3D 打印微量吸液管DIY 实验室设备（左），光学显微镜3D 打印资源开放平台FlyPi。

图片来源：Univ. T俟bingen & Christoph Jackle

很少有科学家知道，通过参考可免费在线获取的“开放资源硬件”说明，他们可以不用购买实验室设备，而是很廉价地根据自己的创新进行定制。

近日，50位科学家齐聚瑞士日内瓦附近的欧洲粒子物理实验室——欧洲核子研究中心（CERN），希望可以改变研究人员在开放科学硬件方面的意识缺乏状态。作为该领域的首次会议，他们对比了发明创造，研究了提升加工制造以及共享实验室器材方面的路线图。“我们希望开放硬件可以成为科学过程中的常规部分。”该会议共同组织者、非营利公民科学社团公共实验室执行主任Shannon Dosemagen说。

开放硬件被类比为计算机科学领域的“开放软件”，其支持者已经利用诸如3D打印及激光切割器等加工技术，创建了数十个实验室器材免费在线设计方案。他们认为，与其他人共享这些设计可以极大地促进科学进程。但这种共享自己动手（DIY）作品的理念仍须假以时日才能成为主流。“让绝大多数科学家参与进来还需要时间。”美国密歇根理工大学工程师Joshua Pearce说，两年前他曾发表了一本书，讲述科学家应如何建立低成本实验室。

开放硬件行动可以在科学上获得很大成功，该会议组织者、协调英国剑桥大学合成生物中心的Jenny Molloy说。公民科学项目、学校和缺乏资金购买昂贵仪器设备的研究人员使用这些开放硬件的速度尤其快。例如，2009年，印度尼西亚日惹加贾马达大学分子生物学家Irfan Prijambada通过采用一个生命科学社团平台Hackteria的设计成果，以不足10%的市场价格为实验室装备组织培养设备和显微镜。

在线设计已经制作出从DNA放大PCR机器到荧光成像显微镜等各种各样的实验室器材。Molloy表示，很多实验室器材的基本原则是不申请专利，这样发生知识产权纠纷的情况就非常罕见。对于一些实验室工具箱来说，如扫描隧道显微镜，其制造过程非常复杂，很难在实验室进行，但是Pearce认为，这种器材最终也能够成为开放资源。因为这些设计蓝图可以开放获取，允许任何人评论及修正，这些设备的质量经常和商业化的产品一样好，甚至比商业产品质量更优。

对研究人员来说，允许修改设备是开放共享设计的一大优势。“如果它是可以开放获取的，那么我就可以使用并对其进行修改。这一点对我最为重要。”剑桥大学生物物理学博士Tobias Wenzel说。

该会议参加者听说，一些科学家不愿采用DIY设备，可能是因为怀疑开放硬件是否能够忠实地制作出合格、标准的设备。很多时候一些实验室器材设计会有意调整已知标准或使用说明，使设计资料不明确或是不完善。社团标准或最佳实践指南可以利用一份清单确保设计者覆盖所有必要的基础规范，Wenzel说。“它需要这样的设计，‘如果遵循这一程序，将会有效发挥作用，获得高精确度、高准确性以及错误较少的器材。’”Pearce说。

其中的问题是，详细地分享可供他人参考的设计需要花费时间和精力，但却几乎不会得到正式科学荣誉。“为个人研究设计一件东西是一回事，但让他人很容易复制这个东西却很难。”加拿大多伦多大学工程师、帮助开发生物与化学开放资源平台芯片DropBot的Ryan Fobel说。

最后，日内瓦会议参与者讨论了给开放硬件设计者颁发荣誉的方式。一些人可能希望看到设计索引系统，或是希望期刊发表更多概括设计方法的研究论文。建立一个开放科学硬件中心库可能会有所裨益：CERN现有一个电子开放硬件库，美国国立卫生研究院现有一个包含实验室器材的3D打印库。但仍然没有一个库存可以整理所有的开放硬件设计。

因为很多科学家不愿意自己制作设备，利用开放硬件将会涉及到提供这些器材设计方案的非营利组织和公司，日内瓦大学物理学家Francois Grey说。公司可能会通过开放硬件支持，或用质量保障检验以及合格测试等途径赚钱，Pearce说。

Pearce有一个梦想，希望有一天每篇发表的科学论文不仅可以告诉读者实验方法，而且可以说明研究需要的设备是如何制作的。这需要让资助者之间的合作成为现实。现有大规模设备拨款倾向于为单个设备买单，但是Pearce希望看到钱花费在开源硬件上，他表示这样可以降低成本，而且随着时间发展，还可以改善设计。（红枫）