Simuladores de treinamento
Simulações com uma pessoa no circuito: cabines de pilotagem, salas de cirurgia, salas de controle e pontes de comando.
São simulações com um operador humano no circuito. A questão não é prever o mundo. É treinar: deixar as pessoas ensaiar situações raras, caras e perigosas antes de enfrentá-las de verdade.
Simuladores de voo completos
Uma cabine réplica sobre uma plataforma de movimento, com o modelo de voo, os sistemas e as falhas da aeronave, boa o bastante para que pilotos se habilitem em novos tipos nela.
Pergunta que responde: A tripulação consegue lidar com a falha de um motor na decolagem?
Deixa de fora: As plataformas de movimento aproximam a aceleração; a aceleração sustentada não pode ser reproduzida.
Roda em: cerca de 1013 FLOPS aproximado o computador dedicado de um simulador, em tempo realDesde: 1929 O simulador pneumático de pilotos de Edwin LinkNa árvore de simulações: Link Trainer
Simuladores de condução e ferroviários
Uma cabine de carro ou de trem com um mundo projetado, usada em pesquisa e ensino.
Pergunta que responde: Como a fadiga, a distração ou um novo painel mudam a forma como as pessoas dirigem?
Deixa de fora: Os motoristas sabem que o ambiente não é real, então a tomada de risco não corresponde por completo à da estrada.
Roda em: cerca de 1013 FLOPS aproximado um computador de simulador dedicado, em tempo realDesde: 1970 já em 1970, os primeiros simuladores de direção universitários para pesquisa em segurança viária
Simuladores de passadiço de navios
Uma ponte de comando completa de navio, com manobra, clima e tráfego portuário realistas.
Pergunta que responde: O piloto consegue levar esse navio a um porto estreito com vento cruzado?
Deixa de fora: Falhas mecânicas raras e as verdadeiras condições do mar são difíceis de reproduzir por completo.
Roda em: cerca de 1013 FLOPS aproximado um computador de simulador dedicado, em tempo realDesde: 1972 já em 1972, os primeiros simuladores de ponte de navio de missão completa para treinar oficiais
Voo espacial e controle de missão
Simuladores de espaçonave e de controle de missão que percorrem cada fase de um voo, com falhas inseridas de propósito.
Pergunta que responde: A tripulação e a equipe em terra conseguem lidar com o que der errado?
Deixa de fora: Só são injetadas as falhas que os projetistas esperavam. As missões reais trazem outras que eles não esperavam.
Roda em: cerca de 1013 FLOPS aproximado computadores simuladores de controle de missão, em tempo realDesde: 1959 os primeiros simuladores da NASA treinaram os primeiros astronautas e equipes em terra
Simuladores de equipamentos pesados
Guindastes, escavadeiras e caminhões de mineração com controles e cargas realistas, para treinar operadores longe de um canteiro real.
Pergunta que responde: O operador consegue lidar com essa carga ou esse terreno com segurança?
Deixa de fora: As condições reais do solo e o desgaste das máquinas são mais difíceis de reproduzir do que o modelo supõe.
Roda em: cerca de 1012 FLOPS aproximado o próprio computador do simulador, em tempo realDesde: 1990 já em 1990, os primeiros simuladores de guindastes e equipamentos de mineração para treinar operadores
Simuladores de mergulho e de submersíveis
Condições subaquáticas, flutuabilidade e manobra de veículos para mergulhadores e pilotos de submersíveis tripulados.
Pergunta que responde: O mergulhador ou piloto consegue lidar com uma emergência em profundidade?
Deixa de fora: A pressão da água e o frio reais sobre o corpo são coisas que um simulador em terra não consegue recriar.
Roda em: cerca de 1012 FLOPS aproximado o próprio computador do simulador, em tempo realDesde: 1978 já em 1978, os primeiros simuladores de treinamento de pilotos de submersíveis
Simuladores cirúrgicos
Tecido e instrumentos virtuais com retorno de força, para praticar procedimentos.
Pergunta que responde: Este estagiário está pronto para operar um paciente real?
Deixa de fora: O tecido virtual não sangra, não rasga nem tem cheiro como o real.
Roda em: cerca de 1012 FLOPS aproximado um desktop com hardware háptico, em tempo realDesde: 1993 já em 1993, os primeiros simuladores de realidade virtual para cirurgia laparoscópica
Simuladores de pacientes
Manequins que respiram, sangram, falam e respondem a medicamentos, para treinamento de emergência e de equipes.
Pergunta que responde: A equipe reconhece o problema e age a tempo?
Deixa de fora: A fisiologia é roteirizada conforme o cenário; complicações não roteirizadas não surgem por conta própria.
Roda em: cerca de 1010 FLOPS aproximado um computador embarcado dentro do manequim, em tempo realDesde: 1969 o primeiro manequim de treinamento em anestesia, construído em Los Angeles
Simuladores odontológicos
Dentes e gengivas virtuais com retorno de força, para praticar perfuração, obturações e extrações.
Pergunta que responde: A mão deste estagiário é firme e cuidadosa o bastante para a boca de um paciente real?
Deixa de fora: O tecido virtual de dentes e gengivas ainda parece mais uniforme do que a boca de um paciente real.
Roda em: cerca de 1011 FLOPS aproximado uma estação de trabalho de uma faculdade de odontologia, em tempo realDesde: 1997 já em 1997, os primeiros simuladores odontológicos de treinamento com tato
Simuladores de parto
Um manequim de parto com um bebê modelo, para praticar o parto normal e emergências raras, como o ombro entalado.
Pergunta que responde: A equipe reconhece e conduz uma emergência de parto com rapidez suficiente?
Deixa de fora: O conjunto fixo de complicações do manequim não cobre todas as emergências reais de parto.
Roda em: cerca de 109 FLOPS aproximado um controlador embarcado dentro do manequim, em tempo realDesde: 1996 já em 1996, os primeiros manequins de parto computadorizados para treinamento obstétrico
Simuladores de anestesia
A respiração, o coração e a resposta a medicamentos de um paciente virtual, controlados por um aluno que administra anestésicos.
Pergunta que responde: O aluno dosa corretamente e detecta uma complicação antes que ela se torne perigosa?
Deixa de fora: As respostas do modelo aos medicamentos são as típicas; pacientes reais reagem de forma mais variável.
Roda em: cerca de 1011 FLOPS aproximado o desktop de um centro de treinamento, em tempo realDesde: 1967 Sim One, um dos primeiros manequins de treinamento de anestesia, com fisiologia simulada
Treinamento de paramédicos e de triagem em eventos com múltiplas vítimas
Vítimas simuladas com lesões diferentes, usadas para praticar a triagem de pacientes por urgência sob pressão de tempo.
Pergunta que responde: O aluno separa corretamente os pacientes quando há mais vítimas do que mãos para ajudar?
Deixa de fora: Atores e manequins não conseguem transmitir por completo a desordem de uma cena real com muitas vítimas.
Roda em: cerca de 1010 FLOPS aproximado o equipamento básico de um exercício de treinamento, pouca computaçãoDesde: 1988 já em 1988, os primeiros exercícios de triagem de vítimas em massa assistidos por computador
Pacientes humanos virtuais
Personagens animados respondem às perguntas de um aluno com diálogo roteirizado ou gerado, para praticar habilidades clínicas.
Pergunta que responde: Quão bem um estagiário consegue entrevistar um paciente que não é real?
Deixa de fora: O alcance do diálogo é limitado, e as pistas não verbais são rasas.
Roda em: cerca de 109 FLOPS aproximado Renderização e diálogo em tempo realDesde: 2007 Virtual patients for clinical therapist skills training (2007) fonte
Hospitais de agentes
Um hospital simulado em que médicos, enfermeiros e pacientes movidos por modelos de linguagem realizam o processo de atendimento e melhoram com a experiência.
Pergunta que responde: Agentes conseguem praticar tratamento em um hospital virtual e melhorar?
Deixa de fora: Pacientes e doenças são gerados, então o realismo dos desfechos não está comprovado.
Roda em: cerca de 1014 FLOPS aproximado Muitas chamadas de modelo por caso simuladoDesde: 2024 Agent Hospital: a simulacrum of hospital with evolvable medical agents (2024) fonte
Simuladores de cateter e endovasculares
Um dispositivo háptico imita um cateter e uma imagem virtual de raios X dos vasos, para que os alunos pratiquem procedimentos cardíacos ou vasculares.
Pergunta que responde: Um aluno consegue passar o cateter sem machucar o vaso?
Deixa de fora: A sensação do tecido é aproximada e anatomias incomuns são limitadas.
Roda em: cerca de 1010 FLOPS aproximado física e háptica em tempo real em uma estação de trabalho.Desde: 2000 Dawson and colleagues, designing a computer-based simulator for interventional cardiology training. fonte
Exames clínicos estruturados
Os alunos passam por uma série de estações em que atores treinados fazem o papel de pacientes e são avaliados por uma lista de verificação.
Pergunta que responde: Esse aluno consegue tomar uma história e examinar um paciente no padrão exigido?
Deixa de fora: Um ator não consegue produzir sinais físicos reais, como um sopro cardíaco ou um fígado aumentado.
Roda em: nenhum computador. sem computação, um exercício humano de interpretação de papéis.Desde: 1975 Harden e colegas, avaliação da competência clínica por meio de um exame estruturado objetivo. fonte
Simuladores de treinamento de ultrassom
Um corpo de manequim e uma sonda, com um computador mostrando a imagem de ultrassom daquela posição, tirada de exames guardados de pacientes reais.
Pergunta que responde: Um aluno consegue aprender a achar e ler imagens de ultrassom sem um paciente?
Deixa de fora: Uma biblioteca limitada de casos guardados não mostra a variedade de corpos reais nem a sensação de pressionar a sonda.
Roda em: cerca de 109 FLOPS aproximado tempo real em uma estação de trabalho.Desde: 2004 A experiência com o SonoTrainer e a revisão comparativa de outros simuladores de ultrassom, de Maul e colegas. fonte
Simuladores de cirurgia robótica
Uma cópia virtual do console de um robô cirúrgico em que os alunos praticam mover instrumentos, cortar e suturar em tecido simulado, com notas de habilidade.
Pergunta que responde: Um cirurgião está apto a operar com o robô, como mostra a prática em tecido virtual?
Deixa de fora: O tecido virtual é mais simples que o real, então sangramentos e complicações não são bem treinados.
Roda em: cerca de 109 FLOPS aproximado tempo real em uma estação de trabalho.Desde: 2009 O estudo de validade de face, conteúdo e construto do simulador robótico de realidade virtual dV-Trainer, de Kenney e colegas. fonte
Simuladores de cirurgia ocular
Um olho modelo visto por um microscópio de verdade, com instrumentos virtuais dentro dele, para praticar etapas como a retirada de uma catarata, com retorno sobre os erros.
Pergunta que responde: Um aluno consegue aprender cirurgia delicada do olho antes de tocar em um paciente?
Deixa de fora: O tecido do olho é modelado de forma grosseira, então complicações raras não são ensaiadas.
Roda em: cerca de 109 FLOPS aproximado tempo real em uma estação de trabalho.Desde: 2009 O ensaio randomizado de Feudner e colegas mostrando que o treino em realidade virtual melhora o desempenho em laboratório na capsulorrexe. fonte
Simuladores de endoscopia
Um endoscópio de verdade é passado em um modelo do intestino que mostra uma vista desenhada por computador do revestimento e responde a giros e empurrões.
Pergunta que responde: Um aluno consegue aprender a conduzir um endoscópio e identificar doenças sem um paciente?
Deixa de fora: O alongamento do intestino e o desconforto do paciente são mal reproduzidos, então falta a sensação dos procedimentos reais.
Roda em: cerca de 109 FLOPS aproximado tempo real em uma estação de trabalho.Desde: 1992 Beer-Gabel and colleagues' computer-assisted training in endoscopy, from a simulator to a learning station. fonte
Estudantes simulados por modelos de linguagem
Personagens de modelos de linguagem fazem o papel de alunos confusos ou com dificuldade para que professores em formação pratiquem explicar e dar retorno.
Pergunta que responde: Professores novos conseguem praticar como responder a alunos antes de conhecer alunos de verdade?
Deixa de fora: Os alunos do modelo são mais educados e consistentes do que os reais e cometem erros que os reais não cometeriam.
Roda em: cerca de 1014 FLOPS aproximado algumas chamadas ao modelo por turno de diálogo.Desde: 2023 O GPTeach, de Markel e colegas, treinamento interativo de assistentes de ensino com alunos baseados em GPT. fonte
Simuladores de sala de controle
Cópias exatas das salas de controle de usinas elétricas, fábricas químicas e redes, acionadas por um modelo do processo.
Pergunta que responde: Os operadores conseguem colocar a usina de volta em operação com segurança depois de uma perturbação?
Deixa de fora: O modelo não consegue incluir todas as válvulas e falhas que a coisa real tem.
Roda em: cerca de 1013 FLOPS aproximado o próprio computador dedicado do simulador, em tempo realDesde: 1958 já em 1958, os primeiros simuladores completos para operadores de usinas nucleares
Exercícios de emergência
Um desastre roteirizado trabalhado por quem responderia a ele, em volta de uma mesa ou por uma cidade de verdade.
Pergunta que responde: Onde o plano falha?
Deixa de fora: Os participantes sabem que é um exercício, então o pânico e a confusão reais são subestimados.
Roda em: nenhum computador. papel e pessoas; às vezes um computador simples para acompanhar os eventosDesde: 1954 já em 1954, exercícios de mesa de defesa civil ensaiam a resposta a desastres
Simulações empresariais
Equipes que dirigem uma empresa ou um mercado simulado ao longo de várias rodadas, ensinadas em escolas de negócios.
Pergunta que responde: A equipe consegue ler o mercado e conduzir a empresa através dele?
Deixa de fora: Regras de mercado simplificadas podem premiar a exploração do modelo, e não necessariamente uma boa gestão.
Roda em: cerca de 1010 FLOPS aproximado um computador modesto; a maior parte do exercício é discussãoDesde: 1956 a American Management Association realizou o Top Management Decision Game, um dos primeiros jogos de negócios por computador
Simuladores de controle de tráfego aéreo
Um céu simulado cheio de aeronaves, telas de radar e chamadas de rádio, para treinar e testar controladores.
Pergunta que responde: O controlador consegue manter aeronaves suficientes separadas com segurança à medida que o tráfego aumenta?
Deixa de fora: Pilotos simulados seguem instruções de modo mais previsível que os reais sob pressão.
Roda em: cerca de 1012 FLOPS aproximado o servidor de um provedor de serviços de navegação aérea, em tempo realDesde: 1966 já em 1966, os primeiros simuladores de treinamento de controle de tráfego aéreo movidos por computador
Simulações de treinamento de negociação e diplomacia
Diplomatas, mediadores ou executivos em formação encenando uma disputa contra instrutores ou entre si, praticando como ler o outro lado e chegar a um acordo.
Pergunta que responde: O aluno achou um acordo viável, e onde sua abordagem deu errado?
Deixa de fora: Quem faz o papel de negociador costuma ceder com mais facilidade do que as contrapartes reais sob pressão doméstica real.
Roda em: cerca de 1010 FLOPS aproximado pouca computação; sobretudo pessoas, regras e a mesa de quem marca os pontosDesde: 1963 já em 1963, os primeiros exercícios simulados de negociação para treinamento diplomático
Simuladores de comando de incidentes de emergência
Um exercício ao vivo e cronometrado em que comandantes e equipes recebem atualizações cada vez mais graves e sem roteiro sobre uma emergência em curso, por rádios e telas reais.
Pergunta que responde: A equipe de comando consegue tomar boas decisões em tempo real, e não só em retrospecto?
Deixa de fora: Por mais realista que seja, todos os envolvidos sabem que ninguém vai se machucar de verdade.
Roda em: cerca de 1011 FLOPS aproximado o servidor de um centro de treinamento, em tempo realDesde: 1974 já em 1974, os primeiros exercícios funcionais de gestão de emergências com tráfego de rádio real
Ensaio de conflitos com modelos de linguagem
Uma contraparte de modelo de linguagem faz o papel de uma pessoa difícil, para que um estagiário ensaie um conflito e receba retorno.
Pergunta que responde: Como é possível praticar uma conversa difícil com segurança?
Deixa de fora: As respostas do parceiro não são as de uma pessoa real.
Roda em: cerca de 1013 FLOPS aproximado Chamadas de modelo por sessãoDesde: 2023 Rehearsal: simulating conflict to teach conflict resolution (2023) fonte
Exercícios com múltiplas vítimas
Atores ou manequins representam muitas vítimas, e hospitais, ambulâncias e equipes atravessam um desastre encenado para testar a triagem e a capacidade.
Pergunta que responde: Um hospital daria conta se dezenas de feridos graves chegassem de uma vez?
Deixa de fora: A equipe sabe que é um exercício, então o medo, o cansaço e o caos de um evento real não existem.
Roda em: nenhum computador. sem computação; um dia de equipe, atores e observadores.Desde: 1989 A avaliação simulada de eventos com múltiplas vítimas no Hospital Beilinson, de Simon e colegas. fonte