[发明专利]用于专业和教育训练的增强或虚拟现实模拟器

说明书

提供了一种用于专业和教育训练的增强现实模拟器的方法和装置。模拟器提供跨一个或多个物理地点的训练环境，其中表示纯粹虚拟物体或人或者位于不同物理地点的真实物理物体或人的一个或多个虚拟化身被投影到物理空间中。化身与其他化身和真实物体或人交互，并随时间或响应于由其他真实或虚拟元素采取的行为或基于预定义的指令进行更新。

相关申请的交叉引用；权益要求

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2014年9月8日提交的临时申请62/047,589的权益，其全部内容通过引用在此并入本文，如同在本文完全阐述一样。

技术领域

本公开涉及利用模拟的基于计算机的训练，并更具体地涉及用于专业和教育训练目的的增强现实模拟软件，包括但不限于医疗和机械训练。

背景技术

与纯粹的实践相比，关键事件的模拟以磨练技能的概念一直是人类训练方法的主要部分。在其核心，模拟的目标是真正地模仿事件的物理和心理体验，从而可以实现管理情感境况和心理压力的力量来保留比仅实践所能产生的可靠性更高的物理和智力的技能和经验教训。

各个行业已经采用并改进了基于模拟的训练方法，试图尽可能精确和准确地复制工作环境以为学生和专业人员准备在实践中可能遇到的关键事件。例如，在航空行业中，随着计算机技术变得更加先进和可负担，飞行模拟器随时间而改进。在医疗机构中，医疗场景模拟已经发展成为医疗训练和继续教育的标准组件，通常依赖于物理“假体”装置来代表模拟的“患者”或“对象”。

既低成本又完全浸入式的基于模拟的训练系统在许多行业中非常有限或不存在。此外，当前的模拟工具没有与计算机系统紧密地整合，所述计算机系统可满足创作模拟情况场景以用来分发和重用，或者存储和聚合以用于分析、评分和回顾。特别地关于医疗，目前在医疗教育中进行的大多数模拟涉及能够描绘人类生理学的全尺寸计算机驱动的人体模型的使用，并围绕该人体模型可以重现真实的临床环境。在这个意义上，人体模型模拟器独特地适合于能够满足对设备保真度、环境保真度和心理保真度的要求的训练场景，或者能够唤起受训者可在实际实践中期望体验的他们的情绪的能力。然而，在人体模型代表各种各样的人口统计特征或视觉上重要的临床场景的能力中仍然存在差距。此外，存在与以足够频繁的时间间隔收集工作时间有限的受训者来促进使用人体模型模拟的临床能力的维持相关联的重大后勤挑战。装备和维护采用这样的人体模型的顶尖的模拟设施所涉及的教员薪水、技术员薪水和机会成本代表了巨大的成本，并对人体模型模拟完全整合到现有课程中的能力造成显著的限制。

除了新手医务人员的训练之外，基于模拟的训练也已经被认为是维持完全许可和执业的医务人员的技能的必要部分，但是将人员在规则计划的时间之外一起带到高保真度的环境或者将高保真度的环境带到人员的规则的工作地点的后勤挑战，在这种人口规模下对基于模拟的训练表现出了几乎不可克服的挑战。现代高保真度医疗模拟系统的成本和可移植性的缺乏，在医疗教育机构之外和富裕国家之外也表现出了对其更广泛应用的障碍，尽管在社区机构中和新手中、以及发展中国家中明显需要这样的维持训练。基于人体模型的系统表现不同种族、年龄群组和视觉症状(包括皮疹)的能力有限，也代表心理保真度的降低，医疗模拟的这些方面特别与有经验的提供者的训练和热带医疗领域相关。

本部分中描述的方法是可以被从事的方法，但不一定是先前已经被构想或被从事的方法。因此，除非另外指明，否则不应该假设仅凭本部分中描述的任何方法包括在本部分中而将它们认为是现有技术。

附图说明

下面以详细描述和附图来描述本发明的示例性实施例。已经参考可以根据实现到实现变化的许多具体细节描述了本发明的实施例。因此，说明书和附图被认为是说明性的意义而不是限制性的意义。本发明范围的唯一且排他的指示符以及申请人意图的本发明范围，是本申请所发布(以这样的权利要求发布的具体形式，包括任何后续的更改) 的一组权利要求的字面和等价的范围。

图1是示出了共享的用于医疗训练的增强现实环境在多个地理位置使用的图；