2.3.1 Usos comerciales e industriales

Aunque la práctica de comercializar hardware abierto es cada vez más frecuente y heterogénea, la literatura reporta escasos estudios al respecto. Algunos ejemplos incluyen la fabricación y comercialización de “kits” y componentes para usos educativos o hobbistas, siendo los casos más conocidos las compañías Sparkfun o Adafruit. Por otro lado existen modelos de negocio basados en proveer equipos y herramientas para el desarrollo de hardware abierto, así como proveedores de servicios de consultoría, y modelos basados en estandarización, como el caso de “Open Compute”, donde varias compañías colaboran en el desarrollo de infraestructura de redes abierta para data centers, o “risc-V”, otro consorcio global de colaboración en el desarrollo de tecnología de semiconductores abierta.

Un análisis de 100 start-ups de hardware abierto (Berchon 2013) muestra que la mayoría se encuentran en los Estados Unidos (68%) -concentradas en los núcleos de desarrollo de hardware alrededor de las universidades y hackerspaces activos- seguido por Europa (19%) y Asia (7%). El mayor crecimiento se da en el año 2007: hasta ese entonces se lanzaba sólo una compañía OH por año. El principal rubro de trabajo es la electrónica para hobbistas y educación (63%); muchas de ellas inspiradas por el éxito de modelos como Arduino o Raspberry Pi, desarrollando kits y placas compatibles. La segunda posición es para las herramientas de fabricación (15%), más específicamente impresión 3D (11%). El resto del mercado se encuentra fragmentado en nichos específicos: drones (3%), iluminación (3%), sintetizadores de sonido (2%). En cuanto al perfil de los emprendedores, mayoritariamente poseen una formación en ingeniería (83%), diseño (17%) -incluyendo artistas digitales con conocimientos en aspectos técnicos- y docentes e investigadores (14%) provenientes de áreas técnicas, que dedican su tiempo libre a trabajar en proyectos OH. Sólo el 5% de las compañías son lideradas por mujeres -con excepciones notables como Adafruit o LittleBits-, y sólo 10% las incluyen en los equipos fundadores, aunque sí participan en gran medida en hackerspaces, proyectos y eventos.

Box 1: Computadora Industrial Abierta Argentina

El Proyecto CIAA surge en 2013 como una iniciativa conjunta entre el sector académico y la industria nacionales, con el objetivo de desarrollar un sistema electrónico abierto de uso general, documentado de forma abierta, diseñado en base a criterios adecuados para su utilización en aplicaciones industriales, que no dependiera de una línea específica de procesadores, y que pudiera ser fabricado por la mayoría de las empresas PyMEs nacionales.

El hardware, el firmware y el software de la CIAA, así como los documentos y archivos generados como parte de su desarrollo, son liberados bajo las condiciones de la Licencia BSD modificada, que permite la redistribución ilimitada del producto, con o sin modificaciones y para cualquier propósito, siempre que se mantenga la autoría del proyecto y la renuncia a garantías.

Proyecto CIAA

Actualmente la CIAA es fabricada y comercializada por distintas empresas argentinas. El aspecto más interesante del proyecto radica en que se trata de un diseño local que está preparado para las exigencias de confiabilidad y performance que demandan los productos y procesos industriales.

Entre algunos de los proyectos que utilizan CIAA se encuentran aplicaciones de automatización industrial, equipamiento médico, industria ferroviaria, maquinaria agrícola. También se diseñó una versión educativa de la plataforma, EDU-CIAA, más simple y de menor costo, para lograr un impacto en la enseñanza primaria, secundaria y universitaria (Guido y Versino 2016).

2.3.2 Usos educativos y hobbistas

Sin dudas la irrupción de Arduino es la que más fuertemente influencia el rubro educativo y hobbista, disparando una multiplicación de iniciativas pedagógicas basadas en OH a nivel global (Mellis y Buechley 2011). Su aproximación práctica y simplificada a la electrónica basada en el uso de la plataforma Wiring (Barragán 2016), combinada con el uso de software de código abierto, facilita el aprendizaje técnico a bajo costo al abrir la posibilidad de prototipar rápidamente en ciclos iterativos. Arduino es utilizado en diversos campos educativos como robótica, desarrollo de herramientas de laboratorio (Sarik 2010; Salvador et al. 2016); diseño interactivo (Buechley and Eisenberg 2008; Gibb 2010; Varesano 2013); e instrumental científico para educación STEM (D’Ausilio 2012) incluyendo monitoreo y sensores ambientales (Baker 2014; Ali et al. 2016; Kenny et al. 2019).

Heradio et al. (2018) realizan una revisión de la literatura sobre hardware abierto en el ámbito educativo, identificado como motivaciones recurrentes para utilizar hardware abierto en educación: la aproximación práctica a conceptos abstractos de ciencia e ingeniería, la reducción de costos, el fomento de la creatividad y el acercamiento a la tecnología en los estudiantes, el uso en aprendizaje a distancia y la generación de metadatos sobre procesos de aprendizaje. Observan también que el OH es mayoritariamente utilizado en el ámbito universitario, seguido por la escolarización primaria; principalmente en los rubros de electrónica y computación. Los autores identifican un cambio en la tendencia dela literatura sobre OH y educación, inicialmente orientada a promover la creatividad y el interés de los estudiantes hasta 12 años en nuevas tecnologías, especialmente la inclusión de mujeres en STEM. Después de este período inicial más de la mitad de las publicaciones, a partir de 2010, estudian el hardware abierto como forma de mejorar la educación universitaria y reducir costos experimentales. A partir de la revisión, se observa que a nivel global la literatura de hardware abierto en educación proviene principalmente de Estados Unidos (38%) seguido por España, Brasil, Alemania y el Reino Unido.

Otro gran rubro para el OH es el desarrollo de pequeños artefactos de diversa complejidad por parte de hobbistas y participantes del movimiento “maker” o “hágalo usted mismo”. Mellis y Buechley (2011) observan que el diseño modular del hardware abierto facilita el aprendizaje y el desarrollo de la creatividad, permitiendo a los hobbistas adquirir capacidades progresivamente y enfocarse en los aspectos creativos que la persona más valora, sin afectar la funcionalidad total del desarrollo. Hertz (2011) analiza el fenómeno do-it-yourself asociado a Arduino, en particular los proyectos ‘hedonistas’ sobre productos de consumo sin un fin o utilidad claros. Algunos ejemplos incluyen (entre una multitud de proyectos) adaptaciones de teléfonos antiguos para que funcionen con Skype, mesas de café que cambian de color según el tiempo, o robots operados por el movimiento de insectos ó dispositivos ‘wearables’. Estos últimos fueron particularmente impulsados por la versión Lilypad de Arduino, e incluyen vestimentas interactivas, accesorios, juguetes, esculturas, entre otros (Buechley y Hill 2010). El ecosistema de hardware abierto hobbista incluye plataformas como Instructables, Hackaday o Thingiverse donde se comparten diseños; publicaciones que curan los mejores diseños y organizan concursos como la revista MAKE, encuentros que se multiplican a escala global como la MakerFaire, y material educativo o tutoriales muchas veces desarrollados por las mismas empresas como Adafruit, o por makers alrededor del mundo.

Box 2: Arduino

Arduino es una plataforma de prototipado abierta compuesta por una placa electrónica de entradas y salidas simple y un entorno de desarrollo que utiliza un lenguaje de programación fácil de usar. En su origen fue diseñado por un equipo de cinco personas en el Ivrea Interaction Design Institute en Turín, Italia, con el objetivo de contar con una herramienta sencilla de utilizar con los estudiantes, que les permitiera fabricar objetos sin tener que contar con conocimientos avanzados de electrónica. Actualmente, además de la plataforma, Arduino es una comunidad organizada alrededor de su sitio web, donde más de 300 mil usuarias de distintas partes del mundo comparten sus diseños, recomendaciones y preguntas.

Arduino posee algunas ventajas que lo volvieron una de las ‘estrellas’ del hardware abierto, viralizando su uso en cientos de proyectos a escala global y motorizando así la nueva ola del movimiento maker. La placa más sencilla cuesta menos de 25 dólares, es compatible con todos los sistemas operativos, utiliza un lenguaje de programación simple pero potente, y es abierta, facilitando su adopción y reutilización por parte de la comunidad.

Arduino en una configuración típica de prototipado rápido

Arduino es empleado, entre otros usos, para crear instrumental de laboratorio económico y adaptado a las necesidades de los científicos (Baden et al. 2015; Pearce 2014), por docentes para enseñar programación y robótica a estudiantes (Bordignon y Iglesias 2015), por músicos y artistas para experimentar y realizar nuevas instalaciones, por ingenieros y diseñadores para prototipar nuevos artefactos (Karvinen y Karvinen 2011).

2.3.3 Usos en investigación

Uno de los sectores donde el OH ha ganado mayor terreno durante los últimos años es en el ámbito de la investigación y producción de conocimiento. El libro “Open Source Lab” (Pearce 2012) fue el primero en mostrar cómo las metodologías de hardware abierto pueden beneficiar a la comunidad científica, principalmente en términos de reducción de costos, personalización y reparación de instrumental, y reducción de tiempos de desarrollo. Su publicación obtuvo cobertura por parte de una diversidad de medios académicos y masivos, constituyendo uno de los hitos de la comunidad hasta el día de hoy.

Uno de los casos paradigmáticos de hardware abierto en ciencia es el de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN). En 2008 en CERN, el departamento de Sincronización comenzó a desarrollar hardware abierto motivados por la propuesta de trabajo colaborativo que veían que funcionaba en los departamentos de software, la posibilidad de diseñar instrumental altamente específico, reparable y como forma de ganar autonomía frente a proveedores (Javier Serrano, entrevista personal, 2018). En 2009 se crea el repositorio de hardware abierto del CERN a fin de albergar documentación de hardware para proyectos tanto internos como externos. En 2011, el equipo de hardware abierto en colaboración con la Oficina de Transferencia Tecnológica publican la Licencia CERN Open Hardware 1.1 (Ayass y Serrano 2012). El trabajo con hardware abierto le permitió a CERN desarrollar un ecosistema de proveedores en 8 países, generalmente compañías pequeñas-medianas (van der Bij et al. 2012). Su primer proyecto, ‘White Rabbit’, fue adoptado y modificado por parte de diversas iniciativas alrededor del mundo, por ejemplo para la sincronización de la hora oficial en Finlandia.

Actualmente, investigadores alrededor del mundo fabrican instrumentos que reducen los costos de investigación y amplían la autonomía de los laboratorios, generalmente combinando el uso de plataformas de prototipado como Arduino con componentes electrónicos económicos e impresión 3D (Coakley y Hurt 2016; Damase et al. 2015; Dryden et al. 2017). Joshua M. Pearce (2017) hace una revisión de varios de estos desarrollos en rubros que incluyen la química, microfluídica, biotecnología, espectroscopía de masas, óptica, monitoreo ambiental, agricultura y dispositivos de uso médico.

Por fuera de los ámbitos de investigación formales, cada vez más comunidades utilizan OH para producir conocimiento. En particular, dos áreas son particularmente fértiles para el desarrollo de proyectos de hardware abierto: los conflictos socioambientales y la biología sintética. En el primer caso, uno de los proyectos paradigmáticos es Safecast, iniciativa comunitaria surgida en Japón tras el desastre de Fukushima en 2015. Un grupo de colaboradores desarrolló detectores de radiación basados en Arduino que rápidamente se distribuyeron entre vecinos permitiendo elaborar mapas de radiación más precisos que los oficiales (Murillo 2016). En el campo de la biotecnología “do it yourself”, el desarrollo de hardware abierto para investigación resulta crucial ya que las comunidades no cuentan con las facilidades que las instituciones brindan para acceder a equipos; uno de los desarrollos más reconocidos es OpenPCR (Delfanti 2012).

El surgimiento de redes como la Comunidad Global por el Hardware Científico Abierto (GOSH) en 2016 permitió conectar iniciativas tanto institucionales como comunitarias trabajando con hardware abierto, dando visibilidad al término “hardware científico abierto” a escala global, y asociándolo a problemáticas de inequidad y desarrollo (Dosemagen, Liboiron, y Molloy 2017a, 2017b). Dentro de la red, además de los proyectos académicos se destacan iniciativas autodenominadas de ‘ciencia comunitaria’, que trabajan con lógicas de investigación-acción participativa. En este último caso, las iniciativas más estudiadas son aquellas en contextos de conflicto socioambiental (Wylie et al. 2014), y proyectos ligados al biohacking y transhacktivismo (Tsang 2017).

2.4.1 Uso de herramientas de fabricación digital

El desarrollo y difusión de herramientas de fabricación digital tiene un impacto directo en el surgimiento de proyectos de hardware abierto (Söderberg 2013). Muchas de las herramientas tecnológicas de fabricación digital no son particularmente nuevas; lo novedoso son las reducciones de los costos y la posibilidad de acceder a ellas a pequeña escala, aumentando la versatilidad del proceso de fabricación (Fressoli y Smith 2015). Los usuarias-desarrolladoras pueden comprar las herramientas directamente o acudir a espacios comunitarios donde abonan una tarifa por tiempo de uso (o usan sin costo) las que se encuentren disponibles (de Brujin 2010; Mellis 2014). Los espacios comunitarios permiten acceder a herramientas más complejas y costosas que las accesibles a la usuaria individual, y ofrecen oportunidades para el aprendizaje y el intercambio entre pares. En los últimos años, la posibilidad de contratar una variedad de servicios de fabricación digital a distancia se popularizó en la comunidad. Las herramientas más populares entre los aficionados al OH son las cortadoras láser, las impresoras 3D y los tornos CNC.

Uno de los disparadores del crecimiento de la impresión 3D fue la expiración de las patentes de los equipos creados en la década de 1980. A modo de ejemplo, en 2009 expiró la patente del proceso de modelado por deposición fundida (conocido como FMD por su sigla en inglés) que utiliza filamentos plásticos, ocasionando una explosión de experimentación en el rubro (Fressoli y Smith 2015). En proyectos de hardware abierto se suele utilizar la impresión 3D para confeccionar mecanismos para movimiento, encastres, cajas o contenedores de plaquetas. Las especificaciones de diseño, geometría, materiales y resistencias se distribuyen fácilmente en archivos digitales editables con FOSS especializado (Blender, OpenSCAD), lo que facilita la colaboración dentro de las comunidades.

Las cortadoras láser y los tornos CNC (control numérico) son otro ejemplo de herramientas ampliamente difundidas en fablabs o makerspaces. Las primeras permiten calar, cortar o grabar materiales como maderas balsas, cartón, acrílico y otros; existen variedades que cortan vinílico y otras basadas en chorro de agua para cortar materiales más densos. En el caso de los tornos CNC, su utilización permite la remoción controlada de materiales con alta precisión a partir de bloques sólidos. Estas herramientas trabajan con una variedad mayor de materiales respecto de la impresión 3D, pero son más limitadas en términos de las geometrías que pueden producir, y demandan procesos más largos de fabricación, ensamblado y acabado.

Mellis (2014) considera que en la actualidad la producción de circuitos impresos se puede pensar como un proceso más de fabricación digital. La disponibilidad de software necesario para diseñar circuitos electrónicos permite compartir los diseños, que se pueden fabricar como placas impresas utilizando máquinas CNC en espacios comunitarios o mediante servicios que ofrecen la fabricación a usuarias individuales. Uno de los principales obstáculos identificados a la hora de replicar diseños electrónicos es efectivamente conseguir los componentes necesarios (Community 2018). La alta especificidad de algunos diseños hace que sea muy complejo encontrarlos, sumado a que en algunos países existen limitaciones de importación.

Box 3: RepRap

La construcción de una impresora RepRap constituye muchas veces uno de los primeros hitos de aprendizaje entre los entusiastas de la fabricación digital. De forma similar a Linux, RepRap comenzó en 2005 como un proyecto universitario del Dr. Adrian Bowyer en la Universidad de Bath, con el objetivo de construir una impresora 3D auto-replicable. Es decir, una impresora que pudiera imprimir las partes para construir una nueva impresora.

A partir de la colaboración online en blogs y wiki se creó una de las primeras y más activas comunidades de usuarias en OH, donde a partir de la colaboración se fueron construyendo copias del primer prototipo, realizando modificaciones que se documentaban y ponían a disposición online.

RepRap y la foto de la primera replicación

La caída de las patentes de métodos de fabricación durante la década del 2000 permitió una explosión de experimentación con nuevas impresoras, entre ellas RepRap, que utilizando el modelo open source permiten que cualquier usuaria realice modificaciones y mejoras en las máquinas. Desde ese momento, las impresoras 3D se convirtieron en un objeto de escritorio, pudiéndose obtener por menos de mil dólares. Destaca actualmente el caso de la impresora Prusa, última estrella en el rubro, con ingresos de más de 33 millones de euros en 2017 y una valoración global estimada de 236 millones de euros en 2016 (Forbes 2018).

2.4.2 De la idea al prototipo, del prototipo al producto

Los pasos necesarios para construir OH se fueron haciendo más accesibles durante los últimos años a partir de la disponibilidad de herramientas de fabricación digital y software que permite emular etapas de diseño y testeo. Sin embargo aún se precisa contar con ciertos conocimientos y herramientas específicos en términos de diseño, electrónica o programación dependiendo del proyecto en cuestión.

(Mellis y Buechley 2011) identifica cinco formas de interacción de las personas con el hardware abierto, a partir del estudio del proceso de adaptación de un diseño de radio FM:

• Hacer: replicar el objeto a partir del diseño digital, lo que permite a los usuarias entender cómo está hecho, ensamblado y cómo funciona.
• Personalizar: modificaciones simples que no afectan la funcionalidad del diseño pero crean una conexión personal entre el objeto y su desarrollador
• Diseñar: Utilizando el diseño original como patrón, diseñar una nueva forma manteniendo aspectos requeridos para el ensamblado o funcionamiento
• Desarrollar: explorar posibilidades técnicas y aprendizajes a través de situarlos en un contexto (el del objeto) que motiva e inspira nuevas ideas
• Experimentar: probar usos, lógicas, materiales o percepciones diferentes alrededor de un objeto

En todas las acepciones mencionadas salvo la primera, la usuaria interviene el objeto para crear algo diferente. En la literatura y en la práctica este proceso se conoce como ‘derivado’, ‘remix’ o ‘fork’, y es identificado como clave en el proceso de acelerar la innovación. En software son numerosos los trabajos que estudian la dinámica de la creación de derivados en una comunidad para inferir modelos de interacción; en hardware estos estudios son incipientes pero cada vez más numerosos (Bonvoisin, Buchert, et al. 2018a).

Un proyecto de hardware abierto empieza con una idea prototipada rápidamente como prueba de concepto. La mayoría de los proyectos comprenden procesos electrónicos ya sea analógicos o digitales, aunque existen iniciativas con componentes puramente mecánicos, basados en textiles o biomateriales. En hardware científico abierto, los prototipos suelen construirse utilizando plataformas de prototipado rápido como Arduino, agregando sensores y componentes específicos, y utilizando protoboards para evitar soldar componentes. En este punto el diseño no es perfecto y cambia rápidamente en ciclos iterativos de prueba y error.

Una vez alcanzado el diseño que funciona, los caminos son dos y dependen de los objetivos de la usuaria-desarrolladora. Si el objetivo es contar con un equipo para uso propio, generalmente se perfecciona le prototipo, ya sea soldando los componentes o diseñando una placa PCB específica para ganar estabilidad, y colocando las partes en carcasas hechas con cortadoras láser o impresión 3D. Esta suele ser la situación de quienes desarrollan hardware abierto a modo hobbista o porque necesitan cubrir una necesidad particular, como investigadores fabricando para sus propios experimentos.

Por otro lado, si el objetivo consiste en contar con un producto que pueda ser enviado a producción, sometido a pruebas de calidad y ser comercializado, otra seria de pasos son necesarios. Pasar del prototipo al producto es actualmente uno de los cuellos de botella más importantes reconocidos por la comunidad de hardware científico abierto. Requiere de expertise en diseño, ingeniería y fabricación que suele no ser el área de dominio de los científicos, en particular en diseños de alta complejidad que requieren de estándares de seguridad altos, como los dispositivos biomédicos. Por esta razón muchos de los diseños de hardware abierto se comercializan como kits para armar por parte de la usuaria, que no requieren a los creadores involucrarse en el diseño de un producto final. Aquellos que sí logran diseñar un producto final suelen ser resultado de colaboraciones entre academia e industria, como el caso de echOpen en Francia.

2.4.3 Diseño modular y orientado a usuaria

Una de las características que comparten la mayoría de los proyectos de hardware abierto es el diseño modular y orientado a la usuaria. Gibb (2014a) define la modularidad como la separación de las distintas funciones de un proyecto en partes intercambiables, que puedan ser modificadas y probadas por sí mismas sin afectar la funcionalidad global; señala que es uno de los aspectos más importantes del diseño de OH. Mellis y Buechley (2012) destacan cómo la modularidad permite a usuarias menos experimentadas utilizar los diseños como patrón, modificando solo las partes que les interesan sin afectar la funcionalidad total.

Aunque la barrera de acceso a la fabricación de hardware es menor en la actualidad, autores como Wozniak (2014) y Oberloier y Pearce (2017) consideran que seguir las buenas prácticas de diseño es fundamental para asegurar que la mayor cantidad posible de personas pueda efectivamente acceder y replicar los desarrollos. Yanamandram y Panchal (2014) identifica la modularidad en software como la característica fundamental que habilita la colaboración y que aún no se traslada completamente al diseño de OH, volviéndolo demasiado complejo para la mayoría de las personas debido a la diversidad de expertise necesaria para su desarrollo.

En OH, el diseño orientado a la usuaria aprovecha la modularidad para desarrollar ciclos iterativos de creación y prueba que permiten identificar los cambios a realizar en etapas tempranas de diseño. Wozniak (2014) propone un modelo de diseño de producto para hardware al que denomina ‘cascada’, que imita al proceso que se realiza a nivel industrial. En el mismo se detallan etapas de definición de especificaciones, diseño, prototipado y testeo; el proceso es necesariamente iterativo pero requiere de avances secuenciales. Oberloier detalla aún más este y otros requisitos en su procedimiento general para el diseño de hardware científico abierto Oberloier y Pearce (2017). La guía incluye no sólo recomendaciones para el diseño sino para la documentación y colaboración, bajo cinco preceptos principales: revisión de la literatura para detectar diseños preexistentes, utilizar software abierto mientras sea posible y materiales generalmente accesibles, validar el diseño a través de pruebas transparentes y documentar cada etapa en detalle para asegurar su replicabilidad en una plataforma abierta.

2.4.4 Documentación

Uno de las características más comúnmente identificadas en la literatura sobre OH es que compartir conocimiento sobre átomos no es tan sencillo como compartir conocimiento sobre bits: el diseño de objetos precisa de otras representaciones que las líneas de código, como ser esquemáticos 2D o 3D para ser reproducibles (Bonvoisin, Mies, et al. 2017b). En general los componentes de hardware de los proyectos están documentados en menor grado que los de software (Raasch, Herstatt, y Balka 2009), originando gradientes de apertura y discusiones sobre qué sí es y qué no es hardware abierto. Desde 2016 OSHWA ofrece un programa de auto-certificación que permite utilizar el logo de hardware abierto si se cumple con su criterio de documentación y licencias, con 1127 proyectos certificados a diciembre 2020⁴.

El contenido mínimo de documentación suele incluir una descripción general del proyecto, indicaciones para la usuaria, lista de materiales (“BoM” por sus siglas en inglés) para quien quiera construirlo, instrucciones de ensamblado y construcción, canales de comunicación con los desarrolladores, y licencia abierta adoptada. A esto se pueden sumar distintos tipos de archivos fuente según las características del proyecto, como ser archivos CAD utilizados para cortadoras láser, diseños 3D para ser impresos, moldeados, extrudados o cualquier otro proceso, esquemáticos y layouts para PCB, librerías de componentes, dibujos técnicos adicionales en formato original que sean necesarios para la fabricación. Los proyectos más documentados poseen información en múltiples idiomas y tutoriales en video para facilitar su adopción.

Una de las prácticas clave en la documentación es el uso de control de versiones, ampliamente difundido en la industria del software, mediante la cual todas las contribuciones de usuarias a un proyecto son históricamente registradas y se encuentran disponibles para consultar y reutilizar. Una de las herramientas más populares para realizar control de versiones es git, el software que originalmente se desarrolló para gestionar las colaboraciones sobre el kernel Linux, y que en los últimos años se encuentra asociado a plataformas web como GitHub, GitLab y otras. Yanamandram y Panchal (2014) identifica el control de versiones como una práctica fundamental utilizada en software que debe ser trasladada a los archivos de diseño de hardware para permitir la “colaboración real”. Aunque algunas plataformas para proyectos de OH ya implementan control de versiones, no todas lo hacen.

Los proyectos de hardware abierto no están centralizados en un repositorio o plataforma, como sí lo hacen las comunidades de software o impresión 3D (Balka, Raasch, y Herstatt 2009). La documentación se encuentra en una variedad de plataformas para colaboración y difusión (Bonvoisin, Mies, et al. 2017a) como ser GitHub, Thingiverse, Instructables, Docubricks, Open Science Framework (científicos), Kit Space (electrónicos). Adicionalmente los diseños pueden publicarse en revistas especializadas, como el Journal of Open Hardware ó HardwareX, pero también de rubros específicos, como revistas sobre diseño, ingeniería, instrumental científico o médico, educación. En una tendencia creciente en el último año, varios miembros de la comunidad de hardware abierto trabajan en protocolos que permitan facilitar la indexación de proyectos, más allá de la plataforma en la que estén documentados. Uno de esos proyectos es Open Know-how, que permite a proyectos de hardware abierto en cualquier plataforma incorporar un archivo con datos estandarizados, lo que luego permite indexarlos en una sola página web. Estándares similares están aún en construcción para identificar geográficamente las infraestructuras de fabricación digital disponibles para hardware abierto, bajo la rúbrica Open Know-where.

2.4.5 Licencias abiertas para hardware

El objetivo de contar con licencias abiertas específicas para hardware es asegurar tanto la libre circulación de diseños como la atribución a los desarrolladores, además de poder monitorear la evolución del hardware abierto a lo largo del tiempo. Una de las distinciones fundamentales que diferencian al hardware del software es que el copyright aplica a los esquemáticos y los diseños, pero no al producto tangible, donde aplican patentes y marcas registradas. Pearce (2018) asocia el crecimiento de los repositorios online en los últimos años a que el uso de copyright no es la estrategia apropiada para esquemáticos y diseños de productos tangibles, resultando sencillo realizar una pequeña modificación de un diseño protegido evitando sanciones.

Existen antecedentes de encuestas a la comunidad de hardware abierto que incluyen preguntas sobre licencias, pero los datos están desactualizados ((OSHWA) 2013b, 2014) o las metodologías no son consistentes. Katz (2019) realiza una encuesta dirigida a fabricantes de procesadores abiertos pero que brinda información útil sobre la comunidad y el uso de licencias. Según este último estudio, alrededor de 500 proyectos utilizan la licencia CERN-OHL en GitHub, 434 utilizan Solderpad y sólo 15 utilizan TAPR OHL en la misma plataforma. Esto coincide con las licencias recomendadas por la Asociación de Hardware Abierto:

Licencias más utilizadas en proyectos de hardware abierto

Katz (2012) sugiere que los proyectos de hardware abierto deberían incorporar alguna de las licencias más populares dependiendo de los objetivos del mismo; utilizar licencias menos populares puede causar problemas de incompatibilidad y de adopción por otros del proyecto. Las sugerencias apuntan a si el proyecto busca maximizar reutilización o libertades - sugiriendo Solderpad en el primer caso y CERN OHL en el segundo. En el primer caso el portador de la licencia puede verse en la situación de que su diseño sea incorporado a sistemas propietarios y el diseño resultante no sea puesto a disponibilidad.

Por otro lado, como se mencionaba al inicio el concepto de hardware implica mucho más que artefactos electrónicos. Uno de los casos que es útil para ilustrar esto en la licencia OpenMTA, orientada a regular la transferencia de materiales biológicos como ser plásmidos, muestras y otros cuyas cantidades no son intrínsecamente limitadas. Open MTA fue presentado en 2018 por un colectivo de investigadores, profesionales de transferencia de tecnología y expertos legales entre otros, en una nota en la revista Nature (Kahl et al. 2018). Como todos los MTAs se trata de un contrato en el cual el proveedor entrega materiales a cambio de la promesa de atribución, reporte y pago de tasas de procesamiento de material. A diferencia de los actuales, OpenMTA permite el reuso de materiales dentro de los marcos legales y la redistribución con reporte al proveedor. Las instituciones firmantes no tienen obligación de manejarse 100% con OpenMTA, ni de aplicarlo a derivados.

2.6.1 Estudios de casos paradigmáticos

En línea con los desarrollos más relevantes en el campo del OH, varios trabajos analizan la experiencia de la producción de hardware abierto en el CERN, desde distintos ángulos. Powell (2015) toma como punto de partida la conversación entre los expertos del CERN y la comunidad que se conformó alrededor de la creación de la CERN-OHL 1.0 para analizar preguntas de legitimidad en la producción colaborativa; argumenta que la apertura debe ser entendida como un objeto de frontera que permite mediar entre posiciones disímiles y explorar nuevas formas de la producción de conocimiento entre comunidades e instituciones.

van der Bij et al. (2012) documentan de forma temprana el desarrollo del programa de OH en CERN, describiendo elementos “auxiliares” como la creación del repositorio de OH y de la licencia CERN-OHL y documentando la experiencia desde CERN con la industria. (Kauttu y Murillo 2017) realizan entrevistas a miembros del CERN y utilizan datos de una encuesta interna para evaluar la práctica del OH en términos de plataforma de innovación orientada al desarrollo de infraestructuras comunes en grandes colaboraciones científicas. Esto les permite identificar que aunque la documentación en CERN es de alta calidad, actores expertos en hardware señalan que es necesario mejorarla; que existen reticencias por parte de las compañías que ven con recelo la responsabilidad legal de fabricar OH; y que la falta de claridad sobre modelos de negocios para OH es uno de los limitantes principales de la expansión. A partir del estudio del proyecto “White Rabbit” en CERN, Murillo (2018) observa además que las infraestructuras abiertas de investigación sirven como legitimación en casos específicos donde emergen controversias acerca de la validez de los datos producidos por los experimentos.

Existe consenso en la literatura sobre el rol clave que juega el surgimiento de las tecnologías de fabricación digital y de proyectos paradigmáticos como Arduino, que bajan barreras de accesibilidad (Alison Powell 2012; Söderberg 2013). A partir del estudio de la impresión 3D y sus impactos, algunos autores como Bauwens (2011) y Söderberg (2011) conciben al OH como una extensión del modelo de producción de pares, asociándolo a los beneficios de la producción distribuida. Sobre este modelo, algunos autores plantean una conexión entre OH y desarrollo sostenible (Kohtala 2015) y entre OH y el potencial de desarrollar “tecnologías apropiadas” (Pearce 2012).

2.6.2 Estudios de las dinámicas de la colaboración

Otra corriente de literatura aparece desde los trabajos sobre open innovation y open design, enfocados en el estudio del rol de las comunidades en la innovación y de las dinámicas internas de colaboración. West y Lakhani (2008) critican el escaso estudio de las comunidades dentro de los trabajos sobre innovación abierta (Chesbrough, Vanhaverbeke, y West 2006), proponiendo la siguiente definición de ‘comunidad’: una asociación voluntaria de actores, típicamente sin afiliación previa (por ejemplo no trabajan para la misma firma) pero reunidas alrededor de un objetivo compartido concreto. Con el objetivo de definir los límites de la ‘comunidad’ como objeto de estudio, formulan algunos interrogantes: ¿Quiénes integran la comunidad? ¿Es un conjunto de firmas una comunidad o una red? ¿Existen redes dentro de las comunidades o viceversa? ¿Es posible hablar de comunidad si no existe sentido de pertenencia?

Para el caso particular del hardware abierto, Mies, Bonvoisin, y Jochem (2018) definen a las comunidades como grupos heterogéneos de agentes y actores que co-crean productos de hardware abierto. Extrapolan directamente el modelo de capas o “cebolla” típico del desarrollo abierto de software, donde colaboradores dispersos geográficamente son coordinados por un equipo central a través de plataformas online. Los colaboradores contribuyen de forma individual tomando el rol de seguidores, replicadores, desarrolladores o administradores dentro de la comunidad. Su rol como colaboradores y el tiempo invertido en el proyecto es determinado a nivel individual. West y Lakhani (2008) mencionan que aunque el modelo de cebolla es observable, los límites entre el núcleo y periferia son más claros que los límites entre colaboradores y no colaboradores de la periferia. Cita como ejemplo el estudio de 116 proyectos de la plataforma SourceForge (Crowston y Howison 2005) donde se encontraron diferentes nociones de pertenencia a partir de diferencias en responsabilidades, contribuciones e interacciones.

Buechley y Hill (2010) observan que la colaboración se da de manera más descentralizada en hardware que en software, notándose mucho más frecuentemente múltiples iniciativas de pequeña escala, con una dinámica más “privada” de la colaboración, que grandes iniciativas con comunidades numerosas. El carácter privado de la colaboración también es observado por Malinen et al. (s. f.) en el caso del desarrollo del eCar finés: a la hora de construir hardware, es más común que la colaboración exitosa se pueda dar en pequeños grupos que al menos una vez se encuentran físicamente en lugares de trabajo. Mellis y Buechley (2012) analiza las derivadas de la plaqueta Arduino Duemilanove para caracterizar la dinámica de la colaboración en hardware respecto de software; encuentra también un ecosistema de numerosos grupos pequeños (incluyendo compañías) que ofrecen derivados del producto sin afectar radicalmente la funcionalidad original.

En la misma línea de análisis de colaboración en hardware versus software, Raasch (2011) compara el modelo en capas del desarrollo de software con el proceso de desarrollo abierto de un producto de hardware, identificando similitudes y diferencias. Dentro de las similitudes encuentran el uso de licencias abiertas, la ausencia de control sobre la participación de los colaboradores, la distinción entre núcleo y periferia de colaboradores asociados a roles diferenciales, la estructura de revisión, experimentación y liberación de versiones estables y el desarrollo basado en la experimentación y práctica por parte de la comunidad. Las diferencias son agrupadas en cuatro categorías:

1. la diversidad de conocimientos requerida es mayor en hardware
2. la disponibilidad todavía limitada de software de código abierto de calidad para diseñar hardware
3. la existencia de patentes sobre los objetos que hace que partes del mismo constituyan cajas cerradas para los colaboradores
4. el acceso diferencial a componentes en distintos países

Mellis y Buechley (2012) coincide en las diferencias entre software y hardware encontradas por Raasch (2011), y agrega como diferencia que la frecuencia de iteración e integración de cambios es menor y costosa, incentivando a los usuarias a comercializar su versión más que a contribuir al producto original.

El rol de los espacios físicos en la colaboración es otro de los temas analizados por estos autores. Raasch (2011) observa que la mayor parte de la experimentación ocurre offline por lo cual desarrollar documentación es un esfuerzo extra, que hace que por ejemplo los experimentos fallidos no sean generalmente documentados. Tech, Ferdinand, y Dopfer (2016) observa que el prestigio de los miembros de una comunidad, especialmente en espacios offline, influye en el grado de aceptación de sus contribuciones; detecta además diferencias entre la modalidad de colaboración online versus la offline, con la primera tendiente a publicar los diseños una vez alcanzado un estadío de producto medianamente avanzado, no antes. Morreale et al. (2017) estudian cómo surge una comunidad maker alrededor de un instrumento musical abierto, destacando que la sostenibilidad de las comunidades está relacionada a la presencia física (por ejemplo en makerspaces) que facilitan los procesos de aprendizaje situado.

Otros autores estudian los procesos que siguen las comunidades que logran desarrollos con mayor colaboración. Mies, Bonvoisin, y Jochem (2018) resaltan que la fuente primaria de creación de valor de las comunidades consiste en generar momentum que culmine en trabajo distribuido y relevante al desarrollo de objetos complejos. Los autores observan a partir de la documentación de los proyectos la siguiente secuencia de trabajo:

1. definición del problema a trabajar (modularidad) y auto asignación de tareas
2. contribución y validación por parte del equipo núcleo (en múltiples iteraciones)
3. integración de versiones estables (mejora continua)
4. documentación a medida que se desarrolla

El análisis de documentación es una de las prácticas más utilizadas para comprender la dinámica colaborativa de las comunidades de OH. Bonvoisin, Buchert, et al. (2018b) analizan proyectos de hardware abierto a partir de datos de repositorios online para entender qué tan transparentes son y cómo se distribuyen las contribuciones dentro de los mismos; encuentran que la estructura de la mayoría de los proyectos es descentralizada, similar al modelo de red en estrella que se observa en las contribuciones de proyectos de software.

2.6.3 Estudios sobre beneficios del OH

2.6.3.1 Beneficios económicos y de eficiencias

El surgimiento y crecimiento de las compañías basadas en hardware abierto, particularmente el caso de Arduino y otras firmas como Sparkfun y Adafruit, desafían la lógica de los modelos de negocio tradicionales. Quizás en respuesta a esta disrupción, una porción importante de la literatura se dedica al análisis de los beneficios económicos del OH, estudiando en particular los modelos de negocio exitosos en OH y su comparación con la industria del software.

Moritz et al. (4d. C.) hace un análisis de los diferentes modelos de negocio en OH, clasificándolos en primarios o basados en desarrollo de hardware, y secundarios o basados en actividades de soporte y expertise; observa además que una parte significativa de casos presenta modelos mixtos. Benichou y Tincq (2014) proponen una tipología de modelos de negocio para hardware abierto que distingue entre aquellos basados en diseño, en fabricación, en conocimiento y expertise, en sistemas de producto-servicio, en estandarización, y en modelos de plataforma para interacción de la comunidad. Plantea además que la extrapolación de modelos desde el software al hardware no es directa: el costo marginal de producción de hardware no es cero, como en software; las cadenas de suministro en hardware involucran múltiples organizaciones y sets de habilidades a comparación del software; los estándares de calidad y seguridad que aplican al hardware no aplican al software.

Li, Seering, y Wallace (2018) caracteriza los modelos de negocio del hardware abierto en base a entrevistas a veinte compañías, encontrando una tipología similar a la mencionada anteriormente; los autores observan que a diferencia de la industria del software, la venta directa de productos es todavía la principal ruta de ingresos en las compañías de OH y que esto se asocia positivamente a la cultura comunitaria de la compañía; que la publicidad no tiene impacto significativo dada la fragmentación en comunidades, y que la práctica de coexistencia entre diseños abiertos y cerrados es común como base del modelo de negocios.

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Box 4: Adafruit

Adafruit Industries es una compañía basada en hardware abierto fundada en 2005 por la ingeniera Limor Fried mientras estudiaba en el Massachusetts Institute of Technology. La empresa diseña y fabrica una serie de productos electrónicos abiertos, además de vender un amplio rango de componentes, herramientas y accesorios vía su tienda web. Los productos ofrecidos abarcan rangos de principiante a experto.

Todos sus productos son fabricados en la planta en Nueva York, que cuenta con más de cien empleados. En 2013 entregaron 480 mil pedidos con más de un millón de productos, obteniendo ingresos por 22 millones de dólares. En 2016 registraron su pedido número un millón.

Limor Fried (Lady Ada) creadora de Adafruit, en la revista MAKE

El nombre Adafruit proviene del nickname “LadyAda” que Fried utilizaba online como homenaje a Ada Lovelace, la pionera en ciencias de la computación. La compañía además produce recursos educativos, incluyendo tutoriales escritos y videos en Youtube con el objetivo de entusiasmar a más personas para que se involucren en el desarrollo de tecnología, especialmente mujeres.

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Pearce (2018) aborda específicamente los modelos de negocio para hardware científico abierto, proponiendo una tipología de acuerdo a quienes demandan el producto:

• ‘Makers’: grupos que fabrican sus propios equipos utilizando hardware abierto;
• ‘Consumidores’: grupos que pagarían para que otros fabriquen sus equipos, incluye grupos de investigación en instituciones con altos presupuestos, tiempos ajustados o poco personal, o en dominios por fuera de física o ingeniería donde puede resultar más difícil obtener el expertise.
• ‘Terciarizadores’: grupos que terciarizan experimentos a laboratorios o compañías especializados

Esta tipología coincide con algunas de las mencionadas anteriormente, sin embargo resulta útil para pensar en procesos típicos del uso de OH en ciencia y aún no muy explorados, como la calibración y validación de los artefactos. Adicionalmente, Pearce elabora una serie de trabajos donde identifica los beneficios económicos del HCA: detecta reducciones de entre el 90-99% en los costos de instrumental de laboratorio fabricado por los propios investigadores Pearce (2014); cuantifica el valor económico del HCA (Pearce 2015); y calcula la tasa de retorno sobre la inversión (Pearce 2016).

Por otro lado, algunos autores analizan los grados de apertura como reflejo de la participación en los proyectos de OH, y elaboran recomendaciones para la comunidad. Bonvoisin, Mies, et al. (2017a) hacen una evaluación de la apertura de proyectos de OH basándose en cuatro dimensiones asociadas a las libertades del software libre:

• Transparencia (T) asociada a la libertad de estudiar, se cumple cuando se publican los archivos de diseño.
• Accesibilidad (A) asociada a la libertad de modificar, se cumple cuando el contenido publicado es editable o existen guías para la contribución.
• Replicabilidad ( R) asociada a la libertad de fabricar, se cumple cuando se publican listas de materiales e instrucciones de ensamblado.
• Posible uso comercial ( C) asociada a la libertad de distribución, se cumple cuando las licencias permiten el uso comercial del contenido publicado.

Los autores proponen un indicador de apertura basado en la disponibilidad de documentación de los proyectos, por puntaje acumulativo (Open-O-Meter). Los resultados de la aplicación del Open-O-Meter sobre más de cien proyectos muestran una heterogeneidad de prácticas de documentación, con 18% de proyectos que no cumplen con ninguno de los requisitos. Los autores asocian esto a posibles interpretaciones equivocadas de la apertura, procesos de ‘open-washing’ (utilizar la apertura para ganar reputación o mercados sin realmente ejercer las prácticas) o el efecto del tiempo sobre los proyectos, e identifican la necesidad de nuevos estándares públicos que clarifiquen el uso del término.

Sobre este trabajo, Bonvoisin y Mies (2018) proponen una topografía de la documentación de OH que considera las cuatro libertades del software libre y las ‘fuentes’ que deben documentarse para alcanzarlas. Toman para ello el concepto de apertura de producto y apertura de proceso, e identifican que en el discurso sobre código abierto la apertura de proceso está implícita por definición, y por ende es necesaria su implementación. Los autores identifican que la apertura del proceso de innovación no está explícitamente declarada en las buenas prácticas o guías de certificación disponibles, y numerosos proyectos no la incorporan. Sin embargo, alertan que es poco realista en términos de inversión de tiempo para los proyectos exigir toda la documentación ya que además estos requisitos varían en las distintas etapas de vida de los proyectos. En este último sentido vale remarcar la aparición en 2020 de un estándar alemán de documentación de hardware abierto orientado a la industria, el DIN SPEC 3105-1:2020-07: Open Source Hardware.

2.6.4 Estudios sobre políticas

Joshua M Pearce (2017) propone las primeras recomendaciones de políticas pomoviendo la adopción de HCA para el caso de Estados Unidos, con similares propuestas posteriores para el caso de Finlandia (Heikkinen et al. 2020). Las recomendaciones en ambos casos se orientan al uso eficiente de la inversión pública, tanto por parte de agencias de financiación como en los mismos presupuestos de las universidades e instituciones de investigación:

1. Establecer una agencia federal que identifique las oportunidades estratégicas de inversión con alto ROI en términos de hardware científico abierto;
2. Promover el desarrollo de los equipos identificados, favoreciendo la compra de equipos abiertos validados en todas las dependencias del Estado y asegurando fondos para su desarrollo;
3. Crear una base de datos abierta de hardware científico abierto validado con toda su documentación asociada;
4. Proveer incentivos a emprendedores para escalar la producción de componentes de difícil acceso.

Por otro lado, a partir de la experiencia de desarrollo de talleres y prácticas educativas itinerantes basadas en HCA en países de África y Latinoamérica, Baden et al. (2015) hacen recomendaciones generales de políticas para el desarrollo del HCA, orientadas principalmente a la educación e investigación. Estas incluyen la incorporación del HCA a la currícula escolar, el entrenamiento de investigadores y docentes en uso y fabricación de HCA, la inversión en infraestructura de fabricación digital en las instituciones de investigación y educación, y la promoción de la inversión empresarial en modelos abiertos de desarrollo de producto.

En Latinoamérica, uno de los dos países donde existen recomendaciones sobre OH para la política pública es Ecuador (Barandiaran D. 2015), en el marco de una propuesta integral de políticas públicas relacionada al “Buen Vivir/Buen Conocer”. El documento se posiciona contrario al capitalismo cognitivo haciendo énfasis en la soberanía tecnológica. Entre los lineamientos, algunos de los cuales coinciden con Joshua M Pearce (2017) y otros presentan un tono más cercano a la ciudadanía, se incluyen:

• Crear lineamientos, códigos de prácticas, marcos legales y espacios experimentales para promover el uso de open design
• Diseñar estrategias de comunicación para impulsar el Hardware Libre (HL) para la soberanía tecnológica, entre otros beneficios, en universidades, centros de investigación y en la Administración Pública
• Identificar oportunidades para la realización de las metas estratégicas nacionales y de un alto retorno de la inversión en HL de uso científico.
• Fomentar la economía popular a través de proyectos de innovación ciudadana basados en HL
• Proporcionar incentivos fiscales para que los empresarios del Ecuador comiencen a producir estos equipos.
• Crear laboratorios que fomenten la innovación ciudadana comenzando con programas piloto en las universidades públicas ecuatorianas.
• Crear un catálogo nacional de HL de uso científico libre, evaluado y validado con la lista de materiales, diseños digitales, instrucciones de ensamblaje, de operación y todo software relacionado.

Por otro lado, en Venezuela el Centro Nacional de Desarrollo e Investigación en Tecnologías Libres (CENDITEL)⁶ se propone como una “iniciativa para impulsar los procesos necesarios que permitan transitar el camino hacia el verdadero rol que deben cumplir la ciencia, la tecnología y la innovación”; dentro de sus líneas de trabajo se encuentra la promoción del OH para las áreas de comunicaciones, agricultura y salud.

Más recientemente, a fines de 2020 e inicios de 2021, una serie de recomendaciones de políticas específicas para HCA comenzaron a surgir específicamente dirigidas al público estadounidense. Organizadas por el think tank Wilson Center, la elaboración de recomendaciones es liderada por miembros de las comunidades OSHWA y GOSH, coordinada por el think tank. Como parte de su programa de Innovación en Ciencia y Tecnología se publicaron diferentes materiales y recomendaciones: promoción del hardware abierto en base a la respuesta de la comunidad ante la pandemia de COVID-19 (Bowser et al. 2021), identificación de casos exitosos (Parker y Novak 2020a), argumentos en pos de la promoción del hardware abierto para ciencia (Parker et al. 2021) y un relevamiento de la infraestructura comunitaria que permite el desarrollo del hardware abierto para ciencia (en proceso de elaboración, con participación de la autora).