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哈工程“智”造赋能“禾下乘凉梦”

2022-01-16 10:03:54 来源:联播融媒 记者:赵奎娟

      近日,哈尔滨工程大学智能学院教师李冰作为哈尔滨工程北米科技有限公司创始人,与中垦(上海)经济发展有限公司负责人签署战略合作框架协议,在产品、业务、研发等领域展开深入合作。双方将打造具有天然激活的GABA氨基丁酸的“有机纯活胚米”,推广后将改变国人千百年来对大米的饮食观念,吃得更健康。

      目前,我国常用的大米加工设备仅仅让糙米在碾磨室里受到刚性挤压实现去皮碾白,加工的精白米剩下淀粉和热量,吃多了会引起糖尿病等疾病,不利于人体健康。哈尔滨工程大学李冰老师指导,李硕峰、李佳帅、李铭泽、刘斌、杨文强五位同学的《“藏粮于技——水稻适度加工产业化助力国家粮食安全”》项目聚焦粮食适度加工,自主研发留胚米智能加工系统为水稻加工减损,让大米保留了含有更多营养物质的胚芽,有利于人体吸收。该项目在第七届中国“互联网+”大学生创新创业大赛中获得师生共创组金奖。

小胚芽也有大营养 每年为水稻减损59亿斤

      2014年,团队就开始了项目筹备,将原国防基础科研项目中的小目标检测关键技术,转化应用到水稻适度加工方向。大米的胚芽非常细小且十分相似,在检测镜头下仅占几十个像素,现有的检测模型无法准确分辨。团队基于胚芽的特征,自主搭建、修改、优化深度学习模型,研发米粒实时检测技术,其视觉检测准确率能够达到97.2%。

      实际加工中大米并不是平铺的,不同的米种、米型掺杂在一起形成密集粘连,团队摸索搭建出分割模型,实现单米粒的检测提取,让每一粒米都能被“看得见”。在此基础上,团队研究个性化碾磨程序,把碾磨精度控制在50微米,做到“一米一参数”,大米进入设备后,要经过3道、每道680余次的分层柔性碾磨精细加工。“我们能将相当于头发丝三分之一厚度的纤维层精确剥离,使碾磨后的大米胚芽保存完整,依然保留胚芽活性。”

      经检测,团队自主研发的加工系统能实现稻谷留胚率达95%,胚芽完整度大于95%,远超日本留胚率80%的标准,达到国际先进水平,在其他条件不变的情况下实现水稻减损5%。“不要小看这个数字,它可以为全国的水稻每年在加工环节减损59亿斤,这相当于600万人够吃一年的口粮。”李硕峰说。

      项目的核心技术及设备生产均由团队自主完成,实现了百分之百国产化。团队成员围绕关键技术已经发表论文15篇,拥有授权专利70项,软件著作权10项。

“一步一坎”终让粮食加工实现中国“智”造

       生产线搭成后,团队开始测试程序算法、运行速度和稳定性等,过程“一步一坎”。“系统刚刚安装到公共机时,就导致了机器停机。有时候程序运行一两个小时突然就崩了,图像采集失败。” 李铭泽回忆道。崩溃的程序、找不出错处的混乱代码、产品稳定性差适配性弱等问题,一次次考验着团队的创新能力和耐心。

      “米厂的机器很大,调试的时候,我们整个上半身都要探到机器里面,机器运行的声音高达八九十分贝,一天下来震得耳朵发疼。”刘斌尝试比划出比人高的机器大小,“有些问题的修复需要一两周,也有些小问题可能是某根需要串联的线不小心连成了并联,或者电压不稳等,但都需要我们逐个排查设备每个节点、每行代码,一根一根线地查,才能找到问题的根源。”他们对着数万条代码逐行调试,或简化模型、或更换硬件,进行程序修复。经过持续不断的测试、调节、修复、优化,保证了设备使用的基本稳定性。

科研成果转化 扎根龙江赋能粮食加工升级

      在团队的共同努力下,公司获得“黑龙江2018年度支持重大科技成果转化项目”,2019年入选首批黑龙江省技术创新中心,获批建设“黑龙江省工程北米水稻适度加工智能科技技术创新中心”,每年的销售额增长率超100%。公司通过建立行业协会和产业学会,加强与中粮、北大荒等龙头企业的合作,为水稻加工企业提供整套智能流水线制造,目前已服务全国20余家企业,使企业用户每年增收不低于30%。


[责任编辑:高宝玲]

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