Тренажёры
Симуляции с человеком в контуре: кабины, операционные, пункты управления и мостики.
Это симуляции, где в цикле участвует человек-оператор. Цель не в том, чтобы предсказать мир. Это тренировка: дать людям отрепетировать редкие, дорогостоящие и опасные ситуации, прежде чем встретиться с ними всерьёз.
Полноценные лётные тренажёры
Точная копия кабины на подвижной платформе, с лётной моделью самолёта, его системами и отказами; она настолько хороша, что пилоты получают в ней допуск к новым типам.
Вопрос, на который отвечает: Справится ли экипаж с отказом двигателя при взлёте?
Не учитывает: Платформы движения лишь приближённо передают ускорение; длительное ускорение воспроизвести нельзя.
Работает на: около 1013 FLOPS приблизительно специальный компьютер симулятора, в реальном времениС: 1929 Пневматический тренажёр пилота Эдвина ЛинкаВ дереве симуляций: Link Trainer
Тренажёры вождения и железных дорог
Кабина автомобиля или поезда со спроецированным миром, для исследований и обучения.
Вопрос, на который отвечает: Как усталость, отвлечение или новый дисплей меняют то, как люди водят?
Не учитывает: Водители знают, что среда ненастоящая, поэтому готовность рисковать не полностью совпадает с дорожной.
Работает на: около 1013 FLOPS приблизительно специальный компьютер-тренажёр, в реальном времениС: 1970 к 1970 году: первые университетские симуляторы вождения для исследований безопасности дорог
Тренажёры корабельного мостика
Полный капитанский мостик корабля с реалистичным управлением, погодой и движением в порту.
Вопрос, на который отвечает: Сможет ли лоцман провести этот корабль в узкую гавань при боковом ветре?
Не учитывает: Редкие механические отказы и настоящие морские условия трудно воспроизвести полностью.
Работает на: около 1013 FLOPS приблизительно специальный компьютер-тренажёр, в реальном времениС: 1972 к 1972 году: первые полномасштабные тренажёры капитанского мостика для обучения офицеров
Космические полёты и управление полётом
Тренажёры космических аппаратов и центров управления полётом проходят каждую фазу полёта, а отказы вносят намеренно.
Вопрос, на который отвечает: Справятся ли экипаж и наземная группа с тем, что пойдёт не так?
Не учитывает: Вводятся только те сбои, которых ожидали разработчики. В настоящих миссиях возникают и такие, которых они не ждали.
Работает на: около 1013 FLOPS приблизительно компьютеры симулятора центра управления полётами, в реальном времениС: 1959 первые тренажёры NASA обучали первых астронавтов и наземные группы
Симуляторы тяжёлой техники
Краны, экскаваторы и карьерные самосвалы с реалистичным управлением и нагрузками, чтобы обучать операторов вдали от настоящего объекта.
Вопрос, на который отвечает: Сможет ли оператор безопасно справиться с этой нагрузкой или с этой местностью?
Не учитывает: Настоящие условия грунта и износ машин воспроизвести труднее, чем предполагает модель.
Работает на: около 1012 FLOPS приблизительно собственный компьютер тренажёра, реальное времяС: 1990 к 1990 году: первые тренажёры кранов и горного оборудования для обучения операторов
Тренажёры для дайвинга и подводных аппаратов
Подводные условия, плавучесть и управление аппаратом для водолазов и пилотов обитаемых подводных аппаратов.
Вопрос, на который отвечает: Справится ли водолаз или пилот с аварийной ситуацией на глубине?
Не учитывает: Настоящее давление воды и холод на тело — то, что тренажёр на суше воссоздать не может.
Работает на: около 1012 FLOPS приблизительно собственный компьютер тренажёра, реальное времяС: 1978 к 1978 году: первые тренажёры для обучения пилотов подводных аппаратов
Хирургические тренажёры
Виртуальная ткань и инструменты с обратной связью по усилию, чтобы отрабатывать процедуры.
Вопрос, на который отвечает: Готов ли этот стажёр оперировать настоящего пациента?
Не учитывает: Виртуальная ткань не кровоточит, не рвётся и не пахнет, как настоящая.
Работает на: около 1012 FLOPS приблизительно настольный компьютер с тактильным оборудованием, в реальном времениС: 1993 к 1993 году: первые тренажёры виртуальной реальности для лапароскопической хирургии
Симуляторы пациентов
Манекены, которые дышат, истекают кровью, говорят и реагируют на лекарства, для обучения неотложной помощи и командной работе.
Вопрос, на который отвечает: Распознаёт ли команда проблему и действует ли вовремя?
Не учитывает: Физиология привязана к сценарию; непредусмотренные осложнения сами не возникают.
Работает на: около 1010 FLOPS приблизительно встроенный компьютер внутри манекена, в реальном времениС: 1969 первый манекен для обучения анестезии, построенный в Лос-Анджелесе
Стоматологические тренажёры
Виртуальные зубы и дёсны с обратной связью по усилию, чтобы отрабатывать сверление, пломбирование и удаление.
Вопрос, на который отвечает: Достаточно ли твёрдая и осторожная рука у этого стажёра для рта настоящего пациента?
Не учитывает: Виртуальные зубы и дёсны всё ещё ощущаются однороднее, чем рот настоящего пациента.
Работает на: около 1011 FLOPS приблизительно рабочая станция стоматологического факультета, в реальном времениС: 1997 к 1997 году: первые тактильные тренажёры для обучения стоматологов
Тренажёры родов
Родильный манекен с моделью младенца: на нём отрабатывают обычные роды и редкие экстренные случаи, например застрявшее плечико.
Вопрос, на который отвечает: Распознаёт ли команда экстренную ситуацию при родах и справляется ли с ней достаточно быстро?
Не учитывает: Фиксированный набор осложнений манекена не охватывает все настоящие экстренные случаи родов.
Работает на: около 109 FLOPS приблизительно встроенный контроллер внутри манекена, в реальном времениС: 1996 к 1996 году: первые компьютеризированные родильные манекены для обучения акушерству
Тренажёры анестезии
Дыхание, сердце и реакция на лекарства виртуального пациента, которыми управляет практикант, вводя анестетики.
Вопрос, на который отвечает: Правильно ли практикант дозирует и замечает ли осложнение, пока оно не стало опасным?
Не учитывает: Реакции модели на лекарства типичные; настоящие пациенты реагируют разнообразнее.
Работает на: около 1011 FLOPS приблизительно настольный компьютер учебного центра, в реальном времениС: 1967 Sim One, ранний тренажёрный манекен для обучения анестезии со смоделированной физиологией
Обучение фельдшеров и сортировке при массовых потерях
Смоделированные пострадавшие с разными травмами, чтобы тренировать сортировку пациентов по срочности в условиях нехватки времени.
Вопрос, на который отвечает: Правильно ли практикант сортирует пациентов, когда пострадавших больше, чем рук, готовых помочь?
Не учитывает: Актёры и манекены не могут полностью передать хаос настоящего места массовых жертв.
Работает на: около 1010 FLOPS приблизительно базовое оборудование для учебного упражнения, почти никаких вычисленийС: 1988 к 1988 году: первые компьютерные учения по сортировке при массовых жертвах
Виртуальные пациенты
Анимированные персонажи отвечают на вопросы практиканта по сценарию или сгенерированным диалогом, чтобы тот отрабатывал клинические навыки.
Вопрос, на который отвечает: Насколько хорошо стажёр может опросить пациента, которого на самом деле нет?
Не учитывает: Диапазон диалога ограничен, а невербальные сигналы поверхностны.
Работает на: около 109 FLOPS приблизительно Рендеринг и диалог в реальном времениС: 2007 Virtual patients for clinical therapist skills training (2007) источник
Агентные больницы
Смоделированная больница, где врачи, медсёстры и пациенты на языковых моделях проходят процесс лечения и набираются опыта.
Вопрос, на который отвечает: Могут ли агенты практиковать лечение в виртуальной больнице и совершенствоваться?
Не учитывает: Пациенты и болезни порождаются, поэтому реалистичность исходов не доказана.
Работает на: около 1014 FLOPS приблизительно Много обращений к модели на смоделированный случайС: 2024 Agent Hospital: a simulacrum of hospital with evolvable medical agents (2024) источник
Тренажёры катетеров и эндоваскулярных вмешательств
Тактильное устройство имитирует катетер и виртуальный рентгеновский снимок сосудов, чтобы практиканты могли отрабатывать операции на сердце или сосудах.
Вопрос, на который отвечает: Сможет ли практикант провести катетер, не повредив сосуд?
Не учитывает: Ощущение ткани приближённое, а необычная анатомия представлена слабо.
Работает на: около 1010 FLOPS приблизительно физика и тактильная обратная связь в реальном времени на рабочей станции.С: 2000 Доусон с коллегами: проектирование компьютерного симулятора для обучения интервенционной кардиологии. источник
Структурированные клинические экзамены
Стажёры проходят серию станций, где обученные актёры играют пациентов, и оцениваются по чек-листу.
Вопрос, на который отвечает: Сможет ли этот практикант собрать анамнез и осмотреть пациента на должном уровне?
Не учитывает: Актёр не может воспроизвести настоящие физические признаки, например шум в сердце или увеличенную печень.
Работает на: без компьютера. без вычислений, ролевая игра людей.С: 1975 Harden и коллеги, оценка клинической компетентности с помощью объективного структурированного экзамена. источник
Ультразвуковые тренажёры
Манекен тела и датчик; компьютер показывает ультразвуковое изображение для этого положения, составленное из сохранённых снимков настоящих пациентов.
Вопрос, на который отвечает: Может ли практикант научиться находить и читать ультразвуковые виды без пациента?
Не учитывает: Ограниченная библиотека сохранённых случаев не показывает разнообразия настоящих тел и ощущения от нажатия датчиком.
Работает на: около 109 FLOPS приблизительно в реальном времени на рабочей станции.С: 2004 Опыт Maul и коллег с SonoTrainer и сравнительный обзор других ультразвуковых тренажёров. источник
Тренажёры роботизированной хирургии
Виртуальная копия пульта хирургического робота, где практиканты учатся двигать инструменты, резать и накладывать швы на смоделированной ткани, получая баллы за мастерство.
Вопрос, на который отвечает: Безопасно ли хирургу оперировать с этим роботом, если судить по практике на виртуальных тканях?
Не учитывает: Виртуальная ткань проще настоящей, поэтому кровотечения и осложнения тренируются плохо.
Работает на: около 109 FLOPS приблизительно в реальном времени на рабочей станции.С: 2009 Исследование Kenney и коллег о внешней, содержательной и конструктной валидности тренажёра роботизированной хирургии виртуальной реальности dV-Trainer. источник
Тренажёры глазной хирургии
Модель глаза рассматривают в настоящий микроскоп, внутри неё виртуальные инструменты: так отрабатывают, например, удаление катаракты, а на ошибки дают отзыв.
Вопрос, на который отвечает: Может ли практикант научиться тонкой хирургии глаза, не касаясь пациента?
Не учитывает: Ткань глаза моделируется грубо, поэтому редкие осложнения не отрабатываются.
Работает на: около 109 FLOPS приблизительно в реальном времени на рабочей станции.С: 2009 Рандомизированное испытание Фёйднера с коллегами, показавшее, что обучение в виртуальной реальности улучшает выполнение капсулорексиса на лабораторных тренажёрах. источник
Тренажёры эндоскопии
Настоящий эндоскоп вводят в модель кишечника, которая показывает нарисованный компьютером вид слизистой и реагирует на повороты и нажатия.
Вопрос, на который отвечает: Может ли практикант научиться управлять эндоскопом и замечать болезнь без пациента?
Не учитывает: Растяжение кишки и дискомфорт пациента воспроизводятся плохо, поэтому ощущения настоящих процедур нет.
Работает на: около 109 FLOPS приблизительно в реальном времени на рабочей станции.С: 1992 Компьютерное обучение эндоскопии Беер-Габеля с коллегами, от симулятора до учебной станции. источник
Симулированные ученики на языковых моделях
Персонажи на языковых моделях играют растерянных или отстающих учеников, чтобы будущие учителя могли отрабатывать объяснение и обратную связь.
Вопрос, на который отвечает: Могут ли начинающие учителя потренироваться отвечать ученикам до встречи с настоящими?
Не учитывает: Студенты модели вежливее и последовательнее настоящих и делают ошибки, которых настоящие не делают.
Работает на: около 1014 FLOPS приблизительно несколько обращений к модели на каждую реплику диалога.С: 2023 GPTeach Markel и коллег: интерактивное обучение ассистентов преподавателя на студентах на основе GPT. источник
Тренажёры пунктов управления
Точные копии пунктов управления электростанций, химических заводов и сетей, которыми управляет модель процесса.
Вопрос, на который отвечает: Смогут ли операторы безопасно вернуть установку в рабочее состояние после сбоя?
Не учитывает: Модель не может включить каждый клапан и каждый отказ, какие есть у настоящего устройства.
Работает на: около 1013 FLOPS приблизительно собственный выделенный компьютер тренажёра, реальное времяС: 1958 к 1958 году: первые полномасштабные тренажёры для операторов атомных электростанций
Учения на случай чрезвычайных ситуаций
Сценарий бедствия, который разыгрывают те, кому пришлось бы на него реагировать: за столом или по всему настоящему городу.
Вопрос, на который отвечает: Где план даёт сбой?
Не учитывает: Участники знают, что это учения, поэтому настоящая паника и растерянность преуменьшены.
Работает на: без компьютера. бумага и люди; иногда простой компьютер для учёта событийС: 1954 к 1954 году: настольные учения по гражданской обороне репетируют реагирование на бедствия
Деловые симуляции
Команды ведут смоделированную компанию или рынок в несколько раундов; это преподают в школах бизнеса.
Вопрос, на который отвечает: Сможет ли команда прочитать рынок и провести компанию через него?
Не учитывает: Упрощённые правила рынка могут вознаграждать использование модели, а не обязательно разумное управление.
Работает на: около 1010 FLOPS приблизительно скромный компьютер; большая часть учения состоит в обсужденииС: 1956 Американская ассоциация менеджмента провела Top Management Decision Game, раннюю компьютерную деловую игру
Тренажёры управления воздушным движением
Смоделированное небо, полное самолётов, экранов радаров и радиопереговоров, для обучения и проверки диспетчеров.
Вопрос, на который отвечает: Может ли диспетчер безопасно разводить достаточно самолётов, когда движение становится плотнее?
Не учитывает: Смоделированные пилоты выполняют инструкции предсказуемее настоящих под давлением.
Работает на: около 1012 FLOPS приблизительно сервер поставщика аэронавигационного обслуживания, в реальном времениС: 1966 к 1966 году: первые компьютерные тренажёры для обучения управлению воздушным движением
Тренажёры переговоров и дипломатии
Стажёры-дипломаты, посредники или руководители разыгрывают спор с инструкторами или друг с другом и учатся понимать другую сторону и приходить к соглашению.
Вопрос, на который отвечает: Нашёл ли практикант рабочую сделку, и где его подход дал сбой?
Не учитывает: Игроки в ролях обычно идут на компромисс охотнее, чем настоящие участники кризиса под настоящим внутриполитическим давлением.
Работает на: около 1010 FLOPS приблизительно мало вычислений; в основном люди, правила и рабочий стол судьиС: 1963 к 1963 году: первые смоделированные переговорные упражнения для обучения дипломатов
Тренажёры командования на месте происшествия
Живое учение с отсчётом времени: командиры и штаб получают нарастающие незапланированные сводки о развивающейся чрезвычайной ситуации по настоящим рациям и экранам.
Вопрос, на который отвечает: Способна ли командная группа принимать хорошие решения в реальном времени, а не задним числом?
Не учитывает: Как бы ни было реалистично, все участники всё равно знают, что никто по-настоящему не пострадает.
Работает на: около 1011 FLOPS приблизительно сервер учебного центра, в реальном времениС: 1974 к 1974 году: первые функциональные учения по управлению чрезвычайными ситуациями с живым радиообменом
Репетиция конфликта с языковой моделью
Языковая модель играет трудного собеседника, чтобы стажёр мог отрепетировать конфликт и получить отзыв.
Вопрос, на который отвечает: Как безопасно отрепетировать трудный разговор?
Не учитывает: Ответы партнёра не такие, как у настоящего человека.
Работает на: около 1013 FLOPS приблизительно Обращения к модели на сеансС: 2023 Rehearsal: simulating conflict to teach conflict resolution (2023) источник
Учения по массовым жертвам
Актёры или манекены изображают многих пострадавших, а больницы, скорые и бригады проходят через разыгранное бедствие, чтобы проверить сортировку и вместимость.
Вопрос, на который отвечает: Справится ли больница, если одновременно поступят десятки тяжелораненых?
Не учитывает: Персонал знает, что это учения, поэтому страха, усталости и хаоса настоящего события нет.
Работает на: без компьютера. без вычислений; день работы персонала, актёров и наблюдателей.С: 1989 Симуляция оценки массовых потерь в больнице Beilinson, Simon и коллеги. источник