Oggi e domani, 22-23 aprile 2006, al San Mateo Event Center si tiene la prima Maker Faire: oltre cento espositori e laboratori su elettronica, fabbricazione e robotica amatoriale. Non mi interessa la fiera in sé, ma il tipo di oggetti che mette in mostra: progetti il cui valore non è l’esemplare esposto, ma lo schema, il firmware e la lista componenti che chiunque può scaricare e rifare.

Contesto

Maker Faire nasce come evento pubblico di Make Magazine, la rivista trimestrale che O’Reilly Media pubblica da febbraio 2005 con Mark Frauenfelder in redazione. La rivista raccoglie progetti passo passo; la fiera è la sua versione fisica, con i progetti accesi e funzionanti invece che descritti su carta.

Maker è una parola recente, ma la pratica che indica è quella di sempre: l’hobbistica elettronica e il modellismo. Rispetto a quindici anni fa cambia una cosa misurabile: lo strato di documentazione. Un progetto non si esaurisce più nell’oggetto, ma porta con sé il file Gerber per il circuito stampato, il sorgente del microcontrollore, lo schema in un formato che un CAD elettronico sa leggere e una licenza che dice cosa si può rifare.

Il problema della replicabilità

Un progetto hardware è riproducibile quando un terzo, partendo dalla sola documentazione pubblicata, ottiene un esemplare funzionante senza dover scrivere all’autore. La soglia è più alta di quanto sembri. Serve:

  • schema completo in formato editabile, non un’immagine .jpg dello schematico;
  • layout del circuito stampato, o almeno una netlist, perché lo schema da solo non produce la basetta;
  • firmware sorgente che compili con una toolchain dichiarata, non solo il binario .hex;
  • lista componenti con sigle reperibili, non parti fuori produzione o custom senza alternativa.

Molti progetti che si dichiarano «aperti» cadono su uno di questi punti. Il caso tipico è il firmware: il sorgente C c’è, ma compila solo con una versione precisa di un compilatore commerciale, e la riproduzione resta legata a uno strumento chiuso. Per l’hardware la dipendenza nascosta è la fabbricazione: un layout a quattro strati con vie cieche è formalmente pubblico, ma lo rifà solo chi accede a un processo che un hobbista non ha.

Un esempio: Arduino

Il caso che ho seguito da vicino è Arduino, nato nel 2005 all’Interaction Design Institute di Ivrea attorno a Massimo Banzi, David Cuartielles, Tom Igoe, Gianluca Martino e David Mellis. Al di là della scheda, è istruttivo come architettura di riproducibilità.

Alla base c’è un microcontrollore Atmel ATmega8 a otto bit, con un bootloader seriale che programma il chip senza un programmatore dedicato: bastano la porta seriale e un convertitore di livello. Salta la prima barriera, quella dello strumento di programmazione, che fino a ieri richiedeva hardware in più. L’ambiente di sviluppo deriva da Wiring e da Processing, è scritto in Java e gira sugli stessi sistemi operativi su cui gira la macchina virtuale.

Quello che conta è la pubblicazione completa: schema, layout della basetta e sorgenti escono in formato editabile, con licenze che ne consentono riproduzione e modifica. Una scheda così è un singolo strato di rame, con componenti a montaggio passante, e la scelta è voluta: la si rifà con un processo alla portata di un’officina amatoriale, non solo di un fab industriale. La riproducibilità sta nel progetto, non nasce per caso dal fatto di aver pubblicato i file.

Punto critico: la licenza non è il software

Trasferire pari pari le licenze del software all’hardware è la trappola ricorrente di questi progetti. La GNU General Public License copre un’opera soggetta a diritto d’autore: il codice sorgente. Uno schema elettrico e un layout di circuito stampato sono in parte espressione protetta dal copyright e in parte fatti tecnici e topologie funzionali, su cui il diritto d’autore ha presa debole o nulla. La GPL applicata a un file di layout protegge la forma specifica del disegno, non la funzione del circuito, che chiunque ricava misurando la scheda fisica.

Anche il progetto RepRap, avviato da Adrian Bowyer all’Università di Bath nel marzo 2005 con finanziamento dell’EPSRC, rilascia i propri disegni sotto GPL e punta a una macchina di prototipazione capace di stampare le proprie parti in plastica. Pure qui la licenza copre i file di progetto delle parti stampabili; il principio meccanico di una macchina cartesiana a estrusione non è di per sé proteggibile, ed è giusto così. Ne segue che parlare di «hardware GPL» è impreciso: la licenza vincola la documentazione che si ridistribuisce, non garantisce alcun diritto sull’oggetto fisico, e chi vuole un copyleft effettivo sull’hardware deve costruirlo su un mosaico di copyright, marchi e accordi, non su un singolo testo di licenza.

Implicazioni

Per chi progetta con l’intenzione di pubblicare, la conseguenza pratica è trattare la documentazione come parte del progetto dall’inizio, non come un’esportazione finale. Scegliere formati editabili e aperti per schema e layout, dichiarare la toolchain del firmware con la sua versione, preferire componenti reperibili e processi di fabbricazione a bassa soglia: sono scelte di ingegneria, prese a monte, che decidono se un terzo potrà davvero rifare l’oggetto. Una fiera come Maker Faire rende visibile questa differenza, perché mette fianco a fianco progetti che chiunque replica e oggetti che restano pezzi unici malgrado l’etichetta «open».

Limiti

Non ho dati sul tasso reale di riproduzione dei progetti esposti: quanti visitatori, tornati a casa, rifanno davvero ciò che hanno visto. La riproducibilità di cui scrivo è una proprietà verificabile della documentazione, non una misura di adozione. Resta aperto anche il problema della componentistica: un progetto può essere documentato in modo impeccabile e diventare irriproducibile il giorno in cui un singolo integrato esce di produzione senza un equivalente pin-compatibile. La documentazione fotografa uno stato del mercato dei componenti che non è permanente.

Immagine di copertina: Banco espositivo di elettronica fai-da-te con un kit open-hardware (sintetizzatore x0xb0x) e schede a vista alla prima Maker Faire di… — foto di Brandon Daniel, CC BY-SA 2.0 — https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ladyada_booth_@_Maker_Faire_2006.jpg