日内瓦会议旨在提高设备资源共享意识

3D打印微型移液器DIY实验室设备(左)，光学显微镜3D打印资源开放平台FlyPi。

资料来源:univ.t. bingen & Christoph Jackle

很少有科学家知道，通过提及在线免费提供的“开源硬件”，他们可以根据自己的创新廉价定制，而无需购买实验室设备。

最近，50名科学家聚集在瑞士日内瓦附近的欧洲粒子物理实验室，希望改变研究人员缺乏开放科学硬件意识的状况。作为该领域的第一次会议，他们比较了发明和创造，研究了改进加工、制造和共享实验室设备的路线图。"我们希望开放式硬件能够成为科学过程的常规部分."该会议的共同组织者、非营利性公民科学协会公共实验室的执行主任香农·多塞姆根说。

在计算机科学领域，开放硬件被比作“开放软件”。它的支持者已经使用3D打印和激光切割机等加工技术，为实验室设备创建了数十个免费的在线设计方案。他们相信与他人分享这些设计可以极大地促进科学进程。然而，分享DIY作品的想法仍然需要一段时间才能成为主流。"让绝大多数科学家参与进来需要时间。"密歇根理工大学的工程师约书亚·皮尔斯说，他两年前出版了一本关于科学家应该如何建立低成本实验室的书。

该会议的组织者、英国剑桥大学合成生物学中心的协调员珍妮·莫洛伊说，“开放硬件倡议”可以在科学上取得巨大成功。缺乏资金购买昂贵仪器和设备的公民科学项目、学校和研究人员使用这些开放硬件的速度尤其快。例如，2009年，印度尼西亚日惹贾哈拉马大学的分子生物学家伊尔凡·普里贾姆巴达利用生命科学社区平台哈克特里亚的设计成果，以不到市场价格10%的价格为实验室配备了组织培养设备和显微镜。

在线设计已经产生了各种各样的实验室设备，从DNA扩增聚合酶链反应机器到荧光成像显微镜。莫洛伊说，许多实验室设备的基本原则是不申请专利，因此知识产权纠纷的发生非常罕见。对于一些实验室工具箱，如扫描隧道显微镜，制造过程非常复杂，很难在实验室进行，但皮尔斯相信，设备最终会成为一种开放的资源。因为这些蓝图是开放的，允许任何人进行评论和修改，这些设备的质量通常和商业产品一样好，甚至更好。

对于研究人员来说，允许修改设备是开放共享设计的主要优势。“如果它是开放访问的，那么我可以使用它并修改它。这对我来说是最重要的一点。”剑桥大学生物物理学博士托比亚斯·文泽尔说。

与会者听说一些科学家不愿意使用自己动手制作的设备，可能是因为他们怀疑开放式硬件是否能忠实地生产出合格的标准设备。很多时候，一些实验室设备设计会有意调整已知的标准或说明，使设计数据不清楚或不完整。文泽尔说，社区标准或最佳实践指南可以使用清单来确保设计师涵盖所有必要的基本规范。“它需要这样一种设计，即‘如果遵循这个程序，它将有效地获得高精度、高精度和更少误差的设备。’”皮尔斯说。

其中一个问题是，详细分享可以被其他人参考的设计需要时间和精力，但是它几乎没有获得任何正式的科学荣誉。“为个人研究设计一些东西是一回事，但让其他人很容易复制它是非常困难的。”加拿大多伦多大学的工程师Ryan Fobel帮助开发了DropBot，一种生物和化学的开放资源平台芯片，他说。

最后，日内瓦会议的与会者讨论了向开放式硬件设计师致敬的方式。有些人可能希望看到索引系统的设计，或者他们可能希望期刊发表更多总结设计方法的研究论文。建立一个开放的科学硬件中心图书馆可能是有益的:欧洲核子研究中心现在有一个电子开放硬件图书馆，国家卫生研究院现在有一个包含实验室设备的3D打印图书馆。然而，仍然没有库存来整理所有开放的硬件设计。

日内瓦大学的物理学家弗朗索瓦·格雷(Francois Grey)说，由于许多科学家不愿意制造自己的设备，使用开放式硬件将涉及为这类设备提供设计解决方案的非营利组织和公司。皮尔斯说，该公司可能通过开放硬件支持或使用质量保证测试和一致性测试来赚钱。

皮尔斯梦想有一天，每一篇发表的科学论文不仅能告诉读者实验方法，还能解释研究所需的设备是如何制造的。这需要捐助者之间的合作成为现实。现有的大规模设备资助倾向于支付单个设备，但皮尔斯希望看到资金花在开源硬件上，他说这可以随着时间的推移降低成本和改进设计。(红枫)

《中国科学新闻》(国际，第三版，2016年3月21日)

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