El rol del Software y Hardware de Código Abierto en la Revolución de la Impresión 3D Marco Zennaro Science Dissemination Unit,The Unit, The Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics, Trieste, Italy
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Todavía no sabemos si las impresoras 3D de escritorio son las precursoras de la “Tercera revolución industrial” como sugieren Jeremy Rifkin 1 and Chris Anderson 2. Es sin lugar a dudas una de las tendencias tecnológicas más interesantes del presente, y a continuación queremos subrayar el papel que el software y el hardware abiertos ha jugado en su éxito.
Código abierto
Código abierto (también fuente abierta) es un enfoque de diseño, desarrollo y distribución, que ofrece acceso práctico a la fuente de un producto.
La expresión Código Abierto se hizo popular con el surgimiento de Internet que dio acceso a diversos modelos de producción, vías de comunicación y comunidades interactivas. Mientras que esta expresión se refería en un principio sólo al código fuente de software, ahora se aplica en otras áreas. El punto de arranque fundamental de un proyecto de código abierto es la comunidad.
Software de código abierto El software de código abierto (OSS, por la sigla en inglés de Open Source Software )3 puede definirse como el software de computación para el que se pone a disposición su código fuente en forma humanamente legible bajo una licencia con algunas restricciones, (o de dominio público) y que cumpla con la definición de Código Abierto 4. Esto le permite al usuario usar, cambiar, mejorar el software y distribuirlo en su forma original o modificada. A menudo se desarrolla de manera pública y colaborativa. El software de código abierto es el ejemplo más importante de desarrollo del código abierto y a menudo se lo compara con contenido generado por el usuario (User Generated Content ).
Licencias Las licencias de Código Abierto definen los privilegios y restricciones que un usuario debe seguir para poder usar, modificar y redistribuir un software/hardware de código abierto. La Licencia Pública GNU, ( GNU General Public License, GPL)5 es la licencia de Código Abierto más extendida. De todos los software a los que ha sido aplicada, el más conocido es el kernel de Linux. De hecho, la GPL se ha aplicado a la mayoría "
de los módulos de software incluidos en las distribuciones de Linux más conocidas. Su gran atractivo dentro de la comunidad de Código Abierto se origina en el hecho de que entra en la categoría de licencias de Código Abierto que obligan a las partes que quieren redistribuir ese software en su forma original o modificada (derivada) a hacerlo bajo los mismo términos de la licencia bajo los cuales ese software se recibió. Es decir, habiendo recibido los derechos de usar, modificar y redistribuir el software bajo la licencia GPL, esta licencia exige a los usuarios que extiendan los mismos privilegios bajo las mismas condiciones a otras personas que reciban ese software. Una licencia Creative Commons (CC) 6 se usa cuando un/a autor/a quiere darle a la gente el derecho de compartir, usar e incluso completar un trabajo que aquél/aquélla haya creado. Creative Commons le da flexibilidad a los autores. Estos podrían, por ejemplo, permitir solamente usos no comerciales de su trabajo; y también protege a la gente que usa o redistribuye la obra de otros sin las preocupaciones por la infracción de derechos de autor, siempre y cuando se cumpla con los requisitos que el autor original haya especificado en la licencia. Hay otros tipos de licencia CC. Estas van a diferir en cuanto a las variadas combinaciones que determinan las condiciones de distribución.
Software abierto e impresión 3D: el ejemplo de ReplicatorG El ReplicatorG 7 es un sencillo programa de código abierto para impresión 3D. Es el software que usan la MakerBot Replicator, Thing-O-Matic, CupCake CNC, la máquina RepRap, o la CNC genérica. Es capaz de procesar archivos de g-code o STL; es multiplataforma (trabaja en Mac, Windows and Linux); #
fácil de instalar; se basa en los entornos familiares Arduino/Processsing. ReplicatorG es usado por miles de operadores de MakerBot.
La interfaz de ReplicatorG basada en la de Arduino
Gracias a la licencia de Código Abierto, ReplicatorG está basado en la GUI ( Graphical User Interface) de Arduino para controlar y operar máquinas compatibles con RepRap. Adopta la versión 2 de GNUGPL que dice así en la introducción: Cuando hablamos de software libre, hablamos de libertad, no de precio. Nuestras Licencias Públicas Generales están diseñadas para garantizar que usted tenga la libertad de distribuir copias de $
software libre (y de cobrar por el servicio, si lo desea), que usted reciba código fuente o pueda recibirlo si lo quiere, que pueda cambiar el software o utilizar trozos del mismo en programas nuevos abiertos; y que usted sepa que puede hacer todas estas cosas. Para proteger sus derechos, necesitamos establecer restricciones que le impidan a cualquiera negarle a usted estos derechos o le exija renunciar a ellos. Estas restricciones se traducen en algunas responsabilidades para usted, si distribuye copias del software o las modifica. Por ejemplo, si distribuye copias de un programa determinado, sea gratuitamente o cobrando, usted debe otorgarles a los receptores todos los derechos que usted ha obtenido. Usted debe asegurarse de que ellos también obtengan el código fuente. Y debe mostrarles estas condiciones de manera tal que conozcan sus derechos.
Hardware abierto Hardware de Código Abierto (OSH por su sigla en inglés) 8 hace referencia a computadores y hardware electrónico diseñado a la manera del software de código abierto. El hardware de código abierto forma parte de la cultura de código abierto que toma sus ideas y las aplica en otros campos diferentes a los del software. El término se ha usado principalmente para referirse a la difusión libre de información sobre el diseño del hardware, como esquemas, lista de materiales, y datos del diseño del PCB (Printed Circuit Board ), a menudo usando software de código abierto para controlar el hardware. Además de las licencias de software que hay, hay otras nuevas que se han propuesto para manejar los asuntos relacionados con diseños de hardware. Uno de estos ejemplos es la licencia Balloon 9. La licencia dice %
que cualquiera tiene el derecho de fabricar, vender, y distribuir tarjetas Balloon sin modificarlas, con cualquier dotación de dispositivos, a cualquier precio.
Arduino El ejemplo de hardware abierto más popular es la placa Arduino10. Arduino es la hija intelectual de un equipo internacional de cinco ingenieros: Massimo Banzi y Gianluca Martino de Italia; David Cuartielles de España; y David Mellis y Tom Igoe de EEUU. Arduino fue desarrollado por el instituto Interactive Design Institute Ivrea (IDII) de Italia para ayudar a los estudiantes a construir prototipos de objetos que pudieran reaccionar a las entradas aplicadas. El hardware Arduino es completamente de código abierto (bajo licencia CC) con archivos de diseño y especificaciones disponibles e igualmente su software de control (bajo licencia GPL) y documentación (también bajo CC). Lo único que no es libre en Arduino es su nombre de marca registrada.
Una placa Arduino &
Una placa Arduino, como la que se muestra en la figura, consiste en un microcontrolador AVR Atmel de 8-bit con componentes complementarios que facilitan la programación y la incorporación a otros circuitos. Un aspecto importante de Arduino es la manera estándar en que sus conectores están expuestos, lo que permite a la placa de la CPU conectarse con una variedad de módulos adicionados e intercambiables conocidos como escudos. Algunos escudos se comunican con la placa Arduino directamente por varios pines, pero a otros se puede acceder individualmente usando un bus serial 12C, lo que permite apilar los escudos y usarlos en paralelo. Las Arduinos oficiales han usado la serie de chips megaAVR, específicamente las ATmega8, ATmega168, ATmega328, ATmega1280, y ATmega2560. Las compatibles de Arduino han usado un montón de otros procesadores. La mayoría de las placas incluyen un regulador lineal de 5 voltios y un oscilador de cristal de 16 MHz (o un resonador de cerámica, en algunas variantes), sin embargo algunos diseños como el LilyPAd funcionan a 8 MHz prescindiendo del regulador de voltaje en la placa debido a restricciones específicas de factor de forma. Un microcontrolador Arduino también está pre-programado con un cargador de arranque ( boot loader ) que simplifica la carga de programas a la memoria flash del chip, en comparación con otros dispositivos que suelen necesitar un programador externo.
Hardware abierto e impresión 3D El carácter abierto de Arduino significa que la placa microcontroladora puede encontrarse en el corazón de muchos dispositivos de hardware abierto de hoy en día, incluyendo las impresoras 3D. '
Hasta ahora, la impresora 3D de escritorio más popular ha sido un diseño de código abierto basado en la impresora original RepRap: la MakerBot Replicator. Contrariamente al proyecto no comercial RepRap, MakerBot (introducida en enero de 2012) no se enfoca en un objetivo final de autoreplicación. Esta impresora 3D mejorada tiene el doble de la dotación de construcción, incluye un extrusor dual, lo que permite trabajar con dos colores, y una electrónica mejorada que incluye una pantalla de cristal líquido (LCD) y un panel de control para la interacción directa con el usuario sin necesidad de una PC. La Replicator se vende sólo pre-ensamblada. En septiembre de 2012 las Makerbot Industries introdujeron la Replicator 2. La versión nueva también aumentó su dotación de construcción y puede imprimir a 100 micrones por capa. La opción de extrusor doble se abandonó, pero las mejoras electrónicas de LCD, y panel de control son similares a las de la Replicator original. El firmware, el software de la máquina y los formatos de archivo se cambiaron también en la nueva versión para adecuarse al tamaño y la precisión adicionales. A diferencia de modelos anteriores, la Replicator2 puede sólo imprimir plástico PLA y no incluye la placa caliente de construcción, el extrusor, o las configuraciones de altas temperaturas para el plástico ABS. La Replicator2 también se vende sólo pre-ensamblada. En septiembre de 2012, la compañía anunció que para la nueva Replicator2 ellos “no compartirán la forma en que la máquina está diseñada, ni el GUI”11. El alejamiento del modelo Open Source Hardware anterior ha sido criticado por una parte de la comunidad, incluyendo a su co-fundador y ahora ex-empleado Zachary Smith. Se ha querido explicar esta decisión como una respuesta (
a la aparición de un clon casi idéntico de la Replicator que se llama Tangibot. Sin embargo, Makerbot no es completamente privativa todavía ya que la Replicator original sigue abierta. Thingiverse, la popular tienda online y comunidad de hackers de Makerbot permanece abierta y gratis, a diferencia de otras tiendas minoristas online de diseños para impresión 3D. La LulzBot AO-100 12, de Aleph Objects, Inc., fue el primer producto de hardware en recibir la certificación “Respects Your Freedom”13 de parte de la Free Software Foundation. Este programa de certificación para productos de hardware fomenta la creación y venta de hardware que haga todo lo posible para respetar nuestra libertad y privacidad, y para garantizar el control sobre nuestros dispositivos. Aleph Objects fue fundada con la idea de que la gente debería sentirse libre de usar, mejorar y aprender de las máquinas que usa y de compartir sus mejoras e innovaciones con comunidades colaborativas. Todas sus impresoras se envían con los diseños del hardware, software y documentación, todo bajo licencias libres. Uno obtiene el paquete completo: código fuente, documentos de diseño y especificaciones; todo lo necesario para jugar, arreglar, y mejorar cada detalle de la impresora.
Referencias: 1 Jeremy
Rifkin, The Third Industrial Revolution: How lateral Power is Transforming Energy, the Economy, and World, Palgrave Macmillan, 2011 2 Chris
Anderson, Makers: The New Industrial Revolution, Crown Business, 2012 )
3
http://en.wikipedia.org/wiki/Open_source_software
4 http://www.opensource.org/docs/definition.php 5 http://www.gnu.org/licenses/gpl.html 6 http://creativecommons.org/licenses / 7 http://replicat.org/ 8 http://en.wikipedia.org/wiki/Open_source_hardware 9 http://www.balloonboard.org/licence.html 10 http://www.arduino.cc 11 http://www.makerbot.com/blog/2012/09/24/lets-try-that-
again/ 12 http://www.lulzbot.com/company 13 http://www.fsf.org/resources/hw/endorsement/respects-your-
freedom
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