
在深井钻探过程中,由于钻杆柱在套管内的长时间旋转运动,钻杆接头等部位与套管内壁研磨,导致套管存在不同程度的磨损。钻井时间越长,钻杆作用在套管上的侧向力就越大,由此引起的套管和钻柱摩擦与磨损问题就越来越突出;同时化学腐蚀也越来越严重。所以对套管质量和使用中套管质量的检测对超深井钻探来说是非常重要的。
套管检测包括:套管质量地面检测和套管磨损井内检测。
4.1.1 套管质量检测
国内外的统计资料表明,尽管套管生产厂在套管出厂前进行过在线检测,但由于种种原因,还有约3.5%~5.5%有缺陷的套管出厂。因此,在超深井钻探施工中,必须采用先进的检测手段对所用套管进行可靠的缺陷检测。套管质量检测需采用无损伤检测方法。
(1)超声波探伤方法
超声波探伤仪的种类繁多,但在实际的探伤过程,脉冲反射式超声波探伤仪应用最为广泛。一般在均匀的材料中,缺陷的存在将造成材料的不连续,这种不连续往往又造成声阻抗的不一致,超声波在两种不同声阻抗的介质的交界面上将会发生反射,反射回来的能量的大小与交界面两边介质声阻抗的差异和交界面的取向、大小有关。
超声波探伤常用的仪器设备是中国科学院武汉物理研究所科声技术公司研制生产的多通道数字式超声波探伤仪,它能满足从多个探伤面同时进行多种缺陷的全面检测的需要,并能实现自动扫描、数字化控制和数据采集,从而提高了探伤的速度和超声波探伤的可靠性,可实现对被检测件的自动探伤。
应用多通道数字式超声波自动探伤技术进行原油套管的自动化检测,应从如下3个方面考虑:①具有满足石油套管进行自动探伤的超声波自动探伤仪;②为石油套管自动探伤设计合理的超声波探伤方法;③具有满足自动探伤技术要求并配套的机械设备。目前,除螺纹和接箍部分的探伤需要进行试验研究以外,其他部分均为较成熟的或可以实现的技术。
科声公司生产的多通道数字式超声波探伤仪具有5个特点,是应用超声波自动检测必须具备的条件:①仪器具有较高的重复频率,能保证实现较高的检测速度和探伤密度;②各个通道性能一致,确保读数精确、可靠。在检测过程中,对同样的缺陷在不同的通道检测时,应有同样的结果,这样就不会漏检和误检,以便于缺陷的定量和设立探伤工艺标准;③适应能力强,在实际应用中往往要求使用不同的工作频率、不同的量程范围和不同的灵敏度,探伤仪能适应这些场合的探伤工作;④能自动进行伤波识别和报警,在自动探伤场合探伤人员监测伤波是不可取的,所以探伤仪的功能已经从对超声回波的拾取、显现,引申到了自动读数、自动补偿、自动定量、自动识别、自动报警;⑤抗干扰能力强,在工业现场往往有行车、电机等的存在,自动探伤机受电磁干扰、电源波动、机械振动、温度和湿度变化的影响。自动探伤仪能在这种环境下连续工作,排除杂波干扰,能减少误判和漏检,进行自动探伤。
(2)漏磁探伤方法
漏磁探伤方法是继超声波后新发展起来的一种探伤技术,探伤的基本原理是通过外加强大的磁场对铁磁性材料进行磁化,当被磁化的铁磁材料存在缺陷时,即在材料表面形成漏磁场,通过检测线圈或霍尔元件检测到的漏磁场电流或电压大小,反映出缺陷的大小和位置。其中直流局部磁化方法应用较多。
国外20世纪70年代中期开始研制实用的漏磁探伤设备,以后推出了多种漏磁探伤仪,比较有名的厂家是德国的Forster公司和美国的Tupboscope公司。目前国内使用漏磁探伤仪的厂家有上海宝山钢管厂和成都无缝钢管厂。分别使用Forster公司和Tupboscope公司的产品。
宝钢套管、油管检测是在其两端未加工螺纹和未装接箍之前的光管上进行的,检测速度为3根/min,用漏磁检测套管两端不可检测的盲区为10mm,然后用专用的磁粉探伤设备再检测套管两端350mm的部分。磁粉探伤5根管子同时进行,在1min内完成,然后用人工观察缺陷。宝钢的漏磁探伤设备有两种类型,一种是探头固定不动,管子直线通过;另一种是探头直线运动,管子原地旋转。宝钢用漏磁探伤套管、油管时,严格执行API SPE 5CT标准,对各种规格、钢级的套管、油管都按标准做出人工标准伤样管,当被检管子的规格和钢级发生变化时,就要用样管对仪器和探头校准。宝钢的漏磁探伤采用直流周向磁化的方法对套管、油管进行磁化,能检测到管体内外表面及内部的纵向缺陷,如果发现表面有划伤等缺陷时,要进行表面修磨,然后再进入检测线检测,如果剩余壁厚大于87.5%t(t为套管壁厚),可以作为合格管出厂,否则报废。
中国有色金属工业总公司无损检测中心开发研制了旋转式漏磁探伤设备,并用于旧油管和旧钻杆的检测。这套检测设备在胜利油田滨南采油厂投产并通过鉴定。这套自动探伤系统的特点是:①检测速度10m/min,每2min检测一根管;②分两组探头,一组检测接箍,一组检测管体,管体部分由8个探头组成,管体旋转速度和探头移动速度合理匹配,保证覆盖管体全表面;③磁化方法采用直流周向磁化,能检测到内外壁的纵向缺陷;④对于旧油管、钻杆,由于没有统一的检测标准,滨南采油厂暂定为剩余壁厚小于70%t时判废,并以此标准制作人工伤样管;⑤设备具有声光自动报警、波形记录、对缺陷处自动作标记并具有数据统计、打印报表等功能;⑥采用变频调速装置及可编程控制作为整个机械设备的动力和控制手段;⑦磁化装置至少连续工作10h不发热,经退磁后,被检测管子可以吸不住M3的螺母。
(3)涡流探伤方法
涡流探伤是用一个高频振荡器供给激磁线圈激磁电流,并在被检测件周围形成激磁磁场,该磁场在被检测件中感应出涡状电流。涡流又产生自己的磁场,涡流磁场的作用抵消激磁磁场的变化。由于涡流磁场中包含着套管状况不等的各种信息(如钢管材料中存在的各种缺陷),仪器通过检测线圈把涡流信号检出,进行滤波、鉴相、放大等处理,并抑制非缺陷的各种噪声信号(如材料性能的差异、运动不平稳等),以此来判别套管中缺陷的存在。涡流探伤有点探头式和穿过式两种基本方法。
涡流探伤应用于套管自动检测生产线主要应考虑这样几个问题:①由于套管壁厚一般大于7mm(各种规格套管的壁厚不等),而涡流探伤的灵敏度是随着缺陷的埋藏深度的增加而降低的,因此,要采用磁饱和技术提高涡流检测的穿透深度,实现对整个套管壁厚的检测;②由于涡流检测对许多因素都很敏感,其中有些是由加工工艺造成的,如电导率、化学成分、磁导率以及几何形状等的变化;而另一些则是与管材无关的测试因素,如耦合状况的改变,探头与管子之间的振动等,因此,涡流探伤的信号处理和分析技术与漏磁技术相比要复杂一些,特别是对于像套管这样大直径的钢管更是如此。
国内有很多单位,如上海有色金属研究所、北京有色金属研究设计院、厦门涡流检测技术研究所等,相继研究成功多种规格的涡流探伤仪,这些设备的技术性能都能满足常规的探伤要求,某些先进设备的技术性能已达到国外20世纪80年代的水平。
4.1.2 套管磨损检测
在井内的套管不可避免地受到不同方式、不同程度的伤害,甚至是损坏,一般包括机械损伤和化学损伤两种。套管的机械磨损是由与套管内壁相接触摩擦的其他物体引起的,主要是钻杆、钻杆接头、底部钻具组合、钢缆及尾管等,而旋转引起的磨损程度远远大于滑动导致的磨损;井内泥浆和地层流体会对套管造成一定的化学损伤,随泥浆的化学成分和地层流体特性,对套管的腐蚀程度不同。随着钻井周期的延长,套管磨损程度加剧,如不采取措施,则会出现套管先期损坏的现象,严重的会使井报废。套管损伤对井内安全影响很大,因此,超深井套管损伤的检测显得十分重要。
工程测井很多仪器都有套管质量和固井质量检测功能,其性能和功能见表4.1。国外测井仪器耐温、耐压指标都较高,耐温指标多为175℃。相比而言,国内仪器耐温、耐压指标较低,应注重研发耐温超过150℃的仪器。
(1)MID-K测井仪
MID-K测井仪器是俄罗斯生产的进行多层套管伤害探测的测井设备,MID-K测井仪器共有3个测量探头,包括1个纵向探头和2个横向探头(图4.1)。纵向探头是对套管沿轴向的伤害进行测量;横向探头对套管横切面上的损伤进行测量。测量的信息是感生电动势的衰减谱,对衰减谱进行采样得到多条不同时刻记录的曲线,不同时间与管柱的径向位置相对应。该测井仪根据不同位置管柱对应的不同衰减时间段对衰减谱进行放大,从而达到对不同位置管柱的探测,以3层管柱为例,可分为远区、中区和近区,分别对应外层、中间和内层管柱。
表4.1 工程测井仪器一览表
图4.1 MID-K仪器结构示意图
MID-K测井仪共记录了5个不同区间和方向的感应电动势时间衰减谱,包括3个不同时间区间的纵向探测器探测的感应电动势衰减谱以及2个横向探测器探测的感应电动势衰减谱,由270条感生电动势曲线组成,曲线间的采样间隔为2.5ms(图4.2)。
(2)PIT套管检测仪
PIT(Pipe Inspection Tool,套管检测仪)是一种磁法测井仪器,采用多个推靠式极板,用同时测量漏磁通和涡流的方法检测套管内外壁的缺损(漏磁通法测量套管壁总的缺损,涡流法检测内壁缺损),解释腐蚀和穿孔状况。由于采用极板,PIT仪器分3种规格,以适应不同的套管直径。适应5in套管的仪器有8个极板,可分辨5mm孔眼,耐温175℃,耐压104MPa,长4.7m,质量160kg,最小通径110mm,推荐测速1100m/h。PIT仪器的前身技术产品是国内早已引进的斯仑贝谢公司20世纪70年代仪器PAT。PAT仪器使用上下两套极板组,对每个极板组只记录两个数据,即涡流量和漏磁通量。与PAT仪器的不同在于PIT对每个极板都记录涡流量和漏磁通量,能显示井周方向上套管腐蚀和穿孔的细节。仪器对套管变形不敏感。
图4.2 MID-K测井解释成果图
(3)MIT多臂井径成像仪
MIT(Multifinger Imaging Tool,多臂井径成像仪)是英国Sondex公司生产并由哈里伯顿公司代理的40独立臂井径仪,采用相互独立的机械测量臂带动40个LVDT(线性变化差动变压器)传感器分别测量套管内径。仪器质量28kg,长1.6m,耐温150℃,耐压104MPa,外径70mm,测量范围76~190mm,半径测量精度和分辨率为0.76mm和0.08mm,推荐测速540m/h,纵向分辨率2.5mm。与老式多臂井径仪器不同,MIT对每一个测量臂分别给出测量结果,同时输出40条半径曲线以及最大、最小、平均半径。仪器还有测量斜传感器,测量精度为4°。
(4)CAST-V井周声波扫描仪
CAST-V(Circumferential Acoustic Scanning Tool-Visualization,井周声波扫描仪)采用脉冲超声回波方法对井壁进行扫描,可用于裸眼井和套管井,在套管井中可同时检测套管和评价水泥胶结质量。CAST的旋转探头旋转速度10周/s,每转1周发射和接收200次超声波,回波到达时间和幅度用于套管内壁成像,回波共振频率用于计算套管壁厚,回波共振衰减时间用于评价套管-水泥环界面(I界面)胶结状况。仪器长5.5m,外径92mm,质量143kg,耐温177℃,耐压138MPa,可用于114~330mm井眼,垂向分辨率7.6mm,推荐测速360m/h(图4.3,图4.4)。
(5)DHV井下可见光电视
DHV(Down Hole Video,井下可见光电视)的工作原理与常规摄像头相同,采用光学聚焦系统和CCD传感器把可见光图像转换成电信号,并通过电缆传送到地面;井下仪器还携带了照明光源。近年来DHV技术发展较快,镜头焦距可调,采用不沾油涂层和光源后置技术使图像更清晰,广角镜头在水中视角可达55°,信号传输由光缆改为普通单芯电缆,仪器耐温、耐压指标提高到了177℃、104MPa,外径仍然为43mm。
图4.3 超声成像套管测井解释
图4.4 套管片状腐蚀与点状腐蚀的超声波成像
DHV相当于在井下仪器上安装了人的眼睛。在井下流体透明度比较好的情况下,可以清楚地见到井下落物的鱼顶、套管射孔孔眼及有无石油或天然气产出。如果有石油产出,可以见到油泡在射孔孔眼处断断续续地冒出;如果有天然气产出,可以见到断断续续的白色泡状产出物,如泉眼里冒出的气泡一样;如果套管有破裂或错断,还可以见到破裂或错断口,甚至可以见到破裂口或错断口处流体进入情况(图4.5)。
图4.5 套管破裂井下电视照片
(6)数字化套管探伤仪
DVRT可以确定套管是内伤还是外伤,损伤穿透深度,损坏点准确位置等。对孔洞直径为9.5mm,相对穿透深度为30%以上的损伤均能做出正确判断。
DVRT套管探伤仪(图4.6)是由美国Atlas Wireline Services最新研制生产的数字化套管探伤仪,它由一个安装在心轴保护箱内的电磁铁和探测器及三部分电子线路组成。其中两个电子线路部分(分为上下两部分)也安装在心轴保护箱内,另一个控制器部分电子线路安装在一个单独的保护箱内,并与心轴的顶端相连,电子线路部分是经过特殊设计,可适用于4种不同心轴尺寸的DVRT仪器。
DVRT仪器的心轴由许多独立的极板组成,并以两个一组相互搭接的方式排列,以保证对套管四周进行全方位探测,每个极板上装有两个直流通量泄漏测试器及两个涡流测量线圈(EC)。
数字化套管探伤仪通过测量直流通量的泄漏来确定套管损伤的穿透程度。为了保证能对套管四周的腐蚀损伤程度进行全面而完整的测量,DVRT采用了很高的采样速率,可同时记录12道或24道测量数据。测量时根据仪器心轴的大小可进行12道或24道涡流(EC)测量,用来确定直流通量泄漏是发生在套管的内表面还是外表面,从而进一步确定套管是内伤还是外伤。其中114mm和140mm两种心轴同时记录12道FL(直流通量泄漏)和12道EC,而178mm和219mm两种心轴记录24道FL和24道EC。每一道波形记录都被完整地保存下来。所有波形均在井下数字化后传至地面,再经测井分析专用软件进行现场分析或后处理,在提供高质量显示结果的解释报告同时,可帮助现场进行决策,明显提高了工作效率。
(7)数传工程测井组合仪
数传工程测井组合仪由仪器头、磁性定位器、扶正器、方位仪、遥测仪、井壁超声成像测井仪及声波井径仪几个部分组成。
图4.6 DVRT测井仪器
仪器的主要技术指标:外径Φ90mm;工作环境温度-35~150℃;耐压75MPa;方向角范围及精度为0°~360°、±6°/h;声波井径精度±1.5mm;声波井径范围90~180mm;孔眼分辨能力≥8mm;纵向裂缝的分辨能力≥2mm;适用介质为油、水、泥浆(密度≤1.4g/cm3)。
数传工程测井组合仪进行多参数组合,能准确地指示出井身状况及套损方向,更直观、形象、具体地检测出各种程度和各种类型的套损及其方位,可为油水井套损机理、预防、修井、报废等提供详实可靠的资料。
半导体识别器的工作原理在一块集成有成千上万半导体器件的“平板”上,手指贴在其上与其构成了电容(电感)的另一面,由于手指平面凸凹不平,凸点处和凹点处接触平板的实际距离大小就不一样,形成的电容/电感数值也就不一样,设备根据这个原理将采集到的不同的数值汇总,就完成了指纹的采集。
光学识别是最早出现的指纹传感器,是通过光的全反射(FTIR),采集指纹表层纹理图像。手指接触棱镜的表面,发光二级管提供一个光源,图像是通过电荷偶合器件集成电路采集;而半导体指纹传感器主要是利用电容、电场(也即我们所说的电感式)、温度、压力的原理实现指纹图像的采集
iwatch 苹果智能手表
虽然人们已经见识过很多蓝牙智能手表,苹果公司出品的智能手表将会对人们的生活和苹果的未来造成深远影响。
这款设备采用曲面玻璃设计,可以平展或弯曲,内多多部拥有通信模块,用户可通过它完成多种工作,包括调整播放清单、查看通话记录和回复短信等。当然,它内部采用的自然是本家的iOS系统。
正如iPhone重新定义了手机,iPad开启了平板电脑时代一样。iWatch被认为很可能是苹果的下一个颠覆性产品。不过有分析人士指出iWatch并不会取代iPhone,更多的只是作为iPhone的补充以及扩展其他设备的功能,让用户使用苹果设备变得更方便。例如当用户不知道你的手机在哪时,可以通过iWatch的Siri功能,让iPhone发出声音并震动以让用户顺利找到手机。
摩托罗拉智能手表MOTO2011年10月19日全球首款基于Android系统的智能手表MOTOACTV发布。 2014年3月18日摩托罗拉又一款智能佩戴设备MOTO360发布。
2015年9月摩托罗拉发布的新一代智能手表已经越来越看不出腕式电脑的样子,而是越发接近于传统手表的外观,只是在其中整合了电脑元素而已。 新一代Moto 360新增了一组表耳,配以快速释放机关,可以迅速更换表带。 这种看似细微的变化实际却使得Moto 360与传统手表的外观更加接近。
华为智能手表Huawei Watch
在2015年,华为推出其首款智能手表Huawei Watch。 该设备采用了最接近于传统手表直径的尺寸42mm,同时采用了传统圆形手表最富造型的3个元素:表冠,表耳和表圈。
华为的智能手表采用的是ClearPad电容式触摸控制器,该控制器成熟可靠、功耗很低,而且具备高度灵敏的人机交互性能,用湿的手指触控,效果依然良好。 华为设计师还要求实现经典的圆形表盘,而Synaptics是惟一能够提供完全圆形触控界面的提供商。 在配色上,华为Huawei Watch为了满足更多用户的需求,提供了银、黑、金三种颜色供用户选择,并有不同材质的表带可选。
智能情趣用品 EFEELINK
EFEELINK有一款女用情趣产品Abby,你可以在任何地方,任何时间,享受私密的情趣安慰和性福体验。
EFEELINK配合智能手机APP应用,可随时远程控制情趣用品的震动,并提供聊天、视频、游戏等附加体验,EFEELINK将彻底颠覆传统情趣用品的认知和看法。
智能手环 智能手环是新兴起的一个科技领域,它可以跟踪用户的日常活动、睡眠情况和饮食习惯等,并可将数据与iOS、Android设备同步,帮助用户了解和改善自己的健康状况。
谷歌眼镜
人们可利用语音指令拍摄照片、摄制视频、与他人在网上互动。不会在手机屏幕上提供搜索或导航结果,而是会将地图叠加到用户的视野中。
2012年4月,Google正式发布名为“Project Glass”的未来眼镜概念设计。这款眼镜将集智能手机、GPS、相机于一身,在用户眼前展现实时信息,只要通过眼部动作就能拍照上传、收发短信、查询天气路况等 *** 作。
谷歌眼镜本质上属于微型投影仪+摄像头+传感器+存储传输+ *** 控设备的结合体。它可以将眼镜、智能手机、摄像机集于一身,通过电脑化的镜片将信息以智能手机的格式实时展现在用户眼前。另外它还是生活助手,可以为我们提供GPS导航、收发短信、摄影拍照、网页浏览等功能。
它的工作原理其实很简单,通过眼镜中的微型投影仪先将光投到一块反射屏上,而后通过一块凸透镜折射到人体眼球,实现所谓的“一级放大”,在人眼前形成一个足够大的虚拟屏幕,可以显示简单的文本信息和各种数据。所以谷歌眼镜看起来就像是一个可佩带式的智能手机,可以帮助人们拍照、录像、打电话,省去了从口袋中掏出手机的麻烦。
SONY头盔显示器
Sony公司开发了一款头盔显示器产品HMZ T1,能提供实时UDK(Unreal游戏引擎开发工具包)头部动作跟踪演示,利用UDK绑定外部DLL,获得方位数据到Unreal只需几行脚本程序和APIdll 。容易集成到现有的UDK项目。由麻省理工大学开发的免费和开源unrealscipt不受限制可以下载,API可通过开源许可获得。
智能鞋
这款会说话的鞋由Google和创意设计机构YesYesNo合作完成,是Google“Art、Copy、Code”项目的一部分,旨在用比较诙谐的语言将运动数据传达给用户并且分享给朋友。
这款智能鞋是由谷歌和创意设计机构YesYesNo以及Studio 5050合作完成。它内部装配了加速、陀螺仪等装置,通过蓝牙与智能手机进行连接,从而可以监测到用户的使用情况。另外,鞋子还配有一个扬声器,将传感器收到的鞋子信息以语音评论的形式播放出来,这些评论或尖酸刻薄或幽默风趣,给人以深刻的印象,堪称谷歌版“留几手”。
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鼓点T恤 Electronic Drum Machine T-shirt
如果你是一位音乐爱好者的话,这件T恤想必你会非常喜爱的。在这件衣服上内置了鼓点控制器,用户通过敲击不同的发出不同的鼓点声音,有点类似与平板电脑上的架子鼓软件。如果你觉得还不过瘾的话,消费者还可以搭配一条可以配置迷你扩音器的裤子,让自己随时随地都能够演奏音乐,随时随地的成为焦点。
太阳能比基尼 Solar Bikini
这款比基尼可以通过装配的光伏薄膜带,吸收太阳光并将能量为电能,然后为自己的智能手机或者其他小型数码产品进行充电。而且它并非是一件摆设,它也是一件真实的泳衣,女性可以在水中游泳,待她们上岸后将泳衣晒干后便能充电。另外太阳能比基尼能直接地将能量传输,意味着它们并不存储能量,使用起来将十分安全。该比基尼充电模式下有5伏电压,是人体所察觉不到的。所以它是一件非常实用、安全、的产品。
手套式手机:Glove One
美国密尔沃基一位名叫布莱恩塞拉(Bryan Cera)的设计师,设计出一款颇具创意的Glove One手机,可以像手套一样戴在手上。它的外形就像是未来派机械铠甲的一部分,按钮被设计在手指关节内侧,之后将手摆成“六”的造型,拇指做听筒,小指做话筒,即可实现通话。在手套手机Glove One的背部则拥有SIM卡插槽,并且拥有USB接口,手套电话Glove One充电则可以通过USB接口来完成。
Pebble智能手表
Pebble智能手表是由硅谷创业公司Pebble Technology公司设计的一款兼容iPhone和Android手机的智能手表,用户可以直接通过Pebble手表查看iOS设备中的iMessage短信。它可以显示来电信息,也可以上网浏览,实时提醒你邮件、短信、微博和社交网络信息。
充电靴:Orange Power Wellies
Oranqe推出了一款名为Power Welties的充电靴,可以使用脚部的热量进行发电。这个雨靴的工作原理是靴子中的热点模块会把到的温度差为电压,从而产生电能为手机等数码产品充电。
鞋子内部的热敏部件由半导体材料制成,内嵌在长筒靴的靴底。这些部件与一系列温差电偶或一个温差电堆相连接,随后被夹在两层陶瓷薄片之间。脚底的热量作用在上层薄片,较冷的地面作用在下层薄片,于是电就这样产生了。你的脚越热,靴子产生的电力就越大。
不过穿上这种长筒靴后,人们需要在地面踩12个小时左右,才能给手机充上足够使用1小时的电力。
节拍手套:Beat Glove
跟前面介绍的鼓点T恤一样,Beat Glove的节拍手套也是一件可以穿戴的乐器。手套采用了Lilypad Adruino控制器,每个手指的指尖都有触摸式压力传感器,你可以用它们来打节拍,能够很方便的演奏音乐,怎么样,是不是看上去很方便,只是这个“机械手”看上去有些怪异。
社交牛仔裤:Social Denim
Replay推出了第一款具有社交功能的牛仔裤。这种牛仔裤支持蓝牙功能,可以将牛仔裤跟智能手机进行连接,你只需要点击前面口袋的小装置就可以进行即时通讯,方便用户更新Facebook上的信息,另外它还可以实时你的情绪,追踪、分享个人的幸福感。
卫星导航鞋
《绿野仙踪》给英国设计师多米尼克威尔考克斯带来了灵感,发明了这款带有GPS功能的皮鞋。这双鞋的脚后跟拥有一个非常先进的无线全球定位系统,通过USB来设定目的地。这款能够的皮鞋使用起来也非常方面,当需要的时候,鞋跟轻轻敲击地面即可。而启动后就能看见装在鞋子前段的LED灯会亮起来,一只鞋是表示距离目的地的远近,而另一只鞋为用户指明方向。
Sixth Sense系统
麻省理工学院媒体实验室的天才科学家普拉纳·梅斯瑞(Pranav Mistry)发明的“Sixth Sense(第六感)”系统可以在人们的五种自然感官之外再添上一种新的感觉。初看上去,“Sixth Sens”并没有太特别的地方。它由一个能够读懂手势的摄像头、一个微型投影仪和一个智能手机组成,用一根绳子挂在使用者胸前。摄像头随时拍摄出图像,然后由手机中的软件对其进行处理,并且用投影仪将结果投影到任何地方——手上、白墙上、纸上,甚至别人的衣服上。就是这样看起来平平无奇的小东西,赢得了《大众科学》杂志评选的2009年度创新奖。老牌杂志《计算机世界》在谈到它的时候居然用上了《未来冲击:2019年的计算机》的标题。
你必须带上按颜色编码的手指套,以使相机能够读懂你的手势。使用“Sixth Sense”时,人们可以用最符合直觉的方式与虚拟世界互动。摄像头拍摄一切——只需要用两只手的食指和拇指比出一个取景框就可以拍照,只需要用手指指指点点就可以作画,只需要拿起一本书就可以在封面上看到亚马逊书店对这本书的评价,想把一段文字从书上输入到计算机中只需要用手指比划一下。
类似的东西,人们已经在科幻电影里看得太多,然而人们却依然不得不依赖键盘和鼠标这种生硬的界面,然后在其上建立起一种极为勉强的对应方式————这和我们在纸上书写的体验严重不符。这就是“Sixth Sense”如此吸引人的原因。它将真实与虚拟结合为一体,使用摄像头将真实世界的东西拖到虚拟世界当中,加以识别、判断,用一个摄像头做为眼睛,让软件和互联网成为大脑,并且用投影仪将其展示在任何平面上。它不像是我们熟知的计算机,更像是我们的第三只眼睛,和被延伸了的大脑。几部随处都可以看到的设备,加上一点点软件魔法,就成了一种潜力惊人的工具。
可佩戴式多点触控投影机
微软研究院推出了一款新的可佩戴式多点触控投影机(Wearable Multitouch Projector),可将任一平面变成可触控显示器。
整合Kinect风格动作、深度感测相机和微型投影仪等功能,可佩戴式多点触控投影机用户可将核心内容投影到附近的任一平面上,并进行点击、滑动以及缩放 *** 作。该设备略显笨拙、粗糙,但其触摸式输入的整体效果十分不错。
Zephyr BioModule健身服
能够检测人身体状况的传感器通常是粘附在人的皮肤上,或者内置于采用Zephyr技术制造的生物学甲胄(BioHarness)里。但很快,它将能够被置入运动员的健身衣里。Zephyr BioModule健身服内胸部位置有一个圆形的生物学传感器(BioModule),重量不到一盎司,可以被置入像安德玛(Under Armour)E39(2013年上市)这样的的压缩衬衫里。
这个生物学传感器中有一个能够监测动作和速度的加速计,能够测量使用者的心率、呼吸频率和皮肤温度。它能够以极快的速度将数据传输到计算机上。
指套探测器
当人们使用普通计算机或者智能手机时,人们需要 *** 作键盘、鼠标或者触摸显示屏,这些动作需要耗费人们许多时间,但伊利诺伊大学乌尔班纳-香槟(Urbana-Champaign)分校的约翰·罗杰斯(John Rogers)希望直接用手指来完成这一切。这就是罗杰斯发明这种被称为“prototype finger tube(原始型指套探测器,PDF)”的指套探测器的初衷。这种指套探测器的表面装有一些微小、极薄的传感器,能够检测被感知物的性质(如酸度),而内置于其超薄有机硅材料中的金属电路则负责处理数据。
当它发现所寻找的东西时,内置电路就会发送一种微弱的电子信号,这种信号会使佩戴者的指尖皮肤感觉到一种微弱的刺痛感。罗杰斯正在试图将这种指套探测器与外科手套整合,从而使它在核磁共振成像技术(MRI)或X光透视图像的帮助下引导外科医生寻找隐藏的肿瘤或身体损伤。
Epidermal electronics
彩绘纹身曾风靡一时,但美国圣地亚哥市加利福尼亚大学的科学家却发明了一种具有实用功能的纹身。这个发明被称为Epidermal electronics(表皮电子),如同在皮肤表面弯曲、伸展的电子纹路,它们能检测患者的皮肤温度、脑电波或心率,并以无线电波的方式将数据发送到医院的计算机上。
在盖茨基金会赠款的帮助下,科学家制造出了用于胎儿监护仪上的epidermal electronics,它能在怀孕妈妈的肚子上监测宝宝的心跳率和其他重要数据。
Flora kit电脑
Adafruit公司的Flora kit电脑可以为创新打开新的视野。Flora kit电脑的外形像一个圆形电路板,直径只有1.75英寸,重量不到0.2盎司。它具有一个16MH的爱特梅尔ATmega32U4处理器和2.5KB内存。Flora kit还处于测试阶段,采用开放式源代码,能够运行Macs、Windows PC和Linux系统。
通过一个GPS、一个加速度计和一个数字指南针,Flora kit可以指示你的所在位置,还能够对你的动作作出反应。例如,如果你想在一个聚会上出风头,你可以事先向Flora kit中输入指令,让它在你进入聚会房间的时候照亮你的衬衫。
Tacit Project手套
Tacit Project手套是一种用氯丁橡胶制造的无指手套,它使用声纳和虚拟触觉帮助佩戴者回避障碍物。通过一个可以发送和接受超声波并记录时间差的收发器,它可以探测到10英尺之内的障碍物,并告知佩戴者到达该障碍物所需的时间。
这种仅重3盎司的手套能够将探测数据转换成一种虚拟的地图,并在佩戴者手腕上施加柔和的压力,以提醒佩戴者前方存在障碍物。
Brainlink主要用于提高孩子的专注力和放松力,帮助孩子在高压的学习环境中学会自我调整,促使孩子养成良好地学习习惯,培养孩子独立思考的能力。
Ghost-S可穿戴运动摄像机
Foream Ghost-S通过了NASA所有的测试,测试表明,Ghost-S不仅支持防震和防刮,还可以处理超大的加速度、无重状态和太空旅行所要面对的挑战。值得一提的是,原本面向消费电子层级的Ghost-S并非为太空旅行而生,却几乎不需做任何的修改就可以升上太空。
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