2023年7月8日，广东工业大学“我是乡村智理人”三下乡社会实践团队积极响应国家“十四五”规划，赴珠海市金湾区莲藕产业示范基地进行莲藕采摘调研，并首次尝试使用团队自主研发的水陆两栖智慧农业气垫船进行莲藕采摘，利用在大学里所学习到的知识帮助加快实现农业科技化、现代化。
图为实践队在莲藕产业示范基地合影。珠海特区报通讯员 刘春硕 供图
从调查研究中来 到真抓实干中去
“我是乡村智理人”团队来到了珠海市金湾区平沙镇人民政府采访了民政部的林主任，对当地人口老龄化问题进行了深入调研。林主任在了解了团队成员到来的用意后，十分热情地回答成员们的疑问。他提到，目前平沙镇人口老龄化的特点一是老龄化速度快，二是农村老年人人口规模大。并且随着人口老龄化的加深，导致农业生产无法实现精耕细作，生产效率下降，对当地藕业等农业的发展带来了直接的影响。
图为实践团队采访当地政府民政部的主任。珠海特区报通讯员 刘春硕 供图
“我是乡村智理人”团队在珠海市金湾区莲藕产业示范基地进行实地调研 ，基地负责人为团队成员介绍了莲藕不同品种之间的区别、莲藕的生长情况以及繁殖情况。在介绍过程中提到，目前基地采藕主要是依赖于人工采摘，且技术通常由老一辈挖藕工传授给下一代。
团队采访了当地工作的农民和前来参观了解的游客，从行业从业者和大众游客的口中了解到他们对机器采藕这一理念的想法和展望。采藕工人表示，收成好的时候一天采摘六小时可达到千斤的产量。由于目前无法机械化作业，只能依靠经验和技术徒手将藕从泥潭中一根根挖出，“夏入火锅，冬进冰窖”，这是挖藕生活的真实写照。由于采藕是一份艰辛的工作，年轻人大多不愿意干这行，所以挖藕工大多是有多年挖藕经验的老师傅。随着人口老龄化的加深，参与其中的将会是越来越多的中老年人，年迈的身躯无法支撑他们完成如此繁重的体力劳动。同时，在采访中不少游客表示，研发采藕机器既能减轻老年人的作业风险，又能提高采藕效率。由此可见，实现采藕智能化势在必行。
图为实践队采访当地藕农。珠海特区报通讯员 郭鹏宇 供图
发现潜在问题，促进技术创新
“我是乡村智理人”团队将自主研发的一代水陆两栖智慧农业气垫船进行莲藕采摘试验，经过多次测试，发现气垫船在莲藕定位方面存在问题。莲藕质脆，容易折断，采藕时气垫船由于环境多变而不能精确定位，导致水枪直接朝藕上冲，损坏莲藕，造成莲藕发黑、进泥。而藕体一旦进了污泥，销售价格就会下降，甚至会失去商品性。于是团队决定跟随农民亲自体验下地挖藕的过程，了解实际藕业采摘过程中会遇到的困难，并对所设计机器进行技术改进。
在莲藕产业示范基地负责人的帮助下，团队邀请了一位挖藕工人为他们讲解和示范如何挖藕。在挖藕工人的讲解下，团队了解到挖藕首先要确定藕的生长位置与方向。在锁定莲藕的位置后，挖藕工用高压水枪对准藕杆，将藕杆下的淤泥冲去，冲散莲藕周围的淤泥后，再把莲藕轻轻往上提，莲藕就露出水面了。
在挖藕工耐心、详细的讲解下，队员们小心翼翼的开启高压水枪，顺着藕生长的方向将附近的淤泥冲软松开，探下身，脸几乎贴到水面上，十指伸入淤泥，一节完整莲藕被拽出来了！
挖藕不仅是力气活儿也是技术活儿，在进行挖藕工作的时候，不仅要顶着炎炎烈日，还要将高压水枪系在腰间，通常负重五六十公斤。挖藕的时候怎么判断莲藕的生长方向，需要用高压水枪冲到什么程度，都是需要挖藕人通过多次的挖藕经验才能去判断总结出的。技术小组成员通过这次挖藕的体验，不仅切身体会到了人工挖藕的艰辛与不易，还深入了解到了采摘莲藕的工作流程与挖藕的原理，在后续的水陆两栖智慧农业气垫船改造升级中起到了至关重要的作用。
图为实践队员在藕池采藕。珠海特区报通讯员 郭鹏宇 供图
图为实践队员在藕池利用高压水枪采藕。珠海特区报通讯员 刘春硕 供图
寻根究“藕”，攻坚破难
在充分了解了人工挖藕的艰辛与繁琐、认识到自动化挖藕设备的必要性之后，团队全力以赴，埋头苦干，誓要攻破技术难关。通过查阅相关文献和交流讨论，团队对原始版本进行了改进，得到了新的概念模型。
新装置主要由主船体、储物船、挖藕机构组成，主船体上装有摄像头和超声波系统以判断藕的位置距离，同时配置有水泵及高压水枪用于冲洗藕附近的淤泥，还装有钩爪旋转装置钩住藕节后将藕旋送至储物船。
该设备在运行时，首先通过电机将水经过滤筒抽入水泵，利用水压喷流式原理，通过水泵抽水增压，调节水压到合适压力。依据超声波传感器的信号通过水、泥和藕三种不同的介质时波形发生的变化，特定波形会被信号处理器识别，定位到藕的具体位置。丝杆带动喷头向下，使得喷头对准淤泥下的莲藕，再由旋转装置调整合适的冲水角度。利用高压喷头喷出水射流，冲击破碎莲藕表面的淤泥，直至莲藕完全裸露在水底，由于莲藕密度比水小，莲藕会在自身浮力作用下浮出水面。挖藕机上搭载的摄像头对漂浮在水面上的莲藕进行识别，由机械手将莲藕送入载藕船舱，完成采摘与收集。
该气垫船预期一次可收集50公斤左右的莲藕，具有良好的市场前景。该设备有五大优势：
1.对比人工采藕。通过科技创新，解决了人工采收作业环境恶劣，采藕效率低下，且用工成本高等问题。成功将“体力活”变为“技术活”，实现科技助农。
2.对比传统履带式采藕设备，气垫船采藕不需要将池塘水位降低，节省了抽水时间以及电量的消耗，符合国家对绿色农业的要求。
3.对比传统船类采藕设备，气垫船悬浮在水面，不易受藕杆和淤泥的影响，船体搁浅和受到阻碍而导致机器故障率大大的降低，极大的减少了机器故障率，降低了维修和生产成本。
4.对比一代气垫船，二代利用超声波系统精确定位莲藕的位置，完美解决了因定位不准确而导致的莲藕受损、失去商品性等问题。
5.二代在气垫船上增加了钩爪旋转装置和莲藕收集装置。解决了莲藕被采摘出来后仍然需要人工下水收集的现状，进一步改善莲藕采收的作业环境，实现了采藕收藕一体化。
未来此气垫船将实现播种、施肥、采摘、运输功能四合一。提高采藕机智能化程度，设计自主导航系统，实现采藕机的路径规划，进一步减轻劳动强度。还尝试将新型材料应用到气垫船的研制中，新材料的使用可以在确保结构强度的前提下进一步降低整机质量和结构尺寸，减少动力消耗，提高作业速度、采摘精度及机具使用寿命。最终实现农业生产全过程智能化、自动化、无人化，使农业农村现代化水平明显上升，打造中国式的现代化农业强国。
图为实践队设计的气垫船的等轴测图。珠海特区报通讯员 黄鸿基 供图
图为实践队设计的气垫船的俯视图。珠海特区报通讯员 黄鸿基 供图
“珠海振兴看平沙，平沙振兴看藕业”这几天“我是乡村智理人”团队通过理论与实践相结合的方式，对莲藕的背景现状、种植以及采摘有了更加深刻的了解。“乡村振兴，人人有责”， 作为新时代青年，应勇于担当。在未来的一年里，团队成员会进一步落实新装置的研发。“我是乡村智理人”团队表示他们有信心能够用自主研发的采藕机真正地帮助到藕业，实现平沙镇振兴与发展！
（文/胡婧怡 梁雨婷）