KR101634291B1 - 이벤트들의 사전 고지를 갖는 시뮬레이션을 제공하기 위한 방법, 시스템 및 컴퓨터 프로그램 물건 - Google Patents

Abstract

제 1 컴퓨터 시뮬레이션을 실행하는 단계; 상기 제 1 시뮬레이션에 대응하며 상기 제 1 시뮬레이션보다 더 진행된 제 2 컴퓨터 시뮬레이션을 실행하는 단계; 및 상기 제 1 시뮬레이션에서의 예측되는 미래의 이벤트들을 나타내는 정보를 제공하기 위해 상기 제 2 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하는 단계를 포함하는, 예측되는 이벤트들 또는 상태들의 사전 고지를 제공하는 컴퓨터 시뮬레이션을 제공하기 위한 방법, 컴퓨터 시스템 및 컴퓨터 프로그램 물건이 제공된다. 제 1 컴퓨터 시뮬레이션은 시뮬레이션된 시스템의 모델 ― 상기 모델은 다수의 상태 변수들을 가짐 ― 에 기초할 수 있다. 제 1 사용자 입력 인터페이스로부터의 입력 데이터는 상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션과의 사용자 상호작용을 나타낼 수 있는 한편, 제 2 사용자 입력 인터페이스로부터의 입력 데이터는 조건이 상기 시뮬레이션에서 존재해야 하는 정도를 나타낼 수 있다. 상기 제 2 사용자 입력 인터페이스로부터의 입력은 상기 모델에서 구현되는 규칙들의 관점에서 상기 조건들의 기재와 일치하는 상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션에서의 하나 이상의 상태 변수들에 대한 값들로 변환된다. 예측되는 미래 이벤트들의 표현은 상기 모델에서 상기 조건의 상호작용적인 미세한 조정을 가능하게 한다.

Description

이벤트들의 사전 고지를 갖는 시뮬레이션을 제공하기 위한 방법, 시스템 및 컴퓨터 프로그램 물건{METHOD, SYSTEM AND COMPUTER PROGRAM PRODUCT FOR PROVIDING A SIMULATION WITH ADVANCE NOTIFICATION OF EVENTS}

본 발명은 시뮬레이션을 제공하기 위한 방법, 시스템 및 컴퓨터 프로그램 물건에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 시뮬레이션 이벤트들의 사전 고지를 제공하는 시뮬레이션을 제공하기 위한 방법, 시스템 및 컴퓨터 프로그램 물건에 관한 것이다.

복잡한 시스템들의 거동의 컴퓨터 시뮬레이션들은, 복잡한 모델들의 검사, 확률론적 변화들을 받는 시스템들의 거동의 시뮬레이션을 포함하는 다수의 경우들에 있어서, 특히, 복잡한 장비를 동작시키는 것 또는 중요한 시나리오들에 관한 결정들을 하는 것을 포함하는 수동의 인지 작업들에 있어서 학생들을 트레이닝시키기 위한 기회를 제공하기 위한 수단으로써 중요해져 왔다.

후자의 전형적인 예들은, 비행 시뮬레이터들, 다른 운송수단들 또는 중장비의 기사들을 트레이닝시키기 위한 시뮬레이터들, 환자들을 수술하거나 달리 처치하는 데 있어서 외과의사들 또는 의료진을 트레이닝시키기 위한 시뮬레이터들, 및 예를 들어 핵 반응기들과 같은 중요한 프로세스들의 조작자들을 트레이닝시키기 위한 시뮬레이터들을 포함한다.

트레이닝 시뮬레이터들은 전형적으로 환경의 모델을 포함하며, 상기 환경의 모델은, 학생 또는 조작자가 그에 대해 행위들을 수행할 수 있는 임의의 객체들의 설명, 모델의 상태들 또는 조건들을 나타내는 한 세트의 변수들, 물리적 프로세스들 및 물리적 프로세스들이 변수들의 값들을 변경하기 위해 상호작용하는 방법과 같은 한 세트의 규칙들, 및 사용자 입력을 수신하고 환경 및 사용자 상호작용으로부터 발생하는 상기 환경의 임의의 변화들을 디스플레이 또는 달리 표현하기 위한 입력/출력 인터페이스들, 특정 환경에 있어서의 객체들 사이의 상호작용, 또는 시뮬레이션의 진행으로부터 발생하는 시간에 따른 동적 변수들의 변화를 포함한다.

최초 조건들, 목적들 등을 포함하는, 환경 및 특정 트레이닝 시나리오의 생성은 종종 목적하는 조건들이 학생들이 상기 특정 조건을 취급(handling)하는 것을 연습할 수 있게 하는 방식으로 시뮬레이션의 일부로서 발전하는지를 검증하기 위하여 시뮬레이션의 테스트 실행들을 요하는 복잡한 프로세스이다. 시나리오가 생성된 후, 이를 변경하는 것은 시뮬레이션들에 있어서의 중단, 파라미터들의 재조정, 및 새로운 시험들 및 검증들을 요한다. 또한, 인스트럭터 또는 감독자가, 시뮬레이션에서의 현재 상황에 기초하여, 시뮬레이션이 상황을 발전시킬 가능성이 있는지, 학생이 맞서는(confront) 것이 바람직한지 및 이 상황이 발생할 것으로 예상될 수 있는지를 아는 것은 어려울 수 있다.

본 발명은 예를 들어 학생에 의해 사용되는 사용자 제어부들 및 트레이닝 환경을 나타내는 실시간으로 실행되는 제 1 시뮬레이션 및 가까운 미래에 시뮬레이션의 진행의 예측을 나타내는, 실시간에 앞서 실행되는 제 2 시뮬레이션을 포함하는 방법, 시스템 및 컴퓨터 프로그램 물건에 관한 것이다. 감독자, 인스트럭터 또는 교사는 그 후 이벤트들이 발생하기 전에 이벤트들에 대비하면서 학생을 감독할 수 있고, 본 발명의 실시예들에 따라, 심지어는 특정 상황들 또는 이벤트들을 유발하거나 회피하기 위하여 트레이닝 시나리오를 조작할 수 있다.

본 발명의 원리들과 일치하는 방법은 제 1 컴퓨터 시뮬레이션을 실행하고, 제 1 시뮬레이션에 대응하며 제 1 시뮬레이션보다 더 진행된 제 2 컴퓨터 시뮬레이션을 실행하고, 상기 제 1 시뮬레이션에서의 예측되는 미래 이벤트들을 나타내는 정보를 제공하기 위하여 상기 제 2 컴퓨터 시뮬레이션을 이용함으로써, 컴퓨터 시뮬레이션 이벤트들, 예를 들어, 발생할 것으로 예측되는 상태들 또는 조건들의 사전 고지를 제공하는 시뮬레이션을 제공할 수 있다.

특정 실시예들에 따르면, 제 1 시뮬레이션은 모델에 대한 시나리오의 실시간 시뮬레이션이며, 제 2 시뮬레이션은 실시간에 앞서는 상기 모델의 시나리오의 시뮬레이션이다. 상기 제 2 시뮬레이션은 상기 제 2 시뮬레이션에서의 시간점이 상기 제 1 시뮬레이션에서의 현재의 시간점과 대응할 때까지 상기 제 1 시뮬레이션과 상태들의 이력을 공유한다. 상기 방법은 상기 제 1 시뮬레이션에서의 현재 상태(state)들의 제 1 표현을 상기 시뮬레이션에서의 현재 상황(situation)의 제공으로서 생성하는 단계; 및 상기 제 2 시뮬레이션에서의 하나 이상의 상태들의 제 2 표현을 상기 제 1 시뮬레이션에서의 하나 이상의 예측되는 미래 상황들의 제공으로서 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 제 2 시뮬레이션에서의 상기 하나 이상의 상태들은 실시간 시뮬레이션에서의 현재의 시간점과 대응하는 시간점 이후에 발생된 이러한 상태들의 이력으로부터 선택될 수 있고, 따라서 제 1 시뮬레이션에서의 미래 상태들 또는 상황들의 예측을 나타낸다.

본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 제 1 시뮬레이션에서의 현재 시간점에서의 현재 상태가 상기 제 2 시뮬레이션에서의 대응하는 시간점에서의 대응하는 상태와 상이하다는 것이 결정될 수 있다. 본 발명의 원리들과 일치하여, 상기 제 2 시뮬레이션은 상기 대응하는 시간점으로 복귀되고 상기 시간점에서의 상기 제 1 시뮬레이션과 대응하는 상태들로 상태 변수들을 리셋하거나 다시 초기화할 수 있다. 그 후, 상기 제 2 시뮬레이션이 다시 상기 제 1 시뮬레이션에 앞서 실행될 때까지 상기 제 2 시뮬레이션의 진행의 가속된 계산이 수행될 수 있다.

일부 실시예들에 따르면, 제 1 표현 ―실시간 시뮬레이션을 나타냄― 은 제1 출력 장치상에 제공될 수 있다. 제 2 표현 ―예측을 나타냄―은 제 2 출력 장치상에 제공될 수 있다. 이는 학생이 제 1 사용자 인터페이스의 제어부들을 동작시키면서 실시간 시뮬레이션을 관측할 수 있게 해주는 한편, 인스트럭터는 미래 이벤트들의 예측을 관측할 수 있고 이들이 발생하기 이전에 준비할 수 있다.

본 발명의 일부 실시예들과 일치하여, 상기 제 2 시뮬레이션에서의 대응하는 상태와 상이한 상기 제 1 시뮬레이션에서의 상태는 사용자 인터페이스를 통해 수신된 사용자 입력의 수신의 결과로서 발생되었을 수 있다. 이러한 사용자 입력은 학생이 제 1 사용자 인터페이스를 이용하여 상기 모델을 조작한 것의 결과로서 수신되었던 입력일 수 있다. 사용자 입력은 제 2 사용자 인터페이스를 이용한 감독자(supervisor)의 상기 시뮬레이션의 조작을 나타낼 수도 있다.

본 발명의 특정 양상들에 따르면, 상기 시뮬레이션에 대한 감독자의 조작을 나타내는 사용자 입력은, 상기 모델내에 내장된 규칙들에 따른 상기 시뮬레이션의 조건의 기재와 일치하여 상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션의 하나 이상의 상태 변수들에 대한 값들로 변환(translate)될 수 있다.

본 발명의 다른 양상들과 일치하여, 시뮬레이션된 시스템의 모델에 기초하여 제 1 컴퓨터 시뮬레이션을 실행하는 단계 ― 상기 모델은 다수의 상태 변수들을 가짐 ―, 제 1 사용자 입력 인터페이스로부터 입력 데이터를 수신하는 단계 ― 상기 입력은 상기 시뮬레이션된 시스템과의 상호작용과 일치하는 방식으로 하나 이상의 상기 상태 변수들의 값들을 변경하는 상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션과의 사용자 상호작용을 표현함 ―, 및 제 2 사용자 입력 인터페이스로부터 입력 데이터를 수신하는 단계 ― 상기 입력은 상기 시뮬레이터에서 조건이 존재해야 하는 정도를 사용자가 조정할 수 있게 해줌 ―에 의해 컴퓨터 시뮬레이션이 제어될 수 있다. 상기 제 2 사용자 입력 인터페이스로부터의 입력은 상기 모델내에 내장된 규칙들에 따른 상기 조건의 기재와 일치하여 상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션의 하나 이상의 상태 변수들에 대한 값들로 변환(translate)될 수 있다.

일부 실시예들에 따라서, 상기 제 1 사용자 입력 인터페이스는 학생 사용자 인터페이스이고 상기 제 2 사용자 입력 인터페이스는 감독자 사용자 인터페이스이다. 이러한 방식으로 제어될 수 있는 조건은 상기 제 1 사용자 입력 인터페이스로부터 수신된 데이터에 의해 적어도 부분적으로 극복되거나 대응될 수 있는 바람직하지 않은 조건일 수 있다.

본 발명의 원리들과 일치하여, 상기 하나 이상의 상태 변수들은 상기 모델에 내장된 규칙들을 통해 다른 상태 변수들과 동적으로 상호작용하는 상기 시뮬레이션의 필수적인(integral) 부분들일 수 있다.

본 발명의 일부 실시예들에서, 상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션에서의 하나 이상의 상태 변수들의 값들이 조건이 상기 시뮬레이션에서 존재해야 하는 정도의 표현으로 변환되도록 역기능이 또한 수행될 수 있다.

일부 실시예들에 따르면, 모델은 인체 생리학(human physiology)의 기재(description)이고, 상기 조건은 병리학 상태(pathological state)일 수 있다. 상기 병리학 상태는 예시적으로, 저혈량증(hypovolemia), 과민증(anaphylaxis), 오피오이드 중독(opioid poisoning), 및 출혈의 심각도(severity of bleeding)로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다.

일부 실시예들에 따르면, 모델은 핵 반응기의 기재이며, 상기 조건은 상기 반응기에서 불안정한 조건 또는 임계 조건일 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시예들은 이하에 주어지는 상세한 설명 및 첨부 도면들로부터 보다 완전히 이해될 것이다. 이들 도면들은 단지 예시의 방식으로 제공되며, 따라서, 본 발명을 제한하는 것이 아니다. 이들 도면들에서, 동일 도면 부호들은 동일 요소들을 나타내며, 여기서:
도 1a 및 도 1b는 컴퓨터 시뮬레이션 시스템들의 예시적인 아키텍처를 도시하는 도면이고;
도 2는 본 발명에 따른 방법을 도시하는 흐름도이고;
도 3은 본 발명에 따라 동작하도록 구성된 컴퓨터들의 네트워크를 도시하며;
도 4는 본 발명의 양상들을 도시하는 두 개의 사용자 인터페이스들을 도시하며;
도 5는 본 발명의 양상들에 따라 동작하도록 구성된 서버 컴퓨터들 및 클라이언트 컴퓨터들의 네트워크를 도시하며;
도 6은 탑재된 시뮬레이션 서버들을 갖는 다수의 마네킹들 및 상기 탑재된 서버들과 통신하도록 구성된 다수의 클라이언트 컴퓨터들을 도시하며;
도 7은 본 발명에 따라 시스템내에 포함될 수 있는 다수의 컴포넌트들 및 모듈들을 도시하며;
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 추가적인 양상들을 도시하는 두 개의 사용자 인터페이스를 도시하며;
도 9는 사용자 입력들을 시뮬레이션에서 모델링된 조건들로 변환(translating)하기 위한 모듈을 갖는 컴퓨터 시뮬레이션 시스템의 예시적 아키텍처를 도시하는 다이어그램을 도시한다.

본 발명은 시뮬레이션을 제공하기 위한 방법들, 시스템들 및 컴퓨터 프로그램 물건들에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 시뮬레이션 이벤트들의 사전 고지를 제공하는 시뮬레이션을 제공하기 위한 방법들, 시스템들 및 컴퓨터 프로그램 물건들에 관한 것이다. 다음의 설명은 이러한 방법들, 시스템들 및 컴퓨터 프로그램 물건들의 예시적인 실시예들 및 본 발명의 원리들과 일치하는 이들의 다양한 양상들을 제공한다. 상기 예시적인 실시예들은 본 발명의 더 나은 이해를 제공할 것을 의도하며, 이들은 본 발명에 제한사항들로서 해석되지 않아야 하며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정의됨에 주의하여야 한다.

도 1은 본 발명의 원리들과 일치하는 시스템을 블록 다이어그램으로 도시한다. 도 1a는 시스템이 하드웨어 계층(101), 운영 시스템 계층(102), 시뮬레이터(103), 모델(104), 상태 변수들의 세트(104), 및 사용자 입력/출력 인터페이스(106)를 어떻게 포함하고 있는지를 도시한다. 하드웨어 계층(101)은 프로세싱 유닛(들), 메모리 및 시뮬레이션을 실행하는 컴퓨터 시스템의 다른 컴포넌트들을 나타낸다. 운영 시스템 계층(102)은 시스템 상에서 실행되는 소프트웨어에 의한 시스템 리소스들(하드웨어 계층)로의 액세스를 관리한다. 시뮬레이션의 타입에 따라서, 시뮬레이션이 확실한 방식으로 진행하고 응답할 수 있을 방식으로 시스템 리소스들로의 액세스를 보장하기 위하여 특정 실시간 능력들이 운영 시스템에 의해 요구될 수 있다.

시뮬레이터(103)는 실제 시뮬레이션을 실행하는 소프트웨어일 수 있다. 소프트웨어는 모델에서 및 수신된 사용자 입력에 따라 기재된 시뮬레이션 환경의 기재를 액세스하기 위해 필요한 명령들을 포함할 수 있다.

모델(104)은 상태 변수들이 서로의 영향 및 사용자 입력의 영향하에서 변화하는 방법에 대한 임의의 규칙들을 포함하는 환경의 기재이다. 상태 변수들(105)은 모델 내의 조건들을 나타내며 사용자 입력의 영향하에서 시뮬레이터에 의해 적용될 때 모델의 규칙들에 따라서 확정적으로 또는 무작위로 변할 수 있다. 상태 변수들(105)은 시뮬레이션의 진행이 재현되거나 시뮬레이션이 종료된 후 시험될 수 있도록 로그 파일(비도시)에 기록될 수 있다.

입력/출력 인터페이스(106) 또는 인터페이스들은, 예를 들어 디스플레이, 사운드 및 촉각 출력 유닛들 및 키보드, 마우스 및 조이스틱과 같은 입력 유닛들, 또는 시스템상에서 실행되는 특정 시뮬레이션에 특정될 수 있는 입력 제어부들과 같은 외부 장치들에 대한 인터페이스를 나타낸다.

도 1b는 본 발명의 양상들에 따라 실행되는 시뮬레이션의 예를 도시한다. 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 시뮬레이터의 두 개의 예(instance)들(103A, 103B)이 시스템 메모리로 로딩되었고 동시에 실행중이다. 이들은 모델의 개별 예들(104A, 104B) 상에서, 그리고 상태 변수들의 개별 세트들(105A, 105B) 상에서 동작하고 있다. 본 발명의 특정 양상들에 따르면, 제 2 시뮬레이터(103B)는, 제 2 시뮬레이션들의 상태 변수들(105B)이 미래의 특정 기간에 제 1 시뮬레이터(103A)의 상태 변수들의 예상되는 값들을 나타낸다는 점에서, 제 1 시뮬레이터(103A)와 동일한 시뮬레이션을, 그러나 예정보다 빨리, 실행하고 있을 수 있다.

본 발명의 원리와 일치하여, 시뮬레이션에 대한 사용자 제공 입력은 제 1 시뮬레이터(103A)에 대한 입력으로써 전달될 수 있다. 제 1 시뮬레이터(103A)로부터의 출력은 유사하게, 사용자가 그와 상호작용하는 시뮬레이션된 실제상황을 표현하는 시뮬레이션의 현재 상태로서 제 1 세트의 출력 유닛들을 통해 사용자에게 제공될 수 있다. 제 2 시뮬레이터(103B)로부터의 출력은 별도 세트의 출력 장치들 상에, 예를 들어 인스트럭터에게 제공되며, 사용자가 시뮬레이션과 상호작용하지 않는 경우 시뮬레이션에서의 예상되는 미래 상황을 표현한다.

제어기(107)로 지칭되는 별도의 소프트웨어 모듈이 또한 시스템 메모리로 로딩될 수 있다. 제어기는 특정 조건들이 발생하는 지를 검출하기 위하여 상태 변수들(105A 및 105B)을 모니터링할 수 있다. 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 제어기(107)는 제 1 시뮬레이션의 상태 변수들(105A)의 현재 값들을 제 2 시뮬레이션의 상태 변수들(105B)의 대응하는 값들과 비교한다. 대응하는 값들은 제 1 시뮬레이션의 현재 값들과 대응하는 제 2 시뮬레이션에서의 시간 점으로부터의 제 2 시뮬레이션의 기록된 값(logged value)들일 수 있다. 예를 들어, 제 2 시뮬레이션이 제 1 시뮬레이션보다 10분 앞서 실행되고 있다면, 제어기(107)는 제 1 시뮬레이션의 상태 변수들(105A)의 현재 값들을 10분 먼저 기록된 상태 변수들(105B)의 대응하는 값들과 비교할 수 있다.

본 발명의 특정 양상들에 따르면, 시뮬레이터들(103A, 103B) 및 모델들(104A, 104B)은 동일 소프트웨어의 예들일 수 있다. 결과적으로, 사용자 입력이 제 1 시뮬레이션에 제공되지 않는다면(그리고 시뮬레이션이 난수들의 생성을 포함하고, 동일한 생성된 수들이 두 시뮬레이션들 모두에 대해 사용된다면), 시뮬레이션들의 결과들은, 단지 시간에 있어서만 시프트되고, 동일할 것이다. 그러나, 사용자가 모델(104A)의 상태 변수들(105A)에 있어서의 변화를 발생시키는 제 1 시뮬레이션에 대한 입력을 제공한다면, 시뮬레이션들은 이격되기 시작할 수 있다. 만약 제어기(107)가 이러한 상황을 검출한다면, 제어기는 상기 시뮬레이션의 상태 변수들(105B)을 변경시킬 수 있고 제 2 시뮬레이터(105B)로 하여금 갱신된 변수들로 시작하고 목적하는 시간의 양으로 제 1 시뮬레이션을 다시 앞설 때까지 가속된 시간으로 실행되도록 명령한다.

본 발명의 대안의 실시예에 따르면, 시뮬레이터(103)의 하나의 예와 모델(104)의 하나의 예가 로드될 수 있다. 이 실시예에 따르면, 시뮬레이터가 제어기(107)의 기능을 포함한다. 시뮬레이터는 또한 두 세트의 상태 변수들(105A, 105B)에 대해 동작할 수 있어야 한다.

도 2는 본 발명의 원리들에 따라 실행되는 시뮬레이션이 어떻게 진행하는지의 예를 흐름도로 도시한다.

방법은 시작 단계 200에서 시작한다. 제1 단계 201에서, 제 1 시뮬레이션 및 제 2 시뮬레이션은 모든 관련된 상태 변수들에 대해 동일한 모델 및 동일한 값들로 개시된다. 다음 단계 202에서, 예측을 나타내는 제 2 시뮬레이션은, 시뮬레이션 시간의 관점에서 말해서, 미리결정된 시간 Δt로 제 1 시뮬레이션을 앞설 때까지 가속된다. 제 2 시뮬레이션에서의 관련된 값들 또는 상태들이 제 1 시뮬레이션에서 예상되는 미래 값들 또는 이벤트들의 예측들로서 단계 203에서 제공된다. 실제로 제공되는 정보의 양은 디자인 기준에 따라 변할 수 있고, 특정 상태들 또는 이벤트들이 검출될 때에만 발부되는 경고들로부터, 모든 관련 값들의 연속된 출력까지의 범위일 수 있다. 제공은 단지 "현재의" 예측 값들, 즉, 제 1 시뮬레이션을 Δt 앞서는 값들만을 포함할 수도 있거나, "미래 값들의 히스토리"가, 예를 들면, 시간 t로부터 시간 t+Δt까지의 값의 예상되는 전개를 도시하는 곡선의 형태로 제공될 수 있다.

다음 단계 204에서, 제 1 시뮬레이션에서의 상태 변수들의 모든 관련 값들은 시간 t-Δt에서 기록된 제 2 시뮬레이션에서의 동일한 변수들의 대응하는 값들과 비교된다. 다시 말해서, 시간 지금( now )에 대한 실시간 시뮬레이션에서의 값들은 예측 시뮬레이션이 얼마전에 시간 지금에 대해 예상했던 것과 비교된다. 만약 제 1 시뮬레이션이 예측으로부터 일탈하는 것으로 발견되면(205), 제 2 시뮬레이션은 제 1 시뮬레이션의 현재 값들로 재시작될 수 있고 단계 202로 복귀되어 가속된다.

제 1 시뮬레이션이 예측으로부터 일탈하지 않는 한― 이는 예측이 정확했다는 것을 말한다 ―, 그리고 시뮬레이션이 단계 207에서 종료되지 않는 한, 단계 204의 모니터링은 계속된다. 몇몇 이유로 시뮬레이션이 단계 207에 결론난 것으로 결정될 때, 프로세스는 종결된다.

도 2의 예들은 일련의 연속된 단계들로 도시되어 있지만, 일부 단계들은 동시에 또는 상이한 순서로 수행될 수 있음이 이해될 것이다. 예를 들어, 제2 시뮬레이션― 예측 ―이 가속되는 동안 두 시뮬레이션들에서의 값들의 비교가 계속 진행되고, 제 2 시뮬레이션이 제 1 시뮬레이션을 Δt 앞설 때까지 기다릴 필요가 없다. 유사하게, 시뮬레이션이 실행되고 있는 동안, 예를 들어 디스플레이 상에서의 값들의 제공은 연속적으로 수행될 수 있다.

시뮬레이션과의 사용자 상호작용은 설명을 단순화하기 위하여 도 2에서 도시되지 않았다.

이제 도 3에 대한 참조가 이루어지며, 도 3은 컴퓨터들의 네트워크에서 시뮬레이터가 실행되는 본 발명의 실시예를 도시한다. 시뮬레이션이 실행되고 있는 컴퓨터는 서버 컴퓨터로 지칭되는 한편, 시뮬레이터에 액세스하는 부가적인 컴퓨터들은 클라이언트 컴퓨터로 지칭될 것이다. 예시적인 실시예에 따르면, 서버(301)는 본 발명의 원리들에 따라 동작하는 시뮬레이터를 실행하고 있다. 서버(301)는 여기서는 네트워크 구름(302)으로 도시된 네트워크에 연결되어 있다. 네트워크는 근거리 네트워크(LAN) 또는 인터넷과 같은 광역 네트워크일 수 있다. 네트워크(302)를 통한 통신은 주지된 통신 표준들 및 이더넷, TCP/IP, HTTP 등과 같은 프로토콜에 기초할 수 있다.

세 개의 클라이언트 컴퓨터들(303)은 학생들에 의해 동작될 수 있고, 예를 들어 무선 링크들을 통해, 네트워크(303)에 연결될 수 있다. 제 4 클라이언트 컴퓨터(304)는 인스트럭터에 의해 동작될 수 있다. 본 발명의 원리들과 일치하여, 학생 클라이언트 컴퓨터들은 서버(301)상에서 실행되고 있는 실시간 시뮬레이션에 대한 액세스를 부여받을 수 있지만, 실시간 시뮬레이션을 앞서서 실행되고 있는 예측 시뮬레이션에는 그렇지 않다. 실시간 시뮬레이션은 도 1B에서 시뮬레이터(103A)에서 실행되는 시뮬레이션과 대응하는 한편, 예측 시뮬레이션은 도 1B에서 시뮬레이터(103B)에서 실행되는 시뮬레이션과 대응할 수 있다.

이제 도 4를 참조하면, 두 개의 스크린 샷들은 의료 시뮬레이션을 실행하는, 서버(301)와 같은, 컴퓨터 시스템의 입력/출력 인터페이스(106)를 통해 제공될 수 있는 시뮬레이션의 예를 도시한다.

도 4에 도시된 예시적인 실시예에 따르면, 시뮬레이션 서버(301) 상에서 실행되는 시뮬레이션은 어떤 상해를 입은 환자의 것이다. 이 설명을 단순화하고 이해를 용이하게 하기 위하여, 예는 단지 제한된 세트의 파라미터들, 또는 상태 변수들, 및 입력 제어부(input control)들만을 포함한다. 실제 예는 보다 복잡할 것이다.

제 1 사용자 인터페이스(401)는 클라이언트 컴퓨터(303)를 동작시키는 학생에게 제공되는 제어들 및 출력들을 표현(represent)한다. 사용자 인터페이스는 사용자에게 시뮬레이션의 세 개의 상태 변수들을 포함하는 디스플레이를 제공하며, 이는 각각 환자의 심장 박동수(403), 수축기 혈압(404), 및 확장기 혈압(405)을 나타낸다. 세 개의 버튼들은 학생들이 환자에게 적용할 수 있는 절차들을 나타내며, CPR 적용(406), 아드레날린 제공(407) 및 지혈(stop bleeding, 408)을 포함한다.

사용자 인터페이스는 변수들(403, 404, 405) 중 적어도 하나의 전개를 도시하는 곡선(411)을 포함하는 그래픽 영역(410)을 추가로 구비한다. 도 4에 도시된 예시적인 실시예에 따르면, 학생은 탭들(412)을 이용하여 환자의 심장 박동수 및 환자의 혈압의 전개를 도시하는 곡선 사이에서 변경할 수 있다. 도시된 예에서, 심장 박동수가 선택되고, 곡선(411)은 곡선(411)의 종료점에 있는 수직선(413)에 의해 도시된 시간에 있어서의 현재점까지의 환자의 심장 박동수의 전개를 도시한다.

학생은 이제, 상태 변수들(403, 404, 405)에 의해 표시된 환자의 상태에 대한 그의 또는 그녀의 평가, 및 그래픽 디스플레이(410)에서의 환자의 전개의 그래픽 제공에 기초하여, 버튼들(406, 407, 408)을 클릭함으로써 절차들을 적용할 수 있다. 시뮬레이터(103A)는 수신된 사용자 입력에 따라 상태 변수들을 변경할 것이고, 상태 변수들은 변할 것이다. 하부 모델(104A)은 학생에게 보여지는 상태 변수들에 부가하여 추가적인 상태 변수들(105A)을 포함할 수 있다.

제 2 사용자 인터페이스는 클라이언트 컴퓨터(304)상에서 인스트럭터에게 동일한 인터페이스를 나타낼 수 있다. 본 발명의 원리들과 일치하여, 인스트럭터에게 제공되는 사용자 인터페이스는 추가적인 정보 및 입력 제어부들을 포함할 수 있다. 학생 사용자 인터페이스(401)의 유사한 부분들과 대응하는 인스트럭터 사용자 인터페이스(401)의 다양한 부분들은 도면에서 동일한 도면 번호들을 부여받는다. 도면에 도시된 것처럼 인스트럭터 사용자 인터페이스에 대한 추가점들은 시간에서의 현재점을 나타내는 선(413)을 지나 전개되는 곡선(411B)을 포함한다. 수직선(413)을 지나 우측으로 연장하는 선의 부분은, 학생이 환자에게 어떠한 절차도 적용하지 않는 경우 도시된 변수의 예상되는 전개를 나타낸다. 이러한 예상되는 전개, 또는 예측은, 시뮬레이터(103B)에서 실행되는 예측 시뮬레이션의 상태 변수들(105B)을 나타낸다.

인스트럭터 사용자 인터페이스(402)는 학생 인터페이스(401)상에 제공되는 동일한 사용자 입력 제어부들(406, 407, 408)을 포함한다. 또한, 세 개의 상태 변수들과 연관된 세 개의 제어부들이 스핀 버튼들의 형태로 제공된다. 제 1 스핀 버튼(414)은 인스트럭터가 환자의 심장 박동수를 직접 변경하는 것을 가능하게 한다. 제 2 스핀 버튼(415)은 인스트럭터가 수축기 혈압을 변경하는 것을 가능하게 하며, 제 3 스핀 버튼(416)은 인스트럭터가 확장기 혈압을 직접 변경하는 것을 가능하게 한다. 이러한 제어부들을 이용하여, 인스트럭터는 시뮬레이션과의 통상의 사용자 상호작용을 나타내는 제어부들에 제한되지 않고 상황을 직접 조작할 수 있다. 이는 인스트럭터가 트레이닝을 촉진하기 위하여 바람직한 방식으로 상황들을 생성(또는 회피)하는 것을 가능하게 한다. 예를 들어, 인스트럭터는 학생 또는 학생들이 환자가 짧은 시간 기간 내에 심장이 멎을 상황과 마주하게 하기 위하여 이러한 상황을 생성할 수 있다. 곡선(411B)으로 도시된 예측 시뮬레이션을 이용하여, 인스트럭터는 목적하는 상황이 트레이닝 상황의 필요들에 따르는 시간 기간 및 이용가능한 시간 내에서 발생하도록 변수들에 대한 변화들을 미세하게 조정할 수 있다.

본 발명의 특정 원리들과 일치하여, 인스트럭터에게 제공되는 사용자 제어부들은 일관된 방식으로 여러 파라미터들을 동시에 조정할 수 있다. 예를 들어, 수축기압 및 확장기압을 독립적으로 조정하는 대신, 인스트럭터 사용자 인터페이스는 혈압을 조정하기 위한 단일 제어부를 구비할 수 있고, 수축기압 및 확장기압을 나타내는 상태 변수들의 각각의 조정은 혈압 조정의 인스트럭터 애플리케이션에 의해 표시되는 방향으로 모델의 규칙들 및 다른 상태 변수들의 값들에 기초하여 시뮬레이터에 의해 계산될 수 있다. 유사하게, 수축기 혈압(415)과 같은 하나의 상태 변수의 조정은, 모델(104A)이 이러한 변화를 좌우하는 경우, 비록 인스트럭터가 대응하는 제어부(416)를 사용하지 않았더라도 확장기 혈압 변수에서의 일관된 변화를 생성할 수 있다.

사용자 인터페이스 제어부들을 통한 인스트럭터에 의한 여러 상태 변수들의 동시 조정은 이하에 더 상세히 기재될 것이다.

전술한 것처럼, 만약 사용자 입력이, 학생 제어부들(406, 407, 408) 또는 추가적인 인스트럭터 제어부들(414, 415, 416)을 통해 상태 변수들을 예측이 실시간 시뮬레이션과 더 이상 대응하지 않도록 변경하는 경우, 예측 시뮬레이션은 예측이 다시 실시간 시뮬레이션을 미리결정된 시간만큼 앞서 실행되고 있을 때까지 현재 시간으로 복귀하고 시뮬레이션을 가속할 것이다.

이제 도 5를 참조하면, 여러 시뮬레이션들이 각각의 서버들에서 실행되고 있는 예가 제공된다. 도 4로부터의 예와 함께 계속하면, 서버들(501A, 501B, 501C)은 예를 들어 각각의 환자들을 대표할 수 있다. 서버들(501)은 도 3의 네트워크와 대응하는 네트워크(502)에 접속될 수 있다. 여기에 도시된 예에 따르면, 각각의 학생은 각각의 클라이언트 컴퓨터(503A, 503B, 503C)를 구비한다. 클라이언트 컴퓨터들(503)은 학생들이, 예를 들어 도 4에 도시된 사용자 인터페이스(401)를 이용하여, 각각의 서버(501)에서 실행되고 있는 시뮬레이션과 상호작용할 수 있도록 서버들(501)에 접속된다.

인스트럭터 클라이언트 컴퓨터(504)가 또한 제공될 수 있다. 본 발명의 원리들과 일치하여, 인스트럭터 클라이언트 컴퓨터는 네트워크(502)에 접속되고 시뮬레이션 서버들(501) 중 어느 하나에 로그인할 수 있다.

이러한 방식으로, 인스트럭터는 학생들 중 어느 한 명의 작업을 모니터링할 수 있고, 예를 들어, 도 4의 인스트럭터 사용자 인터페이스(402)를 이용함으로써 진행중인 시뮬레이션들 중 어느 하나와 상호작용할 수 있다. 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 인스트럭터 클라이언트 컴퓨터는, 예를 들어, 시나리오를 설계하고, 시뮬레이션들 중 어느 하나에서의 중요 조건들을 모니터링 등을 하면서, 모든 학생들에 대해 동일 상황을 생성하기 위하여, 여러 서버들(501)과 동시에 상호작용할 수도 있다.

본 발명의 특정 원리들과 일치하여, 각각의 서버들 상에서 실행되고 있는 시뮬레이션들은 클라이언트 컴퓨터와의 통신과 독립적일 수 있다. 이는 시뮬레이션 서버가 학생이나 인스트럭터로부터의 어떠한 입력도 수신하지 않도록 클라이언트 컴퓨터들과의 모든 통신이 손실되는 경우, 시뮬레이션은 서버상에서 계속 실행될 수 있음을 의미한다. 이는 특히, 학생들이 다루어야하는 여러 상이한 상황들을 만날 때 다수의 서버들이 이러한 상황을 나타내는 상황, 및 각각의 서버들 상에서 실행되고 있는 다양한 시뮬레이션들이 학생들 또는 인스트럭터들에 의해 참여되고 있는지 여부를 계속해서 전개하고 있는 상황에서 유용할 수 있다. 이러한 상황의 한 가지 예는 각각의 시뮬레이터/서버가 사고에 의한, 또는 전쟁터 등에서 상해입은 여러 희생자들 중 한 명을 나타내는 마네킹에 내장되어 있는 경우일 수 있다. 이러한 시나리오에서, 각각의 희생자의 의학적 상태가 시뮬레이션되고 전개되면서, 학생들이 우선순위들을 결정하고, 희생자들을 진단 및 치료할 수 있다. 이러한 시나리오의 예는 아래에서 더 상세히 기재될 것이다.

도 6은 도 5에서 도시된 것과 동일하지만, 이 실시예에 따라서, 시뮬레이션 서버들이 환자들을 나타내는 마네킹 인형들에 내장되는 상황을 도시한다. 이 예에 따르면, 각각의 마네킹(601A, 601B, 601C)은, 내장된 시뮬레이터에 부가하여, 심장 박동수, 출혈 등을 시뮬레이션하고, CPR의 형태인 사용자 입력, 출혈중인 부상자들의 처치 등을 판독할 수 있는 촉각적 제어기들을 포함할 수 있다. 이러한 제어기들은 도 5의 클라이언트 컴퓨터들(503) 및 도 4에 도시된 대응하는 사용자 인터페이스(401)를 대체할 수 있다. 마네킹들(601)은 인스트럭터 클라이언트 컴퓨터(604)와 통신하기 위하여 무선 통신 능력들을 더 포함할 수 있다. 인스트럭터 클라이언트 컴퓨터(604)는 도 4의 402에 도시된 것과 같은 인스트럭터 사용자 인터페이스를 디스플레이할 수 있다. 인스트럭터는 그 후 전술한 것처럼 마네킹들 내에서 실행되는 시뮬레이터들과 상호작용할 수 있다.

추가적인 장비가 예를 들어 비디오 및 사운드를 제공하기 위해 시스템 내에 제공될 수 있음이 당업자에게 이해될 것이다. 도면에 도시되지 않았지만, 예를 들어, 마이크들 및 비디오 카메라들의 형태인 이러한 장비가 마네킹들의 일부 또는 전부의 근처에 위치될 수 있어서, 인스트럭터에게 각각의 위치에서의 거동을 관측하고 비디오 컨퍼런스 기술들을 이용하여 학생들과 통신할 수 있는 능력을 제공할 수 있다. 인스트럭터는 심지어 마네킹에 내장된 음성 통신 장치를 이용하여 학생들과 통신할 수 있다. 마네킹의 상태에 대한 인스트럭터 지식에 기초하여, 그 또는 그녀는 고통을 느끼는 위치 등을 설명하면서, 그를 치료하는 사람에게 말하고 있는 환자임을 가장함으로써 유사하게 학생들에게 정보를 제공할 수 있다.

또한, 환자 모니터 컴퓨터(603)가 도 6에 도시된다. 환자 모니터는 도 4의 사용자 인터페이스(401)와 대응하지만, 학생으로부터의 사용자 입력이 마네킹(601)의 입력 인터페이스에 직접 제공될 수 있으므로, 모니터 컴퓨터는 이 예에 따라서, 실제 상황에서 환자 모니터로부터 이용가능할 수 있는 이러한 데이터, 예를 들어, 혈압 및 맥박을 나타내는 출력만을 제공할 수 있다. 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 모니터 컴퓨터는 마네킹 상에서 직접적으로 쉽게 수행되지 않는 행위들 또는 절차들을 수행하거나 개시하는 능력을 학생에게 제공할 수 있다. 이러한 행위들의 예는 다수의 이용가능한 약들, 식염수, 수혈(blood transfusion) 등 중 어느 하나의 정맥 주사들을 포함한다. CPR, 밴드들, 경추 보호대(cervical collar) 및 산소 마스크의 부착과 같은 손으로 하는 행위들은 여전히 마네킹에 대해 직접적으로 수행될 수 있다.

보고청취(debrief) 컴퓨터(605)가 또한 도시된다. 보고청취 컴퓨터는 마네킹들(601), 모니터 클라이언트 컴퓨터(603), 및 인스트럭터 클라이언트 컴퓨터(604)를 포함하는, 시뮬레이션의 일부인 다른 컴퓨터들의 일부 또는 모두로부터 기록된 데이터를 다운로딩함으로써 또는 네트워크를 통해 실시간으로, 시뮬레이션 동안 발생하는 모든 이벤트들을 기록하도록 구성될 수 있다. 보고청취 컴퓨터(605)는 또한 비디오 카메라(606)에 연결될 수도 있다. 보고청취 컴퓨터(605)에 의해 기록된 비디오는 일관된 방식으로 기록된 데이터 및 기록된 비디오의 제공을 통해 시나리오의 평가를 향상시키기 위해 사용될 수 있다.

도 7은 도 6에 도시된 것과 같은 시스템에서 포함될 수 있는 다양한 컴포넌트들 또는 모듈들의 도시이다. 마네킹(701)은, 동공 크기, 맥박, 출혈 등과 같은 파라미터들을 통해 환자의 상태에 대한 정보를 출력할 수 있고 CPR 및 붕대(bandage)와 같은 마네킹에 대해 수행되는 손으로 하는 행위들의 형태로 학생으로부터의 입력을 수신하는, 필요한 사용자 입력/출력 인터페이스를 갖는 마네킹 하드웨어(711)를 포함할 수 있다. 마네킹 하드웨어(711)는 내장된 시스템 온 모듈(system on module, 712)을 더 포함할 수 있다. 내장된 시스템(712)은 본 발명에 따라 시뮬레이터(713)가 설치되고, 실시간 시뮬레이션 및 예측 시뮬레이션이 실행되고 있을 수 있는 컴퓨터일 수 있다. 시뮬레이터는 전술한 것처럼 모델(714), 및 기록 모듈(logging module, 715)을 포함할 수 있다. 기록 모듈은 메모리(716) 내에 이벤트들을 저장하도록 구성되거나 이벤트들을 저장하는 프로그램 명령을 포함할 수 있다.

시뮬레이터는 또한 마네킹에 포함되지만 도면에 도시되지 않은 내장된 무선 또는 유선 통신 능력들을 이용하여 통신할 수 있다. 환자 모니터 컴퓨터(703)는 시스템에 포함될 수 있다. 환자 모니터 컴퓨터(703)는 시뮬레이터(713)로부터 정보를 수신하고 이 정보를 디스플레이(비도시) 상에 제공하거나 이들을 메모리(732)에 저장하도록 구성되는 환자 모니터 모듈(731)을 포함할 수 있다. 환자 모니터는 정보를 수신하고 제공 또는 저장하도록만 구성되거나, 대안으로 전술한 것처럼 시뮬레이터(713)로 특정 유형들의 정보를 다시 전송하도록 구성될 수 있다.

인스트럭터 컴퓨터(704)는 인스트럭터의 모니터 모듈(742) 및 인스트럭터의 입력 제어부 모듈(743)을 갖는 인스트럭터 애플리케이션(741)을 포함할 수 있다. 인스트럭터의 모니터 모듈(742)은 전술한 것처럼 실시간 정보 및 예측 정보를 포함하는 시뮬레이터(713)로부터 수신된 정보를 제공할 수 있다. 인스트럭터의 입력 제어부 모듈(743)은 환자에 대한 행위들 또는 절차들을 수행함으로써, 또는 상태 변수들을 직접 조작함으로써 인스트럭터가 시뮬레이션과 상호작용할 수 있게 하는 입력 제어부들을 인스트럭터에게 제공할 수 있다. 인스트럭터의 모니터(742) 및 입력 제어부들(743)은 도 4를 참조하여 논의된 원리들과 일치하는 사용자 인터페이스 상에서 인스트럭터에게 제공될 수 있다.

인스트럭터의 모듈들은 실시간 시뮬레이션 또는 예측의 일부인 상이한 유형의 정보들을 디스플레이하거나 상이한 유형의 데이터들에 대해 동작하는 여러 서브 모듈들을 포함할 수 있음이 이해되어야 한다.

인스트럭터 모듈은 또한 시뮬레이션 시나리오들을 생성하기 위한 환경을 인스트럭터에게 제공하도록 구성되는 인스트럭터의 편집기(745)를 포함할 수 있다. 인스트럭터의 편집기로 생성된 시뮬레이션 시나리오들은 인스트럭터의 컴퓨터(704) 상의 메모리(746)에 저장될 수 있고, 이로부터 시나리오는 시뮬레이션 이전에 상태 변수들을 시작하고 모델(714)을 가능한 경우 조정하도록 시뮬레이터들(713)에 업로드될 수 있다.

인스트럭터의 컴퓨터(704)는 마네킹(701)내에 내장된 시스템(712)내의 유사한 애플리케이션(717)과 통신하도록 구성된 음성 및/또는 비디오 컨퍼런스 애플리케이션(747)을 더 포함할 수 있다. 이는 시뮬레이션 동안 학생들과 통신하는 능력을 동일 위치에서 실제로 제공되는 것 없이 인스트럭터에게 제공할 수 있다. 인스트럭터는 또한 전술한 것처럼 마네킹의 상태를 기술하면서 마네킹의 역할을 할 수 있다.

시뮬레이션 동안 학생들의 성적을 평가하는 능력을 학생들 및 인스트럭터들에게 주기 위하여 보고청취 컴퓨터(705)가 제공될 수 있다. 보고청취 컴퓨터(705)는 하나 이상의 비디오 카메라들(706)에 연결될 수 있고, 이로부터 보고청취 컴퓨터는 마네킹들에 대한 행위들을 수행하는 학생들의 비디오를 수신한다. 비디오는 보고청취 로그 메모리(752) 내에 수신된 비디오 데이터를 저장하는 비디오 로거 모듈(logger module, 751)에 의해 수신될 수 있다. 보고청취 컴퓨터는 내장된 시스템(712), 환자 모니터 컴퓨터(703) 및 인스트럭터 컴퓨터(704)를 포함하는, 시스템 내의 다른 컴퓨터들 중 어느 하나로부터 수신된 데이터를 수신 및 저장하도록 구성되는 보고청취 뷰어 모듈(753)을 더 포함할 수 있다. 본 발명의 원리들과 일치하여, 데이터들은 이들이 생성되었던 컴퓨터로부터 직접 수신될 수 있거나, 이들은 시스템의 임의의 다른 부분에 의해 포워딩될 수 있다. 도 7에 도시된 예에서, 마네킹(701) 내의 내장된 시스템(712)의 이벤트 로그(716)로부터의 데이터 및 환자 모니터 로그(732)로부터의 데이터는 인스트럭터 컴퓨터(704)로 송신되며, 여기서 이들은 기록될 수 있고 보고청취 컴퓨터(705)로 포워딩될 수 있다.

보고청취 컴퓨터(705)는 학생의 성적의 평가를 용이하게 하는 방식으로 임의의 기록(log)되거나 레코딩(record)된 데이터들의 재생을 학생들 및 인스트럭터들에게 제공하기 위해 사용될 수 있다. 본 발명의 일부 실시예들에서, 재생은 학생으로부터의 기록된 입력을 새로운 시뮬레이션에 대한 입력으로서 보냄으로써 수행될 수 있다. 이는 시뮬레이션이 확정적일 것, 또는 시뮬레이션에 의해 사용되었거나 시뮬레이션에서 발생했던 무작위의 수들 또는 이벤트들이 또한 기록되었을 것, 또는 이러한 수들 또는 이벤트들이 사용자의 행위에 의해 결정되는 시뮬레이션의 일부로부터 독립적일 것을 요한다.

이제 참조는 도 8a 및 도 8b에 대해 이루어지고, 상기 도면은 도 4의 402와 비교가능한 인스트럭터 인터페이스의 보다 세부적인 예를 도시한다. 도 8에 제공된 예에서, 인스트럭터 인터페이스는 도 8a에 도시된 모니터링 모드 및 도 8b에 도시된 인스트럭터 모드로 지칭될 수 있는 두 개의 모드에서 정보를 디스플레이할 수 있다. 이 예에 따르면, 도 4의 401과 대응하는 학생 인터페이스가 제공되지 않는다. 대신, 학생 또는 학생들은 도 6을 참조하여 기재된 것과 같은 내장된 센서들, 제어기들 및 액추에이터들을 구비하는 마네킹을 이용하여 시뮬레이션과 상호작용할 수 있다. 두 도면들에서, 서로에 대응하는 사용자 인터페이스의 섹션들 또는 영역들은 동일한 도면 번호로 제공된다.

먼저 도 8a를 참조하면, 시뮬레이션의 모니터링 뷰를 제공하는 인터페이스(801)가 제공된다. 이 예에 따른 인터페이스의 제 1 영역(802)은 공통 행위들의 리스트를 제공한다. 공통 행위들의 리스트(802)는 학생에 의해 수행되는 행위들의 체크리스트로서 사용될 수 있다.

제 2 영역(803)은 시뮬레이션 제어부를 제공하며, 시뮬레이션의 히스토리 및 예측되는 미래의 전개를 제공한다. 이 영역에는 특정 값들의 이력 및 미래 전개와, 인스트럭터가 시뮬레이션과 인터페이스하는 것을 가능하게 하는 다수의 제어부들과, 이 케이스에서 심장마비가 4:57분에 발생할 것을 인스트럭터에게 고지하는 알람이 포함된다. 시뮬레이션 제어부 영역(803)은 또한 이 세션 동안 학생에 의해 수행되는 행위들의 로그를 제공한다. 마지막으로, 인스트럭터가 시뮬레이션을 중지하거나, 로그에 코멘트들을 추가하거나, 세션을 종료하는 것을 가능하게 하는 제어부들이 제공된다.

사용자 인터페이스의 중앙에 있는 영역(804)에는, 환자의 표현이 제공된다. 이 영역은 환자에 대해 수행될 수 있는 행위들의 메뉴로의 액세스를 제공하며, 학생이 마네킹에 대해서 작업하고 있지 않지만 도 3, 도 4, 및 도 5를 참조하여 논의된 학생 클라이언트 컴퓨터에서 작업하고 있는 설정에서 사용되는 학생 사용자 인터페이스와 대응할 수 있다. 이 행위 메뉴 영역(804)은 학생들처럼 행위들을 수행하기 위하여 인스트럭터에 의해 사용될 수 있다.

이 사용자 인터페이스의 특정 예에서 제공되는 행위들은 경추 보호대의 부가, IV-라인들을 통한 이부프로펜 및 식염수의 도입, 맥박 산소포화도 측정기(pulse oximeter) 및 3-리드 제세동기(3-lead defibrillator)와 같은 모니터링 장비의 부착, 산소 마스크, CPR 및 붕대의 부가를 포함한다.

다음 영역(805)에는 인스트럭터의 모니터가 제공된다. 이 모니터는 시뮬레이션에서의 다양한 변수들의 상태를 나타내고 맥박 산소포화도 측정기를 환자에게 부착한 경우 학생이 모니터상에서 볼 수 있는 것과 대응할 수 있다.

기도 상태 영역(806)은 인스트럭터에게 환자의 호흡기관계와 관련된 상태 및 징후들에 관한 정보를 제공하며, 환자 상태 영역(807)은 이루어질 수 있는 다른 징후들 또는 관측들, 예를 들어, 글라스고우 혼수 척도(Glasgow Coma Scale, GCS)에 따른 의식, VAS(Visual Analog Scale) 통증 지수, 경련, 출혈 및 눈의 관측을 나타낸다. 환자의 상태는 시뮬레이션 모델에서 상태 변수들의 다양한 값들에 직접적으로 기초할 수 있고, 학생에 의해 관측될 수 있는 것보다 더 정확할 수 있다.

성적 영역(808)은 CPR 동안 통풍 및 압박에 관한 측정들로서 여기서 예시된 다양한 행위들을 수행함에 있어 학생의 성적을 제공할 수 있다.

마지막으로, 기술 상태 영역(809)은 배터리 잔여 전력, 무선(W-LAN) 접속의 품질, 출혈을 나타내기 위해 사용되는 액체 보유 탱크내의 잔여 유체, 및 오디오 및 비디오 통신 및 레코딩을 위한 통신 채널들을 포함하는, 시뮬레이터 컴퓨터 시스템에 관한 기술적 세부사항들을 제공할 수 있다.

도 8b는 도 8a에 제공된 사용자 인터페이스의 대안의 모드를 나타낸다. 두 모드들 사이의 차이점들만이 이하에 기재될 것이다.

행위 영역(802)은 이제 이용가능한 행위들의 계층적 리스트를 제공하도록 변경되었다. 이 리스트는 행위들을 체계적으로 활성화하고 기록하기 위해 사용될 수 있다.

시뮬레이션 제어부 영역(803)은 여전히 본 발명의 원리들과 일치하는 이력 및 예측의 그래픽 뷰를 제공한다. 도 8a의 모니터링 모드에서 제공되는 제어부들의 일부는 다른 보다 상세한 제어부들, 및 추세선 고정(freeze trends), 추세선 부가(add trends), 및 조정기 부가(add handlers)에 대한 가능성에 의해 대체되었다. 본 발명의 일 양상에 따르면, 추세선 고정 제어부를 이용하는 인스트럭터는, 모델이 이를(예, 혈액의 양을 감소시키지 않고 주어진 혈액 속도로 시뮬레이션을 일시적으로 실행하는 것을) 요구한다 하더라도 추가로 전개하는 것이 허용되지 않는다는 의미에서, 병리학적 상황을 잠글 수 있다. 본 발명의 다른 양상에 따르면, 학생 인터페이스 또는 인스트럭터 인터페이스 중 어느 하나의 제어부들은 제거될 수 있거나, 인스트럭터 인터페이스의 조정기 부가 제어부를 이용하여 인스트럭터의 손으로 하는 입력의 결과로서 이용가능해질 수 있다. 조정기들은 또한 모델 내의 현재 조건에 기초하여 부가되거나 제거될 수도 있다.

인스트럭터의 모니터 영역(805)은 모니터링 모드에서와 동일한 정보를 인스트럭터에게 제공하지만, 인스트럭터가 환자의 상태에 직접 영향을 줄 수 있게 해주는 추가적 제어부들이 부가된다.

기도 상태 영역(806) 및 환자 상태 영역(807)은 눈 영역(810) 및 환자 제어부 영역(811)에 의해 대체되었다. 눈 영역은 인스트럭터가 동공 크기, 눈이 얼마나 열려 있는지, 깜빡이는 정도, 및 빛에 대한 동공의 응답을 포함하는 눈들의 외관을 변경할 수 있게 해준다. 환자 제어부 영역(811)은 인스트럭터가 환자에 의해 이루어지는 기도/호흡, 순환 및 유체들, 및 사운드들을 포함하는 환자의 추가적인 상태 변수들 또는 조건들을 조정할 수 있게 해준다. 이 예에서, 신체의 다양한 부위들에서의 맥박들, 경련들, 분비물들, 혈액 속도, 등을 포함하는, 환자의 순환 및 유체들을 조작하기 위한 다양한 제어부들이 보다 세부적으로 도시된다.

도 8a 및 도 8b에 도시된 다양한 값들은 전술한 것처럼, 실시간 시뮬레이션의 일부로서, 또는 예측 시뮬레이션의 일부로서, 시뮬레이션 서버로부터 수신되는 값들을 나타낼 수 있다. 인스트럭터에게 이용가능한 다양한 제어부들은 인스트럭터가 시뮬레이션의 상태 변수들의 특정 값들을 변경함으로써 시뮬레이션과 상호작용할 수 있게 해준다. 도 4를 참조하여 전술한 것처럼, 일부 제어부들은 인스트럭터에게 환자의 심장 박동수와 같은, 모델의 하나의 특정 변수로의 직접 액세스를 제공할 수 있다. 그러나, 다양한 변수들은, 모델을 기술하는 규칙들에 의존하여, 하나의 변수를 직접 변경하는 것을 불편하게 만드는 방식으로 서로에게 영향을 미치며, 심지어 예측불가능한 거동으로 귀결될 수 있다.

본 발명의 특정 양상들에 따르면, 인스트럭터에게 액세스 가능한 제어부들은 따라서 시뮬레이션 서버에서의 시뮬레이터의 일부로서 또는 인스트럭터 애플리케이션의 일부로서 클라이언트에서 실행되는 특정 루틴들을 호출할 수 있다. 이러한 루틴들은 환자의 목적하는 상태를 나타내는 값을 이들의 입력으로써 수신할 수 있으나, 모델의 상태 변수들에 대한 필요한 변경들은 수신할 수 없다. 예시적으로, 쇼크 케이스에서, 인스트럭터는 저혈량증의 정도를 제어하기를 원할 수 있다. 저혈량증은 모델내의 상태변수가 아닐 수 있다. 대신, 소프트웨어 루틴은 예를 들어, 혈압, 호흡률, 피부 온도, 맥박수(pulse rate)에 대한 필요한 변화들을 계산하기 위한 필요한 명령들을 포함할 수 있고, 이러한 변경들을 상태 변수들에 적용할 수 있다.

인스트럭터가 모델의 상태에 대한 높은 레벨의 조정들을 수행할 수 있게 해주는 사용자 인터페이스의 제공은 전술한 것처럼 시뮬레이션 예측의 제공과 결합될 수 있고, 이는 인스트럭터가, 이루어지고 있는 변화들의 예측되는 결과를 끊임없이 제공받으면서, 시뮬레이션이 진행중에 이를 미세하게 조정할 수 있게 해준다. 그러나, 모델의 상태의 목적하는 높은 레벨 조정 및 모델 그 자체에 기초한 이들 변수들에 대한 변화들을 일관되게 적용하는 루틴을 통해 여러 변수들에 대한 결합된 액세스는 인스트럭터가 예측 시뮬레이션을 제공받지 않는 상황들에서도 유용한 애플리케이션을 발견한다.

이제 모델과의 높은 레벨의 상호작용이 본 발명의 특정 양상들에 따라 구현될 수 있는 방법을 블록도로 도시하는 도 9를 참조한다. 모델은 제1 계층(901)으로서 도시된다. 설명을 단순화하기 위하여, 모델 계층(901)은 도 1에 도시된 시뮬레이터, 모델 및 상태 변수들을 포함하는 것으로 간주될 수 있는 한편, 운영 시스템 및 하드웨어 계층들은 도시되지 않는다.

시뮬레이션과 상호작용하도록, 표준 입력 출력 계층(902)이 제공된다. 이 계층은 모델 계층(901)에서 실행되고 있는 시뮬레이션과 학생 사용자 인터페이스(903) 사이의 통신을 제공한다. 학생 사용자 인터페이스(903)는 사용자가 시뮬레이션 동안 액세스를 갖고 있는 모든 통상의 제어부들을 나타낼 수 있고, 키보드, 마우스, 조이스틱, 및 시뮬레이션에 관한 다른 사용자 제어부들뿐만 아니라 스크린에 디스플레이되는 그래픽 유저 인터페이스를 포함할 수 있다. 표준 입력 출력 계층(902)에 부가하여, 제2 입력 출력 계층(904)이 제공된다. 의료와 관련된 예들을 계속하여, 이 입력 출력 계층은 병리학 계층(904)으로 지칭될 수 있다. 병리학 계층(904)은 시뮬레이션 모델(901)과 인스트럭터 사용자 인터페이스(905) 사이에 통신을 제공한다. 인스트럭터 사용자 인터페이스는 또한 표준 입력 출력 계층(902)으로부터 데이터를 수신하고 여기에 사용자 입력을 전달할 수 있다.

도 4에 도시된 것과 같은 사용자 인터페이스를 이용하여, 학생 사용자 인터페이스(903)는 제1 사용자 인터페이스(401)와 대응할 수 있고, 인스트럭터 사용자 인터페이스(905)는 제2 사용자 인터페이스(402)와 대응할 수 있다. 제어부들(414, 415 및 416)은 그 후 병리학 계층(904)을 통해 모델과 상호작용하는 제어부들을 나타낼 수 있다.

그러나, 인스트럭터가 직접 학생에 액세스할 수 없는 상태 변수들로 직접 액세스하는 것을 단순히 허용하는 것이 아니라, 병리학 계층(904)은 특정 병리학적 상황들 또는 병리학들의 하나 이상의 모델들을 포함할 수 있다. (단어 병리학(pathological)은 여기서 제공되는 의료 예들을 기술하기 위해 사용되지만, 예를 들어, 핵 반응기의 시뮬레이션에서, 이 계층은 병리학의 모델을 포함하는 것이 아니라, 예를 들어 일부 유형의 위기 시나리오의 모델을 포함한다.)

제 1 예에 따르면, 이러한 방식으로 인스트럭터에 의해 조작될 수 있는 병리학은 저혈량증(hypovolemia)이다. 저혈량증은 신체 내에 감소된 혈액량의 상태이며, 이는 실제 환자에게서 직접적으로 측정할 수 없다. 저혈량증을 진단하기 위하여, 혈압, 맥압(pulse pressure), 심장 박동수, 호흡률, 모세혈관 리필(capillary refill), 및 의식 레벨(consciousness level)과 같은 다른 증상들이 평가되어야 한다. 전형적으로, 시뮬레이터는 혈액량의 직접적인 판독을 제공하지 않을 것이며, 학생이 혈액량을 직접 조절할 가능성이 없을 것이다. 그러나, 본 발명의 원리들과 일치하여, 모델과 사용자 인터페이스 사이의 병리학 계층은 인스트럭터 사용자 인터페이스에서의 사용자 제어부와 병리학의 원인들을 나타내는 변수 또는 변수들 사이의 연결을 제공할 수 있다.

이 예에 따르면, 인스트럭터는 그가 손실된 전체 혈액량의 총량(즉, 혈액 스트림에서 유체의 감소)을 나타내는, 0% 내지 100% 사이의 저혈량증을 조절할 수 있도록 해주는 제어부를 제공받을 수 있다. 저혈량증에 대한 병리학 계층은 이를 혈액 플라즈마 및 혈액의 다른 원소들을 나타내는 상태 변수들의 적절한 조절들로 해석할 수 있다. 본 발명의 원리들과 일치하여, 모델은 그 후 이러한 변경들에 반응할 수 있고, 모델이 충분히 정확하다면, 심장 박동수, 혈압 등과 같은 다른 변수들의 상태에 있어서의 적절한 변경들이 발생할 것이다. 이는 모델 그 자체가 병리학 계층을 통해 도입된 변경들에 기초하여 혈압, 맥압, 심장 박동수, 호흡률, 총 주변 저항, 의식 레벨 및 결과적으로 사망에 있어서의 변경들을 다룬다는 것을 의미한다. 이는, 다시, 증상들로서 학생들에게 이용가능할 것이며, 상기 증상들은 전술한 것처럼 디스플레이 상에서의 값들, 또는 마네킹 상에서 생성된 증상들로서 제공될 수 있다.

증상들의 평가에 기초하여, 학생은 예를 들어 적절한 해독제, 수술 및/또는 수혈을 제공함으로써, 병적 측면을 성공적으로 치료할 수 있다. 이러한 절차는 모델의 관련된 변수들을 변경할 것이며, 이는 다시 인스트럭터 사용자 인터페이스에서 사용자 제어부의 변경에 반영될 수 있다. 저혈량증 예를 계속 논의하면, 학생이 예를 들어, 환자에게 유체(예를 들어, 혈액 플라즈마 또는 식염수와 같은)를 제공함으로써 시뮬레이션에서 볼륨 소생술(volume resuscitation)을 수행하는 경우, 혈액 플라즈마의 양(예, 정상에 대한)을 나타내는 변수의 값은 투입의 결과로서 정상으로 다시 변경될 수 있고, 환자의 상태는 향상될 수 있다. 병리학 계층은 그 후 저혈량증 입력 제어부의 값을 0%로 다시 조절할 수 있다. 이는 또한 인스트럭터가 학생에 대해 상황들을 보다 어렵게 만들기 위해 시뮬레이션 동안 저혈량증의 양을 증가시킬 수 있음을 의미한다.

본 발명에 의해 제공되는 결과는, 따라서 학생이 맞닥뜨려야 하는 시나리오의 설계자 또는 인스트럭터가, 학생들의 선택들에 적절히 반응하지 않는 모델에서의 한 세트의 조건들 또는 상태들로 귀결될 수도 있고 어려울 수 있는, 증상들을 나타내는 변수들을 조절하는 것에 대한 필요가 없다는 것이다. 대신, 인스트럭터는 병리학의 생리적인 원인들인 변수들을 변경하고, 모델은 그 모델에 있어서 출력 변수들의 값들에 의해 표현되는 적절한 증상들을 제공한다. 모델은 따라서 학생이 잘못된 결정을 하더라도 학생에 의해 수행되는 절차들에 올바르게 응답할 수 있을 것이다. 예시적으로, 학생이 에프네프린(epinephrine)으로 저혈량증을 치료할 것을 선택해야 한다면, 모델은 심박 급속증(tachycardia)(높은 심장 박동수)을 정확하게 시뮬레이션할 수 있지만, 혈압은 훨씬 좋아지진 않을 것인데, 그 이유는 주변에 펌핑할 혈액이 거의 없기 때문이다.

본 발명에 의해 제공되는 유연성 및 상호작용성은 저혈량증과 같은 비교적 단순한 병리학들에만 제한되지 않는다. 제 2 예에 따르면, 인스트럭터에게 제공되는 입력 제어부는 과민증(anaphylaxis)을 나타낼 수 있고, 이는 심장 수축성(수축할 수 있는 능력), 총 주변 저항(periphery resistance), 기도 합병증(airway complications) 및 심장 박동수를 제어하는 병리학 모델이다. 사용자 인터페이스는 존재하지 않음(not present) 및 완전히 존재함(fully present)을 나타내는 두 개의 극단들 사이의 과민증을 조절하는 능력을 인스트럭터에게 제공할 수 있다. 과민증에 대한 병리학 계층은 그 후 이를 심장 수축성, 총 주변 저항, 기도 합병증 및 심장 박동수를 나타내는 변수들에 있어서의 상대적 변화들로 해석할 수 있다.

본 발명의 원리들과 일치하여, 각각의 변수에 대한 변경들은 정상 값에 대해 또는 현재 값에 대해 절대적일 수 있다. 상기 변경들은 서로에 대해 그리고 모델의 다른 변수들에 대해 선형 독립일 수 있거나, 이들은 서로의 하나 이상 또는 모델에서의 다른 변수들에 종속할 수 있다. 예시적으로, 병리학 계층은 입력으로서 입력 제어부의 값 및 넌(none), 모델의 상태 변수들의 하나 또는 여러 현재 값들을 취하며 그 출력으로서 모델의 하나 이상의 상태 변수들에 대한 변경을 전달하는 함수를 포함할 수 있다. 이전의 예를 참조하여 기재된 것처럼, 상기 함수는 병리학에 포함된 상태 변수들에 대한 변경들이 입력 제어부에 대한 변경들에 반영될 수 있다는 의미에서 가역적일 수 있다. 이와 관련하여, 입력 제어부는 또한 모델에서 다수의 변수들로부터 계산될 때, 모델에서 상태의 하이 레벨 출력을 나타낼 수 있다.

병리학 계층에서 구현될 수 있는 병리학들의 다른 예들은 오피오이드 중독(opioid poisoning) 및 출혈의 심각도(severity of bleeding)를 포함한다. 도 8a에 도시된 시뮬레이션 제어 영역(803)을 다시 참조하면, 이러한 병리학들, 즉, 오피오이드 중독 및 출혈의 심각도(또는 "출혈률")를 나타내는 두 개의 하이 레벨 제어부들이 도시된다. 물론, 광범위한 추가적인 병리학들이 본 발명의 범위 내에서 고려될 수 있다.

본 발명의 원리들과 일치하여, 전술한 시뮬레이션 예측과 결합하여 사용되는 병리학 계층의 방식으로 인스트럭터에게 제공되는 하이 레벨 유저 입력은, 한명 이상의 학생들과 함께 시뮬레이션 세션을 설정하고 수행할 때 인스트럭터에게 부가된 유연성 및 제어부를 제공한다. 시뮬레이션 예측 뿐만 아니라 병리학의 조절이 모두 시뮬레이션 자체에 직접 의존하지만, 인스트럭터는 단지 그가 학생들에 의해 수행된 절차들 및 행위들의 예측된 결과를 볼 수 있기 때문에 인스트럭터가 병리학에 대해 행할 수 있는 임의의 조절의 예측된 결과를 볼 것이다. 그리고, 비록 예측들은 제공될 것이고, 심지어 어떠한 조절들도 병리학 계층을 통해 이루어지지 않고 유사하게 병리학에 대한 그러한 조절들이 예측된 결과를 참조하지 않고 이루어질 수 있더라도, 둘의 동적 상호작용은 트레이닝 영역 도처에 심지어 분포될 수 있는 여러 장치들 상에서 별도의 시뮬레이션들을 실행하는 여러 학생들을 심지어 포함할 수 있는 트레이닝 상황을 동적으로 변경하고 상기 트레이닝 상황과 상호작용할 자유를 인스트럭터에게 제공한다.

당업자는 의료 시뮬레이션의 관점에서 기재된 병리학 계층이 다른 시뮬레이션들에서 사용될 수도 있음을 이해할 것이다. 예시적으로, 하이 레벨 입력 계층은 핵 반응기에서 임계 상황의 기초적인 변수들 사이의 관계를 기술하기 위해 사용될 수 있다. 인스트럭터는 그 후 다수의 파라미터들을 조절하고 미세하게 동조해야 하는 것 없이 임계(criticality) 및 노심 용융에 대한 하이 레벨 입력 제어부를 이용할 수 있다.

유사하게, 이러한 인스트럭터 입력은 손상을 입은 항공기에서 임계 조건들을 시작하기 위하여, 또는 심지어 예를 들면 바람, 강우, 온도 등에 의해 생성되는 정의된 세트의 외부 조건들을 생성하기 위하여 비행 시뮬레이션에서 사용될 수 있을 것이다.

Claims (43)

1. 예측되는 이벤트들 또는 상태들의 사전 고지를 제공하는, 환자의 컴퓨터 시뮬레이션을 제공하기 위해 장치에 의해 수행되는 방법으로서,
   시뮬레이션될 시스템의 모델에 기초하여 제 1 컴퓨터 시뮬레이션을 실행하는 단계 ― 상기 모델은 복수의 상태 변수들을 가짐 ―;
   제 1 사용자 입력 인터페이스로부터 입력 데이터를 수신하는 단계 ― 상기 제 1 사용자 입력 인터페이스로부터 수신된 입력은 상기 시뮬레이션될 시스템과의 상호작용과 일치하는 방식으로 상기 상태 변수들 중 하나 또는 그 초과의 값들을 변경하기 위한 상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션과의 사용자 상호작용을 표현함 ―;
   제 2 사용자 입력 인터페이스로부터 입력 데이터를 수신하는 단계 ― 상기 제 2 사용자 입력 인터페이스로부터 수신된 입력은 상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션에서 조건이 존재해야 하는 정도를 사용자가 조정하도록 허용함 ―;
   상기 제 2 사용자 입력 인터페이스로부터의 상기 입력을 상기 모델 내에 내장된 규칙들에 따른 상기 환자의 조건의 기재와 일치하여 상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션의 하나 또는 그 초과의 상태 변수들에 대한 값들로 변환(translate)하는 단계;
   상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션에 대응하여 제 2 컴퓨터 시뮬레이션을 실행하는 단계 ― 상기 제 2 컴퓨터 시뮬레이션은 상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션보다 더 진행됨(progressed) ― ; 및
   상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션에서의 예측되는 미래의 이벤트들을 나타내는 정보를 제공하기 위해 상기 제 2 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하는 단계를 포함하는,
   예측되는 이벤트들 또는 상태들의 사전 고지를 제공하는, 환자의 컴퓨터 시뮬레이션을 제공하기 위해 장치에 의해 수행되는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 사용자 입력 인터페이스는 학생 사용자 인터페이스이고, 상기 제 2 사용자 입력 인터페이스는 감독자 사용자 인터페이스인,
   예측되는 이벤트들 또는 상태들의 사전 고지를 제공하는, 환자의 컴퓨터 시뮬레이션을 제공하기 위해 장치에 의해 수행되는 방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션은 모델에 대한 시나리오의 실시간 시뮬레이션이고;
   상기 제 2 컴퓨터 시뮬레이션은 실시간에 앞서 실행되고 있는 상기 모델에 대한 상기 시나리오의 시뮬레이션이고, 상기 제 2 컴퓨터 시뮬레이션은 상기 제 2 컴퓨터 시뮬레이션에서의 시간점이 상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션에서의 현재의 시간점과 대응할 때까지 상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션과 상태들의 이력(history)을 공유하며;
   상기 방법은,
   상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션의 실행 이후에, 상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션에서의 현재 상태(state)들의 제 1 표현을 상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션에서의 상기 환자의 현재 상황(situation)의 제공으로서 생성하는 단계; 및
   상기 제 2 컴퓨터 시뮬레이션의 실행 이후에, 상기 제 2 컴퓨터 시뮬레이션에서의 하나 또는 그 초과의 상태들의 제 2 표현을 상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션에서의 상기 환자의 하나 또는 그 초과의 예측되는 미래 상황들의 제공으로서 생성하는 단계를 더 포함하는,
   예측되는 이벤트들 또는 상태들의 사전 고지를 제공하는, 환자의 컴퓨터 시뮬레이션을 제공하기 위해 장치에 의해 수행되는 방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션 및 상기 제 2 컴퓨터 시뮬레이션의 실행 이후에, 상기 제 2 컴퓨터 시뮬레이션에서의 대응하는 시간점에서의 대응하는 상태와 상이한 상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션에서의 현재 시간점에서의 현재 상태의 검출 시에,
   상기 제 2 컴퓨터 시뮬레이션에서의 상기 대응하는 시간점으로 복귀하는 단계, 및
   상기 제 2 컴퓨터 시뮬레이션이 다시 상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션에 앞서 실행될 때까지 상기 제 2 컴퓨터 시뮬레이션의 진행의 가속된 계산을 수행하는 단계를 더 포함하는,
   예측되는 이벤트들 또는 상태들의 사전 고지를 제공하는, 환자의 컴퓨터 시뮬레이션을 제공하기 위해 장치에 의해 수행되는 방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션 동안 발생하는 이벤트들의 기록(log)을 생성하는 단계; 및
   학생의 평가의 일부로서 상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션 및 상기 제 2 컴퓨터 시뮬레이션의 완결 후에 이벤트들의 상기 기록을 재생하는 단계를 더 포함하는,
   예측되는 이벤트들 또는 상태들의 사전 고지를 제공하는, 환자의 컴퓨터 시뮬레이션을 제공하기 위해 장치에 의해 수행되는 방법.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 2 사용자 입력 인터페이스로부터의 상기 입력을 상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션의 하나 또는 그 초과의 상태 변수들에 대한 값들로 변환하는 단계 이후에, 상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션에서의 하나 또는 그 초과의 상태 변수들의 값들을 환자의 조건이 상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션에서 존재하는 정도의 표현으로 변환하는 단계를 더 포함하는,
   예측되는 이벤트들 또는 상태들의 사전 고지를 제공하는, 환자의 컴퓨터 시뮬레이션을 제공하기 위해 장치에 의해 수행되는 방법.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 모델은 인체 생리학(human physiology)의 기재(description)이고, 상기 환자의 조건은 병리학 상태(pathological state)인,
   예측되는 이벤트들 또는 상태들의 사전 고지를 제공하는, 환자의 컴퓨터 시뮬레이션을 제공하기 위해 장치에 의해 수행되는 방법.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 2 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하는 단계 이후에, 상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션에서의 예측되는 미래의 이벤트들을 나타내는 상기 정보를 상기 제 2 사용자 입력 인터페이스와 연관된 디스플레이 상에 제공하는 단계를 포함하는,
   예측되는 이벤트들 또는 상태들의 사전 고지를 제공하는, 환자의 컴퓨터 시뮬레이션을 제공하기 위해 장치에 의해 수행되는 방법.
9. 예측되는 이벤트들 또는 상태들의 사전 고지를 제공하는, 환자의 컴퓨터 시뮬레이션들을 제공하기 위한 컴퓨터 시스템으로서,
   시뮬레이션될 시스템의 모델에 기초하여 제 1 컴퓨터 시뮬레이션을 실행하도록 구성되는 제 1 컴퓨터 시뮬레이터 ― 상기 모델은 복수의 상태 변수들을 가짐 ―;
   상기 시뮬레이션될 시스템과의 상호작용과 일치하는 방식으로 상기 상태 변수들 중 하나 또는 그 초과의 값들을 변경하기 위한 상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션과의 사용자 상호작용을 표현하는 입력 데이터를 수신하기 위한 제 1 사용자 입력 인터페이스;
   상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션에서 상기 환자의 조건이 존재해야 하는 정도를 표현하는 입력 데이터를 수신하기 위한 제 2 사용자 입력 인터페이스;
   상기 제 2 사용자 입력 인터페이스에 수신된 상기 입력 데이터를, 상기 모델 내에 내장된 규칙들에 따른 상기 조건의 기재와 일치하여 상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션의 하나 또는 그 초과의 상태 변수들에 대한 값들로 변환(translate)하도록 구성되는 모듈;
   상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션에 대응하지만, 상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션보다 더 진행된 제 2 컴퓨터 시뮬레이션을 실행하도록 구성되는 제 2 컴퓨터 시뮬레이터;
   상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이터로부터의 출력을 전달하는 제 1 데이터 출력 장치; 및
   상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션에서의 예측되는 미래의 이벤트들을 나타내는 정보로서 상기 제 2 컴퓨터 시뮬레이터로부터의 출력을 전달하는 제 2 데이터 출력 장치를 포함하는,
   컴퓨터 시스템.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 사용자 입력 인터페이스는 학생 사용자 인터페이스이고,
    상기 제 2 사용자 입력 인터페이스는 감독자 사용자 인터페이스인,
    컴퓨터 시스템.
11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션은 모델에 대한 시나리오의 실시간 시뮬레이션이고;
    상기 제 2 컴퓨터 시뮬레이션은 실시간에 앞서 실행되고 있는 상기 모델에 대한 상기 시나리오의 시뮬레이션이고, 상기 제 2 컴퓨터 시뮬레이션은, 상기 제 2 컴퓨터 시뮬레이션에서의 시간점이 상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션에서의 현재의 시간점과 대응할 때까지 상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션과 상태들의 이력을 공유하며;
    상기 제 1 데이터 출력 장치는 상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션에서의 현재 상태들을 나타내는 데이터를 상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션에서의 상기 환자의 현재 상황의 제공으로서 전달하도록 구성되고; 그리고
    상기 제 2 데이터 출력 장치는 상기 제 2 컴퓨터 시뮬레이션에서의 하나 또는 그 초과의 상태들을 나타내는 데이터를 상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션에서의 상기 환자의 하나 또는 그 초과의 예측되는 미래 상황들의 제공으로서 전달하도록 구성되는,
    컴퓨터 시스템.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션의 값 및 제 2 컴퓨터 시뮬레이션의 값을 모니터링 및 비교하도록 구성되고,
    상기 제 2 컴퓨터 시뮬레이션에서의 대응하는 시간점에서의 대응하는 상태와 상이한 상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션에서의 현재 시간점에서의 현재 상태의 검출 시에, 상기 제 2 컴퓨터 시뮬레이션을 상기 대응하는 시간점으로 복귀시키고 상기 제 2 컴퓨터 시뮬레이션이 다시 상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션에 앞서 실행될 때까지 상기 제 2 컴퓨터 시뮬레이션의 진행의 가속된 계산을 수행하도록, 상기 제 2 컴퓨터 시뮬레이터로 하여금 상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션에서의 대응하는 현재 상태들을 이용하여 하나 또는 그 초과의 상태들을 재시작하게 하는 명령을 상기 제 2 컴퓨터 시뮬레이터에 발부하도록 구성되는 제어기를 더 포함하는,
    컴퓨터 시스템.
13. 제 9 항에 있어서,
    시뮬레이션 동안 발생하는 이벤트들의 기록을 저장하도록 구성되는 메모리 장치; 및
    학생의 평가의 일부로서 완결된 시뮬레이션 후에 이벤트들의 상기 기록을 재생하도록 구성되는 보고청취(debrief) 모듈을 더 포함하는,
    컴퓨터 시스템.
14. 제 9 항에 있어서,
    상기 하나 또는 그 초과의 상태 변수들은 상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션의 필수적인(integral) 부분들이며, 상기 모델에 내장된 규칙들을 통해 다른 상태 변수들과 동적으로 상호작용하는,
    컴퓨터 시스템.
15. 제 9 항에 있어서,
    상기 모듈은 상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션에서의 하나 또는 그 초과의 상태 변수들의 값들을, 상기 환자의 조건이 상기 제 1 컴퓨터 시뮬레이션에서 존재하는 정도의 표현으로 변환하도록 추가로 구성되는,
    컴퓨터 시스템.
16. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 데이터 출력 장치는 상기 제 2 사용자 입력 인터페이스와 연관되는,
    컴퓨터 시스템.
17. 컴퓨터 판독가능 매체로서,
    제 1 항의 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 실행가능 명령들이 포함되는 컴퓨터 판독가능 매체.
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제
21. 삭제
22. 삭제
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25. 삭제
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42. 삭제
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