--- title: "训练模拟器 · 模拟 · 模拟假说" url: https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/training description: "有人参与其中的模拟：驾驶舱、手术室、控制室和舰桥。 这是人们实际运行的模拟分类体系的一部分。" license: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ credit: "Ross Allan Dahl，模拟假说（simulation-hypothesis.com）" --- [模拟](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations)第 14 个领域，共 18 个 # 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。 ## 车辆 ### 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 10^13 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](https://simulation-hypothesis.com/zh/trees/simulations?n=w-linktrainer) [实时](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-real-time)精度下限：身体 ### 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 10^13 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 [实时](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-real-time)精度下限：身体 ### 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 10^13 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 [实时](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-real-time)精度下限：身体 ### 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 10^13 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 [实时](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-real-time)[规则与状态](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-rules)精度下限：身体 ### 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 10^12 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 [实时](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-real-time)精度下限：身体 ### 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 10^12 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 [实时](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-real-time)[微分方程](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-equations)精度下限：身体 ## 医学 ### 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 10^12 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 [实时](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-real-time)[连续场](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-continuum)精度下限：场 ### 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 10^10 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 [物理类比](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-analogue)[微分方程](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-equations)精度下限：身体 ### 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 10^11 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 [实时](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-real-time)[连续场](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-continuum)精度下限：场 ### 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 10^9 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 [物理类比](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-analogue)[微分方程](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-equations)精度下限：身体 ### 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 10^11 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 [微分方程](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-equations)[实时](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-real-time)精度下限：身体 ### 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 10^10 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 [规则与状态](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-rules)[基于主体](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-agent-based)精度下限：身体 ### 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 10^9 FLOPS 粗略 实时渲染与对话 自： 2007 Virtual patients for clinical therapist skills training (2007) [来源](https://doi.org/10.1007/978-3-540-74997-4%5F19) [规则与状态](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-rules)[实时](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-real-time)精度下限：身体 ### 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 10^14 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](https://arxiv.org/abs/2405.02957) [基于主体](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-agent-based)[习得的仿真器](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-learned)精度下限：规则 ### 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 10^10 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](https://doi.org/10.1002/1522-726x%28200012%2951:4<522::aid-ccd30>3.0.co;2-7) [实时](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-real-time)[连续场](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-continuum)精度下限：身体 ### 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](https://doi.org/10.1136/bmj.1.5955.447) [规则与状态](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-rules)精度下限：规则 ### 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 10^9 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](https://doi.org/10.1002/uog.1119) [实时](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-real-time)[规则与状态](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-rules)精度下限：身体 ### 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 10^9 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](https://doi.org/10.1016/j.urology.2008.12.044) [实时](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-real-time)[规则与状态](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-rules)[连续场](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-continuum)精度下限：身体 ### 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 10^9 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](https://doi.org/10.1007/s00417-008-1029-7) [实时](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-real-time)[规则与状态](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-rules)[连续场](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-continuum)精度下限：身体 ### 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 10^9 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](https://doi.org/10.1055/s-2007-1010538) [实时](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-real-time)[规则与状态](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-rules)精度下限：身体 ### 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 10^14 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](https://doi.org/10.1145/3573051.3593393) [习得的仿真器](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-learned)[实时](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-real-time)精度下限：规则 ## 控制与危机 ### 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 10^13 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 [实时](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-real-time)[微分方程](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-equations)精度下限：种群 ### 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 [规则与状态](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-rules)精度下限：规则 ### 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 10^10 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 [系统动力学](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-system-dynamics)[规则与状态](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-rules)精度下限：种群 ### 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 10^12 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 [实时](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-real-time)[离散事件](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-discrete-event)精度下限：身体 ### 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 10^10 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 [规则与状态](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-rules)[博弈论](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-game-theory)精度下限：规则 ### 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 10^11 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 [实时](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-real-time)[规则与状态](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-rules)精度下限：身体 ### 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 10^13 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](https://arxiv.org/abs/2309.12309) [习得的仿真器](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-learned)精度下限：规则 ### 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](https://doi.org/10.1017/s1049023x00029885) [规则与状态](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-rules)[基于主体](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-agent-based)[实时](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/methods#m-real-time)精度下限：种群 [◂ 作为模拟器的心智](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/mind-simulations)[计算机之前 ▸](https://simulation-hypothesis.com/zh/simulations/before-computers)