Arduino 領軍開放 硬體 DIY 大行其道

大家一定都聽過Android，但對於Arduino卻很陌生。和Android類似，Arduino是一種開放原始碼的軟硬體平台，提供簡單好用的 I/O介面，並且具有使用類似Java、C語言的Processing/Wiring開發環境。

記得很久之前曾經看過一個節目，是美國常態性的機器人擂台賽。參賽者自行製作出功能、外型各異的機器人，然後擺放到擂台場地上，由參賽者在一旁遙控機器人動作，讓兩部機器人進行對打，誰先故障或損壞，就淘汰出局，由此來選出最強的獲勝者。基本上，和目前熱映的電影《鋼鐵擂台》劇情十分相似。

當時觀賞這個節目，看到擂台上各種攻擊機器人的行進方式、攻擊武器、防護設施都不相同，忍不住要為這些參賽者不同的創意想法感到驚豔。但另一方面，心裡也不禁產生一個問號，這些外型功能各異的機器人，肯定不是市面上隨處可以買得到的。那麼，他們是怎麼做出來的？

這個問題存在我心中很久。直到看到Arduino之後，才稍解了我心中的疑惑。

大家一定都聽過Android，但對於Arduino卻很陌生。和Android類似，Arduino是一種開放原始碼的軟硬體平台，提供簡單好用的 I/O介面，並且具有使用類似Java、C語言的Processing/Wiring開發環境。對一個電子DIY玩家來說，Arduino簡直就是通往天堂的護照。儘管Arduino僅擁有相當於8位元MCU的入門級運算能力，但這些DIY玩家透過Arduino，可以打造出屬於自己的夢幻電子王國。

開放硬體運動興起

軟體破解玩家在早上破解軟體代碼，下午馬上複製出工作原型，似乎是家常便飯。但這樣的傳統破解法則過去在硬體領域卻完全行不通。不過這種情況已經開始發生快速的變化了。有一群製作機器人的狂熱分子，以及電子DIY玩家，開始利用新一代的開源硬體平台和快速製造工具，來打造自己理想的電子王國。由這些玩家所構成的社群，正推動著開放硬體運動大步向前走。

Arduino在2005年起源於義大利，當時只是一個簡單的企劃構想，沒想到後來成為開放硬體運動的共主。時至今日，全球已有數千個利用Arduino所衍生出來的應用，包括電錶、吉他音源放大器、以及多種Arduino實用小工具，例如它可以提醒你何時需要幫你的植物澆水、幫你的金魚餵飼料等。

那麼，現在有多少人在使用Arduino呢？據統計，Arduino社群目前至少有10萬用戶。看似不多，但這個社群正不斷地擴張。有一天，它可能成為和Android一樣高知名度的開放資源。

Pablos Holman是長期推廣硬體破解的玩家之一。透過硬體開源，他漸漸體認到，「我們可以像在使用印表機一樣，輕鬆地操作雷射切割機。」他說。

這意思再清楚不過，未來要DIY做出一個電子裝置，可以跟寫一個網路應用程式一樣快。

DIY怪咖如魚得水

Holman這位職業的硬體破解玩家，曾協助社群寫出一個可透過Wi-Fi去讀出硬體通行碼，再將該通行碼傳送給其他DIY社群使用者的破解程式，並將之取名為Hackerbot。他在西雅圖甚至成立了一間Hackerbot實驗室，這是一間有各種電工器具的倉庫，DIY玩家可以在此做出各種裝置。

過去習慣使用並自行修改Linux這類開源軟體的電腦玩家或DIY怪咖，現在已經逐漸將注意力轉至消費性電子產品身上，不管這些產品是採用免費開源的Android系統，或者是非開放性的蘋果手機。

Adafruit設計總監，同時也是《Make》雜誌資深編輯的Phillip Torrone說，開源硬體普及的速度比想像中還快，到了明年，市場上應該就可以看到十倍於目前數量的開源硬體。這些開源硬體包括完整的電路圖，以及可自行組裝的套件。

《Make》雜誌目前便有一個相當受到歡迎的開源DIY套件。這是一個USB充電器，小到可以放到一個錫製的金屬小盒中。這小工具的製作者正是Adafruit公司的創辦者Limor Fried。其實Fried從大學時代便開始她的DIY生涯，並陸續發表相關的設計文檔。例如她曾做過手機的截聽器等。現在製作這類DIY套件已經成為Fried的職業了，她底下現有三名員工。

與開源軟體不同的地方是，開源硬體的商業模式出奇地單純。公開電路圖與文件檔案、販售零件和套件、最後讓DIY玩家自己來做出成品。

打造『對』的裝置

史丹佛一位機器人研究員Steve Cousins，公開展示了他利用開放資源所製作完成的家用機器人。Cousins所屬的公司希望可以做出十個這種開源機器人，讓全國各地的研究人員可以輕鬆取得並使用，最終能帶來類似電影《摩登原始人》劇中那樣可以拖地板、清洗碗機，以及幫主人拿啤酒並開瓶的便利環境。

這種開源機器人的優點，在於可讓各地的研究人員分享他們設計機器人時，所遇到的各種空間識別和物體判斷等相關設計經驗、所需零件和原始碼等。「透過這些經驗分享，你就可以快速設計出一個『對』的機器人。而不是那種走路會跌倒，或者要它打掃，卻把家裡弄得亂七八糟的機器人。」Cousins說。

Cousins還指出，他的私人贊助企業Willow Garage並不會反對其他廠商最終採用了他們的構思，並將之商品化。

BeagleBoard單挑Arduino？

德州儀器公司所公開的BeagleBoard，則是另一種與Arduino類似的開源硬體。德州儀器試圖以BeagleBoard來挑戰Arduino，讓原本Arduino的使用者帶槍投靠德儀陣營。BeagleBoard基本上可以視為一種低功耗的電腦模組，其最新版本採用的是1GHz的ARM Cortex A8處理器，這是目前相當多智慧手機採用的強大處理器。德儀主推BeagleBoard的用意很簡單，我的效能比你Arduino強，自然應該會有更多社群使用者投靠過來。

然而事實並非如此。並非所有的電子DIY社群玩家都會選擇BeagleBoard。

Adafruit設計總監，同時也是《Make》雜誌資深編輯的Phillip Torrone指出，「BeagleBoard不是一般DIY新手玩得起的！」德儀為BeagleBoard所設定高效能標準，反而成為一般初學者的障礙。「反倒是易上手的Arduino，讓初學者可以立刻做出可點亮的LED燈。」Torrone說。

雖然BeagleBoard視Arduino為主要對手，但兩者嚴格來說，是兩個不同的系統。BeagleBoard是一塊小型電腦模組，Arduino則比較像是一個8位元MCU。BeagleBoard-XM系統內就包括了一個1GHz處理器、乙太網、五個USB 2.0介面，和512MB記憶體。性能比起Arduino強大太多。但不管如何，這兩者所代表的共同意義，都是一種可能性，只要你有足夠的創造力與技術能力，你所能想到的，都可利用開放硬體來加以實現。



CTimes零組件雜誌 2011/11/22 王岫晨