鄉村振興，人才先行，科技賦能。近日，第十八屆“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽江蘇省選拔賽決賽在常州舉辦。來自南京信息工程大學的作品《智慧水產—兩棲履帶式拌料投放一體化機器人》獲得“黑科技”專項賽特等獎（“星系”級）。這一獲獎作品背后，是該校海洋科學學院海浪小分隊結合自身專業特色，為鄉村振興提供智力支撐，將科研成果轉化為社會成果的一場生動實踐。
學生團隊盯上水產傳統人工養殖模式之“弊”
“2021年底，我們學校南通研究院接到來自南通市啟東市寅陽鎮的相關需求，咨詢是否有既能減輕養殖戶的勞動負擔，又可以擴大產能的智慧化水產養殖技術可以普及。”團隊指導老師潘亦鵬回憶道。隨即，海浪小分隊組織學生奔赴寅陽鎮進行實地調研考察。
寅陽鎮地處長江入海口，擁有12.5公里的長江岸線和5.5公里的沿海岸線，是出江入海的重要門戶，得天獨厚的自然條件造就了當地特色水產養殖產業。但調研中團隊成員通過實地走訪、線上問卷等方式發現，由于農村人口老齡化、勞動力短缺、傳統養殖費時費力等原因，當地水產養殖行業壓力較大，傳統人工養殖模式亟需向新型自動化模式轉變。
“蝦蟹養殖不同于農作物養殖，每天都需要投喂1-2次。個體養殖戶基本每天早上四五點鐘起床，將小麥粉、玉米粉等，與碎魚碎蝦加水攪拌成面糊狀，壓模成型，再手動推車至塘邊，把餌料掰塊、拋灑。”周鈺是海洋技術專業的一名大二學生，她的爺爺奶奶都是啟東人，因此對當地的水產養殖有一定的了解。“個體養殖戶中大部分都是65歲以上的老人，從12月份撒苗到來年九十月份收獲，一天不得閑，十分辛苦。”
如何利用專業優勢幫助當地養殖戶？經過一系列的調研討論，海浪小分隊決定打造“高智能、全時制、多方位”的智慧化、自動化水產養殖系統，為淡水養殖提供無人化養殖解決方案和替代服務。
一年多來，這支23人團隊兵分兩路，一組負責實地測試，往來田間、深入農家，另外一組專門進行設計和制作，幾乎每個月都會到寅陽鎮進行檢測。經過不斷改良，一款兩棲智慧水產養殖機器人逐漸被打磨成為能夠滿足養殖戶多種需求的“助農神器”。
“汗水漁業”變“智慧漁業”，機器人更新三代
如何實現自助跨塘作業？怎樣確保機器人在水面上擁有足夠的浮性？自主巡航路線怎么規劃？……擺在海浪小分隊面前的問題數不勝數，亟需研發一款易操作、高效率的智慧機器人。
“我們把用戶需求放在第一位。”潘亦鵬表示，大多數養殖戶擁有多個池塘，在養殖的時候不僅需要保證水中含氧量，還要讓餌料充分攪拌，均勻拋灑。團隊以養殖戶的需求為基礎，設計了爬坡、拉網、自主攪拌擠壓投料、充電、自動增氧等功能。
爬坡跨塘是限制現有投餌船的一個重要原因，也是團隊需要攻克的難關之一。第一代機器人配備了輪式，但團隊進行實際測試后發現，水塘周邊都是泥路，一到下雨天會變得非常泥濘，機器人在泥地中爬坡和行走的能力并不強。因此，第二代機器人改進為“履帶式”。
除了自主探索研制，海浪小分隊也得到了學校海洋科學學院丘仲鋒教授團隊的技術支持，使得機器人的無人路徑規劃更加智慧。目前，機器人已經更新至第三代——新增的增氧攪拌明輪實現了在水中原地轉向；模塊化的攪拌擠出機構可替換液體、固體顆粒、混合料攪拌成型等不同的投餌模塊；結合衛星遙感和RTK定位技術的自主巡航功能，以視覺識別為輔助，能夠讓機器人自主進入農戶家的庫房充電加料。
在寅陽鎮蝦蟹養殖基地和東臺市東海村蝦蟹養殖區等地的試點中，機器人“大展身手”，成功讓養殖成本“減一減”、承包量“翻一番”。這讓寅陽鎮里的不少養殖戶對機器人的“期待值”拉滿，紛紛表達了購買意向。
潘亦鵬表示，今年6月下旬，團隊將再赴寅陽鎮，調整優化機器人的充電站，計劃以共享充電模式進一步為養殖戶節能增效，推動機器人盡快實現量產。
把腳印印在水塘邊，將所學所思應用到科技助農中去
三農是大有可為的新天地，是淬煉青年的修煉場。一年多來，海浪小分隊把腳印印在水塘邊，把科研成果應用到水鄉里，在心中播下科技興農的種子。
“從設計稿到第一代機器人裝配，再到實地測試，反復打磨，團隊相當于從零開始制造了一個智慧機器人。成員們在實踐中大膽探索，努力練就創新創造的過硬本領。雖然中間經歷了一些失敗，但是我們一直堅定地朝著助農惠農的方向前進。”來自海洋技術專業的大三學生胡茂林說，他全程參與了項目設計研究制作。在他看來，農業是關乎到千家萬戶的大事，“能夠將所學所思應用到科技助農中去，為鄉村振興貢獻微薄的力量，是一件很有意義的事”。
“學校的鄉村振興相關項目為學生們提供了更多的實踐機會、更廣闊的就業空間，賦予他們更強的社會責任感和使命感。”作為團隊的指導老師，潘亦鵬由衷地為學生們所取得的成果感到驕傲，“廣袤田野蘊藏著無限發展空間，也存在著不少挑戰和難題。高校在科技助農、人才培養等方面具有得天獨厚、難以替代的優勢。希望我們的工作能夠為如何幫助青年學生扎根農村、投身助力農村發展這一課題提供案例參考”。
