在開源課程中,學(xué)生需熟練運(yùn)用螺絲刀、套筒等工具組裝鋁合金構(gòu)件,學(xué)習(xí)曲柄連桿機(jī)構(gòu)、蝸桿傳動、齒輪齒條等機(jī)械原理,并應(yīng)用于實際模型搭建。例如,在“智能伸縮門”項目中,學(xué)生需設(shè)計限位開關(guān)與齒輪傳動系統(tǒng),實現(xiàn)機(jī)械結(jié)構(gòu)的精確啟??刂?;在“塔吊”模型中,則需結(jié)合定滑輪與動滑輪原理優(yōu)化負(fù)載平衡,理解工程力學(xué)在現(xiàn)實場景中的應(yīng)用。課程要求學(xué)生掌握基礎(chǔ)電路原理,通過Arduino控制器驅(qū)動巡線傳感器、超聲波模塊、藍(lán)牙通信單元等300余種電子元件。例如,在“懸崖勒馬”項目中,學(xué)生需配置紅外傳感器探測邊緣距離,并編寫程序觸發(fā)舵機(jī)急停;在“循跡小車”任務(wù)中,則需調(diào)試灰度傳感器實現(xiàn)厘米級路徑跟蹤,綜合運(yùn)用多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)解決動態(tài)環(huán)境下的導(dǎo)航問題。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。機(jī)器人編程開源系列產(chǎn)品

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(共36課時),聚焦工程系統(tǒng)設(shè)計: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“仿生蜘蛛”時需協(xié)調(diào)12自由度舵機(jī)運(yùn)動,調(diào)用陀螺儀數(shù)據(jù)實現(xiàn)動態(tài)平衡;而“人形機(jī)器人”項目結(jié)合OpenCV視覺庫與YOLO目標(biāo)檢測算法,實現(xiàn)物體抓取的毫米級精度控制。開源教育方法開源舵機(jī)支持12自由度仿生蜘蛛動態(tài)平衡調(diào)試。

格物斯坦開源技術(shù)在普惠與社會價值教育公平化方面做了很多努力。比如格物斯坦機(jī)器人有限公司向山區(qū)學(xué)校捐贈金屬開源套件,遠(yuǎn)程雙師課堂指導(dǎo)鄉(xiāng)村學(xué)生搭建“智能澆花系統(tǒng)”,縮小城鄉(xiāng)科技編程教育的差距。適老化創(chuàng)新:讓老年人可以通過語音控制積木模塊操作智能家居,能夠完成醫(yī)院的線上掛號的老人數(shù)量超90%。在產(chǎn)業(yè)銜接方面:企業(yè)利用開源平臺快速原型開發(fā),單人5天內(nèi)完成傳統(tǒng)需50人團(tuán)隊、500萬元投入的機(jī)器人原型測試,加速產(chǎn)業(yè)化落地。
格物斯坦開源課程的價值在于以“開源工業(yè)級”標(biāo)準(zhǔn)重塑創(chuàng)客教育:一方面,0.01mm公差金屬件提供接近工業(yè)產(chǎn)品的可靠性,使學(xué)生能在真實物理約束中理解結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與運(yùn)動精度;另一方面,兼容ROS生態(tài)與第三方傳感器(如指南針、陀螺儀),支持學(xué)生開發(fā)“林火監(jiān)測無人機(jī)”等社會議題解決方案,將課堂知識轉(zhuǎn)化為應(yīng)對全球挑戰(zhàn)的創(chuàng)新能力。通過這一體系,格物斯坦不僅培養(yǎng)青少年的系統(tǒng)性工程素養(yǎng),更以開源生態(tài)推動“個體創(chuàng)造-群體迭代”的飛輪,讓每個少年創(chuàng)客都能成為未來智能社會的構(gòu)建者。小學(xué)生刷卡編程(如GC-100J),輸入“電機(jī)卡+時間卡”控制風(fēng)扇啟停。

格物斯坦將創(chuàng)客教育定義為“真實問題的工程化解決”,其課程設(shè)計聚焦跨學(xué)科挑戰(zhàn):在初中階段,學(xué)生分組開發(fā)“智能家居系統(tǒng)”,需綜合電路搭建(電子積木模塊)、傳感器調(diào)試(如光敏模塊分級控制燈光)、編程邏輯(Arduino控制指令),培養(yǎng)硬件整合與算法思維;在IRM國際機(jī)器人創(chuàng)客大賽中,青少年團(tuán)隊利用開源控制器和金屬結(jié)構(gòu)件設(shè)計“災(zāi)區(qū)生命探測機(jī)器人”,結(jié)合超聲定位與機(jī)械臂救援模塊,將課堂知識轉(zhuǎn)化為社會應(yīng)急方案;特殊教育場景中,腦電波傳感器與機(jī)械臂結(jié)合,讓自閉癥兒童通過專注力閾值控制機(jī)器人運(yùn)動速度,行為干預(yù)有效率達(dá)40%,體現(xiàn)技術(shù)普惠的創(chuàng)客倫理。教育公平:開源生態(tài)降低高階機(jī)器人開發(fā)門檻,賦能資源薄弱地區(qū)。發(fā)展開源領(lǐng)域
全金屬模塊化設(shè)計,兼容Scratch、Arduino及ROS生態(tài),擴(kuò)展性強(qiáng)大。機(jī)器人編程開源系列產(chǎn)品
格物斯坦的開源金屬結(jié)構(gòu)件以0.01毫米公差精度(工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn))和鋁合金材質(zhì)為主,支持反復(fù)拆裝而不變形,同時預(yù)留標(biāo)準(zhǔn)化接口(I2C、UART、GPIO),兼容300余種電子模塊(如超聲傳感器、溫濕度傳感器、舵機(jī)等)。這種設(shè)計讓學(xué)生無需專業(yè)工具即可徒手搭建復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)(如六足仿生螞蟻或智能澆花機(jī)械臂),既保障了工程可靠性,又極大降低了物理實現(xiàn)的壁壘。例如,山區(qū)學(xué)生可利用土壤濕度傳感器觸發(fā)機(jī)械臂灌溉指令,解決農(nóng)業(yè)實際問題;高中生則能開發(fā)“林火監(jiān)測無人機(jī)”,通過紅外傳感器實現(xiàn)火源定位誤差小于2米。機(jī)器人編程開源系列產(chǎn)品