นส่วนและบัดกรีเข้าด้วยกันได้

มีบริษัทจำนวนมากที่จัดหาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบโอเพนซอร์สหลากหลายประเภท เช่นSparkfun , Adafruitและ Seeed นอกจากนี้ยังมีองค์กรพัฒนาเอกชนและบริษัทต่างๆ ที่จัดหาส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์แบบโอเพนซอร์สเฉพาะ เช่น แพลตฟอร์มการสร้างต้นแบบอิเล็กทรอนิกส์ Arduinoยังมีตัวอย่างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบโอเพนซอร์สเฉพาะทางอีกมากมาย เช่น จอภาพเครื่องพิมพ์ 3 มิติ GMAWแบบโอเพนซอร์ส ที่มีแรงดันและกระแสไฟฟ้าต่ำ [ 32 ] [ 33 ]และแพลตฟอร์มการวิเคราะห์มวลสาร ด้วยหุ่นยนต์ช่วย [ 34 ] [ 35 ]อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบโอเพนซอร์สมีการใช้งานที่หลากหลาย รวมถึงการทำให้กระบวนการทางเคมีเป็นไปโดยอัตโนมัติ[ 36 ] [ 37 ]

การออกแบบชิป

ต้นแบบโปรเซสเซอร์ RISC-V มกราคม 2013

ปัจจุบันการออกแบบชิปแบบมาตรฐานเปิดเป็นเรื่องปกติแล้วOpenRISC (ปี 2000 - LGPL / GPL), OpenSparc (ปี 2005 - GPLv2) และRISC-V (ปี 2010 - มาตรฐานเปิด สามารถนำไปใช้งานได้ฟรีสำหรับทุกวัตถุประสงค์ แม้แต่เพื่อการค้า) เป็นตัวอย่างของสถาปัตยกรรมชุดคำสั่ง ที่ใช้งานได้ ฟรี

OpenCoresคือไลบรารีขนาดใหญ่ของส่วนประกอบย่อยมาตรฐานสำหรับการออกแบบชิป ซึ่งสามารถนำมาประกอบกันเป็นดีไซน์ขนาดใหญ่ได้

ขณะนี้มีชุดซอฟต์แวร์โอเพนซอร์สที่สมบูรณ์และบริการการผลิตแบบชัตเติลที่สามารถนำการออกแบบชิป OSH จากภาษาคำอธิบายฮาร์ดแวร์ไปสู่หน้ากากและ การผลิต ASICในงบประมาณระดับเมกเกอร์[ 38 ]

กลศาสตร์

การออกแบบด้านความปลอดภัยและสุขภาพในการทำงาน (OSH) ที่ใช้กลไกล้วนๆ นั้นรวมถึงชิ้นส่วนกลไก เครื่องมือกล และยานพาหนะ โครงการ Open Source Ecologyเป็นโครงการขนาดใหญ่ที่มุ่งพัฒนา Ecosystem ที่สมบูรณ์ของเครื่องมือและชิ้นส่วนกลไก โดยมีเป้าหมายเพื่อให้สามารถจำลองตัวเองได้

มีการพัฒนายานพาหนะแบบโอเพนซอร์สขึ้นมาหลายรุ่น รวมถึงจักรยานอย่าง XYZ Space Frame Vehicles และรถยนต์อย่าง Tabby OSVehicle

เมคาทรอนิกส์

ระบบ OSH ส่วนใหญ่รวมองค์ประกอบของอิเล็กทรอนิกส์และกลศาสตร์เข้าด้วยกันเพื่อสร้าง ระบบ เมคาทรอนิกส์ ผลิตภัณฑ์ เมคาทรอนิกส์แบบโอเพนซอร์สจำนวนมากได้รับการพัฒนาขึ้น รวมถึงเครื่องมือกล เครื่องดนตรี และอุปกรณ์ทางการแพทย์[ 30 ]

ตัวอย่างของเครื่องมือเครื่องจักรแบบโอเพนซอร์ส ได้แก่ เครื่องพิมพ์ 3 มิติ เช่นRepRap , PrusaและUltimakerเครื่องอัดเส้นใยสำหรับเครื่องพิมพ์ 3 มิติ เช่น polystruder [ 39 ] XR PRO รวมถึงเครื่องตัดเลเซอร์ Lasersaur

ตัวอย่างของอุปกรณ์ทางการแพทย์แบบโอเพนซอร์ส ได้แก่เครื่องช่วยหายใจแบบโอเพนซอร์ส echhostethoscope echOpen (ร่วมก่อตั้งโดยMehdi Benchoufi , Olivier de Fresnoye, Pierre Bourrier และ Luc Jonveaux [ 40 ] ) และมือเทียมหลากหลายประเภทที่ระบุไว้ในการศึกษาทบทวนโดย Ten Kate et.al. [ 41 ] (เช่น มือเทียมของ OpenBionics)

หุ่นยนต์

หุ่นยนต์โอเพนซอร์สเป็นการผสมผสานระหว่างฮาร์ดแวร์เมคาทรอนิกส์โอเพนซอร์สกับปัญญาประดิษฐ์และซอฟต์แวร์ควบคุมโอเพนซอร์ส เนื่องจากการผสมผสานระหว่างฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ ทำให้เป็นพื้นที่ที่มีความคึกคักเป็นพิเศษสำหรับการแลกเปลี่ยนแนวคิดโอเพนซอร์สระหว่างกัน

อื่น

นอกจากนี้ ยังสามารถพบตัวอย่างผลิตภัณฑ์ฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์สได้ในระดับที่น้อยกว่าในอุตสาหกรรมการก่อสร้าง (Wikihouse), สิ่งทอ (Kit Zéro Kilomètres) และอาวุธปืน ( อาวุธปืนที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ , Defense Distributed )

ใบอนุญาต

แทนที่จะสร้างใบอนุญาตใหม่ โครงการฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์สบางโครงการใช้ใบอนุญาตซอฟต์แวร์โอเพนซอร์ส ที่มีอยู่แล้ว [ 42 ]ใบอนุญาตเหล่านี้อาจไม่สอดคล้องกับกฎหมายสิทธิบัตร[ 43 ]

ต่อมา มีการเสนอใบอนุญาตใหม่หลายฉบับ ซึ่งออกแบบมาเพื่อแก้ไขปัญหาเฉพาะด้านการออกแบบฮาร์ดแวร์[ 44 ]ในใบอนุญาตเหล่านี้ หลักการพื้นฐานหลายประการที่แสดงไว้ในใบอนุญาตซอฟต์แวร์โอเพนซอร์ส (OSS) ได้ถูก "ถ่ายโอน" ไปยังโครงการฮาร์ดแวร์ที่เกี่ยวข้อง ใบอนุญาตฮาร์ดแวร์ใหม่มัก ถูกอธิบายว่าเป็น "ฮาร์ดแวร์ที่เทียบเท่า" ของใบอนุญาต OSS ที่รู้จักกันดี เช่น ใบอนุญาต GPL , LGPLหรือBSD

แม้จะมีลักษณะคล้ายคลึงกับใบอนุญาตซอฟต์แวร์แต่ใบอนุญาตฮาร์ดแวร์ส่วนใหญ่มีความแตกต่างกันโดยพื้นฐาน: โดยธรรมชาติแล้ว ใบอนุญาตฮาร์ดแวร์มักจะอาศัยกฎหมายสิทธิบัตร มากกว่ากฎหมาย ลิขสิทธิ์เนื่องจากแบบฮาร์ดแวร์จำนวนมากไม่สามารถจดลิขสิทธิ์ได้[ 45 ]ในขณะที่ใบอนุญาตลิขสิทธิ์อาจควบคุมการเผยแพร่ซอร์สโค้ดหรือเอกสารการออกแบบ ใบอนุญาตสิทธิบัตรอาจควบคุมการใช้งานและการผลิตอุปกรณ์ทางกายภาพที่สร้างขึ้นจากเอกสารการออกแบบ ความแตกต่างนี้ถูกกล่าวถึงอย่างชัดเจนในคำนำของใบอนุญาตฮาร์ดแวร์แบบเปิด TAPR :

"...ผู้ที่ได้รับประโยชน์จากการออกแบบของ OHL ไม่สามารถฟ้องร้องโดยอ้างว่าการออกแบบดังกล่าวละเมิดสิทธิบัตรหรือทรัพย์สินทางปัญญาอื่น ๆ ของตนได้"

- ใบอนุญาตฮาร์ดแวร์เปิด TAPR [ 46 ]

ใบอนุญาตที่น่าสนใจ ได้แก่:

สมาคมฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์สแนะนำใบอนุญาตเจ็ดประเภทที่สอดคล้องกับคำจำกัดความของฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์ส[ 51 ]ได้แก่ ใบอนุญาตแบบ copyleft ทั่วไป ใบอนุญาตGNU General Public License (GPL) และ ใบอนุญาต Creative Commons Attribution-ShareAlikeใบอนุญาตแบบ copyleft เฉพาะฮาร์ดแวร์ ใบอนุญาตCERN Open Hardware License (OHL) และ ใบอนุญาต TAPR Open Hardware License (OHL) และใบอนุญาตแบบอนุญาต ใบอนุญาต FreeBSDใบอนุญาตMITและใบอนุญาตCreative Commons Attribution [ 52 ] Openhardware.org แนะนำใบอนุญาต TAPR Open Hardware License, Creative Commons BY-SA 3.0 และ GPL 3.0 ในปี 2012 [ 53 ]

องค์กรต่างๆ มักจะรวมตัวกันโดย ใช้ใบอนุญาตร่วมกัน ตัวอย่างเช่นOpenCoresนิยมใช้LGPLหรือใบอนุญาต Modified BSD [ 54 ] FreeCoresยืนยันที่จะใช้GPL [ 55 ] Open Hardware Foundationสนับสนุน " copyleftหรือใบอนุญาตแบบอนุญาตอื่นๆ" [ 56 ] Open Graphics Projectใช้[ 57 ]ใบอนุญาตที่หลากหลาย รวมถึงใบอนุญาต MIT , GPLและใบอนุญาตกรรมสิทธิ์[ 58 ]และBalloon Projectได้เขียนใบอนุญาตของตนเอง[ 59 ]

การพัฒนา

โลโก้ OSHW (Open Source Hardware) พิมพ์สกรีนลงบนแผงวงจรพิมพ์ ที่ยังไม่ได้ประกอบ

คำคุณศัพท์ "โอเพนซอร์ส" ไม่เพียงแต่หมายถึงชุดของเสรีภาพเฉพาะที่ใช้กับผลิตภัณฑ์เท่านั้น แต่โดยทั่วไปยังถือว่าผลิตภัณฑ์นั้นเป็นวัตถุหรือผลลัพธ์ของ "กระบวนการที่อาศัยการมีส่วนร่วมของนักพัฒนาที่กระจายตัวทางภูมิศาสตร์ผ่านทางอินเทอร์เน็ต " [ 60 ]อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ ทั้งในด้านฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์สและซอฟต์แวร์โอเพนซอร์ส ผลิตภัณฑ์อาจเป็นผลมาจากกระบวนการพัฒนาที่ดำเนินการโดยทีมปิดในสภาพแวดล้อมส่วนตัว หรือโดยชุมชนในสภาพแวดล้อมสาธารณะ โดยกรณีแรกเกิดขึ้นบ่อยกว่ากรณีที่สองซึ่งมีความท้าทายมากกว่า[ 30 ]การสร้างกระบวนการพัฒนาผลิตภัณฑ์โดยชุมชนต้องเผชิญกับความท้าทายหลายประการ เช่น การค้นหาเครื่องมือจัดการข้อมูลผลิตภัณฑ์ที่เหมาะสม การจัดทำเอกสารไม่เพียงแต่ผลิตภัณฑ์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงกระบวนการพัฒนาด้วย การยอมรับการสูญเสียการควบคุมโครงการอย่างทั่วถึง การรับประกันความต่อเนื่องในบริบทของการมีส่วนร่วมที่ไม่แน่นอนของสมาชิกโครงการโดยสมัครใจ เป็นต้น[ 61 ]

Arduino Diecimila เป็นอีกหนึ่งฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์สยอดนิยมรุ่นแรกๆ

ความแตกต่างที่สำคัญอย่างหนึ่งระหว่างการพัฒนาซอฟต์แวร์โอเพนซอร์สและการพัฒนาฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์สคือ ฮาร์ดแวร์ส่งผลให้เกิดผลลัพธ์ที่จับต้องได้ ซึ่งต้องใช้เงินในการสร้างต้นแบบและผลิต ดังนั้นวลี "ฟรีเหมือนเสรีภาพในการพูด ไม่ใช่ฟรีเหมือนเบียร์" [ 62 ]หรือที่รู้จักกันอย่างเป็นทางการว่าgratis กับ libreจึงแยกแยะความแตกต่างระหว่างแนวคิดเรื่องต้นทุนเป็นศูนย์กับเสรีภาพในการใช้และแก้ไขข้อมูล ในขณะที่ฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์สเผชิญกับความท้าทายในการลดต้นทุนและลดความเสี่ยงทางการเงินสำหรับนักพัฒนาโครงการแต่ละราย สมาชิกในชุมชนบางคนได้เสนอแบบจำลองเพื่อตอบสนองความต้องการเหล่านี้[ 63 ]ด้วยเหตุนี้จึงมีโครงการริเริ่มเพื่อพัฒนากลไกการระดมทุนชุมชนที่ยั่งยืน เช่น ธนาคารกลางฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์ส

ตัวอย่างฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์ส: แผงวงจรขยาย GPIO RP2350 สำหรับแล็ปท็อป Frameworkไฟล์ต้นฉบับเผยแพร่ภายใต้ ใบอนุญาต CC-BY 4.0และได้รับการรับรองโดยOSHWA (UID: IT000024)

มีการอภิปรายอย่างกว้างขวางเกี่ยวกับวิธีการทำให้ฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์สเข้าถึงได้ง่ายเหมือนซอฟต์แวร์โอเพนซอร์สการจัดทำเอกสารผลิตภัณฑ์ที่ชัดเจนและละเอียดเป็นปัจจัยสำคัญที่ช่วยอำนวยความสะดวกในการทำซ้ำผลิตภัณฑ์และการทำงานร่วมกันในโครงการพัฒนาฮาร์ดแวร์ มีการพัฒนาคู่มือปฏิบัติเพื่อช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานทำเช่นนั้นได้[ 64 ]อีกทางเลือกหนึ่งคือการออกแบบผลิตภัณฑ์ให้ทำซ้ำได้ง่าย ดังตัวอย่างในแนวคิดของ เทคโนโลยีที่เหมาะสม กับโอเพนซอร์ส[ 65 ]

กระบวนการพัฒนาฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์สในสภาพแวดล้อมแบบชุมชนเรียกว่าการออกแบบแบบเปิดการพัฒนาแบบโอเพนซอร์ส[ 66 ]หรือ การ พัฒนาผลิตภัณฑ์แบบโอเพนซอร์ส[ 67 ]คำศัพท์เหล่านี้ล้วนเป็นตัวอย่างของแบบจำลองโอเพนซอร์สที่ใช้ได้สำหรับการพัฒนาผลิตภัณฑ์ใดๆ รวมถึงซอฟต์แวร์ ฮาร์ดแวร์ วัฒนธรรม และการศึกษา การออกแบบแบบเปิดและกระบวนการออกแบบฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์สเกี่ยวข้องกับแนวทางการออกแบบใหม่หรือก่อให้เกิดความต้องการเครื่องมือใหม่หรือไม่? คำถามเรื่องความเปิดกว้างเป็นกุญแจสำคัญใน OSH จริงๆ หรือไม่? [ 68 ]ดูที่นี่สำหรับคำอธิบายของคำศัพท์เหล่านี้

ชุมชนวิทยาศาสตร์มีส่วนสำคัญในการผลิตการออกแบบผลิตภัณฑ์ฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์ส มีการทำงานอย่างมากในการผลิตฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์สสำหรับฮาร์ดแวร์ทางวิทยาศาสตร์โดยใช้การผสมผสานระหว่างอิเล็กทรอนิกส์โอเพนซอร์สและการพิมพ์ 3 มิติ [ 69 ] [ 70 ] แหล่ง ที่มาอื่นๆ ของการผลิตฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์สคือผู้จำหน่ายชิปและส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ ที่สนับสนุนการประกวดโดยมีข้อกำหนดว่าผู้เข้าร่วมและผู้ชนะจะต้องแบ่งปันการออกแบบของตน นิตยสาร Circuit Cellarจัดการประกวดเหล่านี้บางส่วน

ห้องปฏิบัติการโอเพนซอร์ส

มีการเผยแพร่คู่มือ ( Open-Source Lab (หนังสือ)โดยJoshua Pearce ) เกี่ยวกับการใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบโอเพนซอร์สและการพิมพ์ 3 มิติเพื่อสร้างห้องปฏิบัติการแบบโอเพนซอร์สปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์จำนวนมากกำลังสร้างห้องปฏิบัติการดังกล่าว ตัวอย่างเช่น:

รูปแบบธุรกิจ

บริษัทฮาร์ดแวร์แบบเปิดกำลังทดลองกับโมเดลธุรกิจ[ 74 ]ตัวอย่างเช่นlittleBitsใช้โมเดลธุรกิจแบบโอเพนซอร์สโดยทำให้การออกแบบวงจรในแต่ละโมดูลอิเล็กทรอนิกส์พร้อมใช้งานตามใบอนุญาตฮาร์ดแวร์แบบเปิดของ CERN เวอร์ชัน 1.2 [ 75 ]อีกตัวอย่างหนึ่งคือArduinoซึ่งจดทะเบียนชื่อเป็นเครื่องหมายการค้าผู้อื่นสามารถผลิตสินค้าจากการออกแบบของ Arduino ได้ แต่ไม่สามารถเรียกสินค้าเหล่านั้นว่าสินค้า Arduino ได้[ 76 ]มี โมเดลธุรกิจ ที่นำไปใช้ได้มากมาย [ 77 ] [ 78 ]สำหรับการนำฮาร์ดแวร์แบบโอเพนซอร์สไปใช้แม้ในบริษัทแบบดั้งเดิม ตัวอย่างเช่น เพื่อเร่งการพัฒนาและนวัตกรรมทางเทคนิค อุตสาหกรรม เซลล์แสงอาทิตย์ได้ทดลองกับโมเดลความร่วมมือ แฟรนไชส์ ​​ซัพพลายเออร์รอง และโมเดลโอเพนซอร์สอย่างสมบูรณ์[ 79 ]

ในด้านวิทยาศาสตร์ ฮาร์ดแวร์แบบเปิดส่วนใหญ่ยังคงได้รับเงินทุนจากรัฐบาลกลางเช่นเดียวกับวิทยาศาสตร์ด้านอื่นๆ แต่เนื่องจากฮาร์ดแวร์แบบเปิดโดยทั่วไปมีต้นทุนทางเศรษฐกิจที่ต่ำกว่ามาก จึงให้ผลตอบแทนการลงทุนสูงสำหรับผู้ให้ทุนทางวิทยาศาสตร์[ 80 ]ส่งผลให้เกิดโอกาสสำหรับนักลงทุนในการแบกรับความเสี่ยงของผู้ให้ทุนแบบดั้งเดิมในขณะที่ได้รับผลตอบแทน[ 81 ]

เมื่อไม่นานมานี้ โครงการฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์สจำนวนมากได้รับเงินทุนผ่านการระดมทุนจากประชาชนบนแพลตฟอร์มต่างๆ เช่นIndiegogo , KickstarterหรือCrowd Supply [ 82 ]

การตอบรับและผลกระทบ

ริชาร์ด สตอลล์แมนผู้ก่อตั้ง ขบวนการ ซอฟต์แวร์เสรีในปี 1999 ยังคงสงสัยในแนวคิดและความเกี่ยวข้องของฮาร์ดแวร์เสรี (ซึ่งเป็นคำศัพท์ที่เขาใช้เรียกสิ่งที่ปัจจุบันรู้จักกันในชื่อฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์ส) [ 83 ]ในบทความปี 2015 ใน นิตยสาร Wiredเขาได้ปรับเปลี่ยนทัศนคตินี้ โดยเขายอมรับความสำคัญของฮาร์ดแวร์เสรี แต่ก็ยังไม่เห็นความคล้ายคลึงทางจริยธรรมกับซอฟต์แวร์เสรี[ 28 ]นอกจากนี้ สตอลล์แมนยังชอบใช้คำว่าการออกแบบฮาร์ดแวร์เสรีมากกว่าฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์ส ซึ่งสอดคล้องกับการปฏิเสธคำว่า ซอฟต์แวร์โอเพนซอร์สก่อนหน้านี้ของเขา(ดูเพิ่มเติมที่คำศัพท์ทางเลือกสำหรับซอฟต์แวร์เสรี ) [ 28 ]

ผู้เขียนคนอื่นๆ เช่น ศาสตราจารย์Joshua Pearceได้โต้แย้งว่ามีข้อบังคับทางจริยธรรมสำหรับฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์ส โดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนที่เกี่ยวกับเทคโนโลยีโอเพนซอร์สที่เหมาะสมสำหรับการพัฒนาอย่างยั่งยืน [ 84 ] ในปี 2014 เขายังได้เขียนหนังสือOpen-Source Lab: How to Build Your Own Hardware and Reduce Research Costsซึ่งให้รายละเอียดเกี่ยวกับการพัฒนาฮาร์ดแวร์ฟรีและโอเพนซอร์สเป็นหลักสำหรับนักวิทยาศาสตร์และคณาจารย์ใน มหาวิทยาลัย [ 85 ] Pearce ร่วมกับ Elsevier ได้เปิดตัววารสารทางวิทยาศาสตร์HardwareXซึ่งได้นำเสนอตัวอย่างมากมายของการประยุกต์ใช้ฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์สเพื่อวัตถุประสงค์ทางวิทยาศาสตร์

นอกจากนี้Vasilis Kostakisและคณะ[ 86 ]ได้โต้แย้งว่าฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์สอาจส่งเสริมคุณค่าของความเสมอภาค ความหลากหลาย และความยั่งยืน โครงการฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์สก้าวข้ามการแบ่งแยกแบบดั้งเดิมระหว่างบริบทโลก-ท้องถิ่น เมือง-ชนบท และประเทศพัฒนาแล้ว-ประเทศกำลังพัฒนา พวกเขาอาจใช้ประโยชน์จากความแตกต่างทางวัฒนธรรม สภาพแวดล้อม และความต้องการ/ทรัพยากรในท้องถิ่น ในขณะที่ยอมรับการเชื่อมต่อที่มากเกินไป เพื่อส่งเสริมความยั่งยืนและความร่วมมือมากกว่าความขัดแย้ง[ 86 ]อย่างไรก็ตาม ฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์สก็เผชิญกับความท้าทายและความขัดแย้งบางประการ มันต้องจัดการกับความตึงเครียดระหว่างการรวม การกำหนดมาตรฐาน[ 87 ]และฟังก์ชันการทำงาน[ 86 ]นอกจากนี้ แม้ว่าฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์สอาจลดแรงกดดันต่อทรัพยากรธรรมชาติและประชากรในท้องถิ่น แต่ก็ยังต้องพึ่งพาโครงสร้างพื้นฐานที่ใช้พลังงานและวัสดุจำนวนมาก เช่น อินเทอร์เน็ต แม้จะมีข้อซับซ้อนเหล่านี้ Kostakis และคณะโต้แย้งว่ากรอบงานฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์สสามารถทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการเชื่อมต่อและรวมโครงการริเริ่มในท้องถิ่นที่หลากหลายภายใต้เรื่องเล่าที่รุนแรง ซึ่งจะสร้างแรงบันดาลใจให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่แท้จริง[ 86 ]

OSH (Open Hardware Hardware) ได้เติบโตขึ้นในฐานะสาขาวิชาการผ่านวารสารสองฉบับ ได้แก่Journal of Open Hardware (JOH) และHardwareXวารสารทั้งสองนี้แข่งขันกันเพื่อตีพิมพ์ผลงานออกแบบ OSH ที่ดีที่สุด และแต่ละฉบับกำหนดข้อกำหนดของตนเองสำหรับคุณภาพที่ยอมรับได้ของเอกสารการออกแบบ รวมถึงข้อกำหนดเฉพาะสำหรับคำแนะนำในการประกอบ รายการวัสดุ ไฟล์ CAD และใบอนุญาต ข้อกำหนดเหล่านี้มักถูกนำไปใช้โดยโครงการ OSH อื่นๆ เพื่อกำหนดวิธีการเผยแพร่ OSH วารสารเหล่านี้ยังตีพิมพ์บทความที่สนับสนุนการอภิปรายเกี่ยวกับวิธีการกำหนดและใช้งาน OSH อีกด้วย

ดูเพิ่มเติม

อ่านเพิ่มเติม

  • การสร้างฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์ส: การผลิตแบบ DIY สำหรับแฮกเกอร์และนักประดิษฐ์โดย อลิเซีย กิบบ์ สำนักพิมพ์แอดดิสัน เวสลีย์ 7 ธันวาคม 2014 ISBN 0321906047
  • หนังสือปกอ่อนเรื่อง เทคโนโลยีฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์สโดย ฟูอัด โซลิมาน, ซานา เอ. คัมห์, คาริมา เอ. มาห์มูด สำนักพิมพ์: แลป แลมเบิร์ต อคาเดมิก พับลิชชิ่ง, 24 มีนาคม 2020, ISBN 6202516399
  • ห้องปฏิบัติการโอเพนซอร์ส: วิธีสร้างฮาร์ดแวร์ของคุณเองและลดต้นทุนการวิจัยโดย Joshua M. Pearce, สำนักพิมพ์ Elsevier, 17 ธันวาคม 2013, ISBN 0124104622
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Open-source_hardware&oldid=1359429395 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์ส

ฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์ส ( OSH , OSHW ) ประกอบด้วย สิ่งประดิษฐ์ ทางกายภาพ ของเทคโนโลยีที่ออกแบบและนำเสนอโดย ขบวนการออกแบบแบบเปิด ทั้ง ซอฟต์แวร์โอเพนซอร์สและฟรี (FOSS)...

ประวัติศาสตร์

กิจกรรม "โอ เพนซอร์ส " แรกที่มุ่งเน้นฮาร์ดแวร์เริ่มต้นขึ้นราวปี 1997 โดย Bruce Perens ผู้สร้าง คำจำกัดความของโอเพนซอร์ส ผู้ร่วมก่อตั้ง Open Source Initiative และ นักวิทยุสมัครเล่น เขาเปิดตัวโครงการรับรองฮาร์ดแวร์แบบเปิด...

รูปแบบของฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์ส

คำว่า ฮาร์ดแวร์ ในฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์สถูกใช้ในอดีตเพื่อต่อต้านคำว่า ซอฟต์แวร์ ในซอฟต์แวร์โอเพนซอร์ส กล่าวคือ เพื่ออ้างถึงฮาร์ดแวร์อิเล็กทรอนิกส์ที่ซอฟต์แวร์ทำงานอยู่ (ดูส่วนก่อนหน้า) อย่างไรก็ตาม...

อิเล็กทรอนิกส์

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เป็นหนึ่งในประเภทฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์สที่ได้รับความนิยมมากที่สุด การออกแบบแผง วงจรพิมพ์ (PCB) สามารถเผยแพร่ได้ในลักษณะเดียวกับซอฟต์แวร์ในรูปแบบไฟล์ CAD ซึ่งผู้ใช้สามารถส่งไปยังบริษัทผลิต PCB โดยตรงเพื่อรับฮาร์ดแวร์ทางไปรษณีย์...