محاكيات التدريب
محاكاة بشخص في الحلقة: قمرات قيادة وغرف عمليات وغرف تحكم وجسور سفن.
هذه محاكيات يكون فيها مشغّل بشري ضمن الحلقة. والغرض ليس توقع العالم، بل التدرّب: أن يتمرّن الناس على مواقف نادرة ومكلفة وخطرة قبل أن يواجهوها فعلاً.
محاكيات الطيران الكامل
قمرة قيادة طبق الأصل على منصة حركة بنموذج طيران الطائرة وأنظمتها وأعطالها، تكفي دقتها ليتأهل الطيارون على الطرازات الجديدة فيها.
السؤال الذي تجيب عنه: هل يستطيع الطاقم التعامل مع عطل في المحرك عند الإقلاع؟
يُغفل: تقرّب منصات الحركة التسارع؛ ولا يمكنها إعادة إنتاج التسارع المستمر.
تعمل على: نحو 1013 FLOPS تقريبي حاسوب مخصص للمحاكي، في الوقت الفعليمنذ: 1929 جهاز تدريب الطيارين الهوائي لإدوين لينكفي شجرة المحاكيات: جهاز لينك للتدريب
محاكيات القيادة والسكك الحديدية
مقصورة سيارة أو قطار مع عالم مُسقَط، تُستخدم في البحث والتدريس.
السؤال الذي تجيب عنه: كيف يغيّر التعب أو التشتت أو شاشة جديدة طريقة قيادة الناس؟
يُغفل: يعرف السائقون أن البيئة ليست حقيقية، فلا تطابق المجازفة تمامًا ما على الطريق.
تعمل على: نحو 1013 FLOPS تقريبي حاسوب مخصص لجهاز المحاكاة، في الوقت الفعليمنذ: 1970 بحلول 1970، محاكيات قيادة جامعية مبكرة لبحوث السلامة على الطرق
محاكيات جسر السفينة
جسر سفينة كامل بتحكم واقعي وطقس وحركة موانئ.
السؤال الذي تجيب عنه: هل يستطيع المرشد البحري إدخال هذه السفينة إلى ميناء ضيق في ريح جانبية؟
يُغفل: يصعب إعادة إنتاج الأعطال الميكانيكية النادرة وحالات البحر الحقيقية بالكامل.
تعمل على: نحو 1013 FLOPS تقريبي حاسوب مخصص لجهاز المحاكاة، في الوقت الفعليمنذ: 1972 بحلول 1972، محاكيات مبكرة كاملة المهمة لجسر السفينة لتدريب الضباط
الرحلات الفضائية ومراكز التحكم
محاكيات المركبات الفضائية ومراكز التحكم بالمهمات تشغّل كل مرحلة من الرحلة، مع إدخال أعطال عمداً.
السؤال الذي تجيب عنه: هل يستطيع الطاقم والفريق الأرضي التعامل مع ما يسوء؟
يُغفل: لا تُحقَن إلا الأعطال التي توقعها المصممون. أما المهام الحقيقية فتُظهر أعطالًا لم يتوقعوها.
تعمل على: نحو 1013 FLOPS تقريبي حواسيب محاكاة مركز التحكم بالمهمة، في الزمن الحقيقيمنذ: 1959 محاكيات مبكرة لناسا دربت أول رواد الفضاء والفرق الأرضية
محاكيات المعدات الثقيلة
رافعات وحفارات وشاحنات تعدين بمقابض وأحمال واقعية، لتدريب المشغّلين بعيدًا عن موقع حقيقي.
السؤال الذي تجيب عنه: هل يستطيع المشغّل التعامل مع هذا الحمل أو هذه الأرض بأمان؟
يُغفل: ظروف الأرض الحقيقية وتآكل الآلة أصعب إعادة إنتاجًا مما يفترضه النموذج.
تعمل على: نحو 1012 FLOPS تقريبي حاسوب المحاكي نفسه، في الزمن الحقيقيمنذ: 1990 بحلول 1990، محاكيات مبكرة للرافعات ومعدات التعدين لتدريب المشغّلين
محاكيات الغوص والغواصات الصغيرة
أوضاع تحت الماء والطفو والتحكم بالمركبة للغواصين وطياري الغواصات المأهولة.
السؤال الذي تجيب عنه: هل يستطيع الغواص أو الطيار التعامل مع طارئ في العمق؟
يُغفل: ضغط الماء الحقيقي والبرد على الجسم أمران لا يستطيع محاكٍ على اليابسة إعادة خلقهما.
تعمل على: نحو 1012 FLOPS تقريبي حاسوب المحاكي نفسه، في الزمن الحقيقيمنذ: 1978 بحلول 1978، محاكيات مبكرة لتدريب قادة المركبات الغاطسة
المحاكيات الجراحية
نسيج وأدوات افتراضية مع تغذية راجعة بالقوة، للتمرّن على الإجراءات.
السؤال الذي تجيب عنه: هل هذا المتدرّب مستعد للعمل على مريض حقيقي؟
يُغفل: النسيج الافتراضي لا ينزف ولا يتمزق ولا تفوح منه رائحة كما يفعل الحقيقي.
تعمل على: نحو 1012 FLOPS تقريبي حاسوب مكتبي بعتاد لمسي، في الوقت الفعليمنذ: 1993 بحلول 1993، محاكيات واقع افتراضي مبكرة للجراحة بالمنظار
محاكيات المرضى
دُمى تتنفس وتنزف وتتكلم وتستجيب للأدوية، للتدريب على الطوارئ والعمل الجماعي.
السؤال الذي تجيب عنه: هل يتعرف الفريق على المشكلة ويتصرف في الوقت المناسب؟
يُغفل: فيزيولوجيا الحالة مكتوبة سلفًا بحسب السيناريو؛ ولا تظهر مضاعفات غير مكتوبة من تلقاء نفسها.
تعمل على: نحو 1010 FLOPS تقريبي حاسوب مدمج داخل الدمية، في الوقت الفعليمنذ: 1969 أول دمية تدريب على التخدير، صُنعت في لوس أنجلوس
محاكيات طب الأسنان
أسنان ولثة افتراضية مع تغذية راجعة بالقوة، للتمرّن على الحفر والحشوات والخلع.
السؤال الذي تجيب عنه: هل يد هذا المتدرّب ثابتة وحذرة بما يكفي لفم مريض حقيقي؟
يُغفل: نسيج السن واللثة الافتراضي لا يزال أكثر تجانساً من فم مريض حقيقي.
تعمل على: نحو 1011 FLOPS تقريبي محطة عمل في كلية طب الأسنان، في الوقت الفعليمنذ: 1997 بحلول 1997، محاكيات لمسية مبكرة لتدريب طب الأسنان
محاكيات الولادة
دمية ولادة مع جنين نموذجي، للتدرّب على الولادة الطبيعية وعلى طوارئ نادرة مثل انحشار الكتف.
السؤال الذي تجيب عنه: هل يتعرف الفريق على طارئ ولادة ويتعامل معه بسرعة كافية؟
يُغفل: المجموعة الثابتة من المضاعفات في الدمية لا تغطي كل طوارئ الولادة الحقيقية.
تعمل على: نحو 109 FLOPS تقريبي متحكّم مدمج داخل الدمية، في الوقت الفعليمنذ: 1996 بحلول 1996، دمى ولادة محوسبة مبكرة للتدريب على التوليد
محاكيات التخدير
تنفّس مريض افتراضي وقلبه واستجابته للأدوية، يتحكم فيه متدرب يعطي أدوية التخدير.
السؤال الذي تجيب عنه: هل يحدد المتدرب الجرعة بشكل صحيح ويكتشف مضاعفة قبل أن تصبح خطرة؟
يُغفل: استجابات الدواء في النموذج هي الاستجابات النموذجية؛ والمرضى الحقيقيون يتفاعلون بتباين أكبر.
تعمل على: نحو 1011 FLOPS تقريبي حاسوب مكتبي في مركز تدريب، في الوقت الفعليمنذ: 1967 Sim One، دمية تدريب مبكرة على التخدير بفيزيولوجيا مُحاكاة
تدريب المسعفين على الفرز في الإصابات الجماعية
مصابون محاكون بإصابات مختلفة، يُستخدمون للتدرّب على فرز المرضى بحسب الاستعجال تحت ضغط الوقت.
السؤال الذي تجيب عنه: هل يفرز المتدرب المرضى فرزًا صحيحًا حين يزيد المصابون على الأيدي المساعدة؟
يُغفل: لا يستطيع الممثلون والدمى أن ينقلوا كليًّا فوضى مشهد حقيقي لإصابات جماعية.
تعمل على: نحو 1010 FLOPS تقريبي المعدات الأساسية لتمرين تدريبي، حوسبة قليلةمنذ: 1988 بحلول 1988، تمارين فرز مبكرة لإصابات جماعية بمساعدة الحاسوب
المرضى البشر الافتراضيون
شخصيات متحركة تجيب عن أسئلة متدرب بحوار مكتوب أو مولَّد لممارسة المهارات السريرية.
السؤال الذي تجيب عنه: إلى أي حد يستطيع متدرّب مقابلة مريض ليس حقيقيًا؟
يُغفل: مدى الحوار محدود، والإشارات غير اللفظية سطحية.
تعمل على: نحو 109 FLOPS تقريبي التصيير والحوار في الزمن الحقيقيمنذ: 2007 Virtual patients for clinical therapist skills training (2007) المصدر
مستشفيات العملاء
مستشفى مُحاكى يؤدي فيه أطباء وممرضون ومرضى من النماذج اللغوية عملية الرعاية ويتحسنون بالخبرة.
السؤال الذي تجيب عنه: هل يستطيع العملاء ممارسة العلاج في مستشفى افتراضي والتحسّن؟
يُغفل: يُولَّد المرضى والأمراض، فواقعية النتائج غير مثبتة.
تعمل على: نحو 1014 FLOPS تقريبي استدعاءات نموذج كثيرة لكل حالة محاكاةمنذ: 2024 Agent Hospital: a simulacrum of hospital with evolvable medical agents (2024) المصدر
محاكيات القسطرة والتدخل داخل الأوعية
جهاز لمسي يحاكي قسطرة وصورة أشعة سينية افتراضية للأوعية، ليتدرّب المتدربون على إجراءات القلب أو الأوعية الدموية.
السؤال الذي تجيب عنه: هل يستطيع متدرب تمرير القسطرة دون إتلاف الوعاء؟
يُغفل: ملمس النسيج تقريبي، والتشريح غير المألوف محدود.
تعمل على: نحو 1010 FLOPS تقريبي فيزياء ولمس في الزمن الحقيقي على محطة عمل.منذ: 2000 دوسون وزملاؤه، تصميم محاكٍ حاسوبي لتدريب أطباء القلب التداخلي. المصدر
الفحوص السريرية المنظَّمة
يتنقل المتدربون بين سلسلة من المحطات يؤدي فيها ممثلون مدرَّبون دور المرضى، ويُقيَّمون وفق قائمة تحقق.
السؤال الذي تجيب عنه: هل يستطيع هذا المتدرب أخذ التاريخ المرضي وفحص مريض بالمستوى المطلوب؟
يُغفل: لا يستطيع الممثل أن ينتج علامات جسدية حقيقية مثل نفخة القلب أو تضخم الكبد.
تعمل على: لا حاسوب. بلا حوسبة، تمرين تمثيل أدوار بشري.منذ: 1975 Harden and colleagues, assessment of clinical competence using an objective structured examination. المصدر
محاكيات التدريب على الموجات فوق الصوتية
جسد دمية ومسبار، وحاسوب يعرض صورة الموجات فوق الصوتية لذلك الموضع، مأخوذة من فحوص مخزّنة لمرضى حقيقيين.
السؤال الذي تجيب عنه: هل يستطيع متدرب أن يتعلم إيجاد صور الموجات فوق الصوتية وقراءتها دون مريض؟
يُغفل: مكتبة محدودة من الحالات المخزّنة لا تُظهر تنوع الأجسام الحقيقية ولا إحساس الضغط بالمسبار.
تعمل على: نحو 109 FLOPS تقريبي في الزمن الحقيقي على محطة عمل.منذ: 2004 تجربة مول وزملائه مع SonoTrainer ومراجعة مقارنة لمحاكيات الموجات فوق الصوتية الأخرى. المصدر
محاكيات الجراحة الروبوتية
نسخة افتراضية من منصة روبوت جراحي يتدرب فيها المتدربون على تحريك الأدوات والقطع والخياطة في نسيج مُحاكى، مع درجات للمهارة.
السؤال الذي تجيب عنه: هل الجرّاح آمن في إجراء العملية بالروبوت، كما يُظهر التدرّب على نسيج افتراضي؟
يُغفل: النسيج الافتراضي أبسط من الحقيقي، فلا يُدرَّب النزف والمضاعفات جيداً.
تعمل على: نحو 109 FLOPS تقريبي في الزمن الحقيقي على محطة عمل.منذ: 2009 دراسة كيني وزملائه للصلاحية الظاهرية والمحتوى والبنية لمحاكي الروبوت بالواقع الافتراضي dV-Trainer. المصدر
محاكيات جراحة العين
عين نموذجية تُرى عبر مجهر حقيقي وفيها أدوات افتراضية، للتدرّب على خطوات مثل إزالة الساد، مع تغذية راجعة عن الأخطاء.
السؤال الذي تجيب عنه: هل يستطيع متدرب أن يتعلم جراحة العين الدقيقة قبل لمس مريض؟
يُغفل: نسيج العين يُنمذَج بخشونة، لذا لا تُتدرَّب المضاعفات النادرة.
تعمل على: نحو 109 FLOPS تقريبي في الزمن الحقيقي على محطة عمل.منذ: 2009 تجربة فويدنر وزملائه العشوائية التي تُظهر أن التدريب بالواقع الافتراضي يحسّن أداء الشق الدائري للمحفظة في المختبر الرطب. المصدر
محاكيات التنظير الداخلي
يُمرَّر منظار حقيقي في نموذج للأمعاء يعرض منظرًا مرسومًا بالحاسوب للبطانة ويستجيب للإدارة والدفع.
السؤال الذي تجيب عنه: هل يستطيع متدرب أن يتعلم توجيه منظار واكتشاف المرض دون مريض؟
يُغفل: تمدد الأمعاء وانزعاج المريض لا يُعاد إنتاجهما جيداً، فيغيب إحساس الإجراءات الحقيقية.
تعمل على: نحو 109 FLOPS تقريبي في الزمن الحقيقي على محطة عمل.منذ: 1992 التدريب بمساعدة الحاسوب على التنظير الداخلي عند بير-غابل وزملائه، من محاكٍ إلى محطة تعلم. المصدر
طلاب محاكون بنماذج اللغة
تؤدي شخصيات نماذج اللغة دور متعلمين مرتبكين أو متعثرين ليتدرّب المعلمون المتدرّبون على الشرح وتقديم الملاحظات.
السؤال الذي تجيب عنه: هل يستطيع المعلمون الجدد التدرّب على الاستجابة للمتعلمين قبل لقاء متعلمين حقيقيين؟
يُغفل: طلاب النموذج أكثر أدباً وثباتاً من الحقيقيين، ويرتكبون أخطاء لا يرتكبها الحقيقيون.
تعمل على: نحو 1014 FLOPS تقريبي بضعة استدعاءات للنموذج في كل دور من الحوار.منذ: 2023 GPTeach لماركل وزملائه، وهو تدريب تفاعلي لمساعدي التدريس بطلاب مبنيين على GPT. المصدر
محاكيات غرف التحكم
نسخ مطابقة من غرف التحكم في محطات الطاقة والمصانع الكيميائية والشبكات، تُقاد بنموذج للعملية.
السؤال الذي تجيب عنه: هل يستطيع المشغّلون إعادة المحطة بأمان بعد اضطراب؟
يُغفل: لا يستطيع النموذج أن يشمل كل صمام وكل عطل في الشيء الحقيقي.
تعمل على: نحو 1013 FLOPS تقريبي حاسوب المحاكي المخصص نفسه، في الزمن الحقيقيمنذ: 1958 بحلول 1958، محاكيات كاملة النطاق مبكرة لمشغّلي محطات الطاقة النووية
تمارين الطوارئ
كارثة مكتوبة سلفًا يعالجها من سيستجيب لها فعلًا، حول طاولة أو عبر مدينة حقيقية.
السؤال الذي تجيب عنه: أين تنهار الخطة؟
يُغفل: يعرف المشاركون أنه تمرين، فيقلّ الذعر والارتباك الحقيقيان.
تعمل على: لا حاسوب. ورق وأناس؛ وأحيانًا حاسوب بسيط لتتبّع الأحداثمنذ: 1954 بحلول 1954، تمارين الدفاع المدني على الطاولة تتدرب على الاستجابة للكوارث
محاكاة الأعمال
فرق تدير شركة أو سوقاً محاكاة على مدى جولات عدة، وتُدرَّس في كليات الأعمال.
السؤال الذي تجيب عنه: هل يستطيع الفريق قراءة السوق وإدارة الشركة عبره؟
يُغفل: قد تكافئ قواعد السوق المبسّطة استغلال النموذج، لا الإدارة السليمة بالضرورة.
تعمل على: نحو 1010 FLOPS تقريبي حاسوب متواضع؛ معظم التمرين نقاشمنذ: 1956 أطلقت جمعية الإدارة الأمريكية لعبة Top Management Decision Game، وهي لعبة أعمال حاسوبية مبكرة
محاكيات مراقبة الحركة الجوية
سماء مُحاكاة مليئة بالطائرات وشاشات الرادار والنداءات اللاسلكية، لتدريب المراقبين واختبارهم.
السؤال الذي تجيب عنه: هل يستطيع المراقب إبقاء عدد كافٍ من الطائرات متباعدًا بأمان مع ازدحام الحركة؟
يُغفل: يتبع الطيارون المحاكون التعليمات بصورة أكثر قابلية للتنبؤ من الحقيقيين تحت الضغط.
تعمل على: نحو 1012 FLOPS تقريبي خادم مزوّد خدمة الملاحة الجوية، في الوقت الفعليمنذ: 1966 بحلول 1966، محاكيات مبكرة لتدريب مراقبي الحركة الجوية تُدار بالحاسوب
محاكيات التدريب على التفاوض والدبلوماسية
دبلوماسيون ووسطاء أو مديرون متدرّبون يؤدون أدوار نزاع أمام مدرّبين أو بعضهم بعضاً، ويتمرنون على قراءة الطرف الآخر والتوصل إلى اتفاق.
السؤال الذي تجيب عنه: هل وجد المتدرب صفقة قابلة للتنفيذ، وأين أخطأ نهجه؟
يُغفل: يتنازل ممثلو الأدوار عادةً أسرع من نظرائهم الحقيقيين تحت ضغط داخلي حقيقي.
تعمل على: نحو 1010 FLOPS تقريبي حوسبة قليلة؛ في الغالب أناس وقواعد وحاسوب مكتبي لمُسجِّل النقاطمنذ: 1963 بحلول 1963، تمارين تفاوض مُحاكاة مبكرة للتدريب الدبلوماسي
محاكيات قيادة حوادث الطوارئ
تمرين حي محدد الوقت يتلقى فيه القادة والأركان تحديثات متصاعدة غير مكتوبة سلفًا عن طارئ يتطور، عبر أجهزة راديو وشاشات حقيقية.
السؤال الذي تجيب عنه: هل يستطيع فريق القيادة اتخاذ قرارات جيدة في الوقت الفعلي، لا بأثر رجعي فقط؟
يُغفل: مهما بلغت الواقعية، يظل كل المشاركين يعلمون أن لا أحد سيتأذى حقًا.
تعمل على: نحو 1011 FLOPS تقريبي خادم مركز تدريب، في الوقت الفعليمنذ: 1974 بحلول 1974، تمارين مبكرة وظيفية لإدارة الطوارئ بحركة لاسلكية حية
التدرّب على النزاعات بنماذج اللغة
يؤدي نموذج لغوي دور شخص صعب ليتمرن المتدرب على نزاع ويتلقى تغذية راجعة.
السؤال الذي تجيب عنه: كيف يمكن التدرّب بأمان على محادثة صعبة؟
يُغفل: ردود الشريك ليست ردود شخص حقيقي.
تعمل على: نحو 1013 FLOPS تقريبي استدعاءات النموذج لكل جلسةمنذ: 2023 Rehearsal: simulating conflict to teach conflict resolution (2023) المصدر
تمارين الإصابات الجماعية
يمثّل ممثلون أو دمى ضحايا كثيرين، وتمر المستشفيات وسيارات الإسعاف والفرق بكارثة مُعدّة لاختبار الفرز والطاقة الاستيعابية.
السؤال الذي تجيب عنه: هل سيصمد مستشفى لو وصل عشرات المصابين إصابات بالغة دفعة واحدة؟
يُغفل: يعرف الموظفون أنه تمرين، فيغيب خوف الحدث الحقيقي وإرهاقه وفوضاه.
تعمل على: لا حاسوب. بلا حوسبة؛ يوم من الموظفين والممثلين والمراقبين.منذ: 1989 تقييم الإصابات الجماعية بالمحاكاة في مستشفى بيلينسون لسيمون وزملائه. المصدر