White Rabbit: La tecnología híbrida de precisión temporal del CERN

Este artículo ha sido galardonado con varios premios:  

• Best Paper 2023, AIS Special Interest Group Grounded Theory Methodology  
• Trailblazing Research Award 2023, This IS Research  
• Best Paper 2023, MIS Quarterly  
• Best Paper 2023, Association for Information Systems 

El hardware de código abierto (OSH) se está revelando como un fenómeno cada vez más prometedor. Sin embargo, el conocimiento limitado sobre este tipo de hardware, al que se permite el libre acceso para estudiarlo, modificarlo, distribuirlo, fabricarlo y venderlo, ha frenado su potencial comercial.  

Para entender mejor cómo superar estas limitaciones e impulsar el desarrollo de código abierto, la profesora adjunta de Esade, Laia Pujol Priego —quien, lamentablemente, falleció en 2023— y el profesor Jonathan Wareham analizaron el OSH White Rabbit, desarrollado inicialmente en el CERN para eliminar las distorsiones en la medición del tiempo entre aceleradores de partículas y redes informáticas situadas en distintas ubicaciones geográficas. Actualmente, la tecnología se utiliza de forma generalizada en entornos industriales comerciales como los de los vehículos automatizados, el tráfico aéreo y las redes de telecomunicaciones.  

El análisis de la evolución del White Rabbit, publicado en la revista MIS Quarterly, es el resultado de haber tenido un acceso sin precedentes a la Sección de Hardware y Cronometraje del Beams Department del CERN, que se encargó de coordinar el desarrollo del OSH.  

Abierto e híbrido 

Durante los últimos 20 años, el hardware de código abierto ha influido cada vez más en el desarrollo de hardware comercial. Algunos ejemplos de ello son la empresa italiana Arduino, fundada en 2005 como un medio de bajo coste para que estudiantes y aficionados pudieran acceder a dispositivos, que ofrece ahora electrónica y tecnologías digitales accesibles en asociación con gigantes mundiales como Google, Intel y Bosch. O el Open Compute Project, que empezó en 2009 como un proyecto interno de Facebook, se convirtió en una fundación independiente en 2011, y ahora es una comunidad mundial de infraestructuras informáticas para centros de datos.  

Sin embargo, el desarrollo de tecnología física de código abierto presenta algunos problemas. Cuando dichos objetos se desarrollan utilizando middleware (que permite la integración entre sistemas) o software integrado (para controlar hardware específico) generan la creación de híbridos. Pujol y Wareham defienden que los híbridos tienen una naturaleza única que supone la introducción de nuevos retos, como ciclos de desarrollo largos, costes de producción altos y normas de concesión de licencias poco claras.  

La diversa comunidad de especialistas técnicos, vendedores comerciales, complementadores industriales y contribuciones voluntarias que forman White Rabbit ofreció a los investigadores una rica muestra de diez años de datos longitudinales en los que explorar estas cuestiones. 

Seguir al conejo blanco 

El CERN adoptó desde el comienzo un enfoque colaborativo en el desarrollo de White Rabbit (WR). El proyecto se lanzó como una iniciativa de hardware de código abierto, acompañada de una convocatoria abierta a la red de proveedores del CERN para fomentar las contribuciones. Con el fin de facilitar esta colaboración, el CERN desarrolló una licencia de hardware de código abierto que definía reglas claras para compartir, distribuir y vender los diseños de WR. También se implementó un marco de apoyo sólido que incluía un repositorio centralizado para la documentación y los archivos de diseño, una Wiki de orientación, una lista de correo de desarrolladores para la comunicación, talleres regulares para intercambiar conocimientos y un conjunto de herramientas colaborativas para optimizar las contribuciones y modificaciones. 

A la comunidad de White Rabbit se unió rápidamente un grupo amplio y diverso de organizaciones. En diez años, el número de colaboradores superó la capacidad del CERN para hacer un seguimiento de las reutilizaciones y adaptaciones realizadas en White Rabbit.  

El nivel de acceso sin precedentes que tuvieron Pujol y Wareham a la comunidad de White Rabbit y a los datos asociados les permitió definir este desarrollo en tres fases distintas: formación híbrida (2008 a 2012), desarrollo híbrido en contextos locales (2012 a 2015) y desarrollo de trabajos híbridos derivados (2015 a 2020). 

Las fases de la evolución  

Durante la fase de formación híbrida, se hizo rápidamente evidente que el CERN necesitaba centralizar y controlar el desarrollo. Este trabajo se coordinó e integró en el CERN. Los acuerdos contractuales rigieron todas las actividades de desarrollo y especificaron que toda la documentación debía compartirse en el repositorio y regirse mediante una licencia de código abierto. 

La segunda fase empezó con la publicación del primer prototipo, y fue el momento en el que los usuarios empezaron a notificar errores. Las correcciones se incorporaron a los diseños posteriores y empezaron a aparecer versiones innovadoras basadas en los requisitos únicos de las instituciones participantes. Al haber muchos diseños nuevos y una comunidad cada vez más heterogénea, el desarrollo de White Rabbit empezó a caracterizarse por estar menos centralizado y ser muy voluntario.  

Durante la tercera fase, se desarrolló un proceso de estandarización para garantizar la estabilidad de la tecnología y dar a conocer el potencial de White Rabbit fuera de la comunidad de la investigación científica. Durante esta fase, los implementadores industriales adquirieron mayor autonomía en cuanto a la modificación de los sistemas heredados y se desarrollaron nuevas versiones como aplicaciones propietarias que no siempre se divulgaron a la comunidad de White Rabbit. 

Un futuro para los híbridos de OSH 

Tras su análisis, los investigadores desarrollaron una serie de propuestas para ofrecer una mejor comprensión del papel que desempeñan los objetos híbridos en el desarrollo de código abierto. La idea central del análisis es el concepto de maleabilidad, que se refiere a la adaptabilidad que tiene un objeto híbrido para poder ajustarse, modificarse o reconfigurarse manteniendo su funcionalidad central y sus características esenciales. La maleabilidad es fundamental para entender cómo evolucionan los objetos híbridos y se adaptan a los diversos requisitos operativos dentro de los marcos de desarrollo de código abierto. 

La primera proposición es que la maleabilidad está determinada por tres atributos estructurales: 

• La materialización se refiere a la naturaleza física o digital de los componentes de un objeto. Por ejemplo, los componentes físicos están sujetos a limitaciones como el tamaño, el coste y las propiedades de los materiales, mientras que los componentes digitales ofrecen una mayor flexibilidad de adaptación. 
• La modularidad indica lo estrecha o débilmente acoplados que están los componentes de un objeto. Los componentes estrechamente acoplados son difíciles de modificar de forma independiente, mientras que los débilmente acoplados pueden ajustarse o sustituirse sin afectar a todo el sistema. 
• La granularidad es el grado en que un objeto puede descomponerse en componentes más pequeños y manejables. Una granularidad alta significa que el objeto está compuesto de numerosas partes más pequeñas, que pueden modificarse o actualizarse individualmente, mientras que una granularidad baja indica que el objeto funciona como una unidad única y monolítica. 

Esta caracterización conduce a la segunda proposición, que la maleabilidad de un híbrido aumenta con su madurez. En el caso de White Rabbit, durante las primeras fases de desarrollo fue necesario contar con un alto grado de centralización para mantener una estructura cohesiva y pasos secuenciales. Los datos de la investigación mostraron claramente que un modelo de desarrollo con una gran cantidad de contribuciones reduciría la precisión operativa y aumentaría los esfuerzos de desarrollo. Pero, a medida que la tecnología madura y se adopta en distintos entornos (como a gran altitud o a gran profundidad), su maleabilidad sigue evolucionando. 

La tercera proposición es que los objetos menos maleables están asociados a un modelo de desarrollo que se caracteriza por tareas asignadas y compensaciones pecuniarias, centralización y colaboración secuencial. La baja maleabilidad requiere procesos de desarrollo firmemente controlados y dirigidos de forma centralizada, como era el caso en la primera fase del White Rabbit, ya que dichos objetos requieren pasos secuenciales y esfuerzos coordinados. 

En contraste, la cuarta proposición indica que el desarrollo de objetos muy maleables está asociado a tareas autoasignadas, a la descentralización y a la colaboración asíncrona. Esto es coherente con la segunda proposición y con el caso de White Rabbit, en el que se realizan numerosas modificaciones independientes con la madurez y presenta una mayor maleabilidad en fases más avanzadas del proyecto.  

Finalmente, la quinta proposición refleja los procesos duales de licuación y cristalización que ilustran cómo estos híbridos, una vez que han alcanzado una gran maleabilidad, evolucionan para equilibrar los principios del código abierto con las limitaciones de la integración de sistemas industriales y heredados del mundo real. 

• La licuación describe un proceso en el que el núcleo de la tecnología híbrida es lo suficientemente estable como para permitir que se realicen modificaciones en sus componentes periféricos, haciendo posible realizar cambios que, en general, son coherentes con el diseño original de código abierto. 
• La cristalización implica que la tecnología híbrida se adapte a las limitaciones impuestas por sistemas heredados o normas industriales específicas. Estas modificaciones pueden dar lugar a versiones patentadas y estrechamente acopladas de la tecnología que se desvían del diseño lógico original de código abierto. 

Cuestionar las suposiciones 

Esta idea final de los autores destaca la importancia de diferenciar las implementaciones físicas de White Rabbit a lo largo de su desarrollo del diseño compartido y regulado por una licencia OSH. La influencia mutua de las implementaciones y contribuciones cada vez más heterogéneas en el diseño lógico tiene implicaciones para terceros (fabricantes e implementadores), así como para seguir informando las futuras versiones del diseño lógico de White Rabbit.  

Los autores afirman que, en este sentido, el hardware de código abierto no consiste en ofrecer artículos digitales, híbridos y materiales gratuitos, sino que da la libertad de utilizar y modificar lo que se encuentra codificado bajo los términos de la licencia.  

Al observar la trayectoria de la maleabilidad del OSH, la investigación cuestiona las suposiciones que se mantenían anteriormente y ofrece una explicación más matizada de cómo interactúan los objetos físicos con otros atributos. Esta perspectiva, concluyen los autores, ofrece nuevas vías para aprovechar el potencial del OSH, tanto en los objetos digitales como en los híbridos, y establece una base para entender mejor las prácticas de desarrollo.