训练模拟器
有人参与其中的模拟:驾驶舱、手术室、控制室和舰桥。
这些是有人类操作员参与其中的模拟。重点不在于预测世界,而在于练习:让人们在真正遇到之前,先演练罕见、代价高昂而又危险的情形。
全飞行模拟机
在运动平台上的复制座舱,带有飞机的飞行模型、系统和故障,逼真到飞行员可以在其中取得新机型的资格。
它回答的问题: 机组能否处理起飞时发动机失效?
略去了: 运动平台只能近似加速度;持续的加速度无法复现。
运行于:约 1013 FLOPS 粗略 模拟器的专用计算机,实时自: 1929 Edwin Link 的气动飞行员训练器在模拟树中: 林克训练器
驾驶与铁路模拟器
带有投影世界的汽车或火车驾驶室,用于研究和教学。
它回答的问题: 疲劳、分心或一块新的显示屏,会怎样改变人们的驾驶?
略去了: 驾驶员知道环境不是真的,所以冒险程度与真实道路上并不完全相符。
运行于:约 1013 FLOPS 粗略 专用的模拟器计算机,实时自: 1970 到 1970 年,大学早期用于道路安全研究的驾驶模拟器
船桥模拟器
一座完整的船桥,有逼真的操控、天气和港口交通。
它回答的问题: 引航员能否在侧风中把这艘船开进狭窄的港口?
略去了: 罕见的机械故障和真实的海况很难完全复现。
运行于:约 1013 FLOPS 粗略 专用的模拟器计算机,实时自: 1972 到 1972 年,早期面向船员培训的全任务船桥模拟器
航天与任务控制
航天器和任务控制模拟器,运行飞行的每个阶段,并故意注入故障。
它回答的问题: 机组和地面团队能否处理出现的问题?
略去了: 只注入设计者预料到的故障。真实任务会冒出他们没想到的故障。
运行于:约 1013 FLOPS 粗略 任务控制中心模拟计算机,实时运行自: 1959 早期的 NASA 模拟器训练了第一批宇航员和地面团队
重型设备模拟器
起重机、挖掘机和矿用卡车,带有逼真的操控和载荷,用于在远离真实工地的地方培训操作员。
它回答的问题: 操作员能否安全地应付这个负载或这片地面?
略去了: 真实的地面条件和机器磨损,比模型假定的更难复现。
运行于:约 1012 FLOPS 粗略 模拟器自带的计算机,实时自: 1990 到 1990 年,早期面向操作员培训的起重机和采矿设备模拟器
潜水与潜水器模拟器
面向潜水员和载人潜水器驾驶员的水下环境、浮力和航行操控。
它回答的问题: 潜水员或飞行员能否处理深处的紧急情况?
略去了: 真实的水压和寒冷对身体的作用,是陆地上的模拟器无法重现的。
运行于:约 1012 FLOPS 粗略 模拟器自带的计算机,实时自: 1978 到 1978 年,早期的潜水器驾驶员培训模拟器
手术模拟器
带力反馈的虚拟组织和器械,用来练习手术操作。
它回答的问题: 这位学员准备好给真实的患者做手术了吗?
略去了: 虚拟组织不像真实的组织那样出血、撕裂或有气味。
运行于:约 1012 FLOPS 粗略 配有触觉硬件的台式机,实时自: 1993 到 1993 年,早期的腹腔镜手术虚拟现实模拟器
患者模拟器
会呼吸、流血、说话并对药物作出反应的人体模型,用于急救和团队培训。
它回答的问题: 团队能否识别问题并及时行动?
略去了: 生理是按情景编好的;没有编排的并发症不会自己出现。
运行于:约 1010 FLOPS 粗略 人体模型内部的嵌入式计算机,实时自: 1969 第一个麻醉培训人体模型,制造于洛杉矶
牙科模拟器
带力反馈的虚拟牙齿和牙龈,用来练习钻孔、补牙和拔牙。
它回答的问题: 这位学员的手是否稳定、细心到可以进入真实患者的口腔?
略去了: 虚拟的牙齿和牙龈组织,摸起来仍比真实患者的口腔更均匀。
运行于:约 1011 FLOPS 粗略 牙科学院的工作站,实时自: 1997 到 1997 年,早期的触觉牙科培训模拟器
分娩模拟器
带有婴儿模型的分娩人体模型,用来练习正常分娩,以及肩难产之类罕见的紧急情况。
它回答的问题: 团队能否足够快地识别并处理分娩急症?
略去了: 人体模型固定的并发症组合,并不涵盖每一种真实的分娩急症。
运行于:约 109 FLOPS 粗略 人体模型内部的嵌入式控制器,实时自: 1996 到 1996 年,早期面向产科培训的计算机化分娩人体模型
麻醉模拟器
一位虚拟患者的呼吸、心脏和药物反应,由给予麻醉药物的学员来控制。
它回答的问题: 学员能否正确给药,并在并发症变得危险之前发现它?
略去了: 该模型中的药物反应是典型的,真实患者的反应变化更大。
运行于:约 1011 FLOPS 粗略 培训中心的台式机,实时自: 1967 Sim One,早期的麻醉培训人体模型,带有模拟的生理
急救医护与大规模伤亡分诊培训
带有不同伤情的模拟伤员,用来练习在时间压力下按紧急程度给患者分类。
它回答的问题: 当伤员多于施救的人手时,学员能否正确地对患者分类?
略去了: 演员和人体模型无法完全传达真实大规模伤亡现场的混乱。
运行于:约 1010 FLOPS 粗略 培训演练的基本设备,计算量很小自: 1988 到 1988 年,早期的计算机辅助大规模伤亡分诊演练
虚拟人类患者
动画角色用预设或生成的对话回应学员的提问,以练习临床技能。
它回答的问题: 学员能多好地问诊一个并不真实的患者?
略去了: 对话的范围有限,非语言线索也很浅。
运行于:约 109 FLOPS 粗略 实时渲染与对话自: 2007 Virtual patients for clinical therapist skills training (2007) 来源
智能体医院
一所模拟医院,其中由语言模型扮演的医生、护士和患者完成诊疗流程,并在经验中改进。
它回答的问题: 智能体能否在虚拟医院里练习治疗并不断进步?
略去了: 患者和疾病是生成出来的,所以结果的真实性尚未得到证明。
运行于:约 1014 FLOPS 粗略 每个模拟案例需要多次模型调用自: 2024 Agent Hospital: a simulacrum of hospital with evolvable medical agents (2024) 来源
导管与血管内介入模拟器
触觉设备模拟导管,并配有血管的虚拟 X 光图像,让学员练习心脏或血管手术。
它回答的问题: 学员能否在不损伤血管的情况下送入导管?
略去了: 组织的手感是近似的,特殊的解剖结构受到限制。
运行于:约 1010 FLOPS 粗略 在工作站上实时运行物理和触觉模拟。自: 2000 Dawson and colleagues, designing a computer-based simulator for interventional cardiology training. 来源
结构化临床考试
受训者依次经过一系列考站,由受过训练的演员扮演患者,并按核对清单评分。
它回答的问题: 这位学员能否按标准问诊并检查患者?
略去了: 演员无法做出心脏杂音或肝肿大这类真实的体征。
运行于:没有任何计算机。没有计算,是一种人类角色扮演练习。自: 1975 Harden 及同事,用客观结构化考试评估临床能力。 来源
超声培训模拟器
一个假人和一个探头,由计算机显示该位置对应的超声图像,图像取自真实患者的存档扫描。
它回答的问题: 学员能否在没有患者的情况下学会找到并读懂超声切面?
略去了: 数量有限的存档病例库,无法呈现真实身体的多样性,也无法呈现按压探头的手感。
运行于:约 109 FLOPS 粗略 在工作站上实时运行。自: 2004 Maul 及同事使用 SonoTrainer 的经验,以及对其他超声模拟器的比较评述。 来源
机器人手术模拟器
一台手术机器人控制台的虚拟副本,学员在其中练习移动器械、切割和缝合模拟组织,并获得技能评分。
它回答的问题: 通过在虚拟组织上练习,能证明外科医生使用机器人做手术是安全的吗?
略去了: 虚拟组织比真实的更简单,所以出血和并发症得不到很好的训练。
运行于:约 109 FLOPS 粗略 在工作站上实时运行。自: 2009 Kenney 及同事对 dV-Trainer 虚拟现实机器人模拟器的表面效度、内容效度和结构效度的研究。 来源
眼科手术模拟器
一只模型眼,透过真实显微镜观看,里面有虚拟器械,用来练习摘除白内障之类的步骤,并对错误给予反馈。
它回答的问题: 学员能否在接触患者之前学会精细的眼科手术?
略去了: 眼部组织的建模较粗,所以罕见的并发症得不到演练。
运行于:约 109 FLOPS 粗略 在工作站上实时运行。自: 2009 Feudner 及其同事的随机试验,显示虚拟现实训练能提高撕囊的湿实验表现。 来源
内窥镜模拟器
把一根真实的内窥镜伸进肠道模型,模型会显示计算机绘制的肠壁画面,并对转动和推进做出反应。
它回答的问题: 学员能否在没有患者的情况下学会操控内窥镜并发现疾病?
略去了: 肠道的拉伸和患者的不适感重现得很差,所以缺少真实手术的手感。
运行于:约 109 FLOPS 粗略 在工作站上实时运行。自: 1992 Beer-Gabel and colleagues' computer-assisted training in endoscopy, from a simulator to a learning station. 来源
语言模型模拟学生
语言模型角色扮演困惑或吃力的学生,让实习教师练习讲解和给出反馈。
它回答的问题: 新教师能否在遇到真正的学生之前,练习如何回应学习者?
略去了: 该模型中的学生比真实的学生更有礼貌、更一致,还会犯真实学生不会犯的错。
运行于:约 1014 FLOPS 粗略 每轮对话几次模型调用。自: 2023 Markel 及同事的 GPTeach,用基于 GPT 的学生进行互动式助教培训。 来源
控制室模拟器
发电站、化工厂和电网控制室的精确复制品,由过程模型驱动。
它回答的问题: 操作员能否在故障之后安全地让工厂恢复运行?
略去了: 该模型无法包含真实设备拥有的每个阀门和每种故障。
运行于:约 1013 FLOPS 粗略 模拟器自带的专用计算机,实时自: 1958 到 1958 年,早期面向核电站操作员的全范围模拟机
应急演练
一场按剧本设定的灾难,由将要应对它的人围着桌子或在一座真实城市里逐步推演。
它回答的问题: 计划在哪里失效?
略去了: 参与者知道这只是演习,所以真实的恐慌和混乱被低估了。
运行于:没有任何计算机。纸和人;有时用一台简单的计算机记录事件自: 1954 到 1954 年,民防桌面演练预演灾害应对
商业模拟
各队在若干轮中经营一家模拟的公司或市场,商学院里会教这种练习。
它回答的问题: 团队能否读懂市场,并带领公司度过其间的变化?
略去了: 简化的市场规则可能奖励对模型的利用,而不一定是合理的管理。
运行于:约 1010 FLOPS 粗略 普通电脑;演练的大部分内容是讨论自: 1956 美国管理协会推出了 Top Management Decision Game,一个早期的计算机商业游戏
空中交通管制模拟器
一片挤满飞机、雷达屏幕和无线电通话的模拟天空,用于训练和测试管制员。
它回答的问题: 随着交通越来越繁忙,管制员能否让足够多的飞机保持安全间隔?
略去了: 模拟飞行员比真实飞行员在压力下更守指令、更可预测。
运行于:约 1012 FLOPS 粗略 空中导航服务提供商的服务器,实时自: 1966 到 1966 年,早期的计算机驱动空中交通管制训练模拟器
谈判与外交培训模拟
实习外交官、调解员或高管与教官或彼此角色扮演一场争端,练习如何读懂对方并达成协议。
它回答的问题: 学员有没有找到一个可行的协议,他们的做法又错在哪里?
略去了: 扮演角色的人在真实的国内压力下,通常比真实的对手更容易妥协。
运行于:约 1010 FLOPS 粗略 几乎不需要算力;主要是人、规则和计分员的桌面自: 1963 到 1963 年,早期面向外交训练的谈判模拟演练
应急事件指挥模拟器
一次限时的现场演练,指挥员和参谋通过真实的电台和屏幕,收到关于一场突发事件不断升级、没有脚本的最新消息。
它回答的问题: 指挥团队能否实时做出好的决策,而不只是事后诸葛亮?
略去了: 不论多逼真,所有参与者仍然知道不会有人真的受伤。
运行于:约 1011 FLOPS 粗略 培训中心的服务器,实时自: 1974 到 1974 年,早期有真实无线电通信参与的功能性应急管理演练
语言模型冲突演练
一个语言模型对话者扮演难相处的人,让学员演练冲突并获得反馈。
它回答的问题: 怎样才能安全地练习一场艰难的对话?
略去了: 对方的回应并不是真人的回应。
运行于:约 1013 FLOPS 粗略 每次会话的模型调用次数自: 2023 Rehearsal: simulating conflict to teach conflict resolution (2023) 来源
大规模伤亡演练
演员或人体模型代表众多伤员,医院、救护车和团队经历一场搭好的灾难,以检验分诊和承载能力。
它回答的问题: 如果一下子来了几十名重伤员,医院能应付吗?
略去了: 工作人员知道这是演练,所以真实事件中的恐惧、疲劳和混乱都不存在。
运行于:没有任何计算机。没有计算;一天的工作人员、演员和观察员。自: 1989 Simon 及同事在 Beilinson 医院进行的模拟大规模伤亡评估。 来源