شبیهسازهای آموزشی
شبیهسازیهایی که آدمی در حلقه دارند: کابین خلبان، اتاق عمل، اتاق کنترل و پل کشتی.
اینها شبیهسازیهایی با یک اپراتور انسانی در حلقهاند. هدف پیشبینی جهان نیست. تمرین است: اینکه آدمها وضعیتهای نادر، پرهزینه و خطرناک را پیش از رویارویی واقعی تمرین کنند.
شبیهسازهای پرواز کامل
کابینی ماکت روی سکوی حرکتی با مدل پرواز، سامانهها و خرابیهای هواپیما، آنقدر خوب که خلبانها در آن برای نوعهای تازه صلاحیت میگیرند.
پرسشی که پاسخ میدهد: آیا خدمه میتوانند خرابی موتور هنگام برخاستن را اداره کنند؟
کنار میگذارد: سکوهای حرکت شتاب را تقریب میزنند؛ شتاب پایدار را نمیتوان بازتولید کرد.
اجرا میشود روی: حدود 1013 FLOPS تقریبی رایانهٔ اختصاصی یک شبیهساز، بیدرنگاز: 1929 آموزشدهندهٔ خلبانی بادی ادوین لینکدر درخت شبیهسازیها: Link Trainer
شبیهسازهای رانندگی و راهآهن
کابین یک خودرو یا قطار با جهانی که روی پرده میافتد، برای پژوهش و آموزش.
پرسشی که پاسخ میدهد: خستگی، حواسپرتی یا یک نمایشگر تازه چگونه شیوهٔ رانندگی مردم را عوض میکند؟
کنار میگذارد: رانندگان میدانند محیط واقعی نیست، پس ریسکپذیری کاملاً با ریسک جادهای نمیخواند.
اجرا میشود روی: حدود 1013 FLOPS تقریبی رایانهای شبیهساز اختصاصی، بیدرنگاز: 1970 تا 1970، نخستین شبیهسازهای رانندگی دانشگاهی برای پژوهش ایمنی جاده
شبیهسازهای پل فرماندهی کشتی
پل فرماندهی کامل یک کشتی، با فرمانپذیری، آبوهوا و ترافیک بندر واقعگرایانه.
پرسشی که پاسخ میدهد: آیا خلبان میتواند این کشتی را در باد جانبی وارد بندری باریک کند؟
کنار میگذارد: خرابیهای مکانیکی نادر و شرایط واقعی دریا را بهسختی میتوان کاملاً بازتولید کرد.
اجرا میشود روی: حدود 1013 FLOPS تقریبی رایانهای شبیهساز اختصاصی، بیدرنگاز: 1972 تا 1972، نخستین شبیهسازهای پل فرماندهی تماممأموریت کشتی برای آموزش افسران
پرواز فضایی و کنترل ماموریت
شبیهسازهای فضاپیما و مرکز کنترل ماموریت که هر مرحلهٔ پرواز را اجرا میکنند و خرابیها را عمداً وارد میکنند.
پرسشی که پاسخ میدهد: آیا خدمه و تیم زمینی میتوانند آنچه را اشتباه پیش میرود اداره کنند؟
کنار میگذارد: فقط خرابیهایی تزریق میشوند که طراحان انتظارشان را داشتند. مأموریتهای واقعی خرابیهایی پیش میآورند که انتظارش را نداشتند.
اجرا میشود روی: حدود 1013 FLOPS تقریبی رایانههای شبیهساز مرکز کنترل مأموریت، بیدرنگاز: 1959 نخستین شبیهسازهای ناسا نخستین فضانوردان و تیمهای زمینی را آموزش دادند
شبیهسازهای تجهیزات سنگین
جرثقیلها، بیلهای مکانیکی و کامیونهای معدن با کنترلها و بارهای واقعنما، برای آموزش اپراتورها دور از کارگاه واقعی.
پرسشی که پاسخ میدهد: آیا اپراتور میتواند این بار یا این زمین را ایمن اداره کند؟
کنار میگذارد: شرایط واقعی زمین و فرسایش ماشین از فرض مدل دشوارتر بازتولید میشود.
اجرا میشود روی: حدود 1012 FLOPS تقریبی رایانهٔ خود شبیهساز، در زمان واقعیاز: 1990 تا 1990، نخستین شبیهسازهای جرثقیل و تجهیزات معدن برای آموزش اپراتور
شبیهسازهای غواصی و زیردریایی
شرایط زیر آب، شناوری و هدایت وسیله برای غواصان و خلبانان زیردریاییهای سرنشیندار.
پرسشی که پاسخ میدهد: آیا غواص یا خلبان میتواند اضطراری را در عمق اداره کند؟
کنار میگذارد: فشار آب و سرمای واقعی بر بدن چیزهایی است که یک شبیهساز روی خشکی نمیتواند بازآفرینی کند.
اجرا میشود روی: حدود 1012 FLOPS تقریبی رایانهٔ خود شبیهساز، در زمان واقعیاز: 1978 تا 1978، نخستین شبیهسازهای آموزش خلبان زیرآبی
شبیهسازهای جراحی
بافت و ابزار مجازی با بازخورد نیرو، برای تمرین رویهها.
پرسشی که پاسخ میدهد: آیا این کارآموز برای عمل روی بیمار واقعی آماده است؟
کنار میگذارد: بافت مجازی مثل بافت واقعی خونریزی نمیکند، پاره نمیشود و بو نمیدهد.
اجرا میشود روی: حدود 1012 FLOPS تقریبی یک رایانهٔ رومیزی با سختافزار لمسی، بیدرنگاز: 1993 تا 1993، نخستین شبیهسازهای واقعیت مجازی برای جراحی لاپاروسکوپی
شبیهساز بیمار
مانکنهایی که نفس میکشند، خونریزی میکنند، حرف میزنند و به دارو پاسخ میدهند، برای آموزش اورژانس و کار گروهی.
پرسشی که پاسخ میدهد: آیا تیم مشکل را تشخیص میدهد و بهموقع عمل میکند؟
کنار میگذارد: فیزیولوژی مطابق سناریو نوشته شده است؛ عوارض نانوشته خودبهخود پدید نمیآیند.
اجرا میشود روی: حدود 1010 FLOPS تقریبی رایانهای نهفته درون مانکن، بیدرنگاز: 1969 نخستین مانکن آموزش بیهوشی، ساختهشده در لسآنجلس
شبیهسازهای دندانپزشکی
دندان و لثهٔ مجازی با بازخورد نیرو، برای تمرین سوراخکردن، پرکردن و کشیدن دندان.
پرسشی که پاسخ میدهد: آیا دست این کارآموز برای دهان یک بیمار واقعی بهاندازهٔ کافی ثابت و محتاط است؟
کنار میگذارد: بافت مجازی دندان و لثه هنوز یکنواختتر از دهان یک بیمار واقعی حس میشود.
اجرا میشود روی: حدود 1011 FLOPS تقریبی ایستگاه کاری یک دانشکدهٔ دندانپزشکی، بیدرنگاز: 1997 تا 1997، نخستین شبیهسازهای لمسی آموزش دندانپزشکی
شبیهسازهای زایمان
مانکنی برای زایمان با یک مدل نوزاد، برای تمرین زایمان طبیعی و اورژانسهای نادری مثل گیر کردن شانه.
پرسشی که پاسخ میدهد: آیا تیم اورژانس زایمان را بهاندازهٔ کافی سریع تشخیص میدهد و اداره میکند؟
کنار میگذارد: مجموعهٔ ثابت عارضههای مانکن همهٔ اورژانسهای واقعی زایمان را پوشش نمیدهد.
اجرا میشود روی: حدود 109 FLOPS تقریبی کنترلگری نهفته درون مانکن، بیدرنگاز: 1996 تا 1996، نخستین مانکنهای زایمان رایانهای برای آموزش مامایی
شبیهسازهای بیهوشی
تنفس، قلب و پاسخ دارویی بیمار مجازی، که کارآموزی با تجویز داروهای بیهوشی آن را کنترل میکند.
پرسشی که پاسخ میدهد: آیا کارآموز دوز را درست میدهد و عارضه را پیش از خطرناک شدن میگیرد؟
کنار میگذارد: واکنشهای دارویی مدل واکنشهای معمولاند؛ بیماران واقعی متغیرتر واکنش نشان میدهند.
اجرا میشود روی: حدود 1011 FLOPS تقریبی رایانهٔ رومیزی یک مرکز آموزش، بیدرنگاز: 1967 Sim One، مانکن آموزش بیهوشیِ اولیه با فیزیولوژی شبیهسازیشده
آموزش امدادگر و تریاژ تلفات انبوه
مصدومان شبیهسازیشده با آسیبهای مختلف، برای تمرین مرتبکردن بیماران بر اساس فوریت زیر فشار زمان.
پرسشی که پاسخ میدهد: آیا کارآموز وقتی مصدومان بیشتر از دستهای یاریرساناند بیماران را درست دستهبندی میکند؟
کنار میگذارد: بازیگران و مانکنها نمیتوانند بینظمی صحنهٔ واقعی تلفات انبوه را کاملاً منتقل کنند.
اجرا میشود روی: حدود 1010 FLOPS تقریبی تجهیزات پایهٔ یک تمرین آموزشی، محاسبهٔ اندکاز: 1988 تا 1988، نخستین تمرینهای رایانهیار اولویتبندی درمان در تلفات انبوه
بیماران انسانی مجازی
شخصیتهای متحرک با گفتوگوی نوشتهشده یا تولیدشده به پرسشهای کارآموز پاسخ میدهند تا مهارتهای بالینی تمرین شود.
پرسشی که پاسخ میدهد: یک کارآموز تا چه حد میتواند با بیماری که واقعی نیست مصاحبه کند؟
کنار میگذارد: دامنهٔ گفتوگو محدود است و نشانههای غیرکلامی سطحیاند.
اجرا میشود روی: حدود 109 FLOPS تقریبی رندر و گفتوگوی بیدرنگاز: 2007 Virtual patients for clinical therapist skills training (2007) منبع
بیمارستانهای عاملمحور
بیمارستانی شبیهسازیشده که در آن پزشکان، پرستاران و بیماران مبتنی بر مدل زبانی فرایند مراقبت را انجام میدهند و با تجربه بهتر میشوند.
پرسشی که پاسخ میدهد: آیا عاملها میتوانند درمان را در بیمارستانی مجازی تمرین کنند و بهتر شوند؟
کنار میگذارد: بیماران و بیماریها ساخته میشوند، پس واقعنمایی نتایج اثبات نشده است.
اجرا میشود روی: حدود 1014 FLOPS تقریبی تعداد زیادی فراخوانی مدل برای هر مورد شبیهسازیشدهاز: 2024 Agent Hospital: a simulacrum of hospital with evolvable medical agents (2024) منبع
شبیهسازهای کاتتر و درونرگی
دستگاهی لمسی که کاتتر و تصویر مجازی پرتو ایکس رگها را تقلید میکند تا کارآموزان اعمال قلبی یا عروقی را تمرین کنند.
پرسشی که پاسخ میدهد: آیا کارآموز میتواند کاتتر را بیآسیب به رگ بگذراند؟
کنار میگذارد: حس بافت تقریبی است و آناتومی غیرمعمول محدود است.
اجرا میشود روی: حدود 1010 FLOPS تقریبی فیزیک و لمس بیدرنگ روی یک ایستگاه کاری.از: 2000 طراحی شبیهساز رایانهای برای آموزش قلبشناسی مداخلهای از داوسون و همکارانش. منبع
معاینههای بالینی ساختارمند
کارآموزان از چند ایستگاه میگذرند که بازیگران آموزشدیده در آنها نقش بیمار را دارند، و با یک فهرست وارسی نمره میگیرند.
پرسشی که پاسخ میدهد: آیا این کارآموز میتواند شرححال بگیرد و بیمار را در حد استاندارد معاینه کند؟
کنار میگذارد: بازیگر نمیتواند نشانههای فیزیکی واقعی مثل سوفل قلبی یا بزرگ شدن کبد را بسازد.
اجرا میشود روی: هیچ رایانهای. بدون محاسبه، یک تمرین نقشآفرینی انسانی.از: 1975 هاردن و همکارانش، ارزیابی صلاحیت بالینی با آزمون ساختاریافتهٔ عینی. منبع
شبیهسازهای آموزش سونوگرافی
یک بدن مانکن و یک پروب، با رایانهای که تصویر سونوگرافی همان موقعیت را از روی اسکنهای ذخیرهشدهٔ بیماران واقعی نشان میدهد.
پرسشی که پاسخ میدهد: آیا کارآموز میتواند بدون بیمار پیدا کردن و خواندن نماهای سونوگرافی را بیاموزد؟
کنار میگذارد: کتابخانهای محدود از موردهای ذخیرهشده نمیتواند تنوع بدنهای واقعی یا حس فشار دادن پروب را نشان دهد.
اجرا میشود روی: حدود 109 FLOPS تقریبی بیدرنگ روی یک ایستگاه کاری.از: 2004 تجربهٔ مال و همکارانش با SonoTrainer و بررسی مقایسهای شبیهسازهای دیگر سونوگرافی. منبع
شبیهسازهای جراحی رباتیک
نسخهٔ مجازی کنسول یک ربات جراح که کارآموزان در آن جابهجا کردن ابزار، برش و بخیهزدن را در بافت شبیهسازیشده تمرین میکنند، با امتیاز برای مهارت.
پرسشی که پاسخ میدهد: آیا جراح با ربات برای عمل ایمن است، آنگونه که تمرین روی بافت مجازی نشان میدهد؟
کنار میگذارد: بافت مجازی سادهتر از بافت واقعی است، پس خونریزی و عارضهها خوب آموزش داده نمیشوند.
اجرا میشود روی: حدود 109 FLOPS تقریبی بیدرنگ روی یک ایستگاه کاری.از: 2009 پژوهش اعتبار ظاهری، محتوایی و سازه کنی و همکارانش دربارهٔ شبیهساز رباتیک واقعیت مجازی dV-Trainer. منبع
شبیهسازهای جراحی چشم
چشم مدلی که از میکروسکوپی واقعی دیده میشود و ابزارهای مجازی در آن است، برای تمرین مراحلی مثل برداشتن آبمروارید، با بازخورد دربارهٔ خطاها.
پرسشی که پاسخ میدهد: آیا کارآموز میتواند جراحی ظریف چشم را پیش از دست زدن به بیمار بیاموزد؟
کنار میگذارد: بافت چشم خام مدل میشود، پس عارضههای نادر تمرین نمیشوند.
اجرا میشود روی: حدود 109 FLOPS تقریبی بیدرنگ روی یک ایستگاه کاری.از: 2009 کارآزمایی تصادفی فویدنر و همکارانش که نشان میدهد آموزش واقعیت مجازی عملکرد آزمایشگاه تر در کپسولورکسیس را بهتر میکند. منبع
شبیهسازهای اندوسکوپی
یک اسکوپ واقعی به مدلی از روده وارد میشود که نمایی رایانهای از جدار آن را نشان میدهد و به چرخاندن و فشار دادن پاسخ میدهد.
پرسشی که پاسخ میدهد: آیا کارآموز میتواند بدون بیمار هدایت اسکوپ و تشخیص بیماری را بیاموزد؟
کنار میگذارد: کشش روده و ناراحتی بیمار ضعیف بازتولید میشوند، پس حس رویههای واقعی در آن نیست.
اجرا میشود روی: حدود 109 FLOPS تقریبی بیدرنگ روی یک ایستگاه کاری.از: 1992 آموزش رایانهیار اندوسکوپی از بییر-گابل و همکارانش، از شبیهساز تا ایستگاه یادگیری. منبع
دانشآموزان شبیهسازیشده با مدل زبانی
شخصیتهای مدل زبانی نقش یادگیرندگان گیج یا درگیر را بازی میکنند تا معلمان کارآموز توضیحدادن و بازخورددادن را تمرین کنند.
پرسشی که پاسخ میدهد: آیا معلمان تازه میتوانند پیش از دیدن شاگردان واقعی پاسخ دادن به آنها را تمرین کنند؟
کنار میگذارد: دانشآموزان مدل مؤدبتر و منسجمتر از واقعیهااند و اشتباههایی میکنند که واقعیها نمیکنند.
اجرا میشود روی: حدود 1014 FLOPS تقریبی چند فراخوانی مدل در هر نوبت گفتوگو.از: 2023 GPTeach از مارکل و همکارانش، آموزش تعاملی دستیار آموزشی با دانشآموزان مبتنی بر GPT. منبع
شبیهسازهای اتاق کنترل
نسخههای دقیق اتاقهای کنترل نیروگاهها، کارخانههای شیمیایی و شبکهها، که مدلی از فرایند میراندشان.
پرسشی که پاسخ میدهد: آیا اپراتورها میتوانند پس از اختلال، کارخانه را ایمن به حالت اول برگردانند؟
کنار میگذارد: مدل نمیتواند همهٔ دریچهها و خرابیهایی را که چیز واقعی دارد در بر بگیرد.
اجرا میشود روی: حدود 1013 FLOPS تقریبی رایانهٔ اختصاصی خود شبیهساز، در زمان واقعیاز: 1958 تا 1958، نخستین شبیهسازهای تمامدامنه برای اپراتورهای نیروگاه هستهای
تمرینهای اضطراری
فاجعهای از پیش نوشتهشده که کسانی که در عمل باید به آن پاسخ دهند، دور یک میز یا در یک شهر واقعی، آن را مرور میکنند.
پرسشی که پاسخ میدهد: طرح از کجا فرو میپاشد؟
کنار میگذارد: شرکتکنندگان میدانند این یک تمرین است، پس هراس و آشفتگی واقعی کمنمایی میشود.
اجرا میشود روی: هیچ رایانهای. کاغذ و آدمها؛ گاهی یک رایانهٔ ساده برای دنبالکردن رویدادهااز: 1954 تا 1954، تمرینهای میزی دفاع غیرنظامی پاسخ به فاجعه را تمرین میکنند
شبیهسازیهای کسبوکار
تیمهایی که یک شرکت یا بازار شبیهسازیشده را طی چند دور اداره میکنند، و در دانشکدههای کسبوکار تدریس میشود.
پرسشی که پاسخ میدهد: آیا تیم میتواند بازار را بخواند و شرکت را در آن اداره کند؟
کنار میگذارد: قواعد سادهشدهٔ بازار میتوانند بهرهکشی از مدل را پاداش دهند، نه لزوماً مدیریت درست.
اجرا میشود روی: حدود 1010 FLOPS تقریبی رایانهای معمولی؛ بیشتر تمرین گفتوگوستاز: 1956 انجمن مدیریت آمریکا بازی Top Management Decision Game را برگزار کرد، یک بازی تجاری رایانهای اولیه
شبیهسازهای کنترل ترافیک هوایی
آسمانی شبیهسازیشده پر از هواپیما، صفحههای رادار و تماسهای رادیویی، برای آموزش و آزمودن کنترلگران.
پرسشی که پاسخ میدهد: آیا کنترلگر میتواند با شلوغتر شدن ترافیک هواپیماهای کافی را ایمن از هم دور نگه دارد؟
کنار میگذارد: خلبانهای شبیهسازیشده زیر فشار قابلپیشبینیتر از خلبانهای واقعی دستور را دنبال میکنند.
اجرا میشود روی: حدود 1012 FLOPS تقریبی سرور یک ارائهدهندهٔ خدمات ناوبری هوایی، بیدرنگاز: 1966 تا 1966، نخستین شبیهسازهای آموزش کنترل ترافیک هوایی با رایانه
شبیهسازیهای آموزش مذاکره و دیپلماسی
دیپلماتها، میانجیها یا مدیران کارآموز که نقش یک مناقشه را در برابر مربیها یا یکدیگر بازی میکنند و خواندن طرف مقابل و رسیدن به توافق را تمرین میکنند.
پرسشی که پاسخ میدهد: آیا کارآموز توافقی عملی یافت، و رویکردش کجا خراب شد؟
کنار میگذارد: نقشآفرینان معمولاً از همتایان واقعی زیر فشار داخلی واقعی آسانتر مصالحه میکنند.
اجرا میشود روی: حدود 1010 FLOPS تقریبی محاسبهٔ اندک؛ بیشتر آدمها، قواعد و میز یک امتیازدهندهاز: 1963 تا 1963، نخستین تمرینهای شبیهسازیشدهٔ مذاکره برای آموزش دیپلماتیک
شبیهسازهای فرماندهی حادثهٔ اضطراری
تمرینی زنده و زماندار که در آن فرماندهان و کارکنان دربارهٔ وضعیت اضطراری در حال گسترش، با بیسیم و صفحههای واقعی، گزارشهای تشدیدشوندهٔ نانوشته میگیرند.
پرسشی که پاسخ میدهد: آیا تیم فرماندهی میتواند بیدرنگ تصمیمهای خوب بگیرد، نه فقط با نگاه به گذشته؟
کنار میگذارد: هرچقدر واقعنما، همهٔ درگیران باز هم میدانند که کسی واقعاً آسیب نمیبیند.
اجرا میشود روی: حدود 1011 FLOPS تقریبی سرور یک مرکز آموزش، بیدرنگاز: 1974 تا 1974، نخستین تمرینهای کارکردی مدیریت بحران با ترافیک رادیویی زنده
تمرین تعارض با مدل زبانی
همتای مدل زبانی نقش آدمی دشوار را بازی میکند تا کارآموز بتواند درگیری را تمرین کند و بازخورد بگیرد.
پرسشی که پاسخ میدهد: یک گفتوگوی سخت را چگونه میتوان با امنیت تمرین کرد؟
کنار میگذارد: پاسخهای شریک پاسخهای یک آدم واقعی نیست.
اجرا میشود روی: حدود 1013 FLOPS تقریبی فراخوانی مدل در هر نشستاز: 2023 Rehearsal: simulating conflict to teach conflict resolution (2023) منبع
تمرینهای تلفات انبوه
بازیگران یا مانکنها جای قربانیان بسیار میایستند، و بیمارستانها، آمبولانسها و تیمها از فاجعهای صحنهسازیشده میگذرند تا اولویتبندی درمان و ظرفیت آزموده شود.
پرسشی که پاسخ میدهد: آیا یک بیمارستان با رسیدن دهها مجروح وخیم یکجا کنار میآید؟
کنار میگذارد: کارکنان میدانند این یک تمرین است، پس ترس، خستگی و آشوب یک رویداد واقعی در آن نیست.
اجرا میشود روی: هیچ رایانهای. بدون محاسبه؛ یک روز از کارکنان، بازیگران و ناظران.از: 1989 ارزیابی شبیهسازیشدهٔ تلفات انبوه سایمون و همکارانش در بیمارستان بیلینسون. منبع