格物斯坦的開源系列課程是其教育生態(tài)中面向10歲以上青少年的高階實(shí)踐平臺(tái),深度融合工業(yè)級(jí)硬件與開源軟件生態(tài),通過“機(jī)械結(jié)構(gòu)+電子電路+算法編程”的三維整合,構(gòu)建了從基礎(chǔ)認(rèn)知到創(chuàng)新研發(fā)的完整路徑。該系列課程以金屬結(jié)構(gòu)件(0.01毫米公差精度)與開源控制器(如GC-500/GC-600)為載體,結(jié)合分層級(jí)編程工具鏈,精細(xì)適配不同年齡段學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展與創(chuàng)新能力需求。格物斯坦通過這套課程體系,將工業(yè)級(jí)精度(六面鋁合金結(jié)構(gòu)件)與教育普惠性(圖形化至代碼編程的無縫躍遷)深度融合,讓青少年在解決農(nóng)業(yè)、環(huán)保、醫(yī)療等現(xiàn)實(shí)問題的過程中,錘煉從機(jī)械動(dòng)力學(xué)到AI算法的系統(tǒng)性工程思維,真正踐行“創(chuàng)造無圍墻”的創(chuàng)客教育本質(zhì)。表情面板動(dòng)態(tài)反饋情緒,增強(qiáng)人機(jī)互動(dòng)沉浸感。發(fā)展開源企業(yè)
開源課程以C/C++語(yǔ)言為重點(diǎn),學(xué)生從流程圖設(shè)計(jì)入手,逐步進(jìn)階至工業(yè)級(jí)代碼開發(fā)。課程通過GLP圖形化軟件實(shí)現(xiàn)編程邏輯的可視化過渡——例如拖拽“舵機(jī)角度”“環(huán)境光強(qiáng)度”等積木塊生成控制指令,并一鍵轉(zhuǎn)譯為Arduino代碼,降低高階語(yǔ)言的學(xué)習(xí)門檻。在高級(jí)階段,學(xué)生需編寫算法控制多自由度系統(tǒng),如為“螳螂機(jī)器人”設(shè)計(jì)捕食邏輯:通過陀螺儀數(shù)據(jù)檢測(cè)身體傾斜度,結(jié)合超聲測(cè)距觸發(fā)機(jī)械臂抓取動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)仿生行為的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。課程導(dǎo)向復(fù)雜系統(tǒng)的原型開發(fā),如“顏色分類系統(tǒng)”需融合OpenCV視覺識(shí)別與機(jī)械臂控制,通過YOLO模型區(qū)分物體顏色并指揮分揀機(jī)構(gòu)完成毫米級(jí)操作;“柔性制造流水線”則需協(xié)調(diào)傳送帶電機(jī)、機(jī)械爪與紅外計(jì)數(shù)模塊,模擬工業(yè)自動(dòng)化流程。這些項(xiàng)目不僅要求學(xué)生貫通機(jī)械動(dòng)力學(xué)與傳感技術(shù),更需運(yùn)用工程迭代思維——在“格物”仿真平臺(tái)預(yù)演抗強(qiáng)風(fēng)、高負(fù)載場(chǎng)景,再通過示波器監(jiān)測(cè)實(shí)體硬件運(yùn)行參數(shù),優(yōu)化代碼與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),壓縮研發(fā)周期。圍繞stem教育的開源代碼“顏色分類系統(tǒng)”融合OpenCV與機(jī)械臂控制,實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)分揀精度。
格物斯坦的開源系列產(chǎn)品與技術(shù)平臺(tái)在產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新中扮演了重要角色,其合作網(wǎng)絡(luò)覆蓋國(guó)內(nèi)外前列高校、研究機(jī)構(gòu)及產(chǎn)業(yè)伙伴,共同推動(dòng)機(jī)器人技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室研發(fā)向規(guī)?;瘧?yīng)用跨越。以下是其關(guān)鍵合作成果的深度整合:高校合作:構(gòu)建技術(shù)研發(fā)與人才培養(yǎng)高地。產(chǎn)業(yè)協(xié)同:開源生態(tài)催生技術(shù)普惠。社會(huì)影響:教育普惠與技術(shù)民主化。格物斯坦通過高校研發(fā)(清華、上大)、產(chǎn)業(yè)驗(yàn)證(復(fù)旦)、社區(qū)共建(OpenLoong)的三級(jí)協(xié)作網(wǎng)絡(luò),將開源精神貫穿技術(shù)研發(fā)、教育普惠與產(chǎn)業(yè)變革,其成果不僅體現(xiàn)為雙足/四足機(jī)器人的性能突破,更在于構(gòu)建了機(jī)器人技術(shù)民主化的基礎(chǔ)設(shè)施——讓中小學(xué)生、鄉(xiāng)村兒童乃至銀發(fā)族均能成為智能時(shí)代的創(chuàng)造者。
開源課程中高齡段(13-16歲) 則進(jìn)階至 開源金屬十合一課程 與 Arduino金屬開源機(jī)器人課程。前者分初、中、高三級(jí)(共36課時(shí)),聚焦工程系統(tǒng)設(shè)計(jì):學(xué)生以Arduino開發(fā)板為主控,學(xué)習(xí)C/C++語(yǔ)法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)、蝸桿傳動(dòng)等機(jī)械原理,完成“顏色分類系統(tǒng)”“柔性制造流水線”等工業(yè)級(jí)原型開發(fā),并掌握萬用表、示波器等工具的使用。后者則深入仿生學(xué)與人工智能領(lǐng)域——例如設(shè)計(jì)“仿生蜘蛛”時(shí)需協(xié)調(diào)12自由度舵機(jī)運(yùn)動(dòng),調(diào)用陀螺儀數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡;而“人形機(jī)器人”項(xiàng)目結(jié)合OpenCV視覺庫(kù)與YOLO目標(biāo)檢測(cè)算法,實(shí)現(xiàn)物體抓取的毫米級(jí)精度控制?!皯已吕振R”項(xiàng)目調(diào)試紅外傳感器,編寫舵機(jī)急停邏輯應(yīng)對(duì)邊緣風(fēng)險(xiǎn)。
格物斯坦開源系列的傳感器通過場(chǎng)景化教學(xué)激發(fā)創(chuàng)造力:在山區(qū)學(xué)校“智能澆花系統(tǒng)”中,土壤濕度傳感器觸發(fā)水泵指令,學(xué)生需調(diào)試閾值平衡節(jié)水與植物需求;林火監(jiān)測(cè)無人機(jī)項(xiàng)目結(jié)合紅外傳感器與GPS模塊,火源定位誤差小于2米,獲IRM大賽創(chuàng)新獎(jiǎng);腦機(jī)協(xié)作實(shí)驗(yàn)讓自閉癥兒童通過專注力控制機(jī)器人行進(jìn)速度,行為干預(yù)有效率提升40%。格物斯坦以開源傳感器生態(tài)重構(gòu)了機(jī)器人教育范式——既以工業(yè)級(jí)精度(如荷重傳感器±0.04%非線性)支撐科研級(jí)項(xiàng)目開發(fā),又通過積木式編程降低認(rèn)知負(fù)荷,讓小學(xué)生也能在48小時(shí)內(nèi)完成“聲控家居機(jī)器人”原型搭建,真正實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造力的民主化。兼容開源第三方傳感器(指南針、陀螺儀),支持跨學(xué)科創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。圍繞stem教育的開源代碼
GC-500控制器開源設(shè)計(jì),兼容ROS生態(tài)調(diào)用運(yùn)動(dòng)控制API。發(fā)展開源企業(yè)
在軟件與編程工具領(lǐng)域,格物斯坦構(gòu)建了多層級(jí)開源生態(tài)。是基于Scratch 2.0深度優(yōu)化的Gscratch圖形化編程軟件,不僅保留拖拽積木式編程的易用性,更創(chuàng)新性地加入硬件交互模塊,可直接控制開源機(jī)器人執(zhí)行動(dòng)作,并支持圖形化代碼一鍵轉(zhuǎn)換為Arduino C語(yǔ)言,為高階學(xué)習(xí)者提供平滑過渡路徑。同時(shí),公司適配國(guó)際主流開源框架,如集成ROS(Robot Operating System)開發(fā)套件,提供傳感器驅(qū)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)控制等底層庫(kù)函數(shù),高中生可通過Python或C++編寫自主導(dǎo)航算法,在Gazebo仿真環(huán)境中預(yù)演機(jī)器人行為,再部署至實(shí)體硬件驗(yàn)證。這種“虛擬-實(shí)體”聯(lián)動(dòng)的開發(fā)模式大幅降低了機(jī)器人算法的試錯(cuò)成本。發(fā)展開源企業(yè)