進階型樂高:用開源硬體,打造你的創意產品

進階型樂高:用開源硬體,打造你的創意產品

電子業是台灣的經濟命脈。但一般人大多對硬體陌生,無法想像自己能做出一台機器人或是無人機。現在這種限制已經逐步解放。

在 2005 年,一個義大利團隊針對不懂電腦語言的族群,開發出 Arduino 系統版平台。他們並將 Arduino 開源分享,大幅降低了硬體開發的進入門檻。從此以後,硬體不再那麼「硬」。Arduino 不僅讓個人能輕鬆做出硬體,也啟發了許多登上 Kickstarter 與 Indiegogo 等群募平台的硬體新創。

而在 2012 年推出的「樹莓派(Raspberry Pi)」是一台可編程的微型電腦。僅一張信用卡大,售價只要 25 美金,但配備基本的電腦功能,且包含記憶卡、顯示卡、USB 插槽等。相較於市售的「一體成形」的手機、電腦,使用者無從拆解;樹莓派讓使用者能夠自己組合,設計出想要的硬體裝置。

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樹莓派具基本電腦功能,且搭有各式插槽。圖:維基百科。編輯:有物報告

Arduino 與樹莓派的問世,加速了開源硬體(Open Source Hardware)的運動,並吸引一般人投身「創客」(Maker)行列。現在人人都能以低廉的成本動手做無人機、機器人。

開源硬體不只能滿足個人興趣,更降低新硬體公司的門檻,有望顛覆傳統製造業。其中,深圳的 Seeed Studio 正是趁著開源硬體的風潮,以輔導、協助硬體新創為核心價值的新興服務公司。有物報告專訪 Seeed 國際商務拓展副總蘇祐立,請他分析開源硬體帶來的新機會,以及 Seeed 自我定位的價值。

Seeed 是全球前三大,亞洲第一大的開源硬體製造商。同時也是全球創客運動的重要推手。中國總理李克強於 2015 年初拜訪了 Seeed 的創客空間「柴火」,並在柴火發佈了「大眾創業,萬眾創新」的政策宣示,不但讓這句口號風靡中國,也推昇 Seeed 成為深圳硬體創業的指標公司之一。

蘇祐立來自台灣,鍾情於實體設計,曾任職於台灣科技品牌和設計師團隊。他看到設計師的想像力常被硬體的限制所束縛,因此投入開源硬體的世界,希望挖掘更多改變世界的可能性。

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微軟物聯網全球總經理 Kevin Dallas(中)訪問 Seeed 。(右四)Seeed 創辦人潘昊。(右二)受訪者 Seeed 國際商務拓展副總蘇祐立。圖:Seeed

有物:什麼是開源硬體?它改變了什麼呢?

蘇祐立:

開源硬體簡化了硬體的設計到生產流程。

過去開發電子產品十分複雜,必須選擇平台、選擇晶片、設計工程電路板、畫電路圖、買組件等。完成了第一個樣品後,進入量產又是另一番困難。

而開源硬體有三個特色,能簡化整個過程:

  1. 開放:開源硬體大都會開放線路圖(scheme)、佈線圖(layout)與授權條款。有些甚至會分享「材料清單」(bill of materials,BOM 表)。如此一來,所有人都能分享最新的設計、技術、版本與應用。
  2. 零件模組化:Arduino 與樹莓派等開發板就像成人版的樂高。你只要知道自己想要什麼功能,就能輕易連接各種感測器,如光感測器、動作感測器等。使用者不用重新寫程式,「即插即用」。
  3. 降低門檻:如果是學生,現在設計硬體不用從最基本的電子學、算電位差開始學起;只要會簡單的程式語言和基本概念,就能很快設計硬體。

有物:有成功的開源硬體例子嗎?

蘇祐立:

以台灣知名 Maker「哈爸」的 PM 2.5 空氣汙染偵測器為例。過去要做出這麼細膩的偵測功能,需要自行企畫、設計電路,並在每塊零件寫入特定程式,過程非常複雜。而且僅是感測器的售價就高達 20 萬台幣。

在開源硬體出現後,他只要具備基礎軟硬體知識,就能拼裝出偵測器。而且只需數千元成本。

物:似乎歐美比較有這種動手做的文化?如何定義 Maker 文化?

蘇祐立:

在歐美,開源硬體也重新塑造了 Maker 文化。Maker 文化原先指的是生活中的自己動手做(do it yourself)活動,例如烹飪、木工、金工與染布等等。原本以個人興趣為主(Maker for fun)。

隨著 3D 印表機及開源硬體出現,Maker 文化便加入了駭客文化中的「改造、開源與資訊分享」因子。Maker 指的不再只是追求生活樂趣,更連結了「思想」與「動手做」。

新的 Maker 文化誘發了許多創意與發明,並轉為以商業為主。現在創客運動的三大方向為個人興趣(Maker for fun)、教育(Maker for education)以及商業應用(Maker for business)。

有物:開源硬體的主張出現已經一段時間了,為什麼近期越來越重要?

蘇祐立:

近期有兩個風口在吹動。第一個風口 — 物聯網時代是小量多樣應用的市場。

人類的消費行為正朝兩個極端走,「大規模量產」與「小量客製化」。一般的普遍需求仍然靠大規模生產滿足,但也有小量化、客製化的需求。

這就像你會到 UNIQLO 買素色 T-Shirt 等基本款,但也會到設計師品牌店,買一兩件高價且剪裁特殊的衣服。科技產品也是如此,從電腦、筆電、手機與平板等普遍性的載具,逐步衍生到各種多樣化的產品,往小量多樣的方向邁進。

可是小量多樣的趨勢不適合傳統代工廠。傳統代工廠要做一款硬體,必須先開模具,費用極高,必須大量生產才合乎成本。而傳統科技品牌大廠也越來越痛苦,因為它們不知道要賭哪個新的產品線。

而開源硬體正好滿足極度個人、小眾的科技需求,可以產生小量多樣的應用。

現在的硬體新創顛覆了傳統代工廠的思維。這些創業者先想出產品應用,再回頭思考成本,並且針對客製化、小量生產且高成本的產品,例如穿戴式裝置、物聯網產品。他們甚至可以改造非科技產品,如家具、文具,利用開源硬體把產品「變聰明」。

第二個風口 — 摩爾定律的死亡刺激了創新

這觀點來自於著名硬體駭客 Andrew “bunnie” Huang。當摩爾定律減速、失效,也就代表指數增長的微電子時代結束。

自 1990 年代起,每 18 個月電腦的運算速度就翻倍。因此今年推出的電子產品,到明年就落伍了。大公司只要跟著這邏輯,乖乖遵從半導體大廠的研發計畫,閉源開發,每年按部就班升級電腦、筆電、手機與平板的規格就可以了。而小公司或個人缺乏大公司的經濟規模,無法追上這麼快的研發升級速度。

但當摩爾定律減速或死亡時,大公司再也無法挾著龐大的資源,封閉的開發產品。小公司也不用再追著新規格跑。許多零組件不用一直趕著升級,就有機會標準化。於是小公司可以在硬體開源的基礎上,選用標準化的零組件,聚焦在研發出更多產品與服務。

這時開源硬體反而成為最大的標準化平台。或許會出現一個可用十年的硬體(如手機),採用開源硬體標準。使用者只需每兩三年替換零件就好。而開發者可以聚焦在快速發展各種應用。

而我和團隊的主要工作之一,就是和半導體廠(如 Intel、德州儀器與聯發科)以及雲端服務商(如微軟、Google 與亞馬遜)一同擴大開源硬體的生態系。半導體廠想透過 Seeed 提供晶片給開發者。雲端服務商則想將自家服務嵌入在開發版上,讓開發者率先採用它的服務。

有物:Seeed 的商業模式為何?

蘇祐立:

Seeed 位於中國深圳,專注於開源硬體的生產製造。我們的商業模式為「3E」,分別為原型(Prototype)、生產(Produce)以及行銷(Promote)。我們包辦 Maker 與硬體創業團隊初期所需的一切。

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Seeed 的 3E 商業模式。圖:Seeed

在原型打造的階段,Seeed 提供各式板子與感測器,幫 Maker 將構想實體化。一般一個普通開源硬體板子售價 10-20 美金。若板子加上感測器,平均單價會落在 60-70 美金。

如果 Maker 只是有個想法,但不會畫設計圖,我們也提供將概念畫成印刷電路板(printed circuit board)的服務。

到了生產階段,Seeed 提供小量的硬體生產,也就是一萬件以下的訂單。超過一萬件我們會轉介給大型代工廠,如鴻海。

最後在行銷階段,我們會幫 Maker 找銷售通路。例如要上架群眾募資平台 Kickstarter 或 Indiegogo 也可以找我們幫忙。Seeed 可以包下生產以及銷售兩塊,以授權生產的方式收費。

Seeed 不是孵化器,但是協助了硬體創業者解決創業過程最困難的兩個點:「找工廠生產」和「找市場銷售」。Seeed 擅長小量生產,也熟悉許多國家的主要硬體通路,因此吸引全球許多硬體新創主動找上門。

有物:這種小量多樣的商業模式,能支撐整間公司嗎?

蘇祐立:

我們 2015 年營業額超過 1 億人民幣。我們不只損益平衡,還一直成長。儘管硬體的成本較高,但 Seeed 提供客製化產品的單價高、工時收費也高,因此能支撐公司營運。這種高單價的獲利模式,跟傳統製造業的經濟規模、壓低成本思維完全不同。

有物:若只是剛踏入硬體的初學者,適合找 Seeed 嗎

蘇祐立:

Seeed 跟一般接單的工廠最大的不同之處,是我們完整打造了一個生態系。因此不論你在什麼階段,都可以找到協助。依據產品開發的成熟度,Seeed 提供不同的創新服務。

1. 只有概念的夢想者

若你只有想法,可以到 Seeed 官方的社群論壇(community)或是作法分享(Recipe)。那裏有 300 多個案例,就像食譜一樣,可以一步步教你做出產品。

2. 有初步原型的 Maker

如果你已經有產品原型,可以讀各種零件的 WIKI、逛逛哪些產品已經在 Bazaar上全球銷售,或是洽詢客製化電路板的 Fusion 服務。

WIKI 就像維基百科,提供各種電子零件的說明。這讓硬體製作很像玩遊戲打怪;玩家可以自己蒐集材料,組裝出新裝備。

Bazaar 上銷售了各種開源硬體的開發版、套件與零組件。目前上面有近 1,400 多種的產品。台灣最熟悉的是與聯發科合作的 LinkIt Smart 7688、全世界第一台開源手機開發板 Rephone、物聯網平台 WIO,以及正在群眾募資的開源版 Amazon Echo 及 Respeaker 等。

而 Fusion 則提供客製化印刷電路板服務。Maker 可以直接上傳電路圖。

3. 硬體創業者或團隊

如果你的產品已經成熟,或需要小批量量產,則會接觸到 Propagate 服務。這涵蓋共同設計(Co-Design)、原型製作(Prototype)、新產品試量產(New Product Introduction)、1 萬件以下數量的敏捷式生產(Agile manufacture),以及在 Seeed 官網或在與我們合作的全球 700 多個代理商銷售。這也是台灣創業圈與全球創投最常詢問的服務。

由於 Seeed 本身就是亞洲最大開源硬體製造商,因此也非常熟悉這些開發版。所以基於這些開發板能夠快速完成工程驗證(Engineering Verification Test)、設計驗證(Design Verification Test)、小量試產(Production Verification Test)與量產(Mass Production)等流程,幫助新創團隊快速驗證市場。

有物:在這一波開源硬體浪潮中,台灣的機會在哪裡?

蘇祐立:

從硬體創業的角度來看,台灣硬體製造業相當多。台灣懂軟體、硬體與設計的人才也相當多。台灣有廠商、資源與人才。關鍵是改變思維。硬體創業思維跟傳統製造業非常不同,企業製作硬體產品時必須把市場應用放在計算成本之前。

過去台灣人習慣購買市面上已經存在的產品,缺乏自己發想、設計以及動手做的慾望。而且台灣普遍認為很難自己動手做出機器人、無人機等硬體,導致很難想像自己用開源硬體動手做。想接觸開源硬體的台灣學生,現在就能開始學基礎的硬體與軟體知識,並培養創意發想的能力。

我們要學習用設計的角度想事情,找出價值。而且你動手做了就會瞭解開源硬體有多驚人。

 

圖片來源:Waag Society 2015

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