Open-source HW současnosti: rozhovor s Fabio Violantem, ředitelem společnosti Arduino
Arduino je open-source elektronická platforma založená na zjednodušeném systému hardware a software. Pravděpodobně nejpopulárnější italská značka digitálního průmyslu se stala průkopníkem open-source mikropočítačů a světovou ikonou svého oboru.
S Arduino je možné velmi rychle vyvíjet zařízení, která zahrnují nejen běžné elektronické komponenty, ale také senzory, servomechanismy nebo komunikační moduly. Arduino navíc ničí stereotypy a necílí pouze na odborníky v oblasti elektroniky a informačních technologií, ale otevírá dveře i takzvaným makerům, kteří se nebojí experimentovat a navrhovat elektronická zařízení za příznivé ceny. V roce 2005 přišlo na trh Arduino Uno. Italské ručičky tehdy položily jeden ze základních pilířů pro postupný rozmach činnosti makerů. Mnoho věcí se za poslední roky změnilo, a pokud chceme poznat Arduino blíže, není zřejmě lepší způsob než se zeptat samotného ředitele společnosti, Fabia Violanteho.
EE Times Europe: Na Arduinu jsem vyrůstal, viděl jsem, jak se probouzí k životu, jak se rozvíjí a jak rychle roste, byl jsem svědkem vzniku mnoha startupů, jejichž základním prvkem bylo právě Arduino. Jeho nedílnou součástí je také obrovská komunita. Kam teď Arduino směřuje?
Fabio Violante: Rádi posloucháme příběhy, jak lidé vyrůstali na Arduinu. Je skvělé pozorovat, jak naše produkty využívají mnohé startupy s velkým potenciálem jako hlavní prototypovací platformu. Úžasná je i otevřená komunita, nyní čítá asi třicet milionů aktivních členů, kteří se zapojují do jejího chodu. V současnosti se hodně zaměřujeme na Arduino IoT Cloud, který cílí na usnadnění vývoje pomocí možnosti grafického programování v klasickém Arduino stylu, aby uživatelé mohli rychle a snadno vyvíjet své aplikace. Nedávno jsme například oznámili vylepšenou podporu sítí LoRaWan v rámci našeho cloudu – pokud to srovnáme se stávajícími řešeními, kde většinu práce na transformaci dat senzorů na pakety provádějí vývojáři ručně, jedná se o obrovský posun.
Nejnovější přírůstek do rodiny, Arduino Portenta, si klade za cíl lepší postavení na průmyslovém trhu. Také se rodí mnoho makerů, kteří se více orientují na průmyslovou oblast. Jaké výhody tato deska přináší právě průmyslu a jaké jsou hlavní možnosti jejího využití? Existují nějaké výzvy, kterým by bylo nutné čelit?
Průmysloví makeři vyžadují komponenty, které splňují jisté požadavky pro uplatnění v průmyslu: tedy hlavně kvalitu, životnost a velký rozsah pracovních teplot. Toto je hlavní důvod, proč jsme navrhli produkty rodiny Portenta, které splňují zmíněná kritéria. Díky spolupráci s vybranými partnery, například společností STMicroelectronics, jsme vytvořili produkt, na který se dá spolehnout, ale zároveň jsme vyvinuli nejvýkonnější dvoujádrový mikropočítač s nízkou spotřebou na trhu. Velkou příležitost vidíme například ve standardizaci dvou konektorů s vysokou hustotou (umístěných ve spodní části modulu). Partneři, vývojové firmy a další společnosti zapojené do našeho ekosystému, tak mohou naše moduly využít zejména v aplikovaném vývoji zařízení jako řídící systém jejich projektů. Vysoký výpočetní výkon znamená více sofistikovanějších řešení zahrnujících zpracování signálu, strojové učení pro prediktivní údržbu apod.
Existuje mnoho desek postavených na mikrokontrolerech (MCU). Využití jiných technologií, jako třeba FPGA u desky MKR Vidor, by mohla být nová cesta, kterou se ubírat. Proč jste ale nakonec zvolili princip MCU místo FPGA?
Arduino bylo odjakživa postaveno na mikrokontrolérech (MCU). Jak bylo naznačeno, FPGA technologie vypadají velmi slibně, pravděpodobně se ale nikdy nestanou základní složkou našich produktů, zejména kvůli náročnosti jejich implementace. Když jsme navrhovali zmíněný MKR Vidor, měli jsme dva hlavní cíle. Jedním bylo zkonstruování více jádrové dostupné desky, která bude díky FPGA technologii velmi flexibilní a rozšiřitelná. Zároveň jsme však chtěli vyvinout nástroj, který by zjednodušil práci s FPGA technologiemi a přiblížil méně zkušeným makerům. Bohužel vývoj trval déle, než bylo původně v plánu a nedokázali jsme jej dokončit včas. Jsme ale přesvědčeni, že jsme již vyřešili veškeré výzvy bránící v použitelnosti nástroje, a vydáme jej ještě tento rok. Začneme beta verzí a následně uvolníme verzi přístupnou pro všechny uživatele. Na základě jejich zpětné vazby pak zjistíme, zda jsme opravdu dokázali vyřešit veškeré překážky, které nám stály v cestě.
Jak vás vlastně napadlo navrhnout Arduino Shield? Tvarem by jej mohlo nahradit MKR.
Na to existuje jednoduchá odpověď. Při návrhu jsme omylem umístili konektory na špatné místo, což uživatelům znemožnilo jednoduché připojení desky ke kontaktnímu poli (breadboard). Přišli jsme na to ale až v bodě, kdy jsme měli vyrobeno obrovské množství desek. Rád bych ale zdůraznil, že na rozdíl od někdejších větších, komplikovaných a drahých vývojových desek, mělo Arduino UNO jiný cíl. Snažili jsme se vyvinout desku, která pro vytvoření něčeho smysluplného nebude potřebovat obrovské kvantum dílů. Aby desku bylo možné libovolně rozšiřovat, přišli jsme s nápadem skládání a propojování jednotlivých modulů, což velmi pomohlo i začátečníkům bez bohatých zkušeností. Kombinací Arduina a shieldu mnoho uživatelů pocítilo zrychlení vývoje aplikací. Také to pomohlo vytvořit určitý ekosystém stovek výrobců a firem. Název pro shield/štít napadl Davida Cuartiellese. První italský král se totiž jmenoval Arduino, a tyto moduly či nástavby analogicky Cuartielles navrhl pojmenovat jako štíty. Když začal počet pinů/konektorů Arduina Uno uživatele limitovat, představili jsme moduly formátu Duo / Mega, který je dnes také velmi rozšířeným řešením. Vzhledem k tomu, že jsme se snažili brát ohled na velikost modulů, která byla jedním z požadavků mnoha uživatelů, přišli jsme také s produkty spadajícími do rodiny MKR. Ty jsou mnohem kompaktnější a pracují s myšlenkou vestavěných komunikačních modulů. S příchodem Portenty jsme pak produkty z MKR rodiny navíc vylepšili o dva konektory s vysokou hustotou. To usnadní jejich využití v průmyslových aplikacích, kde díky dostupnosti až 160 pinů umožní připojení většího množství dalších rozhraní.
Máte nějaké zvláštní plány s Arduino IDE?
Přestože chceme udržovat a zlepšovat klasické Java Arduino IDE, nedávno jsme začali vyvíjet pokročilejší uživatelské prostředí, které jsme nazvali Arduino Pro IDE. Mnoho uživatelů postupem času projevilo zájem o různé pokročilejší funkce, jako například automatické našeptávání nebo ladění programu. Nové pokročilé prostředí je již k dispozici na webových stránkách arduino.cc a je možné si jej stáhnout a otestovat. Na základě zpětné vazby uživatelů jsme vyvinuli i nástroj nazvaný CLI, který dokáže implementovat veškeré backendové funkce Arduino IDE. Uživatelé tak mohou používat jakýkoliv jiný oblíbený editor, díky nástroji ale dosáhnou stejných výsledků jako při použití našeho vývojového prostředí. K dispozici je také online verze IDE pro ty, kteří rádi vyvíjejí v cloudu. Ukázalo se to jako velmi populární, s online verzí již pracuje okolo 1,3 milionu uživatelů.
Můžeme se těšit na nějaké zajímavé spolupráce s jinými projekty? Vyvíjíte další IoT desky, nebo snad přemýšlíte o zapojení umělé inteligence do systému Arduino? Dostáváte nějaké nabídky k akvizici společnosti Arduino?
Samozřejmě se neustále snažíme posilovat naše obchodní vztahy se společnostmi, které vyrábí pokročilé technologie cílící na snadnější a otevřenější přístup k promyšleným technologiím. V nadcházejících měsících máme v plánu vydat několik důležitých oznámení a prohlášení. A ano, vzhledem k popularitě Arduina neustále získáváme nabídky od různých společností a finančních investorů.
Známe rozdíly mezi Arduinem a Raspberry Pi. Nemáte v plánu vývoj podobné desky, jejíž jádrem by ale byl operační systém Arduino? Co konkrétně se vám na Raspberry Pi líbí a co rád nemáte?
Raspberry Pi uchvátilo svět tím, že vyvinulo výkonný mikropočítač dostupný za minimální cenu. V této oblasti velmi oceňujeme práci, kterou zde odvedli. V rámci dobrých vztahů s nimi jsme například implementovali Raspberry Pi do brány určené pro síť Arduino Pro Lora. Arduino se však přiklání zůstat blíže mikropočítačům sloužícím k provádění operací v reálném čase. Snažíme se o co nejlepší využití vícejádrových technologií kombinujících mikroprocesory (MPU) a mikrokontrolery (MCU), což umožňuje nabídnout to nejlepší z obou světů. Hlavní důraz klademe na nízkou spotřebu a připravenost pro použití v průmyslu. Určitě ale nijak neplánujeme vstoupit do cesty Raspberry Pi, jsme si vědomi, že odvedli skvělou práci a pokračují v demokratizaci přístupu k výkonným univerzálním počítačům fungujících na systému Linux.
Dovedete si představit, jak by mohl open-source hardware vypadat za dvacet let?
Myslím si, že open-source je skvělý způsob, jak podpořit inovaci, svobodu a kreativitu. Pokud jde o obchodní modely, v budoucnu určitě dojde k nějakým úpravám. Hodně tomu přispívá fakt, že lidé, jako jsme my, se dostávají do určité nerovnováhy s těmi, kteří zkrátka okopírují naše hotová řešení. Trávíme spoustu času a energie při návrhu různých technologií, sedíme hodiny a hodiny u počítačů a píšeme tisíce řádků kódu. Poté přijde někdo, kdo naše řešení prodává za zlomek ceny, a v mnoha případech takové jednání dokonce narušuje naše ochranné známky (okopírovaný produkt například nemůžete pojmenovat jako Arduino UNO R3, ačkoliv si sami můžete legálně vyrobit vlastní kopii Arduina UNO R3) nebo USB identifikátory a podobně. V projektech evidujeme velmi mnoho spolupráce při rozvoji open-source software, ale jen velmi málo přispěvatelů pro rozvoj open-source hardware. V naší společnost se snažíme hlavně nějakým způsobem přispět již existujícím projektům. Děláme to mnohem raději, než abychom jen čerpali z jiných open-source řešení. V blízké době chceme navázat spolupráci s řadou dalších organizací a podpořit vývoj těch nejkomplexnějších projektů a zároveň plánujeme pomoci zviditelnit se těm, které považujeme jako velký přínos pro naši komunitu.
A ještě malá závěrečná poznámka – věřím, že kombinace principu softwaru jako služby a výnosových modelů hardware pomohou hardwarovým open-source společnostem udržet svoji pozici na trhu.
Co byste doporučil těm, kteří chtějí založit startup fungující na platformě Arduino?
Určitě jděte do toho! Samozřejmě, vždy se snažíme podpořit ty, kteří budují nějaký startup, aby jako prototypovací nástroj využili Arduino. Eventuelně se zde pak nabízí i možnost využití IoT Cloudu. Každopádně bych ale zakladatelům technologických startupů doporučil pečlivě zhodnotit veškeré výzvy, kterým bude čelit hlavně při řešení výroby hardware od nuly. Takové podnikání totiž může být velmi vzrušující, zároveň ale i dost skličující. Alternativou pro ty, kteří se nechtějí stát přímo experty na hardware, může být použití kombinace již hotových a ověřených Arduino desek a modulů s případným využitím menšího množství vlastních hardwarových komponent. Toto řešení může být přidanou hodnotou zvláště v oblastech týkajících se inovativních softwarových řešeními, algoritmů nebo obchodních modelů. Startupům to může pomoci rychleji upevnit důležitou pozici na trhu a neztrácet čas řešením věcí, které jsou už profesionálně vyřešené.
Závěrem bych se chtěl zeptat na Váš osobní názor na epidemii koronaviru, která zanechává následky na čínském trhu. Jaký dopad může mít na trh s elektronikou, vzhledem k pozici Číny na světovém výrobním trhu?
Zatím jsem si nevšiml výraznějšího dopadu koronaviru na naši výrobu. Stejně jako většina společností ve světě elektroniky jsme závislí na komponentách, které v mnoha případech dodávají čínské továrny, proto v budoucnosti můžeme očekávat určité nedostatkové zboží. Od dodavatelů jsme obdrželi několik zpráv ohledně možného zpomalení dodávek, ale věříme tomu, že to nijak neovlivní naši činnost. Situaci nadále sledujeme a pro jistotu zavádíme opatření, která by měla zmírnit případné dopady epidemie.
Přeloženo z https://www.eetimes.eu/open-source-hardware-in-the-modern-era-interview-of-arduinos-ceo-fabio-violante/ a upraveno.
Provozuji také e-shop HWKITCHEN.
- EggBot aneb kraslice trochu jinak - 20.3.2024
- Jak vyrobit plošný spoj pomocí laseru TOOCA L1? - 9.3.2024
- Microbit ve výuce a doma aneb jak a s čím začít - 26.10.2023