El hardware de código abierto ( OSH ) consiste en artefactos físicos de tecnología diseñados y ofrecidos por el movimiento de diseño abierto . Tanto el software libre como el de código abierto (FOSS) y el hardware de código abierto son creados por este movimiento cultural de código abierto y aplican un concepto similar a una variedad de componentes. Por eso, a veces se lo denomina FOSH (hardware gratuito y de código abierto). El término generalmente significa que la información sobre el hardware se puede discernir fácilmente para que otros puedan fabricarlo, acoplándolo estrechamente al movimiento del fabricante . [1] El diseño de hardware (es decir, dibujos mecánicos, esquemas , listas de materiales , datos de diseño de PCB , código fuente HDL [2] y datos de diseño de circuitos integrados ), además del software que controla el hardware, se publican de forma gratuita . términos. El participante original obtiene comentarios y posibles mejoras en el diseño de la comunidad FOSH. Ahora hay pruebas significativas de que ese intercambio puede generar un alto retorno de la inversión para la comunidad científica. [3]
No basta con utilizar simplemente una licencia de código abierto ; un producto o proyecto de código abierto seguirá principios de código abierto, como el diseño modular y la colaboración comunitaria. [4] [5] [6]
Desde el surgimiento de los dispositivos lógicos programables reconfigurables , compartir diseños lógicos ha sido una forma de hardware de código abierto. En lugar de los esquemas, se comparte el código del lenguaje de descripción de hardware (HDL). Las descripciones HDL se utilizan comúnmente para configurar sistemas en un chip, ya sea en matrices de puertas programables en campo (FPGA) o directamente en diseños de circuitos integrados de aplicaciones específicas (ASIC). Los módulos HDL, cuando se distribuyen, se denominan núcleos de propiedad intelectual de semiconductores , también conocidos como núcleos IP.
El hardware de código abierto también ayuda a aliviar el problema de los controladores de dispositivos propietarios para la comunidad de software libre y de código abierto ; sin embargo, no es un requisito previo para ello y no debe confundirse con el concepto de documentación abierta para hardware propietario. lo cual ya es suficiente para escribir controladores de dispositivos FLOSS y sistemas operativos completos. [7] [8] La diferencia entre los dos conceptos es que OSH incluye tanto las instrucciones sobre cómo replicar el hardware en sí como la información sobre los protocolos de comunicación que el software (generalmente en forma de controladores de dispositivo ) debe usar para poder para comunicarse con el hardware (a menudo llamado documentación de registro o documentación abierta para hardware [7] ), mientras que el hardware propietario compatible con código abierto solo incluiría este último sin incluir el primero.
Las primeras actividades de " código abierto " centradas en hardware fueron iniciadas alrededor de 1997 por Bruce Perens , creador de la Definición de Código Abierto , cofundador de la Iniciativa de Código Abierto y operador de radioaficionado . Lanzó el Programa de Certificación de Hardware Abierto, cuyo objetivo era permitir a los fabricantes de hardware autocertificar sus productos como abiertos. [9] [10]
Poco después del lanzamiento del Programa de Certificación de Hardware Abierto, David Freeman anunció el Proyecto de Especificación de Hardware Abierto (OHSpec), otro intento de licenciar componentes de hardware cuyas interfaces estén disponibles públicamente y de crear una plataforma informática completamente nueva como alternativa a los sistemas informáticos propietarios. [11] A principios de 1999, Sepehr Kiani, Ryan Vallance y Samir Nayfeh unieron esfuerzos para aplicar la filosofía de código abierto a las aplicaciones de diseño de máquinas. Juntos establecieron la Open Design Foundation (ODF) [12] como una corporación sin fines de lucro y se propusieron desarrollar una Definición de Diseño Abierto . Sin embargo, la mayoría de estas actividades desaparecieron después de unos años.
Diehl Martin inició una organización de "hardware libre", conocida como FreeIO, a finales de la década de 1990, quien también lanzó un sitio web FreeIO a principios de 2000. Desde principios hasta mediados de la década de 2000, FreeIO fue un foco de diseños de hardware libre/abierto lanzados bajo la Licencia Pública General GNU . El proyecto FreeIO defendió el concepto de hardware libre y propuso cuatro libertades que dicho hardware proporcionaba a los usuarios, basándose en libertades similares proporcionadas por las licencias de software libre. [13] Los diseños ganaron cierta notoriedad debido al esquema de nombres de Martin en el que cada proyecto de hardware libre recibía el nombre de un alimento para el desayuno como Donut, Flapjack, Toast, etc. Los proyectos de Martin atrajeron a una variedad de desarrolladores de hardware y software, así como a otros voluntarios. El desarrollo de nuevos diseños de hardware abierto en FreeIO finalizó en 2007 cuando Martin murió de cáncer de páncreas, pero los diseños existentes siguen estando disponibles en el sitio web de la organización. [14]
A mediados de la década de 2000, el hardware de código abierto volvió a convertirse en un centro de actividad debido al surgimiento de varios proyectos y empresas importantes de hardware de código abierto, como OpenCores , RepRap ( impresión 3D ), Arduino , Adafruit , SparkFun y Open Source Ecology . En 2007, Perens reactivó el sitio web openhardware.org, pero actualmente (agosto de 2023) está inactivo.
Siguiendo el Open Graphics Project , un esfuerzo para diseñar, implementar y fabricar un chipset de gráficos 3D abierto y gratuito y una tarjeta gráfica de referencia, Timothy Miller sugirió la creación de una organización para salvaguardar los intereses de la comunidad del Open Graphics Project. Así, Patrick McNamara fundó la Open Hardware Foundation (OHF) en 2007. [15]
La Tucson Amateur Packet Radio Corporation (TAPR), fundada en 1982 como una organización sin fines de lucro de radioaficionados con el objetivo de apoyar los esfuerzos de I+D en el área de las comunicaciones digitales de aficionados, creó en 2007 la primera licencia de hardware abierto, la TAPR Open. Licencia de equipo . El presidente de OSI, Eric S. Raymond, expresó algunas preocupaciones sobre ciertos aspectos de OHL y decidió no revisar la licencia. [dieciséis]
Alrededor de 2010 en el contexto del proyecto Freedom Defined , la Definición de Hardware Abierto fue creada como trabajo colaborativo de muchos [17] y es aceptada a partir de 2016 por decenas de organizaciones y empresas. [18]
En julio de 2011, el CERN ( Organización Europea para la Investigación Nuclear ) lanzó una licencia de hardware de código abierto, CERN OHL . Javier Serrano, ingeniero del Departamento de Vigas del CERN y fundador del Open Hardware Repository, explicó: "Al compartir diseños abiertamente, el CERN espera mejorar la calidad de los diseños a través de la revisión por pares y garantizar a sus usuarios, incluidas las empresas comerciales, la libertad de estudiarlos, modificarlos y fabricarlos, lo que conducirá a un mejor hardware y una menor duplicación de esfuerzos". [19] Si bien inicialmente se redactó para abordar preocupaciones específicas del CERN, como rastrear el impacto de la investigación de la organización, en su forma actual puede ser utilizado por cualquiera que desarrolle hardware de código abierto. [20]
Después de la Cumbre de Hardware Abierto de 2011, y después de acalorados debates sobre las licencias y lo que constituye el hardware de código abierto, Bruce Perens abandonó la Definición OSHW y los esfuerzos concertados de quienes estaban involucrados en ella. [21] Openhardware.org, dirigido por Bruce Perens, promueve e identifica prácticas que cumplen con todos los requisitos combinados de la Definición de Hardware de Código Abierto, la Definición de Código Abierto y las Cuatro Libertades de la Fundación de Software Libre [22] Desde 2014 openhardware. org no está en línea y parece haber cesado su actividad. [23]
La Open Source Hardware Association (OSHWA) en oshwa.org actúa como centro de actividad de hardware de código abierto de todos los géneros, mientras coopera con otras entidades como TAPR, CERN y OSI. La OSHWA se estableció como organización en junio de 2012 en Delaware y solicitó el estatus de exención de impuestos en julio de 2013. [24] Después de algunos debates sobre las interferencias de marcas con la OSI, en 2012 la OSHWA y la OSI firmaron un acuerdo de coexistencia. [25] [26]
La Free Software Foundation ha sugerido una definición alternativa de "hardware libre" derivada de las Cuatro Libertades . [27] [28]
El término hardware en hardware de código abierto se ha utilizado históricamente en oposición al término software de software de código abierto. Es decir, para hacer referencia al hardware electrónico sobre el que se ejecuta el software (ver apartado anterior). Sin embargo, a medida que más y más productos de hardware no electrónicos se hacen de código abierto (por ejemplo WikiHouse , OpenBeam u Hovalin), este término tiende a utilizarse nuevamente en su sentido más amplio de "producto físico". Se ha demostrado que el campo del hardware de código abierto va más allá del hardware electrónico y cubre una gama más amplia de categorías de productos, como máquinas herramienta, vehículos y equipos médicos. [29] En ese sentido, hardware se refiere a cualquier forma de producto tangible, ya sea hardware electrónico, hardware mecánico, textil o incluso hardware de construcción. La Definición 1.0 de hardware de código abierto (OSHW) define el hardware como "artefactos tangibles: máquinas, dispositivos u otras cosas físicas". [30]
La electrónica es uno de los tipos más populares de hardware de código abierto. Hay muchas empresas que ofrecen una gran variedad de productos electrónicos de código abierto, como Sparkfun , Adafruit y Seeed. Además, existen organizaciones sin fines de lucro y empresas que proporcionan un componente electrónico específico de código abierto, como la plataforma de creación de prototipos electrónicos Arduino . Hay muchos ejemplos de electrónica especializada de código abierto, como el monitor de impresora 3D de código abierto GMAW actual y de voltaje de bajo costo [31] [32] y una plataforma de ensayo de espectrometría de masas asistida por robótica . [33] [34] La electrónica de código abierto encuentra varios usos, incluida la automatización de procedimientos químicos. [35] [36]
Se ha desarrollado una amplia gama de productos mecatrónicos de código abierto , incluidos componentes mecánicos, máquinas herramienta, vehículos, instrumentos musicales y equipos médicos. [29]
Ejemplos de máquinas herramienta de código abierto incluyen impresoras 3D como RepRap , Prusa y Ultimaker , extrusoras de filamentos para impresoras 3D como Polystruder [37] XR PRO y la cortadora láser Lasersaur. También se han desarrollado vehículos de código abierto, incluidas bicicletas como los vehículos con estructura espacial XYZ y automóviles como el Tabby OSVehicle. Ejemplos de equipos médicos de código abierto incluyen ventiladores de código abierto , el ecoestetoscopio echOpen y una amplia gama de prótesis de manos enumeradas en el estudio de revisión de Ten Kate et.al. [38] (por ejemplo, prótesis de manos de OpenBionics).
Los diseños de chips SST son ahora comunes. RISC-V es una arquitectura de conjunto de instrucciones abierta que tiene varias implementaciones de SST. LowRISC está trabajando en un sistema completo de SST en chip.
También se pueden encontrar ejemplos de productos de hardware de código abierto, en menor medida, en la construcción (Wikihouse), el sector textil (Kit Zéro Kilomètres) y las armas de fuego ( arma de fuego impresa en 3D , Defense Distributed ).
En lugar de crear una nueva licencia, algunos proyectos de hardware de código abierto utilizan licencias de software existentes, gratuitas y de código abierto . [39] Estas licencias pueden no concordar bien con la ley de patentes . [40]
Posteriormente, se propusieron varias licencias nuevas, diseñadas para abordar cuestiones específicas del diseño de hardware. [41] En estas licencias, muchos de los principios fundamentales expresados en las licencias de software de código abierto (OSS) han sido "portados" a sus proyectos de hardware homólogos. Las nuevas licencias de hardware a menudo se explican como el "equivalente de hardware" de una licencia OSS conocida, como la licencia GPL , LGPL o BSD .
A pesar de las similitudes superficiales con las licencias de software , la mayoría de las licencias de hardware son fundamentalmente diferentes: por naturaleza, normalmente dependen más de la ley de patentes que de la ley de derechos de autor , ya que muchos diseños de hardware no están protegidos por derechos de autor. [42] Mientras que una licencia de derechos de autor puede controlar la distribución del código fuente o los documentos de diseño, una licencia de patente puede controlar el uso y la fabricación del dispositivo físico construido a partir de los documentos de diseño. Esta distinción se menciona explícitamente en el preámbulo de la Licencia de hardware abierto TAPR :
"...quienes se beneficien de un diseño de OHL no podrán interponer demandas alegando que ese diseño infringe sus patentes u otra propiedad intelectual."
— Licencia de hardware abierto TAPR [43]
Las licencias destacadas incluyen:
La Open Source Hardware Association recomienda siete licencias que siguen su definición de hardware de código abierto . [48] De las licencias copyleft generales la Licencia Pública General GNU (GPL) y la licencia Creative Commons Attribution-ShareAlike , de las licencias copyleft específicas de hardware la Licencia de hardware abierto CERN (OHL) y la Licencia de hardware abierto TAPR (OHL) y de las licencias permisivas la licencia FreeBSD , la licencia MIT y la licencia Creative Commons Attribution . [49] Openhardware.org recomendó en 2012 la licencia TAPR Open Hardware, la licencia Creative Commons BY-SA 3.0 y GPL 3.0. [50]
Las organizaciones tienden a unirse en torno a una licencia compartida. Por ejemplo, OpenCores prefiere la LGPL o una licencia BSD modificada , [51] FreeCores insiste en la GPL , [52] Open Hardware Foundation promueve " copyleft u otras licencias permisivas", [53] Open Graphics Project utiliza [54] una variedad de licencias, incluida la licencia MIT , GPL y una licencia propietaria, [55] y el Balloon Project redactó su propia licencia. [56]
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El adjetivo "código abierto" no sólo se refiere a un conjunto específico de libertades que se aplican a un producto, sino que también presupone generalmente que el producto es el objeto o el resultado de un "proceso que se basa en las contribuciones de desarrolladores geográficamente dispersos a través de Internet" . ". [57] Sin embargo, en la práctica, tanto en el ámbito del hardware como del software de código abierto, los productos pueden ser el resultado de un proceso de desarrollo realizado por un equipo cerrado en un entorno privado o por una comunidad en un entorno público, la El primer caso es más frecuente que el segundo, que es más desafiante. [29] Establecer un proceso de desarrollo de productos basado en la comunidad enfrenta varios desafíos, tales como: encontrar herramientas apropiadas de gestión de datos del producto, documentar no solo el producto sino también el proceso de desarrollo en sí, aceptar perder el control ubicuo sobre el proyecto, garantizar la continuidad en un contexto. de participación voluble de miembros voluntarios del proyecto, entre otros. [58]
Una de las principales diferencias entre el desarrollo de software de código abierto y el desarrollo de hardware de código abierto es que el hardware produce resultados tangibles, cuyo prototipo y fabricación cuestan dinero. Como resultado, la frase "libre como en la palabra, no como en la cerveza", [59] conocida más formalmente como Gratis versus Libre , distingue entre la idea de costo cero y la libertad de usar y modificar la información. Si bien el hardware de código abierto enfrenta desafíos para minimizar costos y reducir los riesgos financieros para los desarrolladores de proyectos individuales, algunos miembros de la comunidad han propuesto modelos para abordar estas necesidades [60] Ante esto, existen iniciativas para desarrollar mecanismos de financiamiento comunitario sostenibles, como el Open Source Banco Central de Hardware.
Se ha llevado a cabo un amplio debate sobre las formas de hacer que el hardware de código abierto sea tan accesible como el software de código abierto . Proporcionar documentación clara y detallada del producto es un factor esencial que facilita la replicación de productos y la colaboración en proyectos de desarrollo de hardware. Se han desarrollado guías prácticas para ayudar a los profesionales a hacerlo. [61] Otra opción es diseñar productos de manera que sean fáciles de replicar, como lo ejemplifica el concepto de tecnología apropiada de código abierto . [62]
El proceso de desarrollo de hardware de código abierto en un entorno comunitario se denomina alternativamente diseño abierto , desarrollo de código abierto [63] o desarrollo de productos de código abierto . [64] Todos estos términos son ejemplos del modelo de código abierto aplicable para el desarrollo de cualquier producto, incluyendo software, hardware, cultural y educativo. ¿El proceso de diseño abierto y de diseño de hardware de código abierto implica nuevas prácticas de diseño o plantea requisitos para nuevas herramientas? ¿Es la cuestión de la apertura realmente clave en materia de SST? [65] Véase aquí para una descripción de estos términos.
Un contribuyente importante a la producción de diseños de productos de hardware de código abierto es la comunidad científica. Se ha trabajado mucho para producir hardware de código abierto para hardware científico utilizando una combinación de electrónica de código abierto e impresión 3D . [66] [67] [68] Otras fuentes de producción de hardware de código abierto son los proveedores de chips y otros componentes electrónicos que patrocinan concursos con la condición de que los participantes y ganadores deben compartir sus diseños. La revista Circuit Cellar organiza algunos de estos concursos.
Se ha publicado una guía ( Open-Source Lab (libro) de Joshua Pearce ) sobre el uso de electrónica de código abierto e impresión 3D para crear laboratorios de código abierto . Hoy en día, los científicos están creando muchos laboratorios de este tipo. Ejemplos incluyen:
Las empresas de hardware abierto están experimentando con modelos de negocio . [72] Por ejemplo, littleBits implementa modelos de negocio de código abierto al poner a disposición los diseños de circuitos en cada módulo electrónico, de acuerdo con la licencia de hardware abierta del CERN versión 1.2. [73] Otro ejemplo es Arduino , que registró su nombre como marca comercial ; otros pueden fabricar productos a partir de diseños de Arduino, pero no pueden llamar a los productos productos Arduino. [74] Hay muchos modelos de negocios aplicables para implementar algún hardware de código abierto incluso en empresas tradicionales. Por ejemplo, para acelerar el desarrollo y la innovación técnica, la industria fotovoltaica ha experimentado con asociaciones, franquicias, proveedores secundarios y modelos de código completamente abierto. [75]
Recientemente, muchos proyectos de hardware de código abierto se han financiado mediante crowdfunding en plataformas como Indiegogo , Kickstarter o Crowd Supply . [76]
Richard Stallman , el fundador del movimiento del software libre , se mostró escéptico en 1999 sobre la idea y la relevancia del hardware libre (su terminología para lo que ahora se conoce como hardware de código abierto). [77] En un artículo de 2015 en la revista Wired , modificó esta actitud; Reconoció la importancia del hardware libre, pero todavía no veía ningún paralelo ético con el software libre. [27] Además, Stallman prefiere el término diseño de hardware libre sobre hardware de código abierto , una petición que es consistente con su rechazo anterior del término software de código abierto (ver también Términos alternativos para software libre ). [27]
Otros autores, como el profesor Joshua Pearce , han argumentado que existe un imperativo ético para el hardware de código abierto, específicamente con respecto a la tecnología de código abierto apropiada para el desarrollo sostenible . [78] En 2014, también escribió el libro Open-Source Lab: Cómo construir su propio hardware y reducir los costos de investigación , que detalla el desarrollo de hardware gratuito y de código abierto principalmente para científicos y profesores universitarios . [79] Pearce, en asociación con Elsevier, presentó una revista científica HardwareX . Ha presentado muchos ejemplos de aplicaciones de hardware de código abierto con fines científicos.
Además, Vasilis Kostakis et al. [80] han argumentado que el hardware de código abierto puede promover valores de equidad, diversidad y sostenibilidad. La iniciativa de hardware de código abierto trasciende las dicotomías tradicionales de contextos global-local, urbano-rural y desarrollado-en desarrollo. Pueden aprovechar las diferencias culturales, las condiciones ambientales y las necesidades/recursos locales, al tiempo que adoptan la hiperconectividad, para fomentar la sostenibilidad y la colaboración en lugar del conflicto. [80] Sin embargo, el hardware de código abierto enfrenta algunos desafíos y contradicciones. Debe sortear las tensiones entre inclusión, estandarización y funcionalidad. [80] Además, si bien el hardware de código abierto puede reducir la presión sobre los recursos naturales y las poblaciones locales, todavía depende de infraestructuras que consumen mucha energía y materiales, como Internet. A pesar de estas complejidades, Kostakis et al. Como argumentan, el marco de hardware de código abierto puede servir como catalizador para conectar y unificar diversas iniciativas locales bajo narrativas radicales, inspirando así un cambio genuino. [80]
La SST ha crecido como campo académico a través de las dos revistas Journal of Open Hardware (JOH) y HardwareX . Estas revistas compiten para publicar los mejores diseños de SST y cada una define sus propios requisitos sobre lo que constituye una calidad aceptable de los documentos de diseño, incluidos requisitos específicos para instrucciones de construcción, lista de materiales, archivos CAD y licencias. Estos requisitos suelen ser utilizados por otros proyectos de SST para definir cómo realizar una publicación de SST. Estas revistas también publican artículos que contribuyen al debate sobre cómo se debe definir y utilizar la SST.
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{{cite journal}}: Citar diario requiere |journal=( ayuda ){{cite journal}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )La libertad para copiar software es un imperativo social, pero la libertad para copiar hardware no es tan importante ya que el hardware es difícil de copiar.
