La technologie a fait faire à la santé d’extraordinaires progrès. Mais libre ou propriétaire ? Dans le domaine des appareils médicaux pilotés par des logiciels ce choix peut avoir de très lourdes conséquences.

Ici plus qu’ailleurs, sacrifier l’humain sur l’autel du business model ne peut plus être une solution durable dans le temps^[1].

Lorsque le code peut tuer ou guérir

When code can kill or cure

Technology Quarterly – 2 juin 2012 – The Economist
(Traduction : balsamic, moala, Isammoc, Otourly, Mnyo, HgO, elquan)

Appliquer le modèle open source à la conception d’appareils médicaux permet d’accroitre la sécurité et stimule l’innovation.

Les pompes SMART délivrent des médicaments parfaitements dosés pour chaque patient. Des défibrilateurs faciles à utiliser peuvent ramener des victimes d’attaque cardiaque d’entre les morts. Les pacemakers et coeurs artificiels maintiennent les gens en vie en s’assurant que la circulation sanguine se déroule sans problème. Les appareils médicaux sont une merveille du monde moderne.

Alors que ces appareils sont devenus de plus en plus efficients, ils deviennent cependant de plus en plus complexes. Plus de la moitié des appareils médicaux vendus aux Etats-Unis (le plus grand marché de la santé) s’appuient sur du logiciel, et souvent en grande quantité. Ainsi le logiciel dans un pacemaker peut nécessiter plus de 80.000 lignes de code, une pompe à perfusion 170.000 lignes et un scanner à IRM (Imagerie à Résonance Magnétique) plus de 7 millions de lignes.

Cette dépendance grandissante vis à vis du logiciel cause des problèmes bien connus de tous ceux qui ont déjà utilisé un ordinateur : bugs, plantages, et vulnérabilités face aux attaques. Les chercheurs de l’université de Patras en Grèce ont découvert qu’un appareil médical sur trois vendu aux États-Unis entre 1995 et 2005 a été rappelé pour défaillance du logiciel. Kevin Fu, professeur d’informatique à l’université du Massachusetts, estime que ce phénomène a affecté plus de 1,5 millions d’appareils individuels depuis 2002. En avril, les chercheurs de la firme de sécurité informatique McAfee ont annoncé avoir découvert un moyen pour détourner une pompe à insuline installée dans le corps d’un patient en injectant l’équivalent de 45 jours de traitement d’un seul coup. Enfin, en 2008, Dr Fu et ses collègues ont publié un article détaillant la reprogrammation à distance d’un défibrillateur implanté.

Or le disfonctionnement du logiciel d’un appareil médical a des conséquences beaucoup plus désastreuses que d’avoir seulement à faire redémarrer votre ordinateur. Durant les années 1980, un bug dans le logiciel des machines de radiothérapie Therac-25 a provoqué une overdose de radiations administrées à plusieurs patients, en tuant au moins cinq. L’Organisation américaine de l’alimentation et des médicaments, l’America’s Food and Drug Administration (FDA), s’est penchée sur le cas des pompes à perfusion qui ont causé près de 20.000 blessures graves et plus de 700 morts entre 2005 et 2009. Les erreurs logicielles étaient le problème le plus fréquemment cité. Si, par exemple, le programme buggé interprète plusieurs fois le même appui sur une touche, il peut administrer une surdose.

En plus des dysfonctionnements accidentels, les appareils médicaux sans fils ou connectés sont également vulnérables aux attaques de hackers malveillants. Dans le document de 2008 du Dr Fu et de ses collègues, il est prouvé qu’un défibrillateur automatique sous-cutané peut être reprogrammé à distance, bloquer une thérapie en cours, ou bien délivrer des chocs non attendus. Le Dr Fu explique que lors des phases de test de leur logiciel, les fabricants d’appareils manquent de culture de la sécurité, culture que l’on peut trouver dans d’autres industries à haut risque, telle que l’aéronautique. Insup Lee, professeur d’Informatique à l’Université de Pennsylvanie, confirme : « Beaucoup de fabricants n’ont pas l’expertise ou la volonté d’utiliser les mises à jour ou les nouveaux outils offerts par l’informatique ».

Personne ne peut évaluer avec certitude l’étendue réelle des dégâts. Les logiciels utilisés dans la majorité des appareils médicaux sont propriétaires et fermés. Cela empêche les firmes rivales de copier le code d’une autre entreprise, ou simplement de vérifier des infractions à la propriété intellectuelle. Mais cela rend aussi la tâche plus ardue pour les experts en sécurité. La FDA, qui a le pouvoir de demander à voir le code source de chaque appareil qu’elle autorise sur le marché, ne le vérifie pas systématiquement, laissant aux constructeurs la liberté de valider leurs propres logiciels. Il y a deux ans, la FDA offrait gratuitement un logiciel « d’analyse statique » aux constructeurs de pompes à perfusion, dans l’espoir de réduire le nombre de morts et de blessés. Mais aucun constructeur n’a encore accepté l’offre de la FDA.

Ouvert à l’étude

Frustrés par le manque de coopération de la part des fabricants, certains chercheurs veulent maintenant rebooter l’industrie des appareils médicaux en utilisant les techniques et modèles open source. Dans les systèmes libres, le code source est librement partagé et peut être visionné et modifié par quiconque souhaitant savoir comment il fonctionne pour éventuellement en proposer une version améliorée. En exposant la conception à plusieurs mains et à plusieurs paires de yeux, la théorie veut que cela conduise à des produits plus sûrs. Ce qui semble bien être le cas pour les logiciels bureautiques, où les bugs et les failles de sécurité dans les applications open source sont bien souvent corrigés beaucoup plus rapidement que dans les programmes commerciaux propriétaires.

Le projet d’une pompe à perfusion générique et ouverte (Generic Infusion Pump), un effort conjoint de l’Université de Pennsylvanie et de la FDA, reconsidère ces appareils à problèmes depuis la base. Les chercheurs commencent non pas par construire l’appareil ou écrire du code, mais par imaginer tout ce qui peut potentiellement mal fonctionner dans une pompe à perfusion. Les fabricants sont appelés à participer, et ils sont plusieurs à le faire, notamment vTitan, une start-up basée aux Etats-Unis et en Inde « Pour un nouveau fabricant, c’est un bon départ » dit Peri Kasthuri, l’un de ses co-fondateurs. En travaillant ensemble sur une plateforme open source, les fabricants peuvent construire des produits plus sûrs pour tout le monde, tout en gardant la possibilité d’ajouter des fonctionnalités pour se différencier de leur concurrents.

Des modèles mathématiques de designs de pompes à perfusion (existantes ou originales) ont été testés vis à vis des dangers possibles, et les plus performantes ont été utilisées pour générer du code, qui a été installé dans une pompe à perfusion de seconde main achetée en ligne pour 20$. « Mon rêve, dit Dave Arnez, un chercheur participant à ce projet, est qu’un hôpital puisse finalement imprimer une pompe à perfusion utilisant une machine à prototypage rapide, qu’il y télécharge le logiciel open source et que l’appareil fonctionne en quelques heures ».

L’initiative Open Source Medical Device de l’université Wisconsin-Madison est d’ambition comparable. Deux physiciens médicaux (NdT: appelés radiophysiciens ou physiciens d’hôpital), Rock Mackie et Surendra Prajapati, conçoivent ainsi une machine combinant la radiothérapie avec la tomographie haute résolution par ordinateur, et la tomographie par émission de positron. Le but est de fournir, à faible coût, tout le nécessaire pour construire l’appareil à partir de zéro, en incluant les spécifications matérielles, le code source, les instructions d’assemblages, les pièces suggérées — et même des recommandations sur les lieux d’achat et les prix indicatifs. La machine devrait coûter environ le quart d’un scanner commercial, la rendant attractive pour les pays en voie de développement, déclare le Dr Prajapati. « Les appareils existants sont coûteux, autant à l’achat qu’à la maintenance » rappelle-t-il, là ou les modèles libres sont plus durables. « Si vous pouvez le construire vous-même, vous pouvez le réparer vous-même. »

Les appareils open source sont littéralement à la pointe de la science médicale. Un robot chirurgien open source nommé Raven, conçu à l’Université de Washington à Seattle fournit une plateforme d’expérimentation abordable aux chercheurs du monde entier en proposant de nouvelles techniques et technologies pour la chirurgie robotique.

Tous ces systèmes open source travaillent sur des problématiques diverses et variées de la médecine, mais ils ont tous un point commun : ils sont encore tous interdit à l’utilisation sur des patients humains vivants. En effet, pour être utilisés dans des centres cliniques, les appareils open source doivent suivre les mêmes longues et coûteuses procédures d’approbation de la FDA que n’importe quel autre appareil médical. Les réglementations de la FDA n’imposent pas encore que les logiciels soient analysés contre les bugs, mais elles insistent sur le présence d’une documentation rigoureuse détaillant leur développement. Ce n’est pas toujours en adéquation avec la nature collaborative et souvent informelle du développement open source.

Le coût élevé de la certification a forcé quelques projets open source à but non lucratif à modifier leur business model. « Dans les années 90, nous développions un excellent système de planning des traitements de radiothérapie et avions essayé de le donner aux autres cliniques, explique le Dr Mackie, mais lorsque la FDA nous a suggéré de faire approuver notre logiciel, l’hôpital n’a pas voulu nous financer. » Il a fondé une société dérivée uniquement pour obtenir l’approbation de la FDA. Cela a pris quatre ans et a couté des millions de dollars. En conséquence, le logiciel a été vendu en tant qu’un traditionnel produit propriétaire fermé.

D’autres tentent de contourner totalement le système de régulation américain. Le robot chirurgical Raven (Corbeau) est destiné à la recherche sur les animaux et les cadavres, quant au scanner de l’Open Source Medical Device, il est conçu pour supporter des animaux de la taille des rats et des lapins. « Néanmoins, déclare le Dr Mackie, rien n’empêche de reprendre le design et de lui faire passer les procédures de certification dans un autre pays. Il est tout à fait envisageable que l’appareil soit utilisé sur des humains dans d’autres parties du monde où la régulation est moins stricte, avance-t-il. Nous espérons que dans un tel cas de figure, il sera suffisamment bien conçu pour ne blesser personne. »

Changer les règles

La FDA accepte progressivement l’ouverture. Le Programme d’interopérabilité des appareils médicaux Plug-and-Play, une initiative de 10 millions de dollars financé par le NIH (l’Institut National de la Santé) avec le support de la FDA, travaille à établir des standards ouverts pour interconnecter les appareils provenant de différents fabricants. Cela signifierait, par exemple, qu’un brassard de pression artérielle d’un certain fabricant pourrait commander à une pompe à perfusion d’un autre fabricant d’arrêter la délivrance de médicament s’il détecte que le patient souffre d’un effet indésirable.

Le framework de coordination des appareils médicaux (Medical Device Coordination Framework), en cours de développement par John Hatcliff à l’Université de l’État du Kansas, est plus intrigant encore. Il a pour but de construire une plateforme matérielle open source comprenant des éléments communs à beaucoup d’appareils médicaux, tels que les écrans, les boutons, les processeurs, les interfaces réseaux ainsi que les logiciels pour les piloter. En connectant différents capteurs ou actionneurs, ce cœur générique pourrait être transformé en des dizaines d’appareils médicaux différents, avec les fonctionnalités pertinentes programmées en tant qu’applications (ou apps) téléchargeables.

À terme, les appareils médicaux devraient évoluer vers des ensembles d’accessoires spécialisés (libres ou propriétaires), dont les composants primaires et les fonctionnalités de sécurité seraient gérés par une plateforme open source. La FDA travaille avec le Dr Hatcliff pour développer des processus de création et de validation des applications médicales critiques.

Dans le même temps, on tend à améliorer la sécurité globale et la fiabilité des logiciels dans les appareils médicaux. Le NIST (Institut national des États-Unis des normes et de la technologie) vient juste de recommander qu’une seule agence, probablement la FDA, soit responsable de l’approbation et de la vérification de la cyber-sécurité des appareils médicaux, et la FDA est en train de réévaluer ses capacités à gérer l’utilisation croissante de logiciels.

De tels changements ne peuvent plus attendre. « Quand un avion s’écrase, les gens le remarquent », dit le Dr Fu. « Mais quand une ou deux personnes sont blessées par un appareil médical, ou même si des centaines sont blessées dans des régions différentes du pays, personne n’y fait attention. » Avec des appareils plus complexes, des hackers plus actifs et des patients plus curieux et impliqués, ouvrir le cœur caché de la technologie médicale prend vraiment ici tout son sens.

Tout libriste digne de ce nom connaît le classique débat entre le logiciel libre et le logiciel Open Source (cf ce lien qui marque notre préférence : Pourquoi l’expression « logiciel libre » est meilleure qu’« open source »)^[1].

Va-t-on assister à la même foire d’empoigne pour le secteur en plein développement actuellement du matériel libre ? ou ouvert, ou les deux à la fois, enfin c’est vous qui voyez…

Du matériel ouvert ou du matériel libre ?

Open hardware, or open source hardware?

Andrew Katz – 22 août 2011 – Commons Law (ComputerWorld.uk)
(Traduction Framalang : Lamessen, Loïc, Penguin, kabaka, Antoine)

Allons nous assister à une réédition des débats sémantiques qui traversent le monde logiciel ?

Bruce Perens (co-fondateur de l’Open Source Initiative) s’est récemment interrogé lors d’une conférence sur les différences qu’il pouvait y avoir entre le matériel libre (Open Source Hardware) et le matériel ouvert (Open Hardware). De nombreuses personnes ont comparé ce débat à la classique nuance (ou opposition, c’est selon) entre le logiciel libre (free software) et le logiciel Open Source, en s’inquiétant qu’il puisse diviser tout autant. Je n’en suis pas si sûr. Je pense que les deux sont différents et qu’ils peuvent co-exister pacifiquement.

Selon mon point de vue, un matériel libre est un matériel fourni avec les schémas pour qu’on puisse le reproduire nous-même, alors qu’un matériel ouvert est un matériel qui est fourni avec des spécifications complètes de manière à ce que vous puissiez interagir avec lui sans mauvaises surprises mais sans nécessairement savoir ce qui se passe à l’intérieur.

Le matériel libre est meilleur (du point de vue de l’utilisateur), mais le matériel ouvert est sans aucun doute une avancée dans la bonne direction.

Le matériel libre dépend la plupart du temps inévitablement de matériel ouvert : par exemple, vous pouvez avoir toutes les spécifications d’un circuit intégré simple comme un NE555, sans avoir besoin de toutes les informations nécessaires à sa construction.

Pour du matériel plus complexe, les spécifications d’un boulon (pas de vis, diamètre, longueur, type de tête, résistance à la traction, résistance générale à la corrosion…) peuvent être disponibles, mais il est peu probable que la composition exacte de l’alliage utilisé pour le fabriquer, sa trempe, etc… le soient. La plupart des composants électroniques simples seront donc du matériel ouvert.

Le seul point sur lequel il faut être un peu plus prudent quand on parle de matériel libre est que, contrairement au logiciel, il est plus difficile de tracer la frontière entre la source et l’objet. Par exemple, je dirais qu’une voiture est libre si la documentation complète sur sa conception est disponible tant que les spécifications des moteurs sont suffisantes pour l’utilisation qu’on souhaite en faire et qu’elles font ce qu’elles sont censées faire sans mauvaises surprises, quand bien même certaines pièces soient individuellement propriétaires ou non sourcées.

Si vous suivez une approche maximaliste, et que vous voulez les instructions nécessaires et suffisantes à la fabrication complète d’une voiture à partir d’un amas d’atomes, alors vous serez malheureusement déçus la plupart du temps. Heureusement, je n’ai rencontré personne d’aussi extrêmiste dans le monde du logiciel Open Source, oups, pardon, dans celui du logiciel libre 🙂

Grand succès pour le mini ordinateur sous GNU/Linux Raspberry Pi, officiellement disponible à la vente depuis une semaine pour une trentaine d’euros. Plutôt que nous extasier (à juste titre) sur ses caractéristiques techniques, nous en avions souligné ses potentialités éducatives dans un article précédent.

Mais pour le mettre entre les mains des écoliers il faut bien le produire en masse. ce qui présente, d’après Pete Nelson, une belle opportunité économique pour le pays qui l’a vu naître.

Une traduction qui fait vibrer la fibre patriotique mais qui permet aussi en creux de s’interroger sur la situation française en cette période électorale. Angleterre et France, ces deux vieux pays rois de la Révolution industrielle^[1], sauront-ils retrouver leur place dans le domaine du matériel et logiciel informatique ?

La réponse est peut-être une fois de plus à chercher du côté du Libre.

Pourquoi le Raspberry Pi va sauver le Royaume-Uni

Why the Raspberry Pi will save the UK

Pete Nelson – 6 marc 2012 – Blog perso
(Traduction Framlang : OranginaRouge, ZeHiro, nh2, Lamessen)

Le Royaume-Uni a un riche passé d’ingénierie et d’industrie. La révolution industrielle y a commencé et depuis ce jour nous avons assisté au développement d’une ingénierie fiable, solide et bien pensée.

Malheureusement, durant le dernier quart du 20ième siècle, des décisions ont été prises pour mettre à mal l’assise de notre ingénierie et de nos industries de façon à ce que nous, société de consommation, puissions acheter des produits moins chers auquels nous ferions moins attention. Pour combler le déficit, nous nous sommes appuyés de plus en plus sur la City de Londres et nous l’avons dérégulée afin de s’assurer qu’elle attire les investisseurs du monde entier. Alors que la City générait de l’argent pour le pays, le reste d’entre nous se mettait au travail pour subvenir aux besoins de la nation – quelqu’ils soient – généralement en dépensant de l’argent dans de la nourriture de marque distributeur ou des débits de boissons. Pendant ce temps, ceux qui se démenaient à produire des biens réels perdaient leurs CDI au profit de contrats gérés par des sociétés de service afin que les entreprises puissent embaucher et licencier aussi vite qu’ils le souhaitaient, alors que ces suceurs de sang grattaient un gros pourcentage sur les salaires.

Mais il y a une industrie qui peut changer les choses au Royaume-Uni : le logiciel. Nous avons un solide héritage en matière de matériel informatique et de logiciel dans ce pays mais la beauté du développement logiciel est qu’il peut être réalisé par n’importe qui, à n’importe quel endroit avec un minimum d’investissement. Le coût le plus important est de loin la formation du personnel pour qu’il soit capable de développer un logiciel ; bien qu’il soit très simple d’acquérir les bases, ça reste un métier qui nécessite des connaissances en ingénierie et une expérience pratique.

C’est là que le Raspberry Pi peut nous sauver : il est désormais possible pour le gouvernement de fournir à moindre coût et à chaque enfant de ce pays une machine qu’il pourra emporter chez lui et avec laquelle il pourra jouer. En outre, si le gouvernement tient sa promesse d’arrêter de donner des cours sur l’utilisation de Microsoft Word et commence à enseigner des sujets dignes de ce nom, nous aurons bientôt une génération de travailleurs hautement qualifiés à portée de main, prêts à exporter des produits dans le monde.

La programmation n’est pas faite pour tout le monde, bien entendu, mais le développement d’un logiciel ne se résume pas à de la programmation, il y est aussi une question de conception , d’idées, de raisonnements et d’organisation. Nous avons déjà de super entreprises de design, de jeux, de développement web et logiciel dans ce pays (bien que minoritaires) – si les représentants de ces industries pouvaient aller dans cette direction et développer massivement ces industries au point de venir concurrencer les leaders américains alors nous serions sur la bonne voie.

C’est génial d’entendre que Nissan a créé de nouveaux emplois dans le pays mais je crois qu’il est nécessaire de commencer à s’éloigner de ces industries antiques et de créer une main d’œuvre locale, décentralisée et hautement qualifiée composée de créateurs, dans l’objectif d’exporter à nouveau.

Et nous devons commencer à donner à l’industrie du logiciel le respect qu’elle connaît aux États-Unis. Au moment où je vous écris, le Raspberry Pi se vend à 700 unités par seconde et cela me redonne confiance en ce monde – qu’une initiative à but non lucratif et une conception désintéréssée puisse avoir autant de succès. Et j’aime qu’il soit basé sur une autre technologie de Cambridge qui a changé le monde (et qui a confirmé que nous, britanniques, pouvons encore produire des choses) : la puce ARM.

Après des mois d’attente insoutenable, le petit ordinateur Raspberry Pi est enfin disponible à la vente !

Petit par la taille (et le prix autour d’une trentaine d’euros) mais grand par le talent et toutes les potentialités éducatives !

Je vous laisse parcourir l’article Wikipédia pour les caractéristiques techniques (tourne sous Debian mais d’autres distributions suivront). Ce qui est aussi voire surtout intéressant ici c’est la possibilité de mettre entre les mains de tous les bidouilleurs de 7 à 77 ans un objet qui leur permettra de soulever facilement le capot de la technologie pour mieux comprendre, apprendre, créer, partager.

Ce n’est pas autrement que nous reprendrons petit à petit possession du monde…

Raspberry Pi : Sous le capot de l’informatique

Raspberry Pi: computing under the bonnet

Éditorial du Guardian – 1 mars 2012
(Traduction Framalang : Poupoul2, Lamessen, Goofy)

La prochaine génération doit avoir pour objectif d’apprendre à contrôler les ordinateurs, plutôt que d’être contrôlés par eux.

C’est un paradoxe de la technologie ; plus elle investit tous les domaines de notre vie quotidienne, plus elle en apparaît éloignée. Lorsque les voitures à moteur étaient rares, les premiers conducteurs devaient les démarrrer à la manivelle, mais aujourd’hui nous pouvons rouler sans la moindre inquiétude à propos de ce qui se passe sous le capot, jusqu’à ce que quelque chose ne fonctionne plus. Il y a une génération de cela, les utilisateurs d’ordinateurs devaient entrer au clavier des commandes dans une syntaxe technique pour réaliser les choses les plus simples ; aujourd’hui il suffit de toucher un écran du doigt et de lancer une application pour faire à peu près n’importe quoi.

Une informatique plus simple rend la vie plus facile, mais il se pourrait qu’elle rende la prochaine génération plus dépendante et plus ignorante de ce qu’est un microprocesseur. Le Raspberry Pi, cet ordinateur à petit prix dont la vente a démarré hier et qui pourrait bientôt faire son apparition dans les écoles, répond à cette préoccupation. Il est vendu sous la forme d’une carte de la taille d’une carte de crédit sur laquelle on trouve quelques composants à l’air libre, nous ramenant ainsi réellement aux origines, bien que pas totalement : sa vitesse d’horloge ferait honte à n’importe quelle machine des années 80. Mais les plus grands supporters du projet font partie de cette génération qui a appris l’art de la programmation à cette époque. Ce ne sont que des être humains, il s’agit donc un peu de nostalgie. Après avoir copié du code dans des pages de magazines et branché des moteurs de Lego Technic sur leurs Spectrums, ils sont tout attendris à l’idée que leurs enfants puissent revivre cette expérience concrète. Mais il existe également deux objectifs réellement sérieux.

Le premier point (et le plus évident) est – pour reprendre l’analogie avec la voiture – que la prochaine génération de mécanos du code devra venir de quelque part, et aura besoin de la connaissances des écrous et boulons de l’informatique. La difficulté de fabrication est déjà tellement importante que, malgré l’envie d’en faire un produit local, le PI est estampillé « Made in China ». En ce qui concerne les logiciels, personne, même le plus brillant, ne peut arriver comme une fleur sans avoir eu l’occasion de bricoler du code. Les plateformes propriétaires comme Windows rendent cela difficile – le capot est verrouillé – donc le Pi fonctionnera sous Linux, en open source.

Si quelques personnes qui iront concevoir des méta-langages et des jeux extraordinaires pourront plonger au cœur des systèmes d’exploitation, il faut admettre que cela restera une activité minoritaire. Mais le second avantage de mettre les mains dans l’informatique a une portée plus vaste. Lorsque de nouvelles pièces de moteurs débarquent dans des systèmes fermés, tous les langages informatiques doivent – comme Turing l’a prouvé – se conformer. Or ici, avec quelques connaissances sur la la procédure à suivre, un cerveau tout à fait ordinaire pourrait améliorer des tâches quotidiennes, comme par exemple synchroniser des agendas, réorganiser des informations ou faire passer des relevés bancaires d’un format pratique pour les banques vers un format qui soit plus facile à lire. En somme l’objectif devrait être pour la prochaine génération d’apprendre à contrôler les ordinateurs, plutôt que d’être contrôlée par eux.

Le logiciel libre a été un moteur de l’innovation de ces dix dernières années, permettant à de petites structures, telle que Google à ses débuts, d’émerger en investissant à moindre coût. Suivant son sillage, il en ira de même avec la matériel libre pour la prochaine décennie^[1].

Telle est l’hypothèse de Joi Ito, actuel directeur du MIT Media Lab et qui possède l’un des plus beaux CV d’Internet.

Joi Ito : le matériel open source est une évidence

Joi Ito: Open-source hardware is a no brainer

Barb Darrow – 11 janvier 2012 – GigaOM
(Traduction Framalang/Twitter : Goofy, FredB, Albahtaar, Luc, Ipos, Antistress)

Le matériel libre est sur les rails, et il va nourrir une nouvelle ère d’innovation, si on en croit Joichi « Joi » Ito, directeur du MIT Media Lab.

Selon Ito, l’émergence de plans de matériels disponibles librement et de composants quasi-libres va propulser l’innovation technologique, comme a pu le faire le logiciel libre il y a une dizaine d’années.

« Si vous voulez fabriquer une caméra, un jour vous pourrez vous procurer toutes les pièces standard, les plans seront accessibles gratuitement en ligne et vous n’aurez qu’à concevoir les seules parties du produit qui vous intéressent » a déclaré Ito au cours de discussions dans le cadre de MITX à Cambridge (Massachussets).

Les développeurs pourront concentrer leur attention sur la partie la plus importante du matériel qu’ils construiront à partir de cette base standard, tout comme les développeurs de logiciels écrivent des logiciels spécialisés qui tournent sur Linux et le middleware open source plutôt que sur des systèmes d’exploitation propriétaires Unix ou Windows ou que sur les plateformes applicatives Weblogic d’Oracle ou Websphere d’IBM.

L’industrie a débuté les discussions autour du matériel libre grâce à la fondation Open Compute qui se concentre sur les serveurs des centres de traitement des données. Ito évoque des applications bien plus larges.

Ito a cité la naissance de Google comme exemple de créativité rendue possible par le logiciel libre. Si les cofondateurs de Google, Sergey Brin et Larry Page, avaient débuté sans l’open source, ils auraient dû dépenser des sommes considérables en systèmes d’exploitation et autres logiciels commerciaux pour pouvoir faire ce qu’ils ont fait, explique-t-il. Mais grâce à l’open source, « tout ce qu’ils ont eu à faire c’est d’écrire un petit programme et le connecter au réseau universitaire, tout ça pour quelques milliers de dollars ».

L’avènement du logiciel libre a divisé par dix les coûts d’entrée des sociétés éditrices de logiciels, provoquant « l’explosion de l’innovation dans la vallée parce que vous pouviez tout essayer » précise-t-il.

De la même manière, l’adoption du modèle open source réduira les coûts de conception du matériel car les entreprises n’auront pas à consacrer autant d’argent à l’équipement. Elles pourront télécharger les plans des matériels pour les construire elles-mêmes ou pour en sous-traiter la fabrication.

Les économies vont pousser les innovations matérielles « dans les petites et moyennes entreprises, dans les laboratoires académiques et dans les garages, » déclare Ito.

Les avancées de l’impression 3D vont également faciliter et faire baisser pour les entreprises les plus petites le coût de création de prototypes à partir de leurs plans , supprimant ainsi un autre obstacle.

Ito indique que « l’idée d’imprimer des gadgets n’est pas si loin… pas autant que vous le pensez, ».

Tout cela signifie que des sociétés plus petites qui innovent peuvent subvenir à leurs besoins tout en restant petites. « Les investisseurs en capital risque pouvaient sournoisement faire remarquer au sujet d’un produit que ça ne suffisait pas à faire une entreprise. Les produits et les entreprises devaient habituellement être imposants, comme AOL. Mais vous pouvez aujourd’hui avoir de très petites sociétés spécialisées. »

Et c’est dans les petites entreprises, a-t-il dit, que l’innovation se développe.

Le saviez-vous ? Il n’y a pas que l’azerty (ou le qwerty) dans la vie des claviers qui peuvent eux aussi se libérer !

Il faut parfois du temps pour apprivoiser GNU/Linux et libérer son ordinateur acheté avec un système d’exploitation propriétaire dedans. Mais ceux qui y sont arrivés savent pourtant que le jeu en vaut la chandelle.

Et s’il en allait de même de nos claviers, libérables grâce à la disposition bépo sous Creative Commons By-Sa, spécialement conçue pour la saisie du français ?

Ceux qui ont fait l’effort de migrer de l’azerty au bépo peuvent en témoigner : vous aurez alors le plaisir de tapoter sur un clavier libre tout en gagnant en confort et rapidité d’exécution, ce qui est bien là l’essentiel.

Et pour vous donner plus envie encore de vous y frotter, rien de tel qu’une présentation assortie d’un petit voyage dans le temps pour comprendre comment et pourquoi le bépo a vu le jour. Une belle histoire (à rebondissements) racontée par notre ami Ploum.

Surprenons-nous à rêver. Peut-être qu’un jour on le trouvera dans les écoles et que les constructeurs seront alors obligés de suivre.

C’est la seconde contribution de Ploum sur le Framablog après le tout aussi intéressant article sur la monnaie libre Bitcoin.

Le Bépo n’est pas un numéro, c’est un clavier libre

Ploum – décembre 2011
Licence Creative Commons By-Sa

Je fais partie de ces personnes qui cherchent sans relâche à comprendre l’origine de nos habitudes, à remettre en question l’acquis. Entre nous, si vous lisez ceci, il y a de fortes chances que vous en fassiez partie vous aussi.

Si la technologie bouleverse bien des choses, elle impose aussi ses petites manies dont l’origine se perd parfois dans les brumes de sa courte histoire. Prenons l’exemple de cette machine que vous connaissez certainement et qui requiert des ses utilisateurs d’apprendre à manipuler plus d’une centaines de boutons, lesquels sont placés dans un ordre purement arbitraire et sans alignement correct.

Je parle bien entendu de l’ordinateur et de son mode d’interaction majeur: le clavier.

Vous êtes-vous déjà demandé pourquoi l’on tapait sur un clavier Azerty en France et en Belgique francophone ? Et bien, vous ne l’apprendrez pas dans cet article car, malgré toutes mes recherches, j’ai été incapable de le découvrir.

Commençons par le commencement : un beau matin de 1868, alors que les États-Unis résonnent encore des canons de la guerre de sécession, un bricoleur du Wisconsin du nom de Sholes invente la première machine à écrire. Sans se poser trop de question, il place logiquement les touches par ordre alphabétique.

Chaque touche appuyant sur une barre métallique horizontale qui ne peut pas frotter contre ses voisines, Sholes se voit dans l’obligation de décaler les rangées de touches, décalage qui est encore présent, sans aucune raison autre qu’historique, sur votre clavier, voire même sur les claviers virtuels des tablettes et des écrans tactiles !

Un autre problème apparait rapidement : les utilisateurs ont meilleure vitesse de frappe que prévu et si deux touches concomitantes sont pressées trop rapidement, le système se bloque.

En attendant de résoudre la cause mécanique du problème, Sholes propose un bon gros « hack » en décidant de placer les touches de manière tout à fait aléatoire mais en évitant que deux touches souvent utilisées ensemble soient proches sur le clavier. L’engin se calera toujours mais moins fréquemment. James Desmore, le marketing manager embauché par Sholes, propose que la marque qu’ils ont créés pour l’engin, « Typewriter », puisse être écrite en n’utilisant que la première rangée, histoire de faciliter le travail des démonstrateurs.

C’est ainsi qu’apparait la disposition Qwerty décalée, disposition la plus utilisée dans le monde et installée par défaut sur tous les systèmes informatiques. Comme je vous l’ai annoncé précédemment, la raison pour laquelle cette disposition se modifie en traversant la manche est inconnue. On pourrait penser une adaptation à la langue mais l’Azerty ne s’avère pas particulièrement propice à l’usage du Français et, de plus, on remarque facilement que la disposition de clavier ne dépend pas de la langue. Ainsi, si les Français utilisent l’Azerty, les Belges l’ont modifié pour en faire l’Azerty belge, les Canadiens utilisent un Qwerty francophone et les Suisses un Qwertz francophone également. L’observation des autres langues parlées dans plusieurs pays (comme l’Espagnol) démontre que l’usage d’une langue n’est en rien liée à une disposition de clavier.

Remarquons que Sholes lui-même dénoncera cet état de fait. Une fois les problèmes techniques de son invention réglés, il travaillera à optimiser la disposition en fonction de la fréquence des lettres en langue anglaise. Las, les utilisateurs se sont déjà habitués au Qwerty et les commerciaux de l’époque ne souhaitent pas prendre le risque de proposer une alternative.

Il faut alors attendre les années 1920 pour que le professeur de psychologie August Dvorak s’attaque à la mise au point une méthode précise permettant de déterminer la disposition optimale des touches sur un clavier, en fonction de la langue. Cette méthode nécessite de choisir un échantillons de textes représentatifs d’une langue et de déterminer la fréquence d’apparition de chaque lettre, individuellement ou dans un groupe donné (digramme, trigramme voire plus). Dvorak classe aussi les touches par degré de « confort » et détermine d’autres caractéristiques importantes, telles que le bénéfice d’une alternance gauche-droite lors de la frappe.

En 1932, Dvorak est fier de présenter une disposition particulièrement adaptée à l’anglais. Hélas, on lui oppose deux arguments : la nécessité de remplacer les machines actuelles et la nécessité de réentraîner les dactylos. Dvorak persévère et démontre que devenir dactylo en Dvorak est plus rapide qu’en QWERTY. Les dactylos Dvorak atteignent des vitesses impressionnantes. Ainsi, Barbara Blackburn bat le record du monde en maintenant une vitesse moyenne de 150 mots par minutes durant 50 minutes, avec des pointes à 170 mots par minutes. Personne n’a fait mieux depuis. À titre de comparaison, une personne n’ayant jamais fait de dactylo et tapant « vite » à 6-7 doigts dépasse rarement 50 mots par minutes. Et seuls de très bons dactylos pointent à 80-90, la moitié du record de Blackburn !

Toute cette histoire est très bien racontée en BD (et en anglais) sur DVZine, je vous en conseille la lecture.

Mais revenons à notre clavier. Devant la résistance des fabricants et du marché, l’invention du professeur Dvorak restera une curiosité jusqu’à l’avènement d’un nouvel outil : l’ordinateur.

Les ordinateurs offrent en effet une particularité extraordinaire par rapport aux machines à écrire : ils peuvent être programmés. Leur comportement peut être modifié. Il ne faut pas longtemps donc pour que des bidouilleurs ressortent la disposition Dvorak du placard, reprogramment leurs ordinateurs pour l’utiliser à la place du QWERTY et, pour faire joli, collent éventuellement des autocollants sur les touches.

Le Dvorak commence une seconde vie. Grâce à Internet, les principes du professeur Dvorak se répandent hors Anglophonie, menant à des initiatives plus ou moins heureuses de clavier Dvorak adapté à d’autres langues.

En France, outre une initiative restée lettre morte dans les années 1970 (le clavier Marsan), il faut attendre 2002 pour que Francis Leboutte crée une version Dvorak-fr. Cette version est modifiée par Josselin Mouette, développeur Debian, qui l’adapte à ses besoins. C’est ainsi que le clavier Leboutte-Mouette devient le Dvorak-fr présent sur la plupart des systèmes Linux.

Cependant, Francis Leboutte réclame les droits de cette disposition et déclare qu’ils ne sont pas sous licence libre. Les modifications de Josselin Mouette pourraient donc être illégales. Pendant que les discussions s’enlisent sur la pertinence de soumettre une disposition de clavier à une licence, un groupe de volontaires décide de faire table rase du passé et de recommencer à zéro.

Une grande partie de la subtilité de la méthode Dvorak réside dans le choix des échantillons de texte dits “représentatifs”. Notre nouveau groupe pose plusieurs bases :

• Les textes auront une couverture très large. Outre les textes littéraires ou courants, la programmation, le courriel et la messagerie instantanée seront pris en compte.
• Le clavier favorisera le respect des règles typographiques du Français, trop longtemps bafouées à cause d’un clavier inadapté (majuscules accentuées, espaces insécables, guillemets francophones, …)
• Autant que possible, le clavier devra permettre l’utilisation d’autres langues que le français. ¡ Me gusta !
• Le résultat et tous les outils produits seront sous licence libre.
• Le projet sera mené démocratiquement et évoluera au gré des votes de ses membres.

Très vite, la disposition des touches principales s’impose. Les quatre premières donneront leur nom au projet : BÉPO.

En 2008, après 5 ans de travail et d’itérations multiples, la communauté présente le Bépo 1.0. Rapidement, celui-ci est inclus dans les distributions Linux et devient le Dvorak-fr par excellence. Il est d’ailleurs disponible sur la majorité des systèmes d’exploitation.

Aucune étude indépendante n’a jamais prouvé l’avantage de la vitesse d’une disposition sur une autre, ce qui a d’ailleurs été une des principales critiques faites au professeur Dvorak, celui-ci ayant mené toutes les études par lui-même. Ne voulant tomber dans le même piège, le projet Bépo a choisi de mettre en avant le confort de frappe plutôt que la vitesse.

Le Bépo serait donc un outil de confort, les doigts devant parcourir une distance nettement réduite. Les retours des utilisateurs souffrant de troubles musculosquelettiques (parmi lesquels, à cet époque, votre serviteur) tendent à montrer une nette amélioration voire, une guérison totale. Mais, encore une fois, ce résultat est à prendre avec des pincettes n’étant pas scientifique.

À titre d’exemple, voyez cette vidéo d’un même texte tapé par une personne maîtrisant à la fois l’Azerty et le Bépo.

On remarque qu’avec la disposition Bépo, les mains ne semblent bouger qu’à peine. Or, le texte en Bépo est en fait tapé plus rapidement que celui en Azerty !

Ceci dit, changer de disposition n’est pas chose aisée , surtout après plusieurs décennies d’Azerty. Pour une migration efficace et en suivant une méthode structurée, comptez quand même plusieurs semaines. Je peux en témoigner.

Mais, après tout, n’est-il pas temps de faire table rase des habitudes absurdes héritées du passé pour prendre soin de notre confort ? Ne doit-on pas encourager ces évolutions disruptives, surtout lorsqu’elles proviennent d’un projet libre et démocratique comme le Bépo ?

Rien que pour la beauté du geste, le Bépo mérite d’y consacrer quelques semaines, vous ne trouvez pas ?

PS: Et le décalage des rangées de touches me direz-vous ? J’allais oublier ! À ma connaissance, un seul fabricant de clavier a décidé de s’atteler au problème, donnant naissance au TypeMatrix. Les amateurs de la disposition Bépo sont nombreux à vanter ce clavier très particulier qui, en plus d’être confortable, peut être commandé en Bépo. On regrettera cependant son prix élevé (près de 90€) et le manque d’intérêt de la part des autres constructeurs.

Quand à Josselin Mouette, il m’a avoué être retourné sur un Azerty tout ce qu’il y a de plus banal mais je ne désespère pas de le convaincre de se mettre au Bépo.

L’histoire retiendra que c’est dans un bar d’une petite ville du nord de l’Italie qu’est né le projet Arduino qui, de manière totalement inattendue, est en train de révolutionner le domaine de l’électronique à l’échelle mondiale, puisque pour la première fois tout le monde peut vraiment s’y essayer et découvrir qu’il aime ça !

L’histoire retiendra également que rien de tout ceci n’aurait été possible sans le choix initial des licences libres qui a conditionné non seulement son bas prix et sa massive diffusion mais également son approche et son état d’esprit^[1].

Acteur et non consommateur, on retrouve ici le goût de comprendre, créer et faire des choses ensemble. Concepts simple et plein de bon sens mais que notre époqu’Apple a fortement tendance à oublier.

PS : Ceci est la troisième traduction de suite initiée sur Twitter/Identica et réalisée dans un Framapad. Je remercie vivement tous les volontaires qui ont bossé dur hier soir pour arriver à un résultat d’un étonnante qualité quand on pense que les invitations sont ouvertes à tout le monde. On se donne rendez-vous, on communique, on se met d’accord sur tel ou tel passage via le chat intégré… au final on passe un moment ponctuel et commun agréable tout en travaillant (bénévolement). Je reste fasciné par le dynamisme et la bienveillance des gens et par la capacité d’Internet à favoriser cela. Si vous voulez vous aussi participer aux prochaines, il suffit de me suivre sur Twitter ou Identica avec le hashtag (que je viens d’inventer) « #EnFrSprint ».

La genèse d’Arduino

The Making of Arduino

David Kushner – Octobre 2011 – Spectrum
(Traduction Framalang : Yoha, Keyln, Fab et Luc)

Ou comment cinq amis ont conçu la petite carte électronique qui a bouleversé le monde du DIY (Do It Yourself – Faites-le vous-même).

La pittoresque ville d’Ivrea, qui chevauche la rivière bleue-verte Dora Baltea au nord de l’Italie, est connue pour ses rois déchus. En l’an 1002, le roi Arduin (Arduino en italien) devint le seigneur du pays, pour être détrôné par Henri II d’Allemagne, deux ans plus tard. Aujourd’hui, le Bar di Re Arduino, un bar dans une rue pavée de la ville, honore sa mémoire, et c’est là qu’un nouveau roi inattendu naquit.

C’est en l’honneur de ce bar où Massimo Banzi a pour habitude d’étancher sa soif que fut nommé le projet électronique Arduino (dont il est le cofondateur). Arduino est une carte microcontrôleur à bas prix qui permet — même aux novices — de faire des choses époustouflantes. Vous pouvez connecter l’Arduino à toutes sortes de capteurs, lampes, moteurs, et autres appareils, et vous servir d’un logiciel facile à appréhender pour programmer le comportement de votre création. Vous pouvez construire un affichage interactif, ou un robot mobile, puis en partager les plans avec le monde entier en les postant sur Internet.

Sortie en 2005 comme un modeste outil pour les étudiants de Banzi à l’Interaction Design Institute Ivrea (IDII), Arduino a initié une révolution DIY dans l’électronique à l’échelle mondiale. Vous pouvez acheter une carte Arduino pour seulement 30 dollars ou vous construire la vôtre à partir de rien : tous les schémas électroniques et le code source sont disponibles gratuitement sous des licences libres. Le résultat en est qu’Arduino est devenu le projet le plus influent de son époque dans le monde du matériel libre.

La petite carte est désormais devenu le couteau suisse de nombreux artistes, passionnés, étudiants, et tous ceux qui rêvaient d’un tel gadget. Plus de 250 000 cartes Arduino ont été vendues à travers le monde — sans compter celles construites à la maison. « Cela a permis aux gens de faire des choses qu’ils n’auraient pas pu faire autrement. », explique David A. Mellis, ancien étudiant à l’IDII et diplômé au MIT Media Lab, actuellement développeur en chef de la partie logicielle d’Arduino.

On trouve des alcootests, des cubes à DEL, des systèmes de domotique, des afficheurs Twitter et même des kits d’analyse ADN basés sur Arduino. Il y a des soirées Arduino et des clubs Arduino. Google a récemment publié un kit de développement basé sur Arduino pour ses smartphones Android. Comme le dit Dale Dougherty, l’éditeur et rédacteur du magazine Make, la bible des créateurs passionnés. Arduino est devenu « la partie intelligente dans les projets créatifs ».

Mais Arduino n’est pas qu’un projet open source ayant pour but de rendre la technologie plus accessible. C’est aussi une start-up conduite par Banzi et un groupe d’amis, qui fait face à un challenge que même leur carte magique ne peut résoudre : comment survivre au succès et s’élargir « Nous devons passer à l’étape suivante, et devenir une entreprise établie. » m’explique Banzi.

Arduino a soulevé un autre défi formidable : comment apprendre aux étudiants à créer rapidement de l’électronique. En 2002, Banzi, un architecte logiciel barbu et avunculaire (NDT : qui ressemble à un oncle) y a été amené par l’IDII en tant que professeur associé pour promouvoir de nouvelles approches pour la conception interactive — un champ naissant parfois connu sous le nom d’informatique physique. Mais avec un budget se réduisant et un temps d’enseignement limité, ses options de choix d’outils étaient rares.

Comme beaucoup de ses collègues, Banzi se reposait sur le BASIC Stamp, un microcontrôleur créé et utilisé par l’entreprise californienne Parallax depuis près de 10 ans. Codé avec le langage BASIC, le Stamp était comme un tout petit circuit, embarquant l’essentiel : une alimentation, un microcontrôleur, de la mémoire et des ports d’entrée/sortie pour y connecter du matériel. Mais le BASIC Stamp avait deux problèmes auxquels Banzi se confronta : il n’avait pas assez de puissance de calcul pour certains des projets que ses étudiants avaient en tête, et il était aussi un peu trop cher — une carte avec les parties basiques pouvait coûter jusqu’à 100 dollars. Il avait aussi besoin de quelque chose qui puisse tourner sur Macintosh, omniprésents parmi les designers de l’IDII. Et s’ils concevaient eux-mêmes une carte qui répondrait à leurs besoins ?

Un collègue de Banzi au MIT avait développé un langage de programmation intuitif, du nom de Processing. Processing gagna rapidement en popularité, parce qu’il permettait aux programmeurs sans expérience de créer des infographies complexes et de toute beauté. Une des raisons de son succès était l’environnement de développement extrêmement facile à utiliser. Banzi se demanda s’il pourrait créer un logiciel similaire pour programmer un microcontrôleur, plutôt que des images sur l’écran.

Un étudiant du programme, Henando Barragán, fit les premiers pas dans cette direction. Il développa un prototype de plateforme, Wiring, qui comprenait un environnement de développement facile à appréhender et une circuit imprimé prêt-à-l’emploi. C’était un projet prometteur — encore en activité à ce jour — mais Banzi pensait déjà plus grand: il voulait faire une plateforme encore plus simple, moins chère et plus facile à utiliser.

Banzi et ses collaborateurs croyaient fermement en l’open source. Puisque l’objectif était de mettre au point une plateforme rapide et facile d’accès, ils se sont dit qu’il vaudrait mieux ouvrir le projet au plus de personnes possibles plutôt que de le garder fermé. Un autre facteur qui a contribué à cette décision est que, après cinq ans de fonctionnement, l’IDII manquait de fonds et allait fermer ses portes. Les membres de la faculté craignaient que leurs projets n’y survivent pas ou soient détournés. Banzi se souvient : « Alors on s’est dit : oublions ça, rendons-le open source ! ».

Le modèle de l’opensource a longtemps été utilisé pour aider à l’innovation logicielle, mais pas matérielle. Pour que cela fonctionne, il leur fallait trouver une licence appropriée pour leur carte électronique. Après quelques recherches, ils se rendirent compte que s’ils regardaient leur projet sous un autre œil, ils pouvaient utiliser une licencesCreative Commons, une organisation à but non-lucratif dont les contrats sont habituellement utilisés pour les travaux artistiques comme la musique et les écrits. « Vous pouvez penser le matériel comme un élément culturel que vous voulez partager avec d’autres personnes. » argumente Banzi.

Le groupe avait pour objectif de conception un prix particulier, accessible aux étudiants, de 30$. « Il fallait que ce soit équivalent à un repas dans une pizzeria. » raconte Banzi. Ils voulaient aussi faire quelque chose de surprenant qui pourrait se démarquer et que les geeks chevronnés trouveraient cool. Puisque les autres circuits imprimés sont souvent verts, ils feraient le leur bleu ; puisque les constructeurs économisaient sur les broches d’entrée et de sortie, ils en ajouteraient plein à leur circuit. Comme touche finale, ils ajoutèrent une petite carte de l’italie au dos de la carte. « Une grande partie des choix de conception paraîtraient étranges à un vrai ingénieur », se moque savamment Banzi, « mais je ne suis pas un vrai ingénieur, donc je l’ai fait n’importe comment ! ».

Pour l’un des vrais ingénieurs de l’équipe, Gianluca Martino, la conception inhabituelle, entre chirurgie et boucherie, était une illumination. Martino la décrit comme une « nouvelle manière de penser l’électronique, non pas de façon professionnelle, où vous devez compter vos électrodes, mais dans une optique DIY ».

Le produit que l’équipe créa se constituait d’éléments bon marchés qui pourraient être trouvés facilement si les utilisateurs voulaient construire leurs propres cartes (par exemple, le microcontrôleur ATmega328). Cependant, une décision clé fut de s’assurer que ce soit, en grande partie, plug-and-play : ainsi quelqu’un pourrait la sortir de la boîte, la brancher, et l’utiliser immédiatement. Les cartes telles que la BASIC Stamp demandaient à ce que les adeptes de DIY achètent une dizaine d’autres éléments à ajouter au prix final. Mais pour la leur, l’utilisateur pourrait tout simplement connecter un câble USB de la carte à l’ordinateur — Mac, PC ou Linux — pour la programmer.

« La philosophie derrière Arduino est que si vous voulez apprendre l’électronique, vous devriez être capable d’apprendre par la pratique dès le premier jour, au lieu de commencer par apprendre l’algèbre. » nous dit un autre membre de l’équipe, David Cuartielles, ingénieur en télécommunications.

L’équipe testa bientôt cette philosophie. Ils remirent 300 circuits imprimés nus (sans composants) aux étudiants de l’IDII avec une consigne simple : regardez les instructions de montage en ligne, construisez votre propre carte et utilisez-la pour faire quelque chose. Un des premiers projets était un réveil fait maison suspendu au plafond par un câble. Chaque fois que vous poussiez le bouton snooze, le réveil montait plus haut d’un ton railleur jusqu’à ce que ne puissiez que vous lever.

D’autres personnes ont vite entendu parler de ces cartes. Et ils en voulaient une. Le premier acheteur fut un ami de Banzi, qui commanda une unité. Le projet commençait à décoller mais il manquait un élément majeur — un nom pour leur invention. Une nuit, autour d’un verre au pub local, il vint à eux : Arduino, juste comme le bar — et le roi.

Rapidement, l’histoire d’Arduino se répandit sur la toile, sans marketing ni publicité. Elle attira très tôt l’attention de Tom Igoe, un professeur d’informatique physique au Programme de Télécommunications Intéractives de l’Université de New York et aujourd’hui membre de l’équipe centrale d’Arduino. Igoe enseignait à des étudiants non techniciens en utilisant le BASIC Stamp mais fut impressionné par les fonctionnalités d’Arduino. « Ils partaient de l’hypothèse que vous ne connaissiez ni l’électronique, ni la programmation, que vous ne vouliez pas configurer une machine entière juste pour pouvoir programmer une puce — vous n’avez qu’à allumer la carte, appuyer sur upload et ça marche. » dit-il. « J’étais aussi impressionné par l’objectif d’un prix de 30$, ce qui la rendait accessible. C’était l’un des facteurs clefs pour moi. »

De ce point de vue, le succès de l’Arduino doit beaucoup à l’existence préalable de Processing et de Wiring. Ces projets donnèrent à Arduino une de ses forces essentielles : l’environnement de programmation convivial. Avant Arduino, coder un microcontrôleur nécessitait une courbe d’apprentissage difficile. Avec Arduino, même ceux sans expérience électronique préalable avaient accès à un monde matériel précédemment impénétrable. Maintenant, les débutants n’ont pas à apprendre beaucoup avant de pouvoir construire un prototype qui fonctionne vraiment. C’est un mouvement puissant à une époque où la plupart des gadgets les plus populaires fonctionnent comme des “boîtes noires” fermées et protégées par brevet.

Pour Banzi, c’est peut-être l’impact le plus important d’Arduino : la démocratisation de l’ingénierie. « Cinquante ans avant, pour écrire le logiciel, il vous fallait du personnel en blouses blanches qui savait tout sur les tubes à vide. Maintenant, même ma mère peut programmer. », développe Banzi. « Nous avons permis à beaucoup de gens de créer elles-même des produits ».

Tous les ingénieurs n’aiment pas Arduino. Les plus pointilleux se plaignent de ce que la carte abaisse le niveau créatif et inonde le marché des passionnés avec des produits médiocres. Cependant, Mellis ne voit pas du tout l’invention comme dévaluant le rôle de l’ingénieur : « il s’agit de fournir une plateforme qui laisse une porte entrouverte aux artistes et aux concepteurs et leur permet de travailler plus facilement avec les ingénieurs en leur communiquant leurs avis et leurs besoins ». Et il ajoute : « je ne pense pas que cela remplace l’ingénieur ; cela facilite juste la collaboration ».

Pour accélérer l’adoption d’Arduino, l’équipe cherche à l’ancrer plus profondément dans le monde de l’éducation, depuis les écoles primaires jusqu’aux universités. Plusieurs d’entre elles, dont Carnegie Mellon et Stanford, utilisent déjà Arduino. Mellis a observé comment les étudiants et les profanes abordaient l’électronique lors d’une série d’ateliers au MIT Media Lab. Mellis a ainsi invité des groupes de 8 à 10 personnes à l’atelier où le projet à réaliser devait tenir dans une seule journée. Parmi les réalisations, on peut noter des enceintes pour iPod, des radios FM, et une souris d’ordinateur utilisant certains composants similaires à ceux d’Arduino.

Mais diffuser la bonne parole d’Arduino n’est qu’une partie du travail. L’équipe doit aussi répondre aux requêtes pour les cartes. En fait, la plateforme Arduino ne se résume plus à un type de carte — il y a maintenant toute une famille de cartes. En plus du design originel, appelé Arduino Uno, on trouve parmi les nouveaux modèles une carte bien plus puissante appelée Arduino Mega, une carte compacte, l’Arduino Nano, une carte résistante à l’eau, la LilyPad Arduino, et une carte capable de se connecter au réseau, récemment sortie, l’Arduino Ethernet.

Arduino a aussi créé sa propre industrie artisanale pour l’électronique DIY. Il y a plus de 200 distributeurs de produits Arduino dans le monde, de grandes sociétés comme SparkFun Electronics à Boulder, Colorado mais aussi de plus petites strucutres répondant aux besoins locaux. Banzi a récemment entendu parler d’un homme au Portugal qui a quitté son travail dans une société de téléphonie pour vendre des produits Arduino depuis chez lui. Le membre de l’équipe Arduino Gianluca Martino, qui supervise la production et la distribution, nous confie qu’ils font des heures supplémentaires pour atteindre les marchés émergents comme la Chine, l’Inde et l’Amérique du Sud. Aujourd’hui, près de 80% du marché de l’Arduino est concentré entre les États-Unis et l’Europe.

Puisque l’équipe ne peut pas se permettre de stocker des centaines de milliers de cartes, ils en produisent entre 100 et 3000 par jour selon la demande dans une usine de fabrication près d’Ivrea. L’équipe a créé un système sur mesure pour tester les broches de chaque carte, comme la Uno, qui comprend 14 broches d’entrée/sortie numériques, 6 broches d’entrée analogiques et 6 autres pour l’alimentation. C’est une bonne assurance qualité quand vous gérez des milliers d’unités par jour. L’Arduino est suffisament peu chère pour que l’équipe promette de remplacer toute carte qui ne fonctionnerait pas. Martino rapporte que le taux de matériel défectueux est de un pour cent.

L’équipe d’Arduino gagne maintenant suffisament pour payer deux employés à plein temps et projette de faire connaître de façon plus large la puissance des circuits imprimés. En septembre, à la Maker Faire, un congrès à New York soutenu par le magazine Make, l’équipe a dévoilé sa première carte à processeur 32 bits — une puce ARM — à la place du processeur 8 bits précédent. Cela permettra de répondre à la demande de puissance des périphériques plus évolués. Par exemple, la MakerBot Thing-O-Matic, une imprimante 3D à monter soi-même basée sur Arduino, pourrait bénéficier d’un processeur plus rapide pour accomplir des tâches plus complexes.

Arduino a eu un autre coup d’accélérateur cette année quand Google à mis à disposition une carte de développement pour Android basée sur Arduino. Le kit de développement d’accessoires (ADK) d’Android est une plateforme qui permet à un téléphone sous Android d’interagir avec des moteurs, capteurs et autres dispositifs. Vous pouvez concevoir une application Android qui utilise la caméra du téléphone, les capteurs de mouvements, l’écran tactile, et la connexion à Internet pour contrôler un écran ou un robot, par exemple. Les plus enthousiastes disent que cette nouvelle fonctionnalité élargit encore plus les possibilités de projets Arduino.

L’équipe évite cependant de trop complexifier Arduino. Selon Mellis, « Le défi est de trouver un moyen pour loger toutes les différentes choses que les personnes veulent faire avec la plateforme sans la rendre trop complexe pour quelqu’un qui débuterait. ».

En attendant, ils profitent de leur gloire inattendue. Des fans viennent de loin simplement pour boire au bar d’Ivrea qui a donné son nom au phénomène. « Les gens vont au bar et disent Nous sommes ici pour l’Arduino ! » narre Banzi. « Il y a juste un problème », ajoute-t-il dans un éclat de rire, « les employés du bar ne savent pas ce qu’est Arduino ! ».

« Android représente une étape majeure vers un téléphone portable libre qui soit contrôlé par l’utilisateur, mais il y a encore beaucoup de chemin à parcourir. Les hackers travaillent sur Replicant, mais c’est un gros travail de rendre un nouveau modèle compatible, et il reste encore le problème du micrologiciel. Même si les téléphones Android d’aujourd’hui sont considérablement moins mauvais que les smartphones d’Apple ou de Windows, on ne peut pas dire qu’ils respectent vos libertés. »

Ainsi se termine l’article de Richard Stallman consacré à Android et la liberté des utilisateurs. On y évoque donc le projet Replicant qui vise à produire un dérivé entièrement libre du système d’exploitation de Google.

Or il se trouve que nous avons la chance d’avoir l’un des développeurs du projet parmi les membres traducteurs de Framalang. Il eut été alors dommage de ne pas en profiter pour en savoir plus et comprendre la difficulté qu’il y a à tenter de libérer totalement un téléphone portable.

On notera que ce développeur est encore lycéen, ce qui fournit au passage un excellent témoignage d’une jeunesse qui, ayant découvert le logiciel libre, n’a plus forcément envie de passer tout son temps sur Facebook 🙂

Le projet Replicant, présenté par le développeur PaulK

Présentation de PaulK, un des deux développeurs du projet Replicant

Je m’appelle Paul et me présente souvent sous le pseudo « PaulK ». Je suis actuellement lycéen (en filière scientifique) et utilise du logiciel libre depuis 2008.

J’ai commencé avec l’utilisation de Ubuntu 8.04, en dual boot avec Windows à l’époque. En décembre 2009, j’ai décidé de passer sur Fedora, qui respectait mieux ma vision de l’informatique libre (en mettant en avant la liberté et non le seul caractère « Open Source »). Déjà à l’époque, j’étais un fervent lecteur du framablog et enthousiaste des projets de Framasoft. J’ai progressivement commencé à appendre la programmation (en C) et me suis finalement débarrassé de mes partitions Windows. J’ai aussi commencé à contribuer à certains projets proches du monde du logiciel libre, comme OpenStreetMap.

Début 2010, j’ai commencé à m’intéresser aux différentes solutions des plus libres dans le domaine de la téléphonie mobile. Je suis finalement tombé sur le site web du projet Replicant et suis allé jeter un œil sur le canal irc du projet (#replicant sur irc.freenode.net) : j’y ai trouvé le développeur principal du projet, qui, connaissant très bien la question m’a exposé les différentes solutions existantes. J’ai opté pour le Neo FreeRunner, le téléphone « le plus libre » (100% de logiciel libre tournant sur le CPU) avec à la fois une communauté francophone et internationale dédiée au projet. Je l’ai utilisé comme téléphone principal mais l’ai endommagé (avec mon fer à souder) par mégarde , après de nombreux mois d’utilisation. Pour trouver un successeur, je suis revenu sur le salon IRC du projet Replicant pour finalement choisir un HTC Dream, sur lequel j’ai installé Replicant. J’ai ensuite commencé à vouloir aider au développement du projet, après avoir compilé mes premières images du système.

En effet, depuis que j’ai commencé à utiliser GNU/Linux, mon intérêt pour la programmation n’a cessé de croitre et j’ai finalement manipulé un certain nombre de languages : C, Perl, Javascript, Lua… Contribuer au projet Replicant m’a, entre autres, permis d’apprendre les bases de Git, de comprendre et modifier des drivers du noyau, de mettre en application très concrète mes connaissances en C…

Depuis plusieurs mois, je concentre mon attention sur le support du Nexus S, le dernier téléphone de Google/Samsung.

Présentation du projet Replicant

Le projet Replicant vise à produire un dérivé entièrement libre d’Android, le système d’exploitation destiné au matériel embarqué (et originellement aux téléphones) produit par l’« Android Open Source Project » (désigné par AOSP) , dirigé par l’« Open Handset Alliance », qui est menée par Google. La version d’Android telle que produite par l’AOSP contient du code provenant de divers horizons et distribué sous diverses licences : du code sous GNU GPL, du code sous BSD et par exemple pour ce qui a été écrit par l’AOSP, du code sous licence Apache 2. A l’exception de quelques micro-logiciels (firmwares), le code d’Android tel que fourni par l’AOSP est libre.

On peut donc télécharger ce code source, éventuellement retirer ces firmwares et le compiler afin d’obtenir un système totalement libre. Le problème principal ici est qu’une telle version d’Android serait absolument inutilisables sur un téléphone. Seul l’émulateur Android (celui présent dans le « SDK ») fonctionnerait sans poser de soucis.

En effet, la grande majorité des téléphones fonctionnant sous Android nécessitent, à un moment ou à un autre, des librairies, programmes ou firmwares non-libres. La quasi-totalité de ces composants non-libres touchent directement à la communication avec le matériel : du traitement des données en provenance des accéléromètres jusqu’au composant en charge de dialoguer avec le modem (ce qui gère toutes les fonctions liées à la téléphonie, à l’envoi des messages, à la connexion 3G, etc).

Le projet Replicant a donc deux objectifs :

• fournir un système basé sur Android entièrement libre
• écrire des remplacements aux composants non-libres afin de pouvoir utiliser le téléphone avec Replicant « pour de vrai ».

Chaque appareil ayant ses particularités, son propre matériel, il faut un noyau particulier par appareil, une image du système avec les librairies et les configurations adaptées par appareil, ce qui demande de faire le travail séparément pour chaque appareil : il n’y a pas de remplacement miracle qui marcherait avec tous les appareils Android d’un coup lorsqu’il s’agit de fonctions bas-niveau touchant au matériel. Ceci rend donc le travail très long et demande aussi au développeur de posséder chaque téléphone sur lequel il travaille.

L’état actuel du projet

Pour l’instant, le nombre de téléphones supportés par le projet Replicant est relativement réduit : en effet, seuls deux développeurs font partie du projet, mêmes si des aides extérieures sont souvent là pour participer au développement. A l’heure actuelle (fin 2011), les modèle suivants sont utilisables : HTC Dream, HTC Magic, Google Nexus One (nécessite des firmwares non-libres pour que l’audio fonctionne) et le Google Nexus S n’est pas encore prêt dans le sens où les fonctions liées à la téléphonie n’ont pas encore été libérées (mais le travail est en cours).

La liste plus détaillée des fonctionnalités présentes avec Replicant pour chaque téléphone est disponible sur cette page.

De plus, le projet dispose d’un site web, où sont postées les dernières nouvelles du projet, d’une liste de diffusion et d’un canal IRC.

Petit historique du projet

Replicant n’est pas un projet très ancien : démarré à l’été 2010 afin de rassembler plusieurs initiatives isolées visant à produire une version entièrement libre dérivée d’Android pour le premier « Google phone », le HTC Dream, le projet a vite abouti à l’écriture de code pour remplacer les parties non-libres : le premier composant non-libre à avoir été remplacé a permis à l’audio de fonctionner sans composants non-libres. L’idée de créer un dépôt libre d’applications, s’accompagnant d’un logiciel client pour Android (et donc Replicant) a également été envisagé assez rapidement, mais cette première tentative n’a pas abouti. Plus tard, le projet Fdroid viendra combler ce manque, fournissant un dépôt d’applications libres faisant directement office de remplacement à l’« Android market ». La partie gérant la communication avec le modem (dite « RIL ») a ensuite été remplacée par du code libre, rendant ainsi le téléphone utilisable. Une librairie pour le GPS a aussi été adaptée à partir de code libre destiné à un autre téléphone. L’horizon du projet s’est également élargie avec le début du port de Replicant sur le Nexus One, qui a d’ailleurs été offert au développeur principal par Google, preuve de leur intérêt ou curiosité pour le projet Replicant. Maintenant, c’est le Google Nexus S qui est en train d’être porté sur Replicant (mais aussi sur GNU/Linux, au sein du projet SHR).

Le problème des firmwares malveillants, ou le problème principal auquel Replicant ne peut pas apporter de solutions

Si nous nous efforçons de produire des remplacements libres pour la plupart des composants non-libres présents les version d’Android distribuées avec les téléphones, il y a certains composants qu’il nous est (pour l’instant) impossible de remplacer. C’est en effet particulièrement le cas de certains firmwares, tels que le logiciel (non-libre) qui est exécuté sur le modem. Aucun des développeurs du projet n’a les compétences techniques pour réaliser une alternative libre à ce composant et de toute façon, il ne serait pas légal d’exécuter un tel logiciel sur les réseaux des opérateurs. En effet, ceux-ci ne seraient pas certifiés. Le seul projet de remplacement libre du logiciel contenu dans le modem se nomme OsmocomBB et devrait fonctionner sur un nombre très réduit de téléphones, incluant le Neo FreeRunner (qui n’a par défaut pas de logiciel libre sur le modem mais bien un logiciel propriétaire). Pour plus de détails, reportez-vous à la page présentant les aspects légaux du projet.

Si le logiciel exécuté sur le modem est forcément non-libre, alors tout ce qui est connecté directement au modem est nécessairement compromis : si le GPS est attaché au modem et non au processeur principal, le GPS est contrôlé par un logiciel non-libre qui, s’il gère par exemple également la connexion de données (3G), ce qui est le cas pour un modem, pourra éventuellement recevoir ou envoyer des informations obtenues du GPS, telles que la position très précise de l’utilisateur, à tout moment et sans aucun contrôle possible de la part de l’utilisateur. Ainsi, si le matériel est fait d’une telle sorte, utiliser Replicant sur le processeur n’aidera pas à solutionner ce genre de problème.

Un des freins majeurs au développement de Replicant : l’incapacité d’installer une image non-officielle d’Android sur beaucoup de téléphones

En effet, un nombre très important (pour ne pas dire la majorité) des téléphones Android n’offrent aucun moyen à l’utilisateur d’installer un système non-officiel sur son téléphone. Comme s’il était interdit et impossible de changer le système d’exploitation de son ordinateur. Toutefois, sur certains téléphones, il est possible, d’une manière ou d’une autre, de permettre à l’utilisateur de replacer son système actuel par une autre version, pas nécessairement officielle, d’Android. Cette pratique s’appelle le « rooting » du téléphone. Il s’agit généralement d’exploiter une faille de sécurité présente sur le système Android afin d’obtenir les droits root et ainsi de pouvoir écrire un petit logiciel qui permettra par la suite de remplacer le système d’exploitation du téléphone. D’autres méthodes de « rooting » du téléphone consistent à modifier le chargeur de démarrage (dit « bootloader ») du téléphone afin que celui-ci propose l’installation de nouvelles images (il s’agit des fichiers contenant le système Android, le noyau, etc). Alors que la première technique est souvent sans danger, même si elle va dans la plupart des cas rompre la garantie, la seconde technique peut rendre le téléphone inutilisable : si le chargeur de démarrage est altéré au point de ne plus pouvoir fonctionner, le téléphone ne démarrera plus. Ceci n’est, dans la plupart des cas, pas irréversible mais demandera un matériel adapté et une connaissance spécifique pour remettre le téléphone en état.

Toutefois, la plupart des constructeurs réalisent maintenant qu’il est dans leur intérêt de proposer des chargeurs de démarrage permettant d’installer d’autres systèmes d’exploitation, et encouragent parfois le développement de tels systèmes. Le projet CyanongeMod^[1], dérivé d’Android et sur lequel Replicant se base en est un bon exemple : plusieurs constructeurs tels que Samsung ou Sony Ericsson sont en effet très favorables au développement de CyanogenMod pour leurs téléphones (même s’il ne s’agit pas encore de vendre des téléphones avec CyanogenMod pré-installé).

De plus, les « Google phones », le T-Mobile G1, le Nexus One et le Nexus S sont eux-aussi munis d’un chargeur de démarrage permettant l’installation de systèmes non-officiels.