OLPC XO-1
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Der XO-1 der Initiative „One Laptop Per Child“ (kurz OLPC) ist ein robuster und speziell auf Kinderbedürfnisse angepasster Laptop, der für den Einsatz im Schulunterricht, insbesondere in Entwicklungs- und Schwellenländern vorgesehen ist. Weitere Bezeichnungen für den XO-1 sind 100-Dollar-Laptop, Children’s Machine beziehungsweise OLPC.[1]
Der Leitgedanke ist, den Computer zu einer freien Wissensdatenbank und zu einem kindgerechten und vielseitigen Lernwerkzeug für die Schule umzugestalten und zusätzlich den Zugang zu modernem Wissen über digitalisierte, vielfältige Medien aller Art zu ermöglichen.[2] Die Verwendung von Freier Software wird angestrebt. Das Projekt bezeichnet sich als Ausbildungs-Projekt, nicht als Laptop-Projekt.[3] Gründer und Vorsitzender der Initiative ist der MIT-Professor Nicholas Negroponte.
[Bearbeiten] Überblick
Der Schülerlaptop soll die Grundlage für so genanntes E-Learning im weiten Sinn sein. Der Computereinsatz im Rahmen von E-Learning erfordert eine Umgestaltung des Laptop-Designs, weg von der bisherigen Konzeption als Bürogerät für Erwachsene hin zur Gestaltung als Lernwerkzeug. Dazu wurden sowohl die Hardware als auch die Software für die Anforderungen und Bedürfnisse von Schülern maßgeschneidert: man änderte die Grafische Benutzeroberfläche, weg von der Konzeption als Desktop-Oberfläche hin zum Einsatz einer Zoom-Oberfläche namens Sugar.
Der Laptop soll sowohl neues Kommunikationsmedium als auch integriertes Medium für den regulären Unterricht sein (siehe digitale Schulbank). Er kann zum Lesen eines Buches (als E-Book) oder als modernes Kommunikationsmittel (netzbasiertes Videogespräch, Telefongespräch, Chat) verwendet werden. Der Laptop ermöglicht die spontane Bildung von Lernteams (kollaboratives Lernen), indem sich die Computer auf Anforderung seiner Nutzer selbständig miteinander vernetzen (sogenanntes Mesh-Netzwerk). Die mitgelieferten Anwendungen (das Softwarepaket) sind für Gruppenarbeit über das Netz (LAN und Internet) optimiert. Dieses aktive, situierte Lernen kann eine neue Qualität des Wissenserwerbs ermöglichen.[4]
Der Lerncomputer soll Plattform unterschiedlicher Lernkonzepte und Unterrichtsmethoden sein, wobei im Rahmen des Projektes die Konstruktivistische Didaktik im Vordergrund steht. Nach dem Konzept der Konstruktivistischen Didaktik nach Seymour Papert[5] müsse der Lehrer Schülern das Konzept selbständigen Lernens beibringen. Alternativ dazu soll er in seinem Unterricht weiterhin auf Konzepte klassischer Unterrichtsmethoden bis hin zum Frontalunterricht zurückgreifen können.[6]
Träger des Projekts ist die gemeinnützige Gesellschaft „One Laptop per Child“ unter Vorsitz des MIT-Professors Nicholas Negroponte.[7] Sie wurde nach Abschluss eines Forschungsprojekts am MIT Media Lab gegründet. Das Projekt versteht sich als Bildungsprojekt für die Allgemeinheit. Alle interessierten Menschen sind eingeladen sich an dem laufenden Projekt zu beteiligen. Als Open Source-Projekt stellt OLPC die seit Projektstart im Jahr 2005 entwickelte Software der Allgemeinheit als Freie Software uneingeschränkt und kostenlos zur Verfügung. Damit steht es jedem frei, die Software weiterzuentwickeln und an spezifische Bedürfnisse anzupassen.
Die Zielgruppe des Geräts sind Schüler aus Entwicklungs-, Schwellen- und Industrieländern. Als gemeinnützige Gesellschaft ist OLPC nicht auf Gewinnmaximierung ausgerichtet. Die durch eine hohe Stückzahl erreichte Verringerung der Produktionskosten (sogenannter Skaleneffekt) wird unmittelbar an die Abnehmer weitergereicht. Zwar werden Entwicklungs- und Schwellenländer beim Start der Großproduktion besonders berücksichtigt, Industrieländer sind aber auch nicht ausgeschlossen.[8]
Neben der Verbesserung der Schulausbildung ist es ein weiteres Ziel dieses Projekts, die wachsende digitale Kluft der Industrieländer gegenüber den Entwicklungs- und Schwellenländern langfristig zu schließen. Durch seinen geringen Preis soll der Laptop möglichst allen Bevölkerungsschichten den Zugang in das Internet und damit zu modernem Wissen ermöglichen. Wissen soll für alle zugänglich sein und dadurch Bildung ermöglichen. Das Projekt wird daher von den Vereinten Nationen unterstützt. Bereits im September 2000 wurde in den Millennium-Zielen der Vereinten Nationen als zweites Ziel die Bereitstellung einer primären Schulausbildung für alle bis zum Jahr 2015 durch die Weltgemeinschaft beschlossen.[9]
Bestätigt und konkretisiert wurde dieses zweite Millennium-Ziel in der Abschlusserklärung von 174 Staaten, auf dem zweiten Weltgipfel zur Informationsgesellschaft im November 2005, in Tunis, Tunesien. „Wir bestätigen, dass es unser Wunsch und unsere Verpflichtung ist, eine am Menschen orientierte, nicht ausschließende und entwicklungs-orientierte Informationsgesellschaft zu schaffen, […], so dass Menschen an jedem Ort zu Informationen und Wissen Zugang haben, es benutzen, gebrauchen, schaffen und teilen können, damit jeder seine Möglichkeiten ausschöpft; und um die international vereinbarten Entwicklungsziele, d.h. auch die Millennium-Ziele, zu erreichen.“[10] Seitens der 174 WSIS-Teilnehmer wird vom Zugang zu modernen Kommunikationstechniken erwartet, dass sich die sozialen und wirtschaftlichen Entwicklungschancen verbessern und sich damit auf lange Sicht positive Impulse für die Entwicklungshilfe ergeben.[11]
[Bearbeiten] Konfiguration
Den Angaben des offiziellen OLPC-Wikis folgend[12] verwendet der Laptop den Prozessor AMD Geode LX-700@0,8W mit 433 MHz Taktfrequenz, mit zusätzlichem L1- und L2-Cache mit einer Größe von insgesamt 256 kB.[13] Der Geode-Prozessor basiert auf der x86-Architektur. Die Zahl 700 gibt an, dass die Rechenleistung zumindest der eines Intel Pentium III (Celeron) mit einer Taktfrequenz von 700 MHZ entspricht. Die Größe des Hauptspeichers beträgt 256 MB. Anstatt einer vibrationsempfindlichen Festplatte wird ein stoßfester Flashspeicher mit 1024 MB eingebaut. Größere Datenmengen (derzeit 3 bis 5 GB pro Laptop) sollen auf einem 100-Dollar-Server gespeichert werden. Der Zugriff erfolgt dabei über integriertes WLAN. Der Laptop hat als externe Anschlüsse drei USB-Anschlüsse, ein integriertes Kartenlesegerät für SD-Karten sowie Audioein- und -ausgänge.
Das Display ist 7,5 Zoll groß. Die Bildschirmauflösung beträgt maximal 1200×900 Pixel. Der Bildschirm reflektiert das Umgebungslicht und ist damit auch im Sonnenlicht benutzbar. Die Pixeldichte beträgt 200 dpi (vergleiche gedruckte Zeitschrift: 300 dpi). Weiterhin verfügt der Laptop über eine eingebaute Videokamera mit einer Auflösung von 640x480 Pixel, ein eingebautes Mikrofon, zwei Lautsprecher sowie Ein- und Ausgang für Audiosignale.
Über den Signaleingang ist der Laptop in der Lage, Messwerte von analogen Sensoren aufzuzeichnen und automatisch in einem Programm zu verarbeiten. Denkbar wären etwa die Messwerte von einem Thermometer, pH-Messgeräte, Oszilloskop oder einem Mikroskop.[14] Der Schüler-Laptop hat ein Touchpad mit einer Gesamtlänge von ca. 15 cm, wobei das Touchpad die Eingabe mit einem Eingabestift verarbeiten kann. Somit ist auch das Schreiben von digitalen Briefen möglich. Die Tastatur und das Touchpad können mittels zweier Leuchtdioden beleuchtet werden. Damit ist die Computernutzung auch nachts bzw. bei schlechten Lichtverhältnissen möglich.
Der Laptop hat einen eingebauten Router für ein lokales Funknetzwerk nach dem 802.11s-Standard. Die maximale Übertragungsgeschwindigkeit beträgt 2 Mbit/s. Die Funkreichweite pro Laptop beträgt unter optimalen Bedingungen ca. zwei Kilometer.[15] Zudem kann der XO-Laptop mit anderen Laptops bei der Datenweiterleitung kooperieren. Datenpakete können über weitere 20 Laptops zum Empfänger weitergeleitet werden. Dadurch ergibt sich eine theoretische Reichweite des Funknetzes von 30 bis 40 Kilometer.
Jeder Laptop kann ohne eine Vermittlungsstelle, d. h. ohne einen Server, zu jedem anderen Laptop automatisch eine Verbindung aufbauen. Ein Serverausfall kann also durch den Laptop automatisch kompensiert werden. Soweit ein Laptop bzw. ein 100-Dollar-Server Zugang in das globale Internet hat, stellt er dies auch für alle Teilnehmer im Funknetz bereit, bei Bedarf auch über die eingebauten USB-Anschlüsse in Verbindung mit einer Ethernet-Netzwerkkarte. In entlegenen Gebieten kann der 100-Dollar-Server mittels einer Satelliten-Schüssel einen Internetzugang bereitstellen.
Der XO-Laptop wurde für den täglichen Einsatz in der Schule konzipiert und ist daher besonders robust konstruiert. Das mobile Computersystem soll zumindest für eine Dauer von fünf Jahren ohne Funktionsausfälle einsetzbar sein (Standard-Laptop: Zwei Jahre). Die Tastatur ist wasserdicht, der gesamte Laptop ist beim Transport zum Schutz vor Regen abgedichtet. Je nach dem welche Anwendung und welcher Akkutyp benutzt wird beträgt die durchschnittliche Laufzeit des Akkus drei bis sechs Stunden, in der Zukunft sollen mit einer verbesserten Software Akkulaufzeiten von 10 Stunden und mehr erreicht werden.[16][17][18]
Ebenso wurde der Schüler-Laptop auf eine hohe Energieeffizienz ausgerichtet. Solange der Laptop aktiv benutzt wird, verbraucht er lediglich ca. 2,5 Watt. Wenn am Laptop keine Eingaben erfolgen, arbeitet er weiterhin als Netzwerk-Router und verbraucht dabei nur noch ca. 0,3 Watt (vergleiche Standard-Laptops: ca. 20 bis 40 Watt; Desktop-Computer: mindestens 70 Watt). Daher sind zur externen Energieversorgung auch schwache Stromquellen wie etwa Solarzellen oder ein handbetriebener Dynamo (sogenannte human power) ausreichend.
Der Laptop hat die Maße 24,2 cm × 22,8 cm × 3,0 cm; seine Diagonallänge beträgt 11,8 Zoll. Das Gerät ist in die Klasse der besonders mobilen Subnotebooks einzuordnen. Durch seinen umklappbaren Bildschirm kann das Gerät ähnlich wie ein Tablet PC verwendet werden. Sein Gewicht beträgt – inklusive Akku – etwa 1,4 Kilogramm. Das Design des Geräts stammt vom renommierten Schweizer Industriedesigner Yves Béhar.[19][20]
[Bearbeiten] Projektverlauf
[Bearbeiten] Erste Forschungsansätze
Erste Überlegungen bezüglich eines Wissenstransfers in Entwicklungs- und Schwellenländer gingen bereits in den siebziger Jahren von MIT-Professor Seymour Papert aus. Im Rahmen eines Forschungsprojektes brachte er Computertechnologie in ein afrikanisches Dorf und beobachtete, inwieweit die dortigen Kinder, welche vorher noch keinen Kontakt mit dieser Technologie hatten, innerhalb kürzester Zeit lernten, den Computer anzuwenden und sich durch ihn neues Wissen anzueignen.[21]
Im Rahmen dieser Überlegungen entwickelte sich später am MIT die Idee, einen preiswerten Laptop speziell für Entwicklungsländer zu konzipieren. Daraus entwickelte sich später das Projekt 100-Dollar-Laptop. Dieses Projekt wurde im Rahmen eines Forschungsprojektes am MIT Media Lab, Fakultät der Universität MIT in Cambridge (Massachusetts), weiterentwickelt.
Weitere Forschung wurde im Jahre 2001 zusammen mit einer Dorfschule in Kambodscha betrieben. Es wurde jedem kambodschanischen Kind dieser Projektschule ein damals moderner Laptop für den Schulunterricht zur Verfügung gestellt, um festzustellen, welche besonderen Anforderungen an ein solches Gerät im Rahmen des Schulunterrichts und insbesondere in einem infrastrukturell schwachen Gebiet gestellt werden. Aus diesem Projekt konnte geschlossen werden, welches besondere Design ein solcher Laptop haben sollte.
[Bearbeiten] Ausgliederung des Projektes „One Laptop per Child“
Als sich abzeichnete, dass das Projekt den Rahmen eines reinen Forschungsprojektes sprengen würde, wurde zu dessen Umsetzung in die Praxis die gemeinnützige Gesellschaft One Laptop per Child (kurz: OLPC) gegründet und von der Universität organisatorisch ausgegliedert (sogenannter Spin-off).
Als gemeinnützige Gesellschaft ist OLPC nicht auf Gewinnmaximierung ausgerichtet. Vorstandsmitglieder sind unter anderem Nicholas Negroponte (Vorsitzender), Antonio Battro (Chief Education Officer) und Walter Bender (Software and Content). Gemäß dem Kurznamen OLPC ist es das erwünschte Ziel, jedem Kind für Ausbildung und Unterricht einen Laptop zur Verfügung stellen zu können.[22] Somit steht der Begriff 100-Dollar für den anvisierten Produktionspreis bei großen Stückzahlen. Dieser Preis wird für Ende 2008 bzw. Anfang 2009 angezielt.
[Bearbeiten] Projektstart
Der Projektstart erfolgte im Januar 2005 auf dem Weltwirtschaftsforum in Davos (Schweiz), als Nicholas Negroponte das Konzept zur Entwicklung eines Hundred-Dollar-Laptop-Project (HDLP) bekannt gab. Damals konnte als erster Partner AMD gewonnen werden. Noch im selben Monat folgten News Corporation und Google.[23] Zu diesem Zeitpunkt wurden jedoch noch weitere Partner für dieses Projekt gesucht.
Am 16. November 2005 stellte Nicholas Negroponte gemeinsam mit UN-Generalsekretär Kofi Annan auf dem zweiten Weltgipfel zur Informationsgesellschaft (WSIS) in Tunis (Tunesien) erstmals öffentlich funktionsfähige Prototypen des 100-Dollar-Laptops vor.[24] Im Rahmen einer Pressekonferenz äußerte sich Kofi Annan wie folgt: „Er [der Laptop] ist eine eindrucksvolle technische Errungenschaft, in der Lage, fast alles, was größere, teurere Computer können, zu tun. In ihm liegt das Versprechen große Fortschritte in wirtschaftlicher und sozialer Entwicklung zu bewirken. Aber vielleicht am wichtigsten ist die eigentliche Bedeutung von „one laptop per child“. Es geht nicht einfach darum, jedem Kind einen Laptop zu geben, so als würde man ihm ein Zaubermittel überreichen. Die Magie liegt im Inneren – im Inneren jedes Kindes, jedes werdenden Wissenschaftlers, Gelehrten oder einfachen Bürgers. Diese Initiative beabsichtigt sie ans Tageslicht zu bringen.“[25]
Seitdem erhält das Projekt von weiteren Partnern aus der Industrie wie etwa Marvell, Brightstar, Nortel, SES-Astra und Red Hat Unterstützung.[23] In einer Pressemitteilung vom Dezember 2005 gab „One Laptop per Child“ bekannt, dass als Laptop-Hersteller die Firma Quanta mit Sitz in Taiwan gewonnen werden konnte. Auf dem Weltwirtschaftsforum im Januar 2006 wurde schließlich die Zusammenarbeit von „One Laptop per Child“ mit dem Entwicklungsprogramm der Vereinten Nationen bekanntgegeben.[26]
[Bearbeiten] Entwicklung und Produktion
[Bearbeiten] Entwicklung
Im April 2006 begann der „Alpha-Test“ mit der Hauptplatine für die Großproduktion und seinen integrierten Komponenten. Im Juni 2006 wurde die konzipierte Hauptplatine (ca. 500 Stück) an alle beteiligten Entwickler für weitere Tests übergeben.
Im Sommer 2006 wurde die Beta-Testphase gestartet. Dieser begann mit Beta-Test 1 im November 2006. Es wurden 875 Laptops mit allen relevanten Komponenten an die Entwickler sowie für praktische Tests in der Schulklasse (für weitere Belastungs-Tests) versendet. Nach Abschluss des Beta-Tests-1 wurden die verwendeten Laptops zusätzlichen mechanischen Belastungstest unterzogen, um weitere Erkenntnisse über die Stabilität und maximale Belastbarkeit von Konstruktion und Design zu erhalten. Mitte Februar 2007 begann der Beta-Test 2 zur weiteren Optimierung des Systems. Etwa 2500 Beta-2-Laptops wurden wieder an Entwickler und zum testweisen Praxiseinsatz in der Schulklasse versandt.
Parallel dazu wurden verschiedene Tastatur-Layouts für „exotische“ Sprachen wie Kinyarwanda, Amharisch, Urdu, Nepali, Kasachisch, Mongolisch, Devanagari, Paschtu oder Darī entwickelt. Bislang war für einige dieser Sprachen keine Computertastatur verfügbar, was jedoch für ein Bildungsprojekt, das sich auf die Grundschulausbildung ausrichtet, wesentliche Voraussetzung ist. Die Entwicklung von Tastaturen für bislang vernachlässigte Sprachen wird seitens der Gesellschaft OLPC als ein Beitrag zur Überwindung der digitalen Kluft angesehen. Daneben wurden auch verfügbare Tastatur-Layouts weit verbreiteter Sprachen wie Libysch, Türkisch oder Englisch angepasst, um den Bedürfnissen der Zielgruppe des XO-Laptops besser zu entsprechen.
Im Mai 2007 wurde ein Beta-Test 3 produziert (Stückzahl: ca. 100 Stück),[27] Ende Juni 2007 wurde der Prototyp der 4. Generation produziert (Stückzahl: ca. 2.000 Stück).[28] Ende Juli 2007 wurde eine kleine Auflage an „pre-production test systems“ hergestellt (ca. 300 Stück), der sogenannte CTest-1, gefolgt von einem CTest-2. Diese Prototypen waren weitgehend identisch zum Endprodukt der Großproduktion.
Die Massenproduktion startete schließlich im November 2007. Laptops werden seit dem Dezember 2007 ausgeliefert.
[Bearbeiten] Praxiseinsatz der XO-Laptops
Parallel zur Weiterentwicklung der Prototypen zur Serienreife wurden in Brasilien, Nigeria, Thailand, Uruguay und in Peru Prototypen der ersten, zweiten, dritten bzw. vierten Laptop-Generation in der Schulklasse eingesetzt. Aus den Rückmeldungen konnten dann weitere Wünsche bei der Entwicklung berücksichtigt und die Konstruktion der Schüler-Laptops für die Großproduktion verfeinert werden. Parallel dazu konnte auch in den Abnehmerländern vor Ort festgestellt werden, in welchen Umfang der Einsatz des Laptops das Interesse der Schüler am Unterricht und damit im Ergebnis das Lernniveau erhöhte.
Nach einem Zwischenbericht aus einer Projektschule in Nigeria gingen dabei die Schüler über das bisherige Leistungsniveau hinaus. Nach Aussage eines nigerianischen Lehrers konnte auch in den Projekt-Schulen das Konzept des Projekts One Laptop per Child bestätigt werden: „[Meine] Schüler gehen sogar über das hinaus, was ich ihnen in der Klasse lehren kann. Der Einsatz [der Laptops] ist sehr interessant. Ich persönlich habe nun auch eine bessere Vorstellung wie ich lehre…. Wir haben folgendes herausgefunden: Indem wir unseren Schülern mehr Zeit geben sich etwas selbst anzueignen und sie dies auf ihre Weise machen können, sind sie zufriedener und sehr motiviert ihn [den Laptop] einzusetzen.“
[Bearbeiten] Produktion
Nach der ursprünglichen Planung war als Voraussetzung für den Produktionsstart die vorherige Bezahlung der Laptops durch die Teilnehmerländer vorgesehen. Mittlerweile hat das Projekt OLPC sich für eine andere Art des Vertriebes entschieden.
Aufgrund des bisherigen Erfolges im Rahmen der Spendenaktion Give 1 Get 1 werden die Schulen in den verschiedenen Teilnehmerländern erst nach und nach mit XO-Laptops versorgt. Dieses Vorgehen kommt auch der bisherigen Organisationsstruktur des OLPC-Projekts entgegen. Indem die logistischen Kapazitäten für mehrere tausend XO-Laptops auf mehrere hunderttausend Stück in den nächsten Monaten erhöht werden, kann die Organisation die dazu erforderlichen Personalressourcen anpassen und damit auch direkt vor Ort Unterstützung anbieten.
Auch das gelegentlich kritisierte Vorgehen, dass lediglich Staaten die XO-Laptops ordern können, ist so nicht mehr gegeben. Bereits im Rahmen der Aktion Give 1 Get 1 hatten die Endverbraucher in Nordamerika bis zum Jahresende 2007 die Möglichkeit, einen Laptop für 400 US-Dollar zu erwerben und gleichzeitig eine Spende für die am Projekt teilnehmenden Entwicklungs- und Schwellenländer zu tätigen. Aufgrund dieser Spenden war der Start neuer Projekte in verschiedenen Ländern möglich. Derzeit bestehen Überlegungen seitens des Projekts OLPC, möglicherweise eine Give 1 Get 1-Aktion auch für Europa zu starten. Diese Aktion startete am 17. November 2008.
Der XO-Laptop wird durch den Auftragshersteller Quanta Computer Inc. mit Sitz in Taiwan hergestellt. Quanta Inc. ist Auftragshersteller, u. a. auch für Apple-Computer, und fertigt ca. 1/3[29] aller weltweit verkauften Computer. Nach derzeitiger Planung ist eine Gesamtproduktion von mehreren Millionen Stück über einen Zeitraum von ca. fünf Jahren geplant.
[Bearbeiten] Vertrieb
Einen Laptop mit diesen sehr anspruchsvollen Leistungsmerkmalen zu diesem Preis zu entwickeln war von Anfang an für die Entwickler vom MIT Media Lab eine große Herausforderung.
„Es gibt zwei Wege um irgendwas kostengünstig zu machen. Der eine Weg ist, billige Komponenten, billige Arbeit sowie billiges Design zu nehmen, um ein ‚billiges‘ Produkt zu machen. Der andere Weg ist, fortgeschrittene Produktionsprozesse, einen hohen Integrationsgrad, sehr große Stückzahlen sowie gutes Design einzusetzen, um ein kostengünstiges, qualitativ hochwertiges Gerät zu bekommen. Wir haben uns ausschließlich auf Letzteres ausgerichtet […].“[30]
[Bearbeiten] Vertrieb an Teilnehmer-Länder
Demnach erfolgt der Vertrieb nur über „Großabnehmer“, d. h. über am Projekt teilnehmende Länder, welche die Laptops in großen Stückzahlen abnehmen. Die Weiterleitung an die Schüler erfolgt dabei über die Schule.[31] Die Bestellungen werden nicht sofort in Gesamthöhe ausgeführt, sondern über mehrere Monate oder wenige Jahre verteilt, um vorhandene Transportkapazitäten in den Abnehmerländer mitzunutzen. Ziel ist es auch, die Transportkosten gering zu halten.
Im September 2007 teilte das Projekt OLPC mit, dass der Laptop beim Start der Großproduktion zu einem Preis von ca. 188 US-Dollar angeboten wird[32], was umgerechnet etwa 135 Euro entspricht. Es wird jedoch weiterhin an dem Ziel festgehalten, den Preis kontinuierlich zu senken. Ob Ende 2008 der Preis bei größeren Stückzahlen, wie Anfang 2007 geplant, bei circa 100 Dollar bzw. im Jahr 2010 nur noch 50 Dollar betragen wird,[33] kann seitens OLPC nicht zugesichert werden. Dies sei auch von der Entwicklung der Rohstoffpreise am Weltmarkt für Kupfer und Nickel abhängig sowie dem Kurs des US-Dollars. Jedoch ist davon auszugehen, dass der Preis in US-Dollar bis Ende 2008 allein aufgrund abnehmender Hardwarepreise (Stichwort: Moore's Law) sinken wird. Dieser natürliche Rückgang der Hardwarepreise wird an die Abnehmer weitergereicht.
[Bearbeiten] „Give One Get One“ und private Spenden
Seit Ende September 2007 ist es auch für Privatpersonen möglich, dem Projekt Einzelspenden auf der Homepage XOgiving.org zukommen zu lassen. Möglich ist die Spende eines oder mehrerer XO-Laptops in Form einer Geldspende über das Onlinesystem PayPal.
Zudem fand vom 12. November bis 31. Dezember 2007 erstmals eine Kampagne namens Give 1 Get 1 (G1G1) in den USA und Kanada statt. Bei dieser Aktion bekommt ein bedürftiges Kind einen XO-Laptop, einen zweiten Laptop erhält der Besteller Mitte Dezember, also kurz vor Weihnachten, geliefert.[34] Im Rahmen dieser Aktion wurden ca. 300.000 XO-Laptops bestellt, wovon allein bei dieser Aktion 150.000 XO-Laptops den teilnehmenden Projektländern als Spende zukommen.
Ende 2008 wurde eine erneute Give One Get One Aktion gestartet, die es nun auch Privatpersonen aus allen Ländern der EU, sowie der Schweiz, Russland und der Türkei erlaubt, je einen XO-Laptop zu erwerben und zu verschenken. Der Vertrieb wird ausschließlich durch Amazon UK abgewickelt. OLPC Deutschland umwirbt dieses Projekt auch unter dem Arbeitstitel Dir1Mir1 [35].
Während die Teilnehmer der Give One Get One Aktion keinen Einfluss darauf haben, in welchem Land der gespendete Laptop zum Einsatz kommt, bietet die OLPC-Stiftung bei Spenden von mehr als 100 Laptops (etwa durch Firmen) dem Spender die Möglichkeit, den Einsatzort selbst zu wählen. Auf diese Weise könnten auch Kinder in deutschen Bildungsprojekten an einen XO-Laptop kommen. Laut OLPC Deutschland wäre es bei einer Spende dieser Größenordnung auch möglich, den Laptop der im Rahmen der Give One Get One Aktion nur mit QUERTY Tastatur erhältlich ist, mit einem deutschen Tastatur-Layout zu versehen. [36]
[Bearbeiten] Zukünftige Vertriebswege
Es wird erwogen, einige Zeit nach Start der Großproduktion den Laptop eventuell auch frei verkäuflich für den ausschließlich privaten Gebrauch, also nicht zum Einsatz in der Schule, anzubieten. In diesem Fall würde ein Dritthersteller die Produktionsrechte erwerben und zudem den XO-Laptop mit zusätzlicher Hardware ausrüsten, wie etwa eine eingebaute Netzwerk-Karte oder mehr Hauptspeicher.[37] Allerdings würde dann ein höherer, evtl. der dreifache Preis anfallen. Überschüsse aus diesem kommerziellen Verkauf sollen dann zur Unterstützung der Entwicklungsländer verwendet werden. Es ist noch offen, inwieweit diese Idee umgesetzt wird.[38] Im Januar 2008 wurde bekanntgegeben, dass die eigens gegründete Gesellschaft OLPC America die Geräte auch in den USA vertreiben soll. Preise wurden noch keine genannt, die Auslieferung soll jedoch in Zusammenarbeit mit den Regierungen der einzelnen Bundesstaaten noch im Laufe des Jahres erfolgen.[39]
[Bearbeiten] Phase der Nachbetreuung
Für eine nachhaltige Entwicklung und einen Zugang für die gesamte Bevölkerung eines Landes ist es jedoch erforderlich, auch eine nachhaltige Betreuung bereitzustellen. Daher will das Projekt One Laptop per Child neben der erfolgreichen Übergabe der XO-Laptops an die Abnehmerländer auch die Anbindung an das Internet über spezielle Server, den 100-Dollar-Servern, ermöglichen.
Diese 100-Dollar-Server sollen dabei in verschiedenen Konfigurationen bereitgestellt werden. Es werden derzeit drei Varianten seitens des Projekts geplant. Einen erweiterten XO-Laptop, der als Server für eine Kleingruppe dient, einen sogenannten XS-Server und schließlich das Servermodell XSX. Jedes Modell ist auf die Bereitstellung des Internetzugangs für eine bestimmte Gruppengröße ausgelegt und soll an die anspruchsvollen klimatischen Anforderungen insbesondere von Entwicklungs- und Schwellenländern angepasst sein.
Für eine nachhaltige Entwicklung ist es notwendig, dynamische Lernprozesse in den jeweiligen Teilnehmerländern und vor Ort zu fördern. Durch die Benutzung des Laptops und der bewusst offen gestalteten Architektur und Software der Computer sollen die Benutzer motiviert werden, sich Wissen über die Informationstechnologie anzueignen. Beste Voraussetzungen sind bei Verwendung von Freier Software gegeben, welche jedem Computerbesitzer die Nutzung und das Recht zur Anpassung des Computersystems erlaubt.
Gezielt sollen dabei lokale Initiativen von Bürgern, den Kommunen und Initiativen des Staates gefördert werden. Bereits vor der Auslieferung der Laptops an die teilnehmenden Länder erfolgt die Bildung von Lernteams, um den Gebrauch der XO-Laptops zu fördern.[40] Eine Unterstützung vor Ort erfolgt dabei langfristig durch die Stiftung One Laptop per Child. Diese ortsansässigen Initiativen sollen dabei helfen, digitale Bildung nachhaltig zu gestalten und zu vertiefen. Daneben ist es Ziel der Stiftung, nach Projektstart für besonders benachteiligte Kinder in Entwicklungsländern einen Zuschuss für XO-Laptops zu ermöglichen, wobei der Zuschuss von externen Spenden abhängig sein wird. Insbesondere Flüchtlingskinder, Kinder in besonders schwer erreichbaren Regionen der Erde und Kinder, die nicht durch das Abnehmerland berücksichtigt wurden, sollen auf diese Weise durch die Stiftung unterstützt werden.[41]
[Bearbeiten] „One Laptop per Child“ im deutschsprachigen Raum
Der Laptop ist nicht nur für Kinder aus Entwicklungsländern konzipiert, sondern für das Lernen eines jeden Kindes – explizit auch in den Industrienationen. Nachdem es lange mit „OLPC Austria“ nur eine österreichische Beteiligung an dem Projekt gab, gründete sich im April 2008 der gemeinnützige Verein „OLPC Deutschland e.V“.[42] Eine deutschsprachige Version für die im Projekt verwendete Software ist zwar gerade in der Entwicklung, jedoch ist die Übersetzung noch nicht abgeschlossen.
Der Deutsche IT-Verband BITKOM fordert gegenüber der deutschen Politik eine Beteiligung an einem Laptop-Projekt. Demnach soll jeder Schüler der fünften Klasse ein Laptop besitzen, ohne dass der Branchenverband mit dieser Forderung ein notwendiges, pädagogisches Gesamtkonzept verbindet.[43]
Bundeskanzlerin Angela Merkel hat dazu auf dem Technologiegipfel im Dezember 2006 in Potsdam keine Stellung genommen, obwohl es bei diesem Gipfel um eine Thematisierung solcher Fragen ging. Allerdings fallen Fragen der Schulausbildung, und damit auch die Frage des eingesetzten Lehrmaterials, in die Kompetenz der Bundesländer. Ob und inwieweit moderne Informationstechnologie im Schulunterricht angewendet wird, entscheiden die jeweiligen Regierungen der deutschen Bundesländer.
[Bearbeiten] Hardware
[Bearbeiten] Flexibilität
Der 100-Dollar-Laptop ist für die flexible Verwendung auch außerhalb des Klassenzimmers konzipiert.
[Bearbeiten] Bildschirm für den Innen- und Außengebrauch
Der Bildschirm hat eine Diagonale von 7,5 Zoll. Um den Bildschirm unter verschiedenen Lichtverhältnissen nutzen zu können, existiert zusätzlich zum normalen Farbbild-Modus auch ein Schwarz-Weiß-Modus. Im Farbbild-Modus beträgt die maximale Auflösung 800 × 600 Pixel, im Schwarz-Weiß-Modus 1200 × 900 Pixel.
Im Farbbild-Modus wird der Bildschirm, wie bei Flachbildschirmen üblich, hintergrundbeleuchtet. Allerdings wird normalerweise das Bild umso blasser, je heller das einfallende Umgebungslicht ist. Im Extremfall ist bei sehr starkem Lichteinfall die Erkennbarkeit der Anzeige auf dem Bildschirm nur noch minimal. Deshalb wird der Bildschirm im Schwarz-Weiß-Modus nicht hintergrundbeleuchtet, sondern reflektiert das Umgebungslicht. Durch diese Reflexion erhöht sich sowohl Auflösung als auch Kontrast der Anzeige. Der Bildschirm ist damit auch bei direktem Einfall von Sonnenlicht einsetzbar und die Anzeige sogar noch besser ablesbar.
Als Innovation ist die Kombination der Anzeige durch Hintergrundbeleuchtung und Reflexion anzusehen. Soweit bei dem verwendeten Display bei eingeschaltetem Farbbild-Modus Sonnenlicht auf den Bildschirm fällt, werden zwar die Farben blasser, weil dann zunehmend – durch die Reflexion des Sonnenlichts – die Anzeige in den Reflexionsmodus übergeht. Allerdings erhöht sich durch die Reflexion auch der Kontrast der (nun Schwarz-Weiß-)Anzeige. Zudem steigert sich die Auflösung von 800 x 600 Pixel auf 1200 x 900 Pixel, was die Lesbarkeit des Bildschirms erhöht. Bei vollem Reflexionsmodus beträgt die Auflösung 200 dpi und ist damit höher als bei 95 % aller bisher verwendeten Computerbildschirme (vergleiche Auflösung eines Laserdruckers: 300 dpi).
Computerbasierter Unterricht ist damit auch im Freien möglich, was insbesondere in Entwicklungsländern der Regelfall ist.[21] Zudem wird im Schwarz-Weiß-Modus der Energieverbrauch des gesamten Systems erheblich gesenkt.[44] Der Bildschirm verbraucht dann 0,1 Watt, während ein Standardbildschirm durchschnittlich 7,0 Watt verbraucht.[45]
[Bearbeiten] Speicher
Das Betriebssystem belegt ca. 140 Megabyte auf dem Flashspeicher, womit noch ca. 860 Megabyte Speicherplatz für Anwendungen und Daten verfügbar sind. Soweit der Bedarf an einer Erweiterung des Speicherplatzes besteht, können sowohl über den eingebauten SD-Karten-Slot als auch über die drei USB-Anschlüsse weitere Speichermedien angeschlossen werden. Bereits über den SD-Karten-Slot ist eine zusätzliche Speichererweiterung um zumindest acht Gigabyte möglich.[46]
[Bearbeiten] Nachhaltigkeit
[Bearbeiten] Witterungs- und hitzebeständig
Ziel der Entwickler ist es, den Kindern einen robusten und für den Schulalltag tauglichen Computer zur Verfügung zu stellen. Aufgrund seines geringen Stromverbrauchs muss die Abwärme des Prozessors nicht über Entlüftungsschlitze abtransportiert werden. Daher können die relevanten elektronischen Komponenten in einem vollständig umschlossenen, abgedichtetem Gehäuse von äußeren Einflüssen abgekapselt werden. Die externen USB- und Audioanschlüsse werden im geschlossenen Zustand von den integrierten Antennen abgedeckt. Der Laptop ist somit im geschlossenen Zustand unempfindlich gegenüber Regen bzw. Sand. Da die Tastatur des Laptops durch eine Gummimembran abgedichtet wurde, ist der Laptop auch im aufgeklappten Zustand gegen Flüssigkeit und Staub geschützt.
Aufgrund seiner geringen Abwärme heizt sich das Computersystem nicht so schnell wie ein Standard-Laptop auf. Daher ist der XO-Laptop selbst bei konstanter Außentemperatur von über 60 Grad Celsius funktionstüchtig, also auch bei Wüstentemperaturen einsetzbar.
Um die Funktionsfähigkeit des Laptops auch bei starken Stößen und Erschütterungen zu gewährleisten, wird statt einer Festplatte ein stoßunempfindlicher Flashspeicher (sog. Solid State Drive) verwendet. Die Hauptplatine ist im Kopfteil hinter dem Bildschirm eingebaut, um die Kabellänge und die Leiterbahnen zu den angeschlossenen Komponenten zu verkürzen und dadurch potentielle Bruchstellen bzw. Wackelkontakte auf ein Minimum zu reduzieren. Zusätzlich wird die Hauptplatine im Gehäuse auf Stoßdämpfer aus Weichgummi gelagert. Der Laptop hat zudem einen breiteren Gehäuserahmen als Standard-Laptops (2-mm-Gehäuse statt üblicherweise 1,3-mm-Gehäuse).[47]
Derzeit wird der XO-Laptop zum Nachweis seiner Unempfindlichkeit gegenüber Regen, Sand und großer Hitze durch die Organisation Underwriters Laboratories zertifiziert.[48]
[Bearbeiten] Umweltfreundlich
Bei einer möglichen Herstellung von geschätzten 100 bis 150 Millionen XO-Laptops ist es erforderlich, die Auswirkungen auf die Umwelt in die Überlegungen miteinzubeziehen. Derzeit werden weltweit jährlich 230 Millionen Computer ausgemustert. Jedes Jahr werden zum Beispiel 500 Container mit Computerschrott zur Entsorgung nach Nigeria transportiert.
Aus diesem Grund arbeitet die gemeinnützige Gesellschaft OLPC mit der Organisation EPEAT zusammen, um Konstruktion und Vertrieb des XO-Laptops möglichst ökologisch zu gestalten. Zur Bewertung wurde das „Electronic Program Environmental Assessment Tool“ nach dem IEEE 1680-Standard[49] eingesetzt. Der XO-Laptop hat das Zertifikat in Gold erhalten.[50] Teilweise geht das Projekt sogar über die Anforderungen der Gold-Auszeichnung hinaus, so dass seitens der Organisation EPEAT bereits über eine nachträgliche Verschärfung der Bewertungskriterien nachgedacht wird. „[Die Gesellschaft] OLPC hat einen neuen Umwelt-Standard mit dem XO[-Laptop] geschaffen.“[51]
Der XO-Laptop ist unter anderem aus folgenden Gründen besonders umweltfreundlich:
- Die verwendeten Akkus haben eine bis zu viermal längere Lebenszeit als Standard-Akkus.
- Der Stromverbrauch beträgt nur 10 % des Verbrauchs von Standard-Laptops. Weiterhin ist sein Energieverbrauch 14-mal geringer als es die Anforderungen von Energy Star vorschreiben.[14]
- Der XO-Laptop erfüllt die Vorgaben der Umwelt-Richtlinie der EU RoHS. Zudem ist der XO-Laptop der erste Computer weltweit, der für den Bildschirm kein Quecksilber benötigt.
- Ausarbeitung und Start eines Recycling-Programms für alle XO-Computer in jedem Land der Welt, in dem sie verwendet werden.[50]
Der Computer wurde so konstruiert, dass ein Austausch von defekten Komponenten wie etwa der Tastatur oder des Bildschirms in möglichst wenigen Arbeitsschritten erfolgen kann. Dabei wurde darauf geachtet, dass die dazu notwendigen Handgriffe möglichst einfach bleiben und kein spezielles Werkzeug benötigt wird. Ein Test hat ergeben, dass bereits 10-jährige Kinder, ggf. unter fachkundiger Anleitung eines Erwachsenen, in der Lage sind den Komponentenaustausch vorzunehmen.[52]
[Bearbeiten] Mobilität
[Bearbeiten] Netzwerktechnik
In jedem XO-Laptop ist ein Router integriert. Dies ermöglicht den Aufbau eines Funknetzwerkes, ohne dass zusätzliche Hardware benötigt wird. Der Verbindungsaufbau im WLAN zwischen den XO-Laptop erfolgt dabei automatisch. Das WLAN verwendet als Übertragungsprotokolle 802.11b und 802.11g mit Erweiterung gemäß 802.11s.
Durch Verwendung von zwei integrierten WLAN-Antennen (die „Hasenohren“) ergibt sich eine maximale Übertragungsgeschwindigkeit von 2.000 kBit/s. Soweit eine Verbindung zwischen den XO-Laptops über große Distanzen aufgebaut werden soll, können zwei integrierte WLAN-Antennen für bessere Signalqualität ausgeklappt werden.[12]
Damit jeder Laptop als Vermittlungsstelle arbeiten kann, ist die Datenweiterleitung in den XO-Laptops selbst im ausgeschalteten Zustand aktiv. Somit steht ein ständig verfügbarer Router oder eine Bridge für das Funknetz zur Verfügung und stabilisiert damit für die anderen Teilnehmer das gesamte Netzwerk.[12] Die Leistungsaufnahme der Routerfunktion beträgt nur 0,25 Watt.
[Bearbeiten] Integrierter WLAN-Router
Die im Laptop eingesetzten und für den Netzbetrieb erforderlichen WLAN-Mikrochips werden von der Firma Marvell produziert und haben eine Übertragungsgeschwindigkeit von maximal 2.000 Kbit/s. Für das Routing und damit zur Steuerung des eingebauten Routers verwendet der Hersteller Marvell einen Mikrochip, der auf der ARM-Architektur basiert.
Die im Mikrochip verwendete Software (Firmware) basiert noch auf nicht-quelloffener Software eines Drittherstellers. Der Quellcode für diese Firmware kann daher nur nach Unterzeichnung einer Vertraulichkeitsvereinbarung eingesehen werden. Dies entspricht nach Ansicht einiger Kritiker nicht dem an Freier Software orientierten Gesamtkonzept.[53]
Nach Mitteilung von Jim Gettys, Projektteilnehmer bei „One Laptop per Child“, wird an einem Firmware-Ersatz gearbeitet.[54] Dieser soll dann unter die freie Lizenz „GNU GPL“ gestellt werden. Zusätzlich befindet sich das Projekt in juristischen Verhandlungen mit Rechtsanwälten von Marvell und dem Dritthersteller über eine offenere Lizenz bezüglich der bisherigen Firmware. Der Treiber im Linux-Kernel selbst war von Anfang an GPL-konform[55] und ist mittlerweile im Linux-Kernel integriert.
[Bearbeiten] Netzwerkprotokoll
Für das Mesh-Netzwerk müssen drei Protokolle verwendet werden.
Als WLAN-Protokoll wird der IEEE 802.11b/g-Standard verwendet. Das IEEE-802.11b/g-Protokoll beschreibt allerdings nur den Datenverkehr innerhalb eines Funknetzwerkes, welches nach dem Prinzip eines kabelgebundenen Ethernet-Netzwerkes arbeitet. Nach diesem Protokoll werden die Daten lediglich zwischen Sender und Empfänger direkt ausgetauscht.
Weiterhin können Datenpakete von dem einen zum anderen Rechner weitergeleitet werden. Für diese so genannten „Hops“ muss zusätzlich das Protokoll IEEE 802.11s eingesetzt werden. Die Datenpakete werden dann so lange weitergeleitet, bis ein Laptop im Mesh-Netzwerk das Datenpaket dem eigentlichen Empfänger zugestellt hat. Somit können Laptops, welche sich eigentlich mit ihrem Funksignal außerhalb ihrer gegenseitigen Reichweite befinden, über Vermittlungsstellen miteinander kommunizieren bzw. in das Internet „einklinken“.
[Bearbeiten] Reichweite des Netzwerks
Durch Einbau zweier Antennen (die „Hasenohren“) erhöht sich die Signalqualität und damit die Reichweite des Funksignals beträchtlich. Unterschiedliche Werte ergeben sich, je nachdem, ob Funkkontakt zwischen zwei XO-Laptops oder zwischen einem XO-Laptop und Standardhardware aufgebaut wird. Unter optimalen Bedingungen, d.h. bei Verbindungsaufbau zwischen zwei XO-Laptops mit ausgeklappten Antennen im flachem, dünn besiedeltem Gebiet, ergibt sich eine maximale Reichweite von ca. zwei Kilometer.[15] Bei Tests im Outback von Australien wurde eine Reichweite von 1,6 Kilometern gemessen.[56]
Die XO-Laptops sind nach bisherigen Tests, aufgrund ihrer eingebauten Mesh-Netzwerkfunktion, in der Lage, Daten von einem Sender zu einem bestimmten Empfänger über bis zu 20 weitere Laptops weiterzuleiten.[57] Dadurch ergibt sich eine theoretische Reichweite des Mesh-Netzwerkes von 30 bis 40 Kilometer. Somit wird ebenfalls auf besonders effiziente Art und Weise ein Breitbandanschluss in das Internet aufgebaut. Damit kann zugleich das „Problem der Letzten Meile“ in den teilnehmenden Partnerländern gelöst werden.[21]
Soweit Daten über das Funknetz innerhalb eines Gebäudes weitergeleitet werden, können die XO-Laptops untereinander Kontakt zwischen den einzelnen Gebäudeetagen aufnehmen.
[Bearbeiten] Netzwerkbildung
[Bearbeiten] Lokales Netz
Über das mobile Mesh-Netzwerk (auch als mobiles Ad-hoc-Netz bezeichnet) vernetzen sich automatisch die in Reichweite befindlichen Laptops miteinander über WLAN, ohne dass manuelle Konfiguration erforderlich wäre. Damit entsteht ein lokales Netz.
Das Zuweisen einer IP-Adresse für das ineinandergreifende Netz erfolgt automatisch. Folglich ist kein Administrator oder eine zentrale Verwaltung der IP-Adressen erforderlich.[21] Somit würde der automatische Netzwerkaufbau auch die automatische Einrichtung eines Schulnetzwerkes bzw. eines Netzwerkes für eine bestimmte Unterrichtsstunde ermöglichen, ohne vertiefte Computerkenntnisse über Soft- und Hardware.
Zudem ist der Laptop, neben dem unmittelbaren Datenaustausch, für netzwerkbasierte Videogespräche, Telefongespräche, und Netzwerk-Chat geeignet.
[Bearbeiten] Globales Netz
Die XO-Nutzer können nicht nur lokal das Funknetz nutzen. Soweit ein zentraler Internetzugang in der Schule vorhanden ist, können sich die Laptops über WLAN in das globale Internet „einklinken“. Der XO-Laptop verwendet dabei bereits das neue Internetprotokoll IPv6. Damit ist es jederzeit möglich, das Internet als Informationsquelle heranzuziehen. Wissensaneignung soll daher nicht nur auf reine Datenabfrage beschränkt sein, sondern beinhaltet auch die Nutzung des Internets als Kommunikationsmedium (z.B. Soziale Netzwerke, Chat, E-Mail).
[Bearbeiten] Entstehen eines sozialen Netzes
Durch spontane Bildung von beliebigen Netzwerken ermöglicht das technische Netzwerk auch die Bildung und Vertiefung von sozialen Netzwerken. Kinder sind damit in der Lage, durch Verwendung und bei Bedarf spontane Neubildung des lokalen, aber mobilen Mesh-Netzwerkes, die Zusammenarbeit und soziale Interaktion untereinander auf neue Art und Weise kennenzulernen. Kinder sollen in der Lage sein, je nach dem zu lösenden Problem und selbst über eine gewisse Distanz, Arbeitsgemeinschaften durch spontane Neuvernetzung zu bilden.
Aufgrund seines geringen Gewichts und der erheblichen Reichweite des Funknetzwerkes können sich die Kinder auch außerhalb der Schule miteinander vernetzen. Somit kann soziale Interaktion mittels Netzwerken und damit die Bildung von Wissensnetzen auch außerhalb der Schule erfolgen. Als weiterer positiver Aspekt wird gemäß den Befürwortern von freien Funknetzen angeführt, dass durch „PicoPeering-Vereinbarungen“ und die gemeinsame Verantwortung eines Wohnviertels für die Funktionsfähigkeit des WLAN die nachbarschaftliche Solidarität und Bürgerinitiative gefördert werden.
[Bearbeiten] Energieversorgung
Als ein grundsätzliches Problem stellt sich die Energieversorgung in infrastrukturschwachen Gebieten dar. Obwohl der Computer bereits sehr wenig Energie (etwa 2,0 Watt) verbraucht, sind in der Praxis weitere Wege der Energieversorgung nötig. Der XO-Laptop kann sich daher über verschiedene Quellen mit elektrischer Energie versorgen:
- bei vorhandenem Stromnetz direkt über einen Stromstecker. Die verwendete Lade-Elektronik kann dabei Spannungsspitzen und sonstige Schwankungen des in den Entwicklungsländern häufig instabilen Stromnetzes kompensieren.
- Zudem ist jede beliebige Stromquelle ausreichend, die Strom mit einer Spannung zwischen 11 und 18 Volt herstellt. Spannungsspitzen bis ± 40 Volt werden durch die im XO-Laptop eingebaute Ladeelektronik kompensiert und können somit nicht dem System schaden. Somit kann auch sogenannter „schmutziger Strom“ nutzbar gemacht werden. Als Stromquelle sind demnach Solarzellen, kleine Windgeneratoren und Autobatterien denkbar.
- Über einen eingebauten, aber auswechselbaren Akku. Der Akku selbst besteht aus einem Akkupack mit fünf aufladbaren Akkus im Standardformat „AA“ (Mignon).[47][12] Bei Bedarf kann der Laptop auch mit Standardakkus oder Batterien im Format „AA“ betrieben werden. Daher braucht beim eventuellen Austausch der Akkus keine teure Spezialanfertigung verwendet zu werden, wie sonst bei anderen Laptops üblich.[58][12] Derzeit kommen zwei verschiedene Akkutypen in Betracht: Nickel-Metallhydrid- und Lithium-Eisen-Phosphat-Akkumulators (LiFePO4).
- Die Nickel-Metallhydrid-Akkus sind 2000-mal (Standard-Akkus: 500-mal) aufladbar, bis deren Kapazität (max. 16,5 Wh) auf 50 % abgesunken ist. Dies entspricht einer Nutzungsdauer von fünf Jahren, der Mindestnutzungsdauer der XO-Laptops.
- Die Lithium-Eisenphosphat-Akkus haben demgegenüber eine höhere Kapazität (max. 22,8 Wh).[59] Hier werden zwei oder vier LiFePO4-Zellen verwendet. Sie haben weiterhin den Vorteil, dass sie nicht wie Lithium-Ionen-Akkus explodieren können.[60]
- Über einen am Computer anschließbaren Dynamo. Dieser kann durch die Laptop-Nutzer, also die Kinder selbst, betrieben werden. Dazu wurden verschiedene Strom-Generatoren entwickelt, welche in ihrer Bedienung speziell auf die körperliche Leistungsfähigkeit von Kindern angepasst sein sollen. Die Energieversorgung kann wahlweise mittels Zugseil, Handkurbel oder über Pedale erfolgen; somit kann der Laptop auch in abgeschiedenen Gebieten eingesetzt werden, wo es keine Stromversorgung über ein Stromnetz gibt. Einminütiges Aufladen soll die Computernutzung für eine Dauer von ca. 10-20 Minuten sichern.[61]
[Bearbeiten] Software
Es muss für den effektiven Einsatz der Laptops gewährleistet werden, dass die spätere Softwarepflege möglich ist und die Weiterentwicklung der Software an die spezifischen Bedürfnisse in den Abnehmerländern erfolgen kann. Die unabhängige Veränderung und Weiterentwicklung der Software würde bei proprietärer Software jedoch ein Lizenz-Verstoß und eine Urheberrechts-Verletzung bedeuten. Anders bei Freier Software. Hier wird für jedermann der Quelltext veröffentlicht und die sogenannte Modifikationsfreiheit eingeräumt. Folglich wird, soweit möglich, Freie Software verwendet.
Das gesamte Softwarepaket für Linux (sogenannte „stabile Version“) wird bereits zum Testen und Ausprobieren zum Herunterladen bereitgestellt. Der Download kann als Live-CD auch für normale PCs erfolgen[62] bzw. kann als Emulator als Anwendung auf der Festplatte installiert werden. Das Linux-Paket besteht aus Freier Software bzw. Open Source.
[Bearbeiten] Boot-Loader
Als Boot-Loader zum Start des PC-Systems wird Open Firmware (anstatt BIOS) eingesetzt, das unter der freien MIT-Lizenz bzw. BSD-Lizenz verfügbar ist. Open Firmware ist in der Lage, über verschiedene Datenspeicher zu booten:
- über den eingebauten Flashspeicher (fixiert auf der Hauptplatine),
- über eine externe SD-Karte (Zugriff über ein eingebautes Kartenlesegerät),
- über die USB-Anschlüsse (für USB-Sticks oder externe Festplatten),
- über das Funknetzwerk (sogenanntes „wireless boot“).
Darüber hinaus wird versucht, die Größe des Codes zum Starten des Computers zu reduzieren. Da die Größe des Firmware-Speichers für den Boot-Loader bei 1024 kB liegt, wäre es möglich, den Boot-Code doppelt im Firmware-Speicher abzulegen. Es wären dann zwei Versionen im Speicher hinterlegt, eine größere Hauptversion und eine kleinere Version als Notfallsystem. Wenn dann bei der Aktualisierung des Boot-Codes ein Fehler passieren würde, könnte Open Firmware automatisch auf seine eigene Kopie zurückgreifen, den PC starten und versuchen, erneut die Aktualisierung erfolgreich durchzuführen. Somit könnte sich der Boot-Code selbst „heilen“, wohingegen bei den meisten Standard-PCs ein BIOS-Fehler zur vollständigen Unbrauchbarkeit des gesamten Computersystems führt. Da die Entwicklung des Boot-Codes durch OLPC noch nicht beendet ist, kann OLPC diese Möglichkeit der Selbstheilung noch nicht zusichern.
[Bearbeiten] Betriebssysteme
[Bearbeiten] Fedora-Linux
Als Betriebssystem wird die Distribution Fedora 9 des freien Open-Source-Systems Linux installiert. Sie basiert auf dem 2.6-Linux-Kernel.[63] Fedora-Linux wird von der Firma Red Hat, einem Distributions-Entwickler, auf besonders intelligenten Ressourcen- und geringen Stromverbrauch optimiert und damit speziell für diesen Laptop weiterentwickelt. Ziel der Softwareentwickler ist es, ein schlankes und damit schnelles Betriebssystem zur Verfügung zu stellen. Die Zeit für einen Kaltstart des Laptops soll auf unter eine Minute, vielleicht sogar auf ca. 30 Sekunden reduziert werden.[64] Erreicht wird dies, indem u. a. Treiber für veraltete und nicht mehr produzierte Hardware aus dem Kernel entfernt bzw. indem systematisch Teile des Linux-Kernels effizienter programmiert werden. Manche dieser Code-Anpassungen sind bereits in den offiziellen Linux-Kernel übertragen worden und sind damit Bestandteil aller aktuellen Linux-Betriebssysteme.
Der Systemstart aus dem Ruhezustand soll, nach Abschluss der System-Optimierung, nur noch 0,1 Sekunden betragen, was für den Benutzer unterhalb der Wahrnehmungsschwelle ist.[65] Dabei sind der Hauptprozessor und sonstige Geräte abgeschaltet, lediglich der Bildschirm bleibt aktiviert. In einem zusätzlichen Chip (sog. DCON-Chip) werden Daten für die Anzeige auf dem Bildschirm zwischengespeichert. Ist der Zwischenspeicher des DCON-Chips erschöpft, wird der Hauptprozessor wieder aktiviert und aus dem RAM bzw. vom Flashspeicher neue Daten in den DCON-Speicher übertragen. Danach wird das System wieder in den Ruhezustand versetzt. Somit ist bei normaler Benutzung des XO-Laptops das Computersystem für die meiste Zeit und damit zum überwiegenden Teil inaktiv, verbraucht also insgesamt wenig Energie.
[Bearbeiten] Besonderheiten von Fedora-Linux
[Bearbeiten] Sicherheitsplattform „Bitfrost“
Bitfrost[66] ist die neuentwickelte Sicherheitsplattform von OLPC. Sie vereinigt verschiedene in der Wissenschaft entwickelte und erfolgreich getestete Sicherheitskonzepte. Bitfrost soll gemäß seiner Spezifikation in der Lage sein, Computerviren und Spyware weitestgehend ohne Virenscanner zu bekämpfen.
Die Sicherheitsplattform soll folgendes ermöglichen:
- Sicherheit bereits beim ersten Start des Computers.
- Sicherheit ohne Eingabe von Benutzer-Passwörtern.
- Keine Datenverluste mittels automatischer Netzwerk-Sicherungen.
- Garantierte Virenfreiheit der Anwendung vor ihrer Installation. Die Anwendung muss die Virenfreiheit durch eine digitale Signatur nachweisen.
Dem Sicherheitskonzept liegen folgende Prinzipien zugrunde:
- Uneingeschränkter Zugang des Nutzers zu seinem Computer.
- Offenes Design der Sicherheitsplattform.
- Maximale Sicherheit ohne Mitwirkung und aufwändige Konfiguration durch den Nutzer.
Das Referenzmodell unterliegt gemäß der Free-Software-Tradition einer öffentlichen Diskussion. Je nach Einwänden der Beteiligten werden möglicherweise bessere Alternativen diskutiert und Bitfrost daran angepasst.
[Bearbeiten] Benutzeroberfläche „Sugar“
Die grafische Benutzeroberfläche des Betriebssystems wird auf die Zielgruppe angepasst, d.h. für Schüler ab der Primarstufe, die gegebenenfalls noch keine Kenntnisse in Lesen und Schreiben haben. Diese maßgeschneiderte Oberfläche heißt „Sugar“[67] und ermöglicht die einfache Bedienung aller Funktionen auch durch Analphabeten. „Sugar“ basiert auf Software-Komponenten von GNOME.[68] Allein durch Anklicken von selbsterklärenden Symbolen wird die Computernutzung, auch ohne Vorkenntnisse über Informationstechnologie, ermöglicht. Dabei soll sich die Computernutzung vorrangig durch Zusammenarbeit der Mitschüler untereinander bzw. zwischen Schüler und seinem Lehrer äußern.
Die Design-Vorgaben liegen auf Bereitstellung von „Aktivität, nicht Anwendung“, Bereitstellung von „Werkzeugen des individuellen Selbstausdrucks“ und „Möglichkeit der jederzeitigen Gruppenarbeit“.[69] Demnach können „Aktivitäten“ nicht nur durch eine einzelne Person gestartet werden, sondern auch mit anderen im Mesh-Netzwerk geteilt werden. Dazu kann der Nutzer die Aktivität für alle oder einen bestimmten Personenkreis veröffentlichen oder bestimmte Personen fragen, ob sie teilnehmen wollen. Jeder Teilnehmer kann die „Aktivität“ aufnehmen oder beenden. „Sugar“ vereinigt verschiedene Konzepte der