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Il gemello digitale: simulazione avanzata e sviluppo di giochi seri per l'apprendimento e l'educazione

 

 

Introduzione: Oltre i “giochi” - Modelli interattivi per un mondo complesso

 

In un mondo guidato da dati, complessità e decisioni ad alto rischio, “imparare leggendo” non è più sufficiente. Abbiamo bisogno di “imparare facendo”. Questo è il dominio di Simulazioni e Giochi seri. Non si tratta di “giochi” nel senso tradizionale di “intrattenimento”. Sono giochi altamente complessi, basati sui dati e interattivi. modelli di sistemi del mondo reale, progettati per un unico scopo: insegnare, addestrare, testare o prevedere.

Un “Serious Game” può insegnare a uno studente di medicina a diagnosticare un “paziente virtuale” analizzando dati (simulati). Una “simulazione avanzata” può modellare un intero della “rete logistica” della città, consentendo a un “City-Planner” di “testare” l'impatto di una “nuova autostrada”.” prima spendendo $1 miliardo per costruirlo. Si tratta del “gemello digitale”: una “copia” vivente, respirante e guidata dai dati di un bene, di una persona o di un sistema del mondo reale, costruita in un “motore di gioco” (come L'unità o Irreale) ai fini della sperimentazione “safe-fail”.

Il nostro studio è un centro specializzato Simulazione avanzata e giochi seri casa di sviluppo. Siamo non una società di “Corporate VR” (come spiegato altrove). La nostra attenzione è rivolta alla dati, il modello, e il obiettivo di apprendimento-consegnati sulle piattaforme più accessibili: PC, Mac, WebGL (browser) e Mobile. Siamo un team ibrido di “Ph.D-level” Modellatori di dati, “esperto” Progettisti didattici, e “veterano” Sviluppatori di giochi. Costruiamo “laboratori digitali” interattivi per Accademico, sanitario, industriale, logistico e di ricerca scientifica.

Questo documento fornisce una panoramica esaustiva dei nostri servizi di “Serious-Game”. Esploreremo la nostra filosofia di sviluppo “data-first”, il nostro processo di “gamificazione” di obiettivi di apprendimento complessi, la nostra esperienza nella costruzione di “Digital-Twins” e “microsimulazioni” per l'analisi dei dati e i modelli di coinvolgimento che utilizziamo per collaborare con le “istituzioni” e le “industrie” più importanti del mondo.”

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Sezione 1: La filosofia - Il gemello digitale “guidato dai dati

 

La nostra filosofia è che un “Serious Game” è un “front-end” per un “modello di dati complessi”. Il “gioco” è l“”interfaccia utente“ che rende interattivi i ”dati".

1.1. L'approccio “Model-First”:

• Gioco tradizionale: Inizia con un “GDD” (Game Design Doc).

• Il nostro “gioco serio” Dev: Inizia con un “Modello di dati” o “Obiettivo di apprendimento”.”

• Esempio (Logistica-Sim):

  1. Il cliente (un'autorità di porta): “Dobbiamo “addestrare” i nostri “spedizionieri” a “ottimizzare” il “flusso” di 10.000 “container” da “nave” a “camion” a “treno””.”

  2. Il nostro “Modello” (Fase 1): Non “disegniamo” un “camion”. Costruiamo un “modello matematico” (in Python o C#). Costruiamo “agenti” (il “camion”, la “gru”). Definiamo delle “variabili” (ad es, tempo_movimento_gru = 3,2 minuti, truck_avg_speed = 30 mph).

  3. Il nostro “Front-End” (Fase 2): Costruiamo uno strato visuale “2D” o “3D” (in L'unità o WebGL) che “visualizza” questo “modello”. Il “dispatcher” (apprendista) può ora “trascinare” i “camion virtuali”. Quando “preme-gioca”, il nostro “modello matematico” funziona in background, e i “camion virtuali” muoversi in base ai dati del “mondo reale” (simulati).

• La “Gamification”: A questo “modello” aggiungiamo i “gameloop”. L'apprendista ottiene un “punteggio” basato su parametri “reali” (ad esempio, “tempo medio di attesa del camion”, “costo del carburante risparmiato”).

1.2. L“”Instructional-Design“ è il ”Game-Design": Non progettiamo per il “divertimento”, ma per il “mantenimento” e la “padronanza”.”

• Il nostro processo: Utilizziamo il “ADDIE” modello di Instructional-Design.

  1. Analizzare: Intervistiamo i vostri “esperti di materia” (PMI) per decostruire il “compito” o “l'obiettivo di apprendimento”.“

  2. Design: Facciamo lo “storyboard” del “Serious-Game”. Progettiamo gli “scenari di apprendimento”, i “sistemi di feedback” e la “gamification” (punti, badge, classifiche).

  3. Sviluppare: Costruiamo il “Modello” e il “Front-End”.”

  4. Attuare: Distribuiamo il “gioco” al vostro “Learning-Management-System” (LMS).

  5. Valutare: Analizziamo i “dati dei giocatori” per dimostrare che si è verificato l“”apprendimento".

• Il “Feedback-Loop”: Il “core-loop” di un “Serious-Game” è “Azione -> Feedback”.”

  • Esempio (simulazione di diagnosi medica):

    1. Azione: Lo “studente” “ordina” un “esame del sangue” (virtuale) per un “paziente” (virtuale).”

    2. Feedback: Il “gioco” mostra i “risultati” (simulati) e oneri lo “studente” (virtuale) “denaro” e “tempo” (virtuale).”

    3. La “lezione”: Lo “studente” impara a “ordinare”.” solo i test “necessari”, bilanciando “costo” e “informazione”.”

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Sezione 2: Servizio principale - “Giochi seri” per l'apprendimento e l'educazione (L&E)

 

Questo è il nostro servizio di “curricolo digitale”, erogato su PC, Mobile e WebGL (per l'accesso “in-browser”).

• Caso d'uso 1: Università e K-12

  • Il cliente: Una (ad esempio) “Università” o “Casa editrice di libri di testo”.”

  • Il problema: Un libro di testo di “fisica” “descrive” la “gravità”; non può “dimostrarla”.

  • La nostra soluzione: La “Sandbox interattiva” (WebGL). Costruiamo un “mini-gioco” (una “simulazione”) che “incorpora” direttamente nel “libro di testo digitale”.”

  • Esempio: Un “simulatore di gravità”. Lo “studente” può “trascinare” un “pianeta” e una “luna”. Può “cambiare” la “massa” del “pianeta” e della "luna". vedere (in tempo reale) come “cambia” l“”orbita“ della ”luna“. Lo ”studente" scopritori le “leggi della fisica” di giocare con loro.

• Caso d'uso 2: Simulazione medica e sanitaria

  • Il cliente: Una (ad esempio) “Scuola di medicina” o “Azienda farmaceutica”.”

  • Il problema: La formazione dei “medici” sulla “diagnosi del paziente” o sulle “interazioni con i farmaci” è complessa.

  • La nostra soluzione: Il simulatore di “paziente virtuale”.

  • Caratteristiche:

    1. “Dialogue-Engine”: Lo “studente” “intervista” un paziente virtuale “guidato dall'intelligenza artificiale”, ponendogli delle “domande” (come in un “gioco di conversazione”).

    2. “Modello di dati”: Lo “studente” “ordina” (simulato) “esami” (radiografie, risonanze magnetiche, esami del sangue).

    3. “Diagnosi-Loop”: Lo “studente” deve “diagnosticare” il “paziente” (ad esempio, “appendicite acuta”) a partire dai “dati”. Il “gioco” assegna poi un punteggio in base alla “precisione”, al “costo” e al “tempo”.“

• Caso d'uso 3: Competenze aziendali e soft-skills

  • Il cliente: A (ad esempio) “Dipartimento Risorse Umane”.”

  • Il problema: La formazione dei “manager” sulla “compliance” o sull“”etica“ è ”noiosa" (slideshow).

  • La nostra soluzione: Il Sim “Branching-Narrative”. Costruiamo un gioco in 2D, “scegli tu l'avventura” (come un “romanzo visivo”).

  • Esempio: Una “simulazione etica”. Il “manager” si trova di fronte a “scenari”: (ad esempio, “Un ’dipendente’ (un-avatar) ti ‘dice’ una ‘battuta inappropriata’. Cosa fai?”). Il “gioco” tiene traccia delle loro “scelte” e le “valuta” rispetto alla “politica aziendale”.”

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Sezione 3: Servizio centrale - “Gemelli digitali” e simulazioni avanzate

 

Questo è il nostro servizio “high-end” per “Industria, Logistica e Ricerca”. È qui che costruiamo “modelli” 1:1, basati sui dati, di sistemi del “mondo reale” per “prevedere” il “futuro”.”

• Caso d'uso 1: “Digital-Twin” industriale e manifatturiero”

  • Il cliente: Un'azienda (ad esempio) “Factory-Floor” o “Robotica”.

  • Il problema: Stanno “progettando” una nuova “linea di assemblaggio automatizzata”. Come possono “dimostrare” che funziona e “trovare i colli di bottiglia”?” prima “costruirlo”?

  • La nostra soluzione: Importiamo i loro modelli “3D-CAD” (i “robot”, i “nastri trasportatori”) in Unreal-Engine o L'unità.

  • Il “Modello di dati”: Programmiamo il mondo reale “logica” nel “gemello digitale”. (ad esempio, Robot_A_weld_time = 15,2s, Velocità_convogliatore = 1,5 m/s).

  • La “simulazione”: Il “cliente” può ora “far funzionare” la sua “fabbrica virtuale” a “100 volte la velocità”. La “sim” “funzionerà” per 24 ore di produzione in 15 minuti.

  • Il “risultato”: I “dati della simulazione” mostrano che “Robot_B” è “inattivo” per 40% del “tempo”, mentre “Robot_C” ha un “arretrato”.” Abbiamo trovato il “collo di bottiglia”.” Il “cliente” può ora “ridisegnare” il “flusso”.” nella simulazione e “salvare” milioni di persone.

• Caso d'uso 2: Logistica e simulazione basata su agenti

  • Il cliente: Un (ad esempio) “pianificatore di città” o “porto di spedizione”.”

  • Il problema: “E se ”costruissimo“ una nuova ”autostrada“ qui?

  • La nostra soluzione: Il “modello ad agenti”.” Costruiamo un “modello” “2D” (o “simple-3D”) della “città” (la vista “SimCity”). Poi “spawniamo” 100.000 “Agenti” (le “automobili”).

  • Il “Modello”: Ogni “agente” (auto) ha un “obiettivo” (ad esempio, “andare” da “casa” al “lavoro”). Ogni “agente” ha delle “regole” (ad esempio, “trovare il percorso più veloce”, “evitare il traffico”).

  • La “simulazione”: Si “esegue” la “giornata” (la “mattina-ora di punta”). Otteniamo i “dati di base” (ad esempio, “Tempo medio di lavoro = 45 minuti”).

  • Il “Test”: Aggiungiamo la “nuova autostrada” al “modello” ed eseguiamo la “simulazione”.“ di nuovo.

  • Il “risultato”: “Tempo medio di lavoro = 38 minuti”. Abbiamo provato il “ROI” dell'autostrada“ prima che fosse costruito.

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Sezione 4: Quadri di tariffazione e coinvolgimento

 

“Lo sviluppo di ”Serious-Game“ è ”R&D“ (Research-and-Development). Lo ”scopo“ viene spesso ”scoperto“ durante la fase di ”analisi“. I nostri modelli sono costruiti per questa partnership ”consultiva".

Modello 1: Lo Sprint “Scoperta e Prototipo” (Prezzo fisso) Questa è la “Fase-1-ADDIE” (Analisi e progettazione).

• Come funziona: Un incarico di “consulenza” a prezzo fisso della durata di 4-6 settimane.

• L'obiettivo: “De-rischiare” il progetto “definendo” il “Modello” e gli “Obiettivi di apprendimento”.”

• Prodotti da consegnare:

  1. Il “Documento di progettazione dell'apprendimento” (LDD): Questo è il nostro “GDD”. Descrive in dettaglio l'analisi delle “PMI”, gli “Obiettivi di apprendimento”, i cicli di “Gamification” e il “Core-Feedback-Loop”.”

  2. Il “Modello di dati” (Excel/Python): Il fondamento “matematico” della “sim”.”

  3. Il “prototipo cliccabile” (Figma/Adobe-XD): Un “wireframe” della “User-Interface” (il “front-end” del simulatore).

• Fascia di prezzo: $25.000 - $50.000

• Benefici: Si “ottiene” il intero “blueprint” per il “Serious-Game” a un “piccolo” costo “fisso”. È possibile “usare” questo “progetto” per “dare il via libera” alla “costruzione completa” (Modello 2).

Modello 2: “Full-Build” (Prezzo fisso per modulo) Questo è per i “giochi seri” a portata definita.“

• Come funziona: Noi “prendiamo” il “LDD” (dal Modello-1) e “quotiamo” un “prezzo fisso” per “costruire” il “Serious-Game” completo.“

• Ideale per: “Progetti ”content-heavy“ ”L&E".

• Esempio di prezzo:

  • “Piccolo modulo” (ad esempio, “Gravity-Sim-WebGL”): $30,000

  • “Modulo medio” (ad esempio, “Corporate-Ethics-Sim”): $60,000

  • “Modulo grande” (ad esempio, “Virtual-Patient-Diagnosis-Sim”): $100,000+

• Benefici: “Budget” prevedibili per lo “sviluppo di curriculum” o “moduli di formazione”.”

Modello 3: la trattenuta per il “co-sviluppo” (partnership R&S) Questo è per le “Simulazioni avanzate” e i “Gemelli digitali”, dove la “portata” è “sconosciuta” e “pesante di dati”.”

• Come funziona: State “assumendo” il nostro “laboratorio di ricerca e sviluppo” con una “tariffa mensile”.”

• Esempio “Sim-Team” ($30.000/mese):

  • 1x Senior-Producer (il vostro “punto di contatto”)

  • 1x Senior-Data-Modeler (l'esperto di “matematica”)

  • 2x Senior-Unity-Engineers (i costruttori di “front-end” e “logica”)

• Il loro lavoro: Questo “team” “lavora” con le vostre “PMI” (i vostri “scienziati”, “ingegneri” o “medici”) in “agile-sprint”.”

• L“”obiettivo": Per “costruire”, “testare” e “perfezionare” la “Digital-Twin” “iterativamente”, man mano che emergono “nuovi dati” e “nuove domande”.

• Ideale per: “Vera” R&S, creazione di “gemelli digitali”, “Agent-Based-Modeling”. Si tratta di una “partnership” per “risolvere” un “problema complesso”, non di un “progetto” per “costruire una cosa”.”

 

Conclusione: Il vostro “laboratorio digitale”

 

Il “futuro” dell“”istruzione“ e dell”“industria” è la “simulazione”. La “capacità” di “imparare”, “testare” e “prevedere” in un “gemello digitale” “sicuro” e “guidato dai dati” è il “vantaggio competitivo” definitivo.”

Non siamo “sviluppatori di giochi”. Siamo “costruttori” di “modelli interattivi”. Siamo “scienziati dei dati”, “progettisti didattici” e “ingegneri” che possono “trasformare” il vostro “problema complesso” in un “gioco serio”.“

Noi “costruiamo” “laboratori digitali”.”

Vi invitiamo a programmare una sessione di “analisi del modello”. Portateci il vostro “obiettivo di apprendimento” o il vostro “sistema complesso”. Vi mostreremo “come” simularlo.