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喷灌系统的再发明

还记得我外公发明的自动喷灌系统以及我对于他如果生在今日会如何做的种种设想吧？如果是在这个时代，他就不会申请专利，授权一家制造商进行生产（在生产过程中逐渐丧失对自己发明的控制权），而是会自己制造、生产，由发明家华丽转身成为企业家。
　　我觉得如果亲身实践一下，肯定比坐在那里空想有趣得多，所以我决定按照现代的创客模式重新设计发明这套自动喷灌系统。
　　说实话，我并非天生就对喷灌系统设计有灵感。起初，我选择了一块约3米长、1.2米宽的草坪做实验，这样修剪时用一把大剪刀就足够了。我对园艺绝对没兴趣，一年也就踏上草坪一次，还是为了给孩子们搭帐篷，让他们体验一年一次的“露营”探险。我妻子是家里的花匠，尽职尽责地呵护着花坛。她从一开始就明确告诉我，不许在她的领地内做喷灌系统的实验。
　　但鉴于外公的自动喷灌系统的伟大创意，喷灌系统简直成了我家的家族遗产。我向家里有漂亮草坪和喷灌系统的朋友们咨询，逛园艺商店，浏览园艺网页。如果我要发明一种喷灌装置并且以此创业，我该解决什么问题呢？
　　我的理论是，如果要重新设计、开发已经非常成熟的产品，最好的办法就是征询他人的意见。我提出了一些基本问题，你也可以称之为“变形工具箱”（实际上可以应用于任何产品）：
　　1. 如果与互联网联系起来，这些产品可以如何改进？
　　2. 如果产品设计对大众开放，任何人均可对设计进行修改或改进，产品可以得到哪些优化？
　　3. 如果制造商不对知识产权征缴费用，产品成本可以降低多少？
　　虽然外公在发明中倾注了他的智慧，过去半个多世纪以来的行业发展也实现了大量的集体创新，我很快发现喷灌系统尚有很大的改进空间。对于创业者来说，市场上的所有产品都是专有财产。也就是说，即便它们确能在互联网上获得（这样的产品很少），我也必须缴纳一定的特权服务费，而且还要按照制造商的要求行事。只能联结到制造商出售的传感器上，还必须按照制造商提供的方式使用，而且花费相当不菲：全套设备随随便便就要花掉几千美元，通常还需要一名专业顾问。
　　现在，不妨想象一种更好的喷灌系统，我们称之为“开源喷灌系统”。
　　首先，通过手机轻松控制这套喷灌系统。去度假的时候忘记设置喷灌系统？可以通过一个手机应用软件解决。夏天上班时想知道草莓地里的土壤湿度？看看口袋里的手机就好。
　　如果喷灌系统能够预知明天会下雨，今天取消浇水，情况会怎样？当然，你可以购买高端的专用系统，但要缴纳服务费。而且如果你有更好的当地天气数据源，那可就很不幸了，因为就算是那样，你还是需要使用高端设备配备的天气服务。我们可以把这项功能也变成免费的开源服务。
　　希望了解喷灌系统烦琐的菜单，又不想阅读使用手册？可以通过网站上简单易行的图形界面设置开源喷灌系统。如果不愿意使用我们设计的控制面板，还可以在设计社区选择中意的一个。
　　更好的喷灌系统就是这样：开源、联网式、物美价廉。
　　设想起来当然容易，但该如何实现这些想法？
　　我的电子器件公司3D Robotics建立在一种名为“Arduino”的开源计算平台上，它是一种价格低廉、易于使用的处理器与免费编程环境。任何人都可以通过将传感器和执行器联结到某一计算机程序上，实现计算与现实世界的对接，通常称为“实体计算”或“嵌入式计算”，实例屡见不鲜。事实上，从恒温器到闹钟、立体声、微波炉和便携式音乐播放器，几乎所有家用电子设备都是以此方式运行的。你的汽车里有数十种嵌入式计算机，只不过它们都是封闭的专有设备，而Arduino则向所有人开放，任何人可对其做出修改。从能够将自身状态发送Twitter消息的咖啡机到随时随地能够通过手机控制的宠物喂食器，新兴的“物联网”中的大部分事物都是基于Arduino设备的。
　　我最了解这一系统，因此决定把喷灌系统控制器建立在Arduino上。也就是说，可以拥有大批因其他目的而同样使用Arduino的用户，他们已经解决了如何将其联结至互联网以及能够想到的任何传感器的问题。我希望使用了Arduino之后，我的大部分问题能够迎刃而解。
　　一项快速搜索显示，情况确实如此。实际上，已经形成了一种非常活跃的Arduino喷灌系统亚文化。有无数种滴管控制、土壤湿度监测甚至是植物向阳控制项目，为什么会有大量的此类项目？大部分不过是两种极客热情的合体—园艺与计算机，但事实是某些项目备受营养液“花工”的推动，我认为这些人种植的一定是高质盆栽植物。传统的喷灌系统制造商可满足不了这个市场！
　　当然，还有很多方面需要改进，而且我也找到了一些志同道合的人。马萨诸塞大学的王瑞（音译）教授找到了将Arduino联结到廉价的商业水阀的方法。安德鲁?韦吕（Andrew Frueh）是复杂的GardenBot项目的创始人，该项目需要一种将电脑控制的园艺技术更好地联至互联网的方法，然后就可以开始运营了。经过几个月的敲敲打打，我们终于制出了一个功能齐备的模型，它与互联网以及任何在线天气服务相联，在家庭网络和喷灌系统控制器之间拥有灵巧的无线联结，可以管理任意数目的阀门网络和传感器。
　　至此，我们已经完成了发明部分，与外公当年的做法大致相同，但接下来的事情就体现了过去与现在的差异。外公完成发明后必须注册专利，这是一项耗财耗时的工作，需要聘请律师，准备大量文件，而我们只是在开源许可证下将所有发明在线发布。外公必须找到一家能够给予他的发明一纸许可的制造商，按照制造商的意愿投产喷灌系统，而我们只是把电子设计图纸发送给一家装配厂（我选择了之前合作过的Advanced Circuits），然后把外壳的CAD设计发送给一家服务商，他们会将其注塑成型，之后选择一家注塑成型工厂进行小规模生产。
　　根据我们的计算，一台开源喷灌系统控制器，即联网式易编程的手机控制喷灌系统的核心，大约以100美元的价格销售，是具有相同功能的商业喷灌系统价格的1/5~1/3。当研发环节无须费用（开源社区，万分感谢！），而且不收取任何知识产权费用，即便制造数量很少，削减专有替代产品的价格也并非难事。
　　实际售价还要更低：目前，一个开源喷灌系统的售价为79.95美元。王瑞（音译）使用商业供应商制造电子板以及供应必要元件，还开设了一家网络专营店。产品上市一共花费了不足5 000美元，虽然不能说是一笔小钱，但和当年外公支付的专利律师费相比的确少得多了。最终，将外公的发明投产的那家公司为生产、上市这一产品投入的费用肯定比我们的开销高出百倍。
　　关键在于，和进取精神相比，我们的花费确实极其低廉。这笔钱尚在信用卡的消费额度内，而且不过是过去开办制造业企业资金投入的九牛一毛而已。
　　无论是哪种情况，未来几年内，随着其他以互联网为中心的开源创新模型项目的建立与进入，喷灌系统行业必将发生改变。也许后来者会借鉴我们的成果，也许他们会做出更好的设计。重点是，真正的创新者很可能并不是园艺设备制造领域内已经立足的商家，而是从网络模型中脱颖而出的新秀。现今，创业精神已经完全不同于我外公那个时代的概念了。

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