陆军方面，基于朝鲜铁山战场实战经验，特别是金山新军暴露的骑兵力量薄弱问题，强烈要求组建专业骑马步兵部队。经过激烈讨论，李勇最终拍板将金州卫一个旅整编为全骑兵编制。此外，陆军还提出三项关键技术指标：在保持火炮威力的前提下实现轻量化（宋应星当场承诺攻关）；为骑兵配备面甲、马槊、短骑枪（较步兵火铳更短）、手弩等专用装备。
水师的需求更为激进。面对西班牙、荷兰的大型战列舰威胁，他们要求建造排水量达1000吨的主力战舰，并加装40斤重炮。更让宋应星团队头疼的是，他们同样要求火炮\"减重增威\"。考虑到热带作战环境，水师陆战队开出的清单包括：抗瘴疾药物、驱蚊防护用品（含蚊帐、酒精）、急救物资（纱布、急救包）、冷兵器（多功能匕首、山刀、弓弩\/连弩）以及藤甲防护装备。
\"这些军痞的要求真是得寸进尺！\"宋应星揉着太阳穴苦笑，身旁沈星奕和王五也是一头黑线，满头是包，天天加班也满足不了这些需求，唉！真是马善被人骑，人善被人欺。金山的这碗饭，太难吃了，沈星奕要排除在外，他家老有钱了。
事实再次证明，军事需求始终是科技发展的第一推动力。在宋应星主持下，苦逼的科学院连续召开两天紧急会议，最终确立了七大重点科研项目并申请特别经费。当沈佩玉看到那份天价预算清单时，沈佩玉是脸色瞬间煞白，生无可恋。
首先是火炮轻量化，10万两
这个时代的火炮，都是铸造法生产，非常笨重，很难避免气孔问题。这次，科学院准备采用制造技术，具体讲就是锻铁拼合工艺。采用铜铁复合设计，用铜板卷成内管，外包锻铁条，再用铁箍固定，最后填充铅焊料密封间隙——通过材料组合，优化炮管重量，增强炮管的强度。
锻铁炮管韧性更高、耐热性更好，可承受更高膛压，实现减重前提下，火炮安全性还提高。该工艺，降低炮管自重，使火炮机动性显着提升，既满足陆军野战需求，又便于水师舰船搭载和移动。
其次是钻床、镗床和气缸，10万两
在今年三月底，李勇向科学院提出了一个新项目——“蒸汽机”的研发，沈星奕担当项目负责人，半年过去，他们遇到非常棘手的问题，蒸汽机的气缸不行，承受不了高压，项目基本陷入停滞。
这次借着军方的需求，沈星奕准备采用卧式钻孔机，实验实心钻膛，采用延展性优良的铸铁，用整体铸造的实心圆柱坯料，经车床粗加工，形成一体化气缸。再通过精密镗床扩大初孔口径，用镗杆安装可调镗刀，水平旋转切削内壁，加工出可承受高压的气缸。
当然，这种方法，也可以直接钻出炮管，它比锻铁拼合工艺生产的炮管，内壁更光洁平直，射程更远，承受膛压能力更高，炮管更轻。
其实这个技术如果能突破，火炮与蒸汽机都能标准化量产，它是工业革命核心装备制造基础。
第三是新的密封方式和耐磨耐高温的密封材料，5万两
同样在“蒸气机”的研发中，项目组还遇到了一个非常头痛的问题，活塞密封性不行，在高压情况下严重漏气，所烧的煤与获得的动能相比，毫无应用价值。
热损失的原因是，首先气缸非铸铁整体铸造，内壁粗糙度。其次，水密封接触面偏差大，活塞运动时，缠绕浸油亚麻绳的密封材料，磨损很快，需每天更换。
牺牲热效率换取简易密封，以纤维填料补偿运动部件间隙，热效率转换问题很大，现在就算解决气缸问题，还是急需找到活塞运动方式，以及新的密封方式和密封材料。
第四是高强度的钻头和刀具，5万两
无论是炮管还是生产气缸的生产，没有高强度的钻头和刀具，很难量产，所以宋应星兄弟和沈星奕毫不犹豫将它单独立项。
第五是排水千吨的盖伦船，10万两
目前已经缴获西班人的排水量1000吨的盖伦船--“江南一号”，以它为样板，进行仿冒生产，李勇，想当然的认为，难度会低一些。
但意外的是，挑战非常大，这个主龙骨长度≥50米，需要拼接多段木材，接口处用铁箍加固，船体吃水深度达8米，需要专用干船坞建造，下水时，还需要同步爆破临时支撑墩。多层炮甲板需开侧舷炮门40个以上，严重的削弱了船体纵向强度，需加装交叉铁肋补偿，过多30斤以上的重炮，后坐力有导致甲板梁断裂风险，所以每门炮基座需耗3000斤的硬木加固。
第六是钟摆式座钟和吊钟，1万两
金山现在采用技术，精度极差（日误差超20分钟），每日依赖人工调校。通过?发条驱动钟?，虽然实现了便携化，但发条扭矩衰减厉害，导致走时不均。
利用钟摆的等时性，制造出精确摆钟，将摆锤与齿轮联动，使钟摆往复运动，转化为齿轮的间歇旋转，驱动指针。误差可以从