一支粉笔、一块黑板、一张挂图,是传统教具的“老三样”;而在山东满天星信息科技有限公司的课堂里,老师只需抬手点击空中悬浮的“虚拟按钮”,就能让反应釜瞬间升温、让分子链实时聚合、让危险工况在像素里爆炸——这就是“虚拟仿真教具”带来的魔法体验。它以AI为脑、以孪生为眼、以数据为血液,把看不见、摸不着、做不起的高危、高耗、高时序过程,变成可交互、可回放、可评分的云端教具,实现“教学即演示、操作即实训、错误即资源”的全新范式。

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一、硬件即插即用:一张课桌就是一座工厂

虚拟仿真教具采用“盒子+头显+手柄”三件套:

边缘盒子仅手掌大小,内置AI推理芯片与Wi-Fi 6模组,30秒完成开机联网;

头显重量<380 g,支持4K单眼分辨率,21点手势追踪精度±2 mm;

力反馈手柄可模拟0.1 N级阻力,学生拧阀门、插管线时获得真实手感。

整套设备可装入普通书包,72小时内完成全校部署,无需砸墙布线,也无需额外通风防爆。

二、AI引擎:0.1秒把“手势”翻译成“工艺参数”

教具内置轻量化MobileProcess模型,能同时识别手势、语音、眼动三种输入:

手掌前推=开启进料阀

食指旋转=调节搅拌转速

语音“升温至80℃”=自动下发温控程序

识别延迟<100 ms,支持方言,准确率98%。老师无需再演示“如何拧阀门”,学生抬手即可完成全套操作,课堂效率提升3倍。

三、数字孪生:让“分子、液滴、温度场”实时可见

Unity引擎1∶1建模反应器、换热器、填料塔,实时接入边缘盒子数据:

温度每升高0.1℃,云端色温同步变化;

液滴直径>1 mm即高亮红色,提示“液泛风险”;

分子链长达到设定值,系统自动弹出“聚合完成”烟花特效。

学生可在VR里把温度推到“爆炸边界”,观察压力曲线冲破安全阀,再一键“倒流”回到加料前10秒,重新设定参数,实现“千次事故、零真料”。

每一次新标准、每一次新设备、每一次安全新规,都可在24小时内热更新到全国课堂,让“高危高耗”永远留在像素世界,让“创新试错”成为每一位学子抬手即可触达的标配能力。虚拟仿真教具最终让知识不再停留在黑板,而在指尖实时发生;让“安全、成本、效率”在AI节奏里自循环,真正实现“教学即演示、操作即实训、错误即资源”的未来课堂。