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Martin Häuer & Robin Vobruba 20. Oktober 2020

Wenn die Community Open-Source-Hardware zertifiziert

Immer mehr Produkte werden unter freien Lizenzen angeboten, aber eine unabhängige Infrastruktur sowie Standards für die einheitliche Dokumentation von Open-Source-Hardware gibt es bisher noch nicht. An dieser Stelle setzt das Projekt OHO des Open Source Ecology Germany e.V. an: Wir wollen eine Plattform für freies technisches Wissen bieten, auf der die Community selbst technisches Wissen einstellen, dokumentieren und zertifizieren kann.

Was ist Open-Source-Hardware?

Der Begriff Open Source wird meist mit Software in Verbindung gebracht. Doch auch Hardware kann in diesen Bereich fallen. Laut Definition der Open Source Hardware-Association (OSHWA) ist Open-Source-Hardware (OSH) "Hardware, deren Baupläne öffentlich zugänglich gemacht wurden, so dass alle sie studieren, verändern, weiterverbreiten und sie sowie darauf basierende Hardware herstellen und verkaufen können".

Wir selber verstehen unter Open-Source-Hardware Technologien, die als Allgemeingut den Menschen frei zur Verfügung stehen. Wir wollen damit die Kontrolle von Technologie zurück in die Hände der Zivilgesellschaft legen.

Der Stand von OSH-Projekten

Unser Ziel bei Open Source Ecology Germany e.V. (OSEG) ist, das Potential der Open-Source-Prinzipien für Technologieentwicklung auch jenseits von Software zu nutzen. Es gibt einige Beispiele für OSH, sowie Firmen, die auf OSH setzen. Allein im englischen Sprachraum gibt es über 80 Plattformen, auf denen OSH entwickelt und verbreitet wird.

Ein Beispiel ist Arduino, was als Mikrocontroller sehr verbreitet ist. Sparkfun Electronics ist eine Plattform, die sich speziell auf den Vertrieb quelloffener Elektronik ausgerichtet hat. Der sich teils selbst replizierende 3D-Drucker RepRap von der University of Bath hat eine ganze Reihe von Derivaten angestoßen und dabei die 3D-Druck-Technologie massenhaft verfügbar und erschwinglich gemacht. Der Prusa i3 ist im Heimgebrauch einer der verbreitetsten 3D-Drucker.

Quelloffene Produkte sind vermutlich in der jeweiligen Domäne besonders bekannt. Durch Safecast konnte nach der Nuklearkatastrophe von Fukushima innerhalb kürzester Zeit ein detaillierter, belastbarer Datensatz zur Strahlenbelastung in Japan und Teilen der restlichen Welt erhoben werden, der die von der Regierung bereitgestellten Daten bei weitem übertroffen hat. Open Source Imaging arbeitet (u. a. mit der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt) an einem Open-Source-MRT und stellt dabei interessante Fragen in Richtung einer offenen Gesundheitsversorgung. OpenFlexure ist ein 3D-druckbares Mikroskop, welches Proben im Nanometerbereich bewegen kann. MNT Research wiederum vertreibt den ersten Laptop, der komplett Open Source ist und in modernen Arbeitsumgebungen eingesetzt werden kann. Die Liste der bestehenden Beispiele ist also bereits lang.

Technischer Fokus

Das Kernstück von OSH ist die technische Dokumentation. Unser Ziel bei OSEG ist es, diese über git (ein Issue-Management-System) zu veröffentlichen. Im Moment steht bezüglich der Anbieter GitLab klar im Fokus (hauptsächlich, weil es Open Source ist). Wir setzen auch auf GitHub für Projekte, bei denen uns eine lebendige und breite Community wichtig ist. Unser längerfristiges Ziel ist es, komplett Peer-to-Peer kompatibel zu werden, worauf wir jede Neuentwicklung und Veränderung prüfen. Damit könnten wir irgendwann komplett unabhängig von Git-hosting-Providern agieren, was selbst in der Open-Source-Softwareentwicklung noch Zukunftsmusik ist.

In der Praxis bedeutet dies für die Anforderung an die Programme, dass sie mit einem einfachen Rechner lauffähig sein müssen. Die Programme sollten möglichst simpel und sehr leistungsfähig sein sowie mit wenig Konfiguration auskommen. Modularität und Austauschbarkeit sind besonders wichtige Kriterien. Data-Stores, wie die Projektdokumentationen, müssen in vollem Umfang und allen Funktionen zur Verfügung stehen.

Ist die Infrastruktur ausgereift?

Für OSH-Entwicklung hat die Infrastruktur – im Gegensatz zu Open-Source-Software (OSS) – zwar noch einen weiten Weg vor sich, lässt sich aber bereits jetzt nutzen.

Eine git-basierte Kollaboration ist nach unserem Wissen das Sinnvollste: Es ist zukunftssicher, da die in diesem Umfeld vorhandenen Tools und Formate offen sind. Gerade in dieser jungen Phase der Open-Source-Hardware ist das ein sehr wichtiges Kriterium. Zudem gibt es so am wenigsten Hürden auf dem Weg zu einem peer-to-peer-kompatiblen, also kollaborativem Workflow. Diesen sehen wir als einen Grundbaustein für unabhängige Entwicklung und Forschung.

DIN SPEC – eine Norm für freie Hardware

Erster DIN-Standard unter einer Creative-Commons-Lizenz

Ein Indiz für den wachsenden Zuspruch zu Open-Source-Ideen auch im Hardware-Bereich ist ein kürzlich verabschiedeter Standard des Deutschen Instituts für Normung (DIN) mit dem sperrigen Titel "DIN SPEC 3105". Bei den im Juni 2020 (bei Gitlab erschienenen Spezifikationen handelt es sich um den ersten DIN-Standard unter einer Creative-Commons-Lizenz.

DIN SPEC 3105 ist der einzige offizielle Standard im Open-Source-Bereich. Freie/offene Standards gibt es im IT-Segment eine Menge (Internetprotokolle etc.). Im Hardware-Sektor sind uns nur die allgemein anerkannte und oben zitierte OSHWA-Definition (die aber keinen eigentlichen Standard setzt) und der Open-Know-know-Metadatenstandard bekannt. Mit beiden Initiativen kooperieren wir eng.

Die Grundsätze und Definitionen der DIN SPEC 3105-1 bilden den Rahmen für die DIN SPEC 3105-2, die wiederum konkrete und praxisnahe Anforderungen an die Einrichtung von Zertifizierungsverfahren stellt.

Die DIN SPEC 3105-1 beschreibt eine eindeutige und funktionsfähige Definition des Begriffs OSH und gliedert ihn in objektive Kriterien zur Beurteilung der Übereinstimmung eines Teils der Hardware mit dieser Definition. Das Dokument stellt Anforderungen an die technische Dokumentation. Es ist als Ergänzung zu bestehenden Standards für technische Dokumentation (z. B. VDI 4500) konzipiert und soll diese nicht ersetzen. Es konzentriert sich auf die Aspekte der technischen Dokumentation, die sich auf die Einhaltung der Prinzipien von Open Source beziehen. Das Dokument baut auf der OSHWA-Definition 1.0 und der Open-Source-Definition auf.

Wie wirkt sich die community-basierte Bewertung auf unser Projekt aus? (DIN SPEC 3105-2)

Die DIN SPEC 3105-2 definiert ein community-basiertes Bewertungsverfahren, das es den Urhebern von OSH ermöglicht, vertrauenswürdige Aussagen über die Übereinstimmung ihrer Kreationen mit den Anforderungen der DIN SPEC 3105-1 zu machen.

Sie unterstützt die kohärente und transparente Kennzeichnung von Sicherheit und Gesundheitsschutz bei der Arbeit und trägt dazu bei, das notwendige Vertrauen aufzubauen, um eine breitere Anwendung der Grundsätze von Open Source bei der Schaffung physischer Artefakte zu ermöglichen.

Die community-basierte Bewertung ist nicht mit einem Zertifizierungsprogramm nach ISO/IEC 17067 gleichzusetzen. Das Konzept von Open Source basiert auf den Werten Transparenz und partizipative Governance. Diese Spezifikation definiert einen Bewertungsprozess, der sich an eben jenen Werten orientiert und auf dem offenen Peer-Review-Prozess-Modell bei der Arbeit in der akademischen Publikation aufbaut.

Sie legt die Anforderungen für einen Online-Prozess fest, der es jedem Interessierten ermöglicht, zur Zertifizierung eines Hardwareteils beizutragen und bewährte Verfahren der Sicherheit und des Arbeitsschutzes zu unterstützen. Im Rahmen eines Pilotprojektes zur Kooperation mit Open-Source-Communities werden die DIN SPEC 3105-1 und 3105-2 unter der Open-Source-Lizenz CC-BY-SA 4.0 veröffentlicht [1]. Das Pilotprojekt soll neben der Zusammenarbeit mit Open-Source-Communities auch die stetige Weiterentwicklung der DIN SPEC unter Open-Source-Gesichtspunkten auf din.one erproben.

Der Ansatz von OHO

Das Open Hardware Observatory (OHO) ist eine Suchmaschine und Zertifizierungsplattform für Open-Source-Hardware. Die Plattform macht im Netz verstreute OSH- & DIY-Lösungen an einem zentralen Punkt such- und vergleichbar. Wichtige Technologiefelder sind hierbei:

  • Computer, Elektronik
  • Erneuerbare Energien
  • Gesundheit
  • Gewerbe, Industrie
  • Landwirtschaft, Forst
  • Mobilität, Logistik
  • Umwelttechnik

Bei den öffentlich zugänglichen Projektdokumentationen wird besonderer Wert auf Nachhaltigkeit gelegt. Projekte sind in einem (erweiterbaren) Kategoriensystem organisiert und über eine einzige Zeile zusammen mit Vorschaubildern und ihrer Kurzbeschreibung suchbar. Projektdokumentationen, die unter freien Lizenzen veröffentlicht wurden oder bei denen ihr ursprünglicher Entwickler mit uns in Kontakt steht, werden detaillierter dokumentiert, insbesondere wenn Baupläne und Stücklisten vorliegen. Die aktuelle Beta-Version wird dreisprachig betrieben: auf Englisch, Deutsch und Spanisch.

Unsere Motivation für das Projekt ist:

  1. Projekte müssen besser dokumentiert werden: Hierfür haben wir Standards für die technische Dokumentation von OSH-Projekten festgelegt, die für die EntwicklerInnen einen möglichst geringen Aufwand darstellen. Wir bauen gerade eine eigene Abteilung auf, um spannende Projekte gut zu dokumentieren, und das in mehreren Sprachen. Zum Beispiel unterstützen wir Projekte dabei, professionelle CAD-Dateien zu erstellen oder ihre Dokumentation in mehreren Sprachen zu übersetzen.
  2. Projekte müssen unter freien Lizenzen veröffentlicht werden: Sofern die Entwickler*innen guter Hardwareprojekte diese noch nicht unter freien Lizenzen veröffentlicht haben, versuchen wir, sie von den Vorteilen einer freien Lizensierung zu überzeugen.
  3. Projekte müssen besser bekannt gemacht werden: Unser Ziel ist es, dass die wichtigsten Teile der Projektdokumentation in mehreren Sprachen angefertigt werden, um eine größtmögliche Bekanntheit und Verbreitung zu garantieren. Dazu werden Projektbeschreibungen ebenfalls auf verschiedenen Websites für freies Wissen veröffentlicht.

So funktioniert OHO

Jetzt ist es an der Zeit, den oben erläuterten Standard zu verwenden. Wir sind dabei, die erste "Konformitätsbewertungsstelle nach DIN SPEC 3105-2" zu bauen, wobei ein neuer Abschnitt im oho.wiki als Diskussionsplattform dient.

Der gesamte Bewertungsprozess ist community-basiert. Ohne Beteiligung wird es nicht funktionieren. Was gut ist, denn wir wollen verhindern, dass noch mehr Machtkonzentration und Engpässe entstehen.

Die Funktionsweise ist schnell erklärt: Jemand lädt eine Dokumentationsversion hoch, andere prüfen sie, versuchen vielleicht, die Hardware selbst nachzubauen, geben konstruktives Feedback und bestätigen schließlich, dass die technische Dokumentation vollständig und unter einer freien/offenen Lizenz verfügbar ist.

Unsere Idee ist, dass OSH-Projekte sich gegenseitig überprüfen, da a) sie ihr jeweiliges Technologiefeld am besten kennen (z. B. Teams für Beatmungsgeräte, die gegenseitig ihre Baupläne prüfen) und b) dies als Nebeneffekt zu einer passiven Vernetzung führt, wenn die Projekte einander kennenlernen. Für die meisten Akteure wird dies im Moment nur eine offizielle Bestätigung sein, dass ein bestimmtes OSH-Produkt korrekt lizenziert und vollständig dokumentiert ist – sodass es jeder studieren, modifizieren, nachbauen und auch verkaufen kann, ohne gegen Urheberrecht zu verstoßen oder Teile der Dokumentation erst noch selbst erstellen zu müssen.

Ziele und Vision von OHO

Was ist unser Ziel?

Vielleicht am wichtigsten: die Norm anwenden und testen. Die offizielle Versionsnummer des Standards ist v0.10. In einer ersten Bewertungswelle von 20 bis 50 ausgewählten Projekten wollen wir testen, wie flüssig der Prüfprozess nach DIN SPEC 3105-2 läuft und wie praxistauglich die Kriterien aus DIN SPEC 3105-1 tatsächlich sind. Für diese frühe Phase suchen wir auch noch Gutachter aus allen Technologiebereichen.

Wir suchen Lösungen, die die Welt ökologisch, sozial und ökonomisch nachhaltiger gestalten.

Was ist unsere Vision?

Wir arbeiten für freies technisches Wissen in der Welt. Privatpersonen, Organisationen und Unternehmen aus aller Welt sollen ausgereifte technische Lösungen für Ihre spezifischen Probleme veröffentlichen und finden können. Hierbei konzentrieren wir uns auf Lösungen, die dabei helfen, die Welt ökologisch, sozial und ökonomisch nachhaltiger zu gestalten.

Welches Problem löst unsere Idee/ Wie löst unser Projekt das Problem?

Die im 20. Jahrhundert gewachsenen Strukturen des Patentrechts und die dadurch zunehmende Privatisierung und Monopolisierung von technischem Wissen haben dazu geführt, dass es heute vor allem der kurzfristigen betriebswirtschaftlichen Zielverwirklichung einzelner Unternehmen dient.

Die Zahl der Produkte unter freien Lizenzen steigt. Jedoch fehlt es bisher an unabhängiger Infrastruktur sowie an Standards für die einheitliche Dokumentation von Open-Source-Hardware. Wir sehen eine Notwendigkeit von Strukturen für freies technisches Wissen, das den langfristigen Interessen unserer Gesellschaft dient. Genau an dieser Stelle setzt OHO an.

Unser Projekt hilft konkret dabei, freies technisches Wissen aus den Bereichen Open-Source-Hardware und Do-it-Yourself standardisiert zu dokumentieren, zu attestieren und international bekannt zu machen. Wenn die vielen Menschen, Organisationen und Unternehmen, die im Bereich OSH und DIY arbeiten, es schaffen, sich auf einen international einheitlichen "Quellcode" in Form einer standardisierten technischen Dokumentation zu einigen, bietet OSH ein mindestens genauso großes Potenzial wie Open-Source-Software – und damit die Basis für eine echte Circular Economy und demokratisierte Innovation.

OHO im UNLOCK-Programm

Seit August 2020 entwickeln wir unsere Plattform im Rahmen des UNLOCK Accelerators weiter – ein Förderprogramm von Wikimedia Deutschland, das Ideen aus den Bereichen Wissen und Bildung unterstützt und den teilnehmenden Teams hilft, ihre guten Ansätze weiterzuentwickeln. Das Ziel des Programms: Projekte voranbringen, die zu einer offenen und informierten Wissensgesellschaft beitragen – ganz im Sinne des gemeinnützigen Vereins Wikimedia Deutschland, der u. a. mit Wikipedia Freies Wissen fördert.

Autoren

Martin Häuer

Martin Häuer ist Maschinenbauer und Schweißfachingenieur. Mehr noch als Technik haben ihn schon immer soziale Fragen bewegt.
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Robin Vobruba

Robin Vobruba hat beim Open Source Ecology Germany e.V.( OSEG) Menschen gefunden, mit denen zusammen er seine Visionen optimal umsetzen kann.
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