חומרת קוד פתוח
חומרת קוד פתוח (OSHW - Open source hardware) או חומרה פתוחה היא שיטה לעיצוב, תכנון וייצור מוצרים פיזים וטכנולוגיה שמעוצבים ומוצעים בעקרונות דומים לאלו של לתוכנת קוד פתוח וחופשי (FOSS), ומוצעים על ידי תנועת העיצוב החופשי open-design movement. הן קוד פתוח והן חומרה פתוחה נוצרים על ידי תרבות הקוד הפתוח ומיישמים עקרונות דומים למגוון רכיבים. מסיבה זו הנושא - מכונה לפעמים "חומרה חופשית עם קוד פתוח" (FOSH). פירוש המונח בדרך כלל שהמידע והידע לגבי החומרה פתוחים לכולם. עיצוב החומרה (לדוגמה שרטוטים, רשימת חומרים, שרטוטי מעגלים מודפסים ועוד), כמו גם התוכנה שמריצה את החומרה, משוחררים באופן חופשי או תחת רשיון חופשי או תוכן חופשי. המפרסם המקורי של הטכנולוגיה מקבל פרסום, פידבק ממשתמשים ולפעמים גם שכלולים של העיצוב שלו. כיום יש ראיות ששיתוף מידע כזה יכול לספק יתרונות משמועתיים למי שמשקיע בנושא, במיוחד יתרונות גבוהים לקהילה המדעית.
דוגמה לחומרת קוד פתוח קיימות למגוון גדול של מוצרים כולל מכונית בקוד פתוח, מדפסות תלת מימד, מוצרי אלקטרוניקה בקוד פתוח, מכשירי מעבדות מחקר ועוד.
לצד קבוצות המפתחות אבות טיפוס של חומרת קוד פתוח למטרות שונות כמו העצמה, שינוי חברתי, מחקר ולימוד משותף, יש גם מספר חברות מסחריות שמוכרות חומרת קוד פתוח, לדוגמה החברה האיטלקית Smart Projects אשר מוכרות את המיקרו-בקר Arduino, או חברת Bug Labs שמוכרת ציוד לחברות לפיתוח מהיר של אבות-טיפוס.
לעיתים משמש המונח "חומרה פתוחה" במשמעות אחרת - של מערכות תוכנה שיכולות להתאים בקלות לחומרות שונות וללא תלות בין חומרה לתוכנה. המשך המאמר מתייחס ל"חומרת קוד פתוח" במשמעות הראשונה שבה המידע על הכנת החומרה ניתן בקוד פתוח.
רישוי
יש פרוייקטי חומרת קוד פתוח שהשתמשו ברשיונות קוד פתוח וחנימי שקיימים מתחום התוכנה.
כמו כן, הוצאו מספר סוגים נוספים של רשיונות קוד פתוח שנועדו להתייחס לנושאים שיחודיים לעיצוב חומרה. ברשיונות אלה נשמרים חלק גדול מהעקרונות של רשיונות תוכנת קוד פתוח והם הותאמו לפרוייקטים שעוסקים בציוד ממשי. פרוייקט Opencores לדוגמה, אשר מפתח ליבות מחשבים מעדיף את רשיון LGPL בעוד FreeCores את רשיון GPL, הארגון Open Hardware Foundation מקדם את רשיון copyleft ורשיונות מתירנים אחרים וOpen Graphics Project משתמש במספר רשיונות כולל רשיון MIT, GPL ורשיונות של בעלות. Balloon Project כתבו רשיון משלהם. רשיונות חומרה חופשית חדשים מתוארים בדרך כלל כברי השוואה לרשיונות הקוד הפתוח מתחום התוכנה כמו GPL, LGPL או BSD.
למרות דמיון לרשיונות קוד פתוח של תוכנה, רוב הרשיונות של חומרה פתוחה שונים באופן יסודי: מטבעם הם נשענים בצור חזקה יותר על חוק הפטנטים מאשר על חוקי זכויות היצורים (copyright). בעוד שרשיון זכויות יוצרים יכול לשלוט על ההפצה של קוד של תוכנה או של מסמך עיצוב, רשיון פטנט יכול לשלוט על השימוש והייצור של רכיב פיזי שנבנה מתוך מסמך העיצוב. הבחנה זו מוזכרת בצורה מפורשת ברשיון חומרה פתוחה TAPR .
מודל עסקי
פרוייקטים רבים של חומרת קוד פתוח קמו על ידי עמותות, אוניברסיטאות וגופים ללא מטרת רווח.
חברות חומרת קוד פתוח מתנסות במודלים עסקיים שונים. חברת Arduino לדוגמה מרוויחה כסף בעיקר על ידי הספקת שירותי ייעוץ. על ידי יצירת קהילת מעצבים סביב המוצרים שלהם, הם נשארים מעודכנים בנוגע להתפתחויות האחרונות בתחומי הטכנולוגיה. הם גם רשמו את שם המוצר שלהם כסימן רשום. אחרים יכולים לייצר את העיצובים שלהם, אבל הם לא יכולים להשתמש בשם של Arduino עליהם, כך החברה יכולה לבדל את המוצרים שלה ממוצרים שיוצרו על ידי יצרנים אחרים על ידי נושא האיכות.
יישומים של חומרת קוד פתוח
המונח "חומרה" שימש באופן היסטורי לתאור חלקי מחשב ואלקטרוניקה, שהם פיזיים, בניגוד לתכנה. עם זאת בשנים האחרונות יש יותר ויותר מוצרים לא –אלקטרונים המעוצבים בקוד פתוח ולכן המונח חומרה פתוחה מתייחס כיום במובן רחב יותר של חפצים מוחשיים – מכונות, מכשירים ועוד דברים פיזיים.
התחום של חומרת קוד-פתוח מכסה מוצרים שונים כמו כלים מכניים, כלי רכב, וציוד רפואי ועוד. יש פרוייקטים כמו כמו "ויקי-בית" Wikihouse, OpenBeam, Hovalin) ויש גם מעט דוגמאות בתחומים כמו טקסטיל ובנייה.
אלקטרוניקה בקוד פתוח
אחד התחומים הפופולאריים של חומרת קוד פתוח הוא אלקטרוניקה בקוד פתוח. קיימות מספר חברות שמספקות רכיבים אלקטרוניים בקוד פתוח כמו Sparkfun, Adafruit ו- Seeed. בנוסף לכך יש גם ארגונים ללא מטרת רווח וחברות שמספקות רכיבים אלקטרוניים ספציפיים בקוד פתוח כמו Arduino. יש מספר רב של רכיבים ספציפיים בחומרה פתוחה כמו לוחות-אם ומעבדים , כמו גם רכיבים מיוחדים יותר כמו בקר מדפסת תלת מימד או רכיב של ספקטרומטר מסות. לאלקטרוניקה בקוד פתוח יש מגוון גדול של יישומים כולל לדוגמה מיכון של מתקני מעבדה למחקרים בכימיה. [1]
מבחינה היסטורית מאז עליית השימוש ברכיבים הלוגיים הניתנים לקינפוג בתוכנה, השיתוף של עיצובי לוגיקה הפך לצורה של חומרת קוד פתוח. במקום שיתוף של סכמות, משתפים קוד של "שפת תיאור לחומרה" (hardware description language HDL). תאורי HDL משמשים בדרך כלל כדי לייצר מערכות מסוג "מערכת-על-צ'יפ" על ידי מערך שערי-שדה ניתנים לתכנות או בצורה ישירה בעיצובי מעגלים אינטגרטיבים יעודיים ליישום כלשהו. מודלים של HDL שמופצים נקראים semiconductor intellectual property cores או IP cores.
מחשבים בקוד פתוח
מספר פרוייקטים החלו לכוון לבניה של מחשב בקוד פתוח בגל שיקולים כמו פרטיות, בטיחות ושיקולי סביבה. דוגמאות כוללות את EOMA68, Novena ואת GnuBee. מספר קבוצות חובבים של רטרו- מחשוב (מחשבים ישנים retrocomputing) יצרו מספר רב של שחזורים או התאמות של מחשבים אישיים מוקדמים משנות ה-70 וה-80, שחלקם כוללים תפקוד משופר או רכיבים מודרניים יותר. כמה חובבים פיתחו כרטיסי הרחבה (כמו הרחבת זכרון, כרטיסי קול, ( drive controllers כדי לשפר את התפקוד של מחשבים ישנים יותר. נוצרו גם שחזורים מיניאטוריים של מחשבים ישנים.
מכטרוניקה בקוד פתוח
מכטרוניקה היא תחום הנדסה בין-תחומי, המשלב בין הנדסת מכונות, הנדסת אלקטרוניקה והנדסת תוכנה. קיימים מספר רב של מוצרי מכטרוניקה בקוד פתוח כולל מכשירים מכניים, כלי רכב, כלים מוזיקליים וציוד רפואי.
דוגמאות למכשירי-כלים כוללים מדפסות תלת-מימד כמו RepRap ו- Ultimaker כמו גם מכשיר חיתוך בלייזר כמו Lasersaur.
מכוניות בקוד פתוח כוללות פרוייקטים כמו TABBY EVO שהוא בסיס למכונית חשמלית פשוטה וזולה בקוד פתוח, שנועדה לאפשר יישומים שונים עליה כמו סטארטפים של יצרנים של מכוניות חשמליות, מי שרוצה לבנות מכונית בעצמו או למטרות חינוכיות. היו גם נסיונות לייצר אופניים בקוד פתוח כמו XYZ Space Frame Vehicles. וכן ניסון לייצר מערכת שיתוף אופניים בקוד פתוח וחומרה פתוחה. Open Bike Initiative
דוגמאות של ציוד רפואי בקוד פתוח כוללות את סטטוסקופ הדים echOpen ומגוון רחב של פרוטזות לידיים שנסקרות במאמר של Ten Kate ואחרים [1] לדוגמה OpenBionics.
דוגמה למוצר אלקטרוני מוגמר שנוצר בחומרת קוד פתוח הוא סינתסייזר x0xb0x, שתוכנן על Limor Fried (מכונה גם Lady Ada) ואחרים בשנת 2006 ,[2]. ה-x0xb0x דומה לסינתסייזר מסחרי ישן יותר, Roland TB-303, שייצורו הופסק בשנות ה-80 ושהיה לו תפקיד מכריע בפיתוח מוזיקת הדנאס[3]. אחרי הפצת הוראות ההרכבה, אנשים החלו להציע הצעות לתיקונים והתאמות שונות. אחד המשתמשים יצר אתר ויקי לשם פישוט הוראות ההרכבה והטיפול במכשיר [4]
ישומי חומרה פתוחה בתחומים אחרים
דוגמאות לחומרת קוד פתוח בתחומים אחרים קיימים גם בתחום הבנייה (Wikihouse) והטקסטיל (Kit Zéro Kilomètres).
ויקי-בית היא מערכת בנייה אלקטרונית היא מיועדת לאפשר לכל אחד לתכנן, לייצר ולהרכיב בתים יפים ומתפקדים שמתאימים לצרכים שלהם. [5]
חומרת קוד פתוח בהקשרים לא אלקטרונים מיושמת לרוב בהקשרים של קיימות ופיתוח קהילתי. היא כוללת היבטים כמו נגרות ומוצרי ריהוט, בנייה ירוקה, מכונות פשוטות לבית כמו מכונת כביסה פשוטה ועוד. לעיתים קרובות מדובר לאו דווקא בשרטוט והוראות מדוייקות ומפורטות אלא בעיקר בהנחיות כלליות יותר, סרטונים וכו'.
בתחומים אלה יש לפעמים דמיון בין חומרת קוד פתוח לבין מושגים דומים כמו טכנולוגיה נאותה פשוטה (טכנולוגיה שאנשים במקומות עניים או נידחים יכולים לתחזק בעצמם) וכן תחומים של עשה זאת בעצמך מבחינה זו חומרת קוד פתוח היא בעצם דבר נפוץ ומקובל מאוד - בתחומים כמו מתכונים פתוחים לבישול, תפירה, נגרות, תחזוקת הבית, הכנת צעצועים ועוד - שבהם ה"קוד" של הכנת המוצרים או תחזוקת נמסר לעיתים קרובות ללא זכויות יוצרים או במסורת של ידע קהילתי, והכלים לביצוע המוצרים הם בדרך כלל מוצרים כלים פשוטים כמו כלי עבודה, כלי בישול וכו'.
חומרת קוד פתוח לעומת DIY
ערך מורחב – עשה זאת בעצמך
מתן הוראות לביצוע של פרוייקטים של עשה זאת בעצמך ממלא אחת מהדרישות של חומרת קוד פתוח והיא שהמידע על בניית חפצים, מופץ בצורה עממית ופשוטה להבנה. עם זאת, אתרים מסחריים של "עשה זאת בעצמך" בדרך כלל שומרים על זכויות קניין על המידע (הסברים, תמונות וסרטים), כך שלא ניתן להשתמש בהם בצורה חופשית. בין היתר, לא ניתן להעתיק את ההסברים, להפיץ אותם באופן עצמאי, לבצע בהם התאמות, או לשנות אותם. כל זאת בניגוד לתפיסת הקוד הפתוח.
קיימים היום אתרים קהילתיים (מבוססי ויקי או בשיטות אחרות) שבהם ניתנים מלוא ההסברים ללא זכויות-יוצרים, ותוך תרומה של חברי קהילה שונים. אתרים לדוגמה כוללים את ויקי-איך, אפרופדיה באנגלית ואתר בידיים בעברית.
השפעות חברתיות וסביבתיות של חומרת קוד פתוח
התאמה אישית
המפתחים של מוצרי חומרת קוד פתוח הם לרוב המשתמשים של מוצרים אלה. בכך היא מאפשרת לצרכנים לבחור איזה היבטים של המוצר לחזק ואיזה להחליש ובכך להתאים אותו יותר לרצונות ולצרכים שלהם.
עמידות וחסכון במשאבים
בחומרה שתוככנה כקוד סגור, בעיקר בתחומים כמו מכשירי חשמל וציוד אלקטרוני, ריהוט ומכוניות קיימת אסטרטגיית שיווק המכונה התיישנות מכוונת. המוצרים מתוכננים כך שרכיבי מפתח במכשירים הם בעלי זמן חיים המוגבל בכוונה. לאחר שהם נשברים או מתקלקלים, יש צורך להחליף את כל המכשיר. מוצרי חשמל רבים מתוכננים כך שקשה לתקן אותם, וחלפים אינם זמינים בגלל הוצאה של דגמים חדשים יותר. דבר זה מאפשר ליצרנים להקשות על צרכנים שרוצים לתקן ולהחליף חלקים במקום לקנות מוצר חדש. בכלי רכב האסטרטגיה היא שונה מעט וכוללת מונופול של ייצרני הרכב על החלפים וניצול היות צרכני הרכב קהל שבוי. לעיתים קרובות המכשיר הופך ל"מיושן" ומוחלף על ידי דגמים חדשים (שאינם בהכרח טובים יותר מבחינת הצרכן) דבר שמכונה "התיישנות נתפסת". מנסיון העבר ידוע שמוצרים כמו טוסטרים, מכונות כביסה ואף מכוניות פשוטות מסוגלים להחזיק מעמד עשרות שנים.
אם חלק מסויים במוצר קוד פתוח מתקלקל או נשבר, אפשר להחליף רק אותו , או לתקן אותו במקום לזרוק את כל המוצר ולקנות חדש. מצטבר ידע כיצד לבצע זאת בקלות הן מבחינת עיצוב המוצר והן מבחינת קהילת המשתמשים במוצר.
התפתחות אבולוציונית של המוצרים מאפשרת לדאוג כך שבדגמים הבאים תקלה כזו תהיה פחות סבירה או קלה יותר לתיקון. ניתן לזהות ולשנות פגמים הגורמים להתיישנות מהירה, ופגמים מכוונים לא מוכנסים פנימה שכן ליצרנים ולצרכנים אין אינטרס לבצע דבר כזה. אם יש עיצוב שמכוון לעמידות נמוכה צרכנים בקהילות משתמשים יכולים ליזום פיצול (Fork), וליזום תכנון ושינוי של דגמים באופן שיאריך את העמידות שלהם.
היבטים אלה תורמים להארכת חיי המוצר ודבר זה מוביל לחסכון כספי עבור הצרכנים. בנוסף יש כתוצאה מכך חוסך אנרגיה וכן כרייה והפקה של חומרי גלם, כמו גם זיהום והשפעות סביבתיות נוספות של המוצר לאורך חייו. בנוסף, חומרת קוד פתוח יכולה לעודד שימוש חוזר.
שקיפות
בחומרת קוד פתוח, ניתן לבצע שקיפות רדיקלית של המוצרים, בהיבטים של בחירת חומרי הגלם, שיטות הייצור, השפעות חברתיות והשפעות סביבתיות של המוצרים. באופן זה הבחירה בין חלופות שונות בעיצוב מבוצעות על ידי בעלי עניין שונים המושפעים מהמוצרים, כמו היצרנים, הצרכנים, שכנים של המפעל, וקהילות שעלולות להיפגע מהשימוש במוצר.
לדוגמה אם חברה מסחרית בוחרת בחומרת קוד פתוח, יהיה לה קשה יותר לבצע התיישנות מכוונת היות וקבוצות פעולה שונות יכולות להשוות בינה המוצרים שלה לבין מוצרים אחרים ולהצביע על כך. גם השימוש בחומרים מזהמים או בשיטות ייצור מסוכנות הוא דבר שיבלוט יותר בחומרת קוד פתוח.
כלכלה דמוקרטית, העצמה וחינוך
חומרת קוד פתוח מאפשרת פיתוח של כלכלה דמוקרטית שבה הידע והמידע לגבי הכנת טכנולוגיות חיוניות ושימוש בהן קיים בצורה מבוזרת, ובכך היא תורמת לביזור ידע, העצמה וחיזוק של הון חברתי, בנוסף להגדלת הון אנושי של הלומדים אותה והון תעשייתי של המשתמשים בה.
השימוש בחומרת קוד פתוח יכול לשמש לצורכי השכלה והעצמה של ילדים ושל מבוגרים שיכולים ללמוד כך יותר על עיצוב ועל היבטים שונים כמו פיזיקה, חשמל וכו' בשיטה של לימוד על ידי התנסות, לימוד משחקי ולימוד מוכוון מטרה.
חומרת קוד פתוח וקיימות
תפיסה בת קיימא של קוד פתוח יכולה ליישם את עקרונות מעריסה לעריסה בתכנון המוצר כדי להימנע מבעיות של התייקרות חומרי גלם וזיהום.
סט הרכבה לכפר הגלובלי הוא נסיון שימוש בחומרת קוד פתוח כדי לקדם תכנון בר קיימא, על ידי ייצור מכונות חיוניות, כך שבסיס הציווילזיציה יוכל להישמר בצורה מבוזר. באופן זה שחבורה קטנה של מהנדסים יוכלו לשמור על הידע של ייצור מכונות מתקדמות, וכדי לספק לחקלאיי פרמקלצ'ר חלופות זולות בטכנולוגיה נאותה למכשירים חקלאיים כמו טרקטור לדוגמה.
אתרים כמו אפרופדיה באנגלית, ואתר בידיים בעברית מיישמים חומרת קוד פתוח כדי לקדם טכנולוגיה שהיא דמוקרטית וזולה מצד אחד ובת קיימא וחברתית מצד שני.
ראו גם
קישורים חיצוניים
- חומרת קוד פתוח בוויקיפדיה האנגלית
- רשימת פרוייקטים של חומרת קוד פתוח בוויקיפדיה האנגלית
- harkopen.com אתר לחומרת קוד פתוח כולל אופניים חשמליים, אופניים מעץ, אורגן ועוד.
- קח את הקיימות בידיים אתר ישראלי המספק תיעודים בנושא קיימות מעשית
- למה טייקונים מפחדים ממדפסות תלת מימדיות אסף צ'רקטוף בהרצאה בת 10 דקות על חומרת קוד פתוח מול פתרונות שוק חופשי ותאגידים.
חומרת קוד פתוח באלקטרוניקה ומחשוב:
- Open Circuits אתר ויקי לפיתוח אלקטרוניקה בקוד פתוח (Open source electronics)
- פרוייקט opencores.org של פיתוח ליבות מחשב בקוד פתוח
- לוחות ארדואינו - מא' עד ת' הסבר בעברית על פיתוח של לוחות המכילים מיקרו-בקרים בחומרת קוד פתוח. טובי לויס , ,07.02.2012
- "פרוייקט חומרה פתוחה" תיעוד בעברית של פרוייקט קוד פתוח של תכנון של ליבת מעבד 16 ביט לשימוש כללי.
- מסתבר שיש גם חומרה "פתוחה"whats up
- Lemote: חומרה פתוחה מחפשת מערכת הפעלה חופשית לינמגזין, 2008
- 4project אתר ישראלי מסחרי לחלקים ורכיבים לפרוייקטים באלקטרוניקה.
- ^ Kate, Jelle ten; Smit, Gerwin; Breedveld, Paul (3 April 2017). "3D-printed upper limb prostheses: a review". Disability and Rehabilitation: Assistive Technology. 12 (3): 300–314. doi:10.1080/17483107.2016.1253117. ISSN 1748-3107. PMID 28152642.