解放農民父親干“苦活”的雙手

　　山里來的大三學生設計“黃連炕”機器獲國賽大獎

　　□ 長江日報記者楊佳峰 通訊員楊美琳

　　“山里的娃兒走出去不容易，希望娃兒的作品能幫助到村里更多的人！”近日，恩施土家族苗族自治州利川市汪營鎮(zhèn)鷂子池村村民賀文六，在手機視頻中看到兒子賀章濤從武漢科技大學發(fā)過來的改良版“黃連炕”，激動不已。讓他沒想到的是，自己幾年來的心結能在兒子和他老師的手中被解開。

　　■ 父子家中土法制出“黃連炕”

　　汪營鎮(zhèn)地處800里清江的源頭，以黃連為主的中藥材種植面積達到2萬余畝，利川黃連成為當地特產之一。鷂子池村有2000多人，種植黃連是村民的主要收入來源。

　　黃連藥效好，但性苦，民間有“啞巴吃黃連，有苦說不出”的俗語。52歲的賀文六家就種植了10多畝黃連，在他看來炒制黃連同樣是件苦活累活。

　　黃連生長周期較長，一般栽后5至6年才能收獲。采摘后的黃連塊莖不能直接售賣，還要除濕除根須。在太陽下晾曬出來的黃連易呈黑色，顏色不好看；只有人工炒制出的黃連才呈現金黃色，有賣相。

　　賀文六說，每年10月至11月，用鐵篩網翻炒黃連是鷂子池村村民的傳統(tǒng)做法。翻炒時附著在黃連上的泥土變成灰塵四處飄散，不一會兒身上全是灰，“鼻子眼睛都看不見”。鐵篩網上黃連要不停翻炒，一炕需要4個小時翻炒，一天也只能加工150斤。要是翻炒不及時就會炒煳，幾年的辛苦可能毀于一旦。

　　賀章濤從小就跟父母在黃連地里勞動，覺得父母很辛勞。即便如此辛苦，家里收獲的黃連被炒煳也是常有的事。2020年，還在上高三的賀章濤憑著所學的物理知識，與父親商量起改進炒制黃連的辦法，讓炒黃連不再又苦又累。他們買來鋼材，在家使用焊機、切割機、角磨機等工具改造了一輛廢舊摩托車的變速器，制作了一臺自動翻炒黃連的機器——黃連炕。

　　賀章濤說，之所以使用摩托車變速器，是因為在烘炒過程中，翻炒速度需要根據含水量調整，才能避免炒煳。機器必須能夠實現變速翻炒，自行制造一臺變速器較為困難，摩托車的變速器剛好合適。

　　父子二人制造的土設備很快引來村民圍觀。村民們驚奇地發(fā)現，賀文六父子的“黃連炕”能夠自動翻炒黃連，加工時省力不少。很快有村民開始模仿打造這種“黃連炕”加工黃連。

　　賀文六父子的“黃連炕”雖然實現了自動翻炒，但效率依然不高。“由于采收的黃連大小不一，烘干所需要的時間也不一樣，無論是手工加工還是機器加工，都需要先將黃連按大小分多批篩選，這一過程非常耗時耗力。”賀章濤找到了問題的癥結。

　　如何提高“黃連炕”的加工效率，父子倆琢磨了很久也無能為力，漸漸地成了父親賀文六的心結——“要是能解決這個問題，炒黃連也就不再辛苦了”。

　　■ 用知識解放父母干苦活的雙手

　　2020年9月，賀章濤考入武漢科技大學汽車與交通工程學院。坐在寬敞的圖書館，賀章濤腦海里總會浮現父母沾滿灰塵的臉龐，時時惦記著父親心中的那個心結。“炒制黃連時，不僅腰酸背痛，鼻孔里也都是灰塵。”賀章濤向長江日報記者比畫著自己小時候炒黃連的窘態(tài)。

　　賀章濤的想法很快被輔導員何一鳴得知。在全國大學生先進成圖技術與產品信息建模創(chuàng)新大賽上，學車輛工程專業(yè)出身的何一鳴詢問了參賽者賀章濤的家庭情況。賀章濤說出了自己的設想：改進家里的“黃連炕”，使其從手工分揀黃連變?yōu)樽詣臃謷?/p>

　　何一鳴決定成立一個團隊，和賀章濤一起攻關改良“黃連炕”的技術。團隊成員一起查專利、找論文，學習設計仿真軟件和機械設計相關知識，參考農戶加工經驗，進行仿真實驗。經過120天攻關，最終將“黃連炕”改良的核心確定為加裝一個可變篩孔結構。“這一結構能根據黃連的濕度信號來調節(jié)孔徑大小，從而實現對炕干的黃連進行自動篩選?！辟R章濤說。

　　為改進“黃連炕”存在的問題，何一鳴驅車千里前往賀章濤家家訪，仔細聽取賀文六的意見后，給團隊明確了從環(huán)保、省力、精準控溫三個方面改進“黃連炕”的思路。

　　何一鳴告訴記者，他們給“黃連炕”加裝了煙塵過濾器，這樣可有效過濾煙塵中的較大顆粒物，減少灰塵排放，炒制黃連的人再也不會“黑臉”。

　　他們還為“黃連炕”設計了可變篩孔，不再需要人大力翻炒黃連?！昂Y筒在不斷轉動下實現對黃連的翻炒，其篩網軸上固定安裝有T形爪以實現對黃連的攪拌，同時篩筒內的黃連在不斷碰撞和摩擦下被去除表皮根須。”賀章濤說，翻炒自動化可以把父母的手解放出來，他們再也不會汗流浹背、腰酸背痛。

　　■ “黃連炕”裝上智慧大腦不再炒煳

　　在改良“黃連炕”的過程中，團隊遇到的最大困難是給“黃連炕”智能化升級——確定設備決策機制的具體算法，即把預期指令轉化為機器能聽懂的語言。這決定了設備能否對炕干的黃連塊莖實現精準篩選。

　　賀章濤說，為解決這一問題，他們對黃連塊莖進行建模，利用專業(yè)知識進行仿真分析，得出了不同初始條件下的黃連塊莖的干度隨機器運作時間、炕內溫度等因素的變化規(guī)律，讓機器能通過具體的數據“讀懂”黃連的狀態(tài)，實現精準控溫。

　　團隊還給“黃連炕”配置了聰明的大腦。他們在黃連生產中采集不同條件下黃連體內水分與時間的變化關系，并與仿真分析結果進行比較，綜合連農生產經驗，將數據擬合成相應條件下的算法存入控制單元內，讓“黃連炕”走向智能化。

　　“再也不會發(fā)生炒煳黃連的事了?！辟R章濤給記者算了一筆賬，黃連畝產最好的在600斤左右，最差的產量只有200斤左右，炒干后的黃連每斤收購價都在150元左右，有些金貴，要是炒煳了5年的收成就沒有了。

　　據悉，改良“黃連炕”成功解決了黃連人工粗加工效率低、污染環(huán)境、耗費柴薪、灰沙無法回收等系列問題，實現了篩孔實時可變、時速智能控制、煙塵無害排放等多項技術的創(chuàng)新。該作品已獲全國三維數字化創(chuàng)新設計大賽精英聯賽國家一等獎，還獲得了兩項軟件著作權。

　　“改良后的‘黃連炕’不僅能將加工效率提高5到6倍，還能實現灰沙回收……”面對視頻中兒子賀章濤的滔滔不絕，賀文六露出了會心的微笑。他激動地說：“能在何老師的帶領下學到真本事，我們?yōu)橥薷械礁吲d。”

　　賀章濤改良“黃連炕”的喜訊也傳到了鷂子池村村黨支部書記鄒杰的耳朵里。鄒杰告訴記者，他們周圍20多個村有數萬連農，支撐起了“利川黃連”這個品牌。賀章濤改良的“黃連炕”能變成現實，連農肯定是最高興的。

　　“我們那兒把種植黃連的農民叫作連農。設計的初衷是想讓父母的勞作變得便捷，解放連農的手，讓他們干活舒心?！辟R章濤告訴記者，改良的“黃連炕”有876個零部件，除了標準件外，不少是非標準件，制造成本較高。目前已有3D模型和圖紙，他為其起名為“急先鋒”，就是急連農所急，希望能盡快制造出實物來，讓父母這樣的連農輕松種黃連。