格物斯坦開源系列中高齡段(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。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。開源平臺(tái)
格物斯坦開源系列課程在低齡段(10-13歲) 以 Gbot機(jī)器人課程 為起點(diǎn),學(xué)生通過36課時(shí)的項(xiàng)目實(shí)踐,從Scratch圖形化編程切入硬件交互。例如,在“螳螂機(jī)器人”項(xiàng)目中,學(xué)生需設(shè)計(jì)多關(guān)節(jié)機(jī)械結(jié)構(gòu),結(jié)合巡線傳感器與超聲模塊實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)避障;而“智能伸縮門”項(xiàng)目則要求學(xué)生運(yùn)用限位開關(guān)與藍(lán)牙模塊,調(diào)試電機(jī)扭矩與齒輪傳動(dòng)系統(tǒng),理解物理信號(hào)到數(shù)字指令的轉(zhuǎn)換邏輯。課程同步引入 GScratch軟件,支持圖形化指令一鍵轉(zhuǎn)譯為Arduino C代碼,為高階開發(fā)架設(shè)橋梁。中級(jí)編程開源創(chuàng)客教育編程體系巡線傳感器實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)路徑跟蹤,適配迷宮導(dǎo)航等復(fù)雜場(chǎng)景。
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Scratch2.0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ArduinoC語言,為高階學(xué)習(xí)者提供平滑過渡路徑。同時(shí),公司適配國際主流開源框架,如集成ROS(RobotOperatingSystem)開發(fā)套件,提供傳感器驅(qū)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)控制等底層庫函數(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。
格物斯坦的開源產(chǎn)品體系是其教育生態(tài)中的亮點(diǎn),充分體現(xiàn)了“產(chǎn)學(xué)研賽一體化”的品牌理念。這些產(chǎn)品不僅覆蓋了從基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)件到高級(jí)編程框架的全鏈條技術(shù),更深度融合了STEM教育目標(biāo),為青少年創(chuàng)客提供了可自由探索與創(chuàng)新的開放平臺(tái)。在硬件層面,格物斯坦的金屬開源機(jī)器人系列是其標(biāo)志性產(chǎn)品。采用鋁合金材料打造的全金屬構(gòu)件支持快速拆裝,具備工業(yè)級(jí)精度與耐用性,例如“鐵達(dá)摩金屬開源機(jī)器人”兼容樂高式積木體系,同時(shí)支持舵機(jī)、傳感器等模塊的自由擴(kuò)展,允許學(xué)生從簡(jiǎn)單的機(jī)械組裝進(jìn)階至復(fù)雜的仿生機(jī)器人開發(fā)。其開源仿生平臺(tái)(如仿生蛇、仿生犬)則進(jìn)一步融入生物力學(xué)與空間自由度設(shè)計(jì),結(jié)合3D打印部件,學(xué)生可通過調(diào)整關(guān)節(jié)參數(shù)模擬生物運(yùn)動(dòng)步態(tài),在硬件層面實(shí)踐跨學(xué)科知識(shí)整合。家庭用戶通過App租賃教具,親子合作搭建聲控家居機(jī)器人。
格物斯坦開源產(chǎn)品的控制系統(tǒng)與編程控制器:GC-500系列:支持多套編程軟件(如GScratch、GLP),具備高速處理能力,可同時(shí)驅(qū)動(dòng)多個(gè)舵機(jī)與傳感器模塊。GC-600系列:集成藍(lán)牙4.0模塊,兼容手機(jī)App遙控(如“你畫我跑”、語音控制)及圖形化編程。編程兼容性:圖形化編程軟件(GSP/GLP)支持拖拽積木指令塊,一鍵轉(zhuǎn)換為Arduino C語言,無縫銜接高階開發(fā)。適配ROS(Robot Operating System)開發(fā)套件,提供傳感器驅(qū)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)控制等底層庫函數(shù),支持Python/C++編寫導(dǎo)航算法。圖形化編程卡開源指令集,將抽象代碼轉(zhuǎn)化為可觸摸步驟。自主研發(fā)的開源信息
未來屬于開源:透明、協(xié)作、持續(xù)進(jìn)化??。開源平臺(tái)
格物斯坦這套開源課程的優(yōu)勢(shì)在于 “產(chǎn)學(xué)研賽一體化”生態(tài):工具鏈貫通:從圖形化編程(GScratch)到工業(yè)級(jí)開發(fā)(ROS/Arduino),學(xué)生可在“格物”仿真平臺(tái)預(yù)演算法(如抗強(qiáng)風(fēng)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)策略),再部署至實(shí)體硬件驗(yàn)證,壓縮研發(fā)周期;場(chǎng)景化創(chuàng)新:課程嵌入真實(shí)社會(huì)議題,如山區(qū)學(xué)生開發(fā)“智能澆花系統(tǒng)”,通過土壤濕度傳感器觸發(fā)機(jī)械臂灌溉指令,或參與IRM國際機(jī)器人創(chuàng)客大賽,設(shè)計(jì)火源定位誤差小于2米的林火監(jiān)測(cè)無人機(jī);開源社區(qū)協(xié)作:OpenLoong平臺(tái)共享3D模型與代碼庫(如“全自動(dòng)象棋機(jī)器人”方案),學(xué)生可復(fù)用成熟模塊聚焦功能優(yōu)化,而企業(yè)如優(yōu)必選、宇樹科技亦基于其硬件架構(gòu)二次開發(fā),將傳統(tǒng)需500萬元投入的機(jī)械臂原型壓縮至單人5天完成。開源平臺(tái)