格物斯坦将创客教育定义为“真实问题的工程化解决”,其课程设计聚焦跨学科挑战:在初中阶段,学生分组开发“智能家居系统”,需综合电路搭建(电子积木模块)、传感器调试(如光敏模块分级控制灯光)、编程逻辑(Arduino控制指令),培养硬件整合与算法思维;在IRM国际机器人创客大赛中,青少年团队利用开源控制器和金属结构件设计“灾区生命探测机器人”,结合超声定位与机械臂救援模块,将课堂知识转化为社会应急方案;特殊教育场景中,脑电波传感器与机械臂结合,让自闭症儿童通过专注力阈值控制机器人运动速度,行为干预有效率达40%,体现技术普惠的创客伦理。“颜色分类系统”融合OpenCV与机械臂控制,实现毫米级分拣精度。普及开源软件
格物斯坦这套开源课程的优势在于 “产学研赛一体化”生态:工具链贯通:从图形化编程(GScratch)到工业级开发(ROS/Arduino),学生可在“格物”仿真平台预演算法(如抗强风机械臂运动策略),再部署至实体硬件验证,压缩研发周期;场景化创新:课程嵌入真实社会议题,如山区学生开发“智能浇花系统”,通过土壤湿度传感器触发机械臂灌溉指令,或参与IRM国际机器人创客大赛,设计火源定位误差小于2米的林火监测无人机;开源社区协作:OpenLoong平台共享3D模型与代码库(如“全自动象棋机器人”方案),学生可复用成熟模块聚焦功能优化,而企业如优必选、宇树科技亦基于其硬件架构二次开发,将传统需500万元投入的机械臂原型压缩至单人5天完成。知识开源巡线几乎所有开源软件都是自由软件,共享是它的基因。
这些开源项目不仅需掌握多自由度机械结构设计,更需贯通机械动力学、传感融合与AI算法,将创客想法转化为可部署的工业级原型,为科研或职业发展铺路。全周期教育理念的深层逻辑格物斯坦的年龄分层背后是“具象→抽象→创造”的认知跃迁路径:幼儿通过物理交互建立逻辑原点,儿童在图形化编程中理解系统关联,青少年则借工业级工具实现自主创新。这一路径与中国青少年智力发展特征深度咬合——例如山区学生通过土壤湿度传感与机械臂开发农业机器人,城市高中生用脑机接口模块为特殊儿童设计康复工具——让技术普惠成为创造力民主化的引擎。随着“格物”具身智能平台的拓展,该开源生态将持续降低高阶机器人开发门槛,让每个年龄段的探索者都能成为未来智能社会的构建者。
在开源课程中,学生需熟练运用螺丝刀、套筒等工具组装铝合金构件,学习曲柄连杆机构、蜗杆传动、齿轮齿条等机械原理,并应用于实际模型搭建。例如,在“智能伸缩门”项目中,学生需设计限位开关与齿轮传动系统,实现机械结构的精确启停控制;在“塔吊”模型中,则需结合定滑轮与动滑轮原理优化负载平衡,理解工程力学在现实场景中的应用。课程要求学生掌握基础电路原理,通过Arduino控制器驱动巡线传感器、超声波模块、蓝牙通信单元等300余种电子元件。例如,在“悬崖勒马”项目中,学生需配置红外传感器探测边缘距离,并编写程序触发舵机急停;在“循迹小车”任务中,则需调试灰度传感器实现厘米级路径跟踪,综合运用多传感器数据融合技术解决动态环境下的导航问题。万向轮底盘开源设计,多地形适应力赋能野外勘探项目。
格物斯坦开源产品的控制系统与编程控制器:GC-500系列:支持多套编程软件(如GScratch、GLP),具备高速处理能力,可同时驱动多个舵机与传感器模块。GC-600系列:集成蓝牙4.0模块,兼容手机App遥控(如“你画我跑”、语音控制)及图形化编程。编程兼容性:图形化编程软件(GSP/GLP)支持拖拽积木指令块,一键转换为Arduino C语言,无缝衔接高阶开发。适配ROS(Robot Operating System)开发套件,提供传感器驱动、运动控制等底层库函数,支持Python/C++编写导航算法。开源硬件可接入Python/C++编写的工业级算法,衔接高等教育需求。普及开源软件
开源颜色分类系统融合YOLO模型,实现毫米级分拣精度。普及开源软件
格物斯坦自主研发的这套开源系列课程是其根据中国本土化stem教育生态中面向10岁以上青少年的更高阶实践平台,深度融合工业级硬件与开源软件生态,通过“机械结构+电子电路+算法编程”的三维整合,构建了从机械和编程的基础认知到对其创新研发的完整路径。该系列课程以高精度的金属结构件(0.01毫米公差精度)与专门研发的开源控制器(如GC-500/GC-600)为很重要的载体,结合分层级编程工具链,精确适配不同年龄段学生的认知发展与创新能力需求。普及开源软件