老师傅们一起蹲在地上，拿根木棍画图琢磨。
第三桩，也是最考验能耐的事，就是“研发”和“改良”。
方腊可不满足于只是仿造官军的制式装备。他隔三差五就往天机院跑，不像个主公，倒像个技术顾问。他带来的，不是具体的图纸，而是一些“想法”和“方向”。
比如，他看铁器作打制腰刀，就会说：“老马，咱这刀，能不能在刀刃的硬度上和刀身的韧性上想想法子？比如用不同质地的铁料叠一块打（类似夹钢工艺的概念）？或者淬火的时候，试试用不同的水（油脂淬火）？”
看弓弩作制作神臂弓，他会说：“这上弦太费劲，射速慢。能不能做个简单的机关，比如用脚蹬的，或者用绞盘的（类似蹶张弩或床弩的简化思路）？或者，不做大的，做小的，单手能拿的，能连发几下子的（袖箭或简易连弩的构想）？”
最上心的，还是火药作。方腊深知这玩意的战略价值。他提醒马老三：“火药这东西，比例是关键！一丝一毫不能错！安全第一！不仅要响，要能炸，还要琢磨怎么让它炸得更远（抛射药包），怎么让它着起来扑不灭（燃烧剂）。你们多试验，记录下每次的配比和效果。”
这些想法，往往天马行空，让老师傅们听得目瞪口呆，但又隐隐觉得大有道理。马老三就带着大伙儿，一遍遍地试验，失败了一次又一次，炭火熏黑了脸，手上烫满了泡。终于，第一把采用简易“嵌钢”法打制的腰刀出炉了，虽然粗糙，但硬度和韧性确实比普通刀强了一截；一种用脚踏铁环上弦的弩机做了出来，虽然笨重，但普通士卒也能轻松张开了；火药配比经过无数次摸索，稳定性和威力都有了提升……
每一点小小的进步，都让整个天机院欢欣鼓舞。方腊更是毫不吝啬夸奖和赏赐，让工匠们感受到了前所未有的尊重和价值。
当然，问题也不少。材料短缺是常事，特别是优质的铁料和硫磺、硝石。技术瓶颈更难突破，很多想法受限于工艺水平，实现起来困难重重。还有安全事故，火药作就曾因为操作不慎发生过小规模爆炸，伤了几个人，幸亏马老三坚持严格分区隔离，才没造成更大损失。
但无论如何，天机院睦州分院这台“战争机器”的引擎，总算在磕磕绊绊中点火启动了。叮叮当当的打铁声，滋滋拉拉的木工声，还有偶尔从偏僻角落传来的沉闷爆炸声，交织成了一曲并不悦耳、却充满力量的乐章。这声音向整个睦州宣告：天策府，不仅要站着活下去，还要武装到牙齿，用更锋利的爪牙，去迎接下一场更残酷的厮杀。方腊超越时代的眼光和马老三这些能工巧匠的手艺，正在这片混乱的土地上，悄然孕育着改变战争模式的种子。