开源硬件设计:让科研不再卡在卡脖子的硬件上
开源硬件设计解决的从来不是伪需求
很多圈外人听到这个词,第一反应就是“不就是几块开源开发板吗?Arduino都玩烂了”。不对,真不是。
现在科研领域里,开源硬件设计走得远多了。它是把整个产品从设计到生产的所有文件,完全公开授权,任何个人和机构都可以免费使用、修改、生产,不需要给原作者交一分钱授权费(当然大部分协议要求标注来源,这是基本尊重)。
开源硬件设计开源PCB布局文件界面截图
说实话,小众科研方向的苦,只有做过的人才懂。你要做个特殊光谱的探测器,市面上根本没有现成的产品,找厂家定制,开口就是十万起订,小课题组一年的经费才多少?有了开源硬件设计,你只需要花打样和物料的钱,几百几千就能做出来,成本直接降到原来的十分之一甚至百分之一。
之前我认识一个做古生物显微CT的年轻老师,之前靠借别的学校的机器做实验,排队排半年,拍一次数据花几万,后来他用了别人开源的扫描控制板设计,自己攒了一台小型的,总共花了不到八万,现在自己实验室想什么时候拍就什么时候拍。
这不是噱头,是真的改变了很多人的科研路径。
现在国内开源圈的那些坑,真的让人头疼
当然,我不是说现在这个领域全是好事。坑多了去了。
我刚接触开源硬件的时候,照着网上一个设计打样,结果拿到板子一看,连引脚定义都画错了,十片全废,小一千块打了水漂,心疼了我快一个月。
后来见得多了才发现,很多所谓的开源设计,就是把做完项目的文件随便一压缩扔网上,什么说明都没有。BOM表只写个芯片型号,不写厂商货号,你一搜,同型号不同封装,买回来根本焊不上。更气人的是,很多设计用的芯片早就停产了,原作者也不说,也不给替代方案,你拿着原理图到处找料,最后只能认栽。
开源硬件设计打样失败的废PCB实物图
还有不少人,抄了国外的开源设计,改个丝印,去掉原作者标注,就当成自己的东西放出来,参数错了都不改,坑了一波又一波新手。
不过话说回来,这两年好的项目越来越多了。我见过最舒服的一个开源项目,是中科院一个课题组做的开源神经信号采集板,不仅把所有文件全公开,连打样时候踩过的坑、哪个厂商的物料最靠谱、焊接的时候要注意什么,甚至连PCB加工厂的工艺要求都写得清清楚楚,新手照着做,成功率能到九成以上。
真正合格的开源硬件设计,从来不是只放一个漂亮的成品图,而是把自己踩过的坑一起开源出来。这才是开源的本意啊,对吧?不然和闭源的商业产品有什么区别?
开源硬件设计正在悄悄改写科研的规则
开源硬件设计正在悄悄改写科研的规则
现在越来越多的顶级期刊,要求发论文的时候,把配套的硬件设计一起开源。为什么?之前很多论文说自己做了个什么新设备,结果别的实验室根本重复不出来,核心就是硬件细节没公开,大家都留一手。现在把设计开源,任何人拿到都能一模一样做出来,实验重复不出来的问题,一下子解决了一大半。
还有,它把做硬件的门槛拉得太低了。之前你要做一个新的硬件产品,得有会画PCB的工程师,得有调电路的经验,现在好了,成熟的开源设计放在那里,你只要改改你需要的部分就行,哪怕是本科生做科创项目,都能很快拿出原型机。我前阵子看一个全国大学生科创比赛,一半以上的项目都是基于成熟开源硬件设计改的,进度快得离谱,放在十年前,根本不可能。
现在国内很多芯片厂商,都开始主动支持开源硬件设计了,给开源项目免费供样,做参考设计,就是要搭自己的生态。这对我们用户来说当然是好事,选择越来越多,成本越来越低。
很多人担心,开源了是不是作者就没收益了?其实根本不是,做开源设计攒出来的名气,会给你带来更多的合作机会,更多的项目经费,甚至很多做开源做得好的团队,最后出来做产品,用户基础本来就有,一做就成。
我自己是真的看好这个方向。它不是什么高大上的资本概念,就是一群科研人员和工程师,不想被卡脖子,不想花冤枉钱,大家一起攒出来的好东西。以后会有越来越多的人用,越来越多的好设计出来,总有一天,你要做任何方向的项目,都能找到现成的开源设计改一改就用,不用再从头啃硬骨头。