מהם מודלים של סימולציה: מקור ואבולוציה

(של סטפנו אבוליו)
25/01/23

אנו מתמודדים לעתים קרובות יותר ויותר, אולי אפילו בלי שהייתה לנו המודעות הנכונה, עם מודלים של העולם במקום העולם האמיתי. ותמיד בלי לשים לב, אנו משתמשים בסימולציות המבוססות על מודלים אלה כדי לפתור את הבעיות היומיומיות הקטנות (או הגדולות) שלנו.

מידול וסימולציה הם משאב יקר ערך לשירותנו. ננסה להבין את המאפיינים הכלליים ואת ההיבטים המיוחדים יותר המשפיעים על עולם ההגנה, השימושים הנוכחיים וההתפתחויות האפשריות לאורך זמן.

דגמים וסימולציות

"דוגמנית" היא פשוט א יִצוּג מפושט על ידי היבט של עולם אמיתי דווח ב א תחום דוגמנות שונה מהאמיתי. לכן זהו דגם של מפת דרכים של השכונה שלנו על הנייר, כמו גם המפה של אותה שכונה אליה אנו ניגשים באמצעות מפות גוגל.

במקרה של המפה/מפה, ההיבט של העולם האמיתי שאנו רוצים לייצג הוא המציאות הפיזית בה אנו חיים (השכונה שלנו) בעוד שתחום הדוגמנות בו אנו מייצגים אותו הוא של תמיכת נייר פיזית (ב במקרה של מפת הדרכים) או סביבת מחשב (במקרה של האפליקציה מפות Google).

יש להדגיש מיד שיש סוגים שונים של ייצוג של העולם האמיתי. ייצוגים שונים מכיוון שההיבטים שאנו צריכים לדגמן יכולים להיות רבים, בהתאם לשימוש שאנו רוצים לעשות במודל.

ניקח דוגמה מעשית באמצעות הדוגמה של המפה שוב. אם אני רוצה להבין באיזו דרך לקחת עם המכונית שלי כדי להגיע ממדינה אחת לאחרת, מספיקה לי מפת דרכים. אבל אם, לעומת זאת, אני רוצה לצאת לטיול כדי להגיע לראש גבעה, מתאימה יותר מפת טיולים, כלומר דגם שבמקום תחנות דלק ואטרקציות תיירותיות מציג קווי מתאר, שבילים ומעיינות. , כלומר גרפיקת ייצוג של אלמנטים אמיתיים שימושיים עבורי כדי להעריך את המסלול הטוב ביותר דרך היער. במה נבדלות שתי המפות (ולכן: שני הדגמים)? בעולם האמיתי תכונות מעוצבות.

אם אני הולך ביער, אני מתעניין בקווי מתאר, שבילים, מעיינות; אם אני עושה תיירות עם המכונית שלי והולך לבקר בכפרים, אני מעוניין לדעת היכן נמצאות תחנות הדלק או המוזיאונים. מיץ השיח: של אותו תחום אמיתי יכולים להיות כמה מודלים הנבדלים זה מזה בהיבטים שמיוצגים בפועל.

"סימולציה" היא במקום זאת טרנספוזיציה של פעילות לסביבה שבה, במקום העולם האמיתי, נעשה שימוש במודל סימולציה המייצג היבט אחד או יותר של העולם האמיתי עצמו.

דוגמה מעשית, החל מהדוגמה שלנו למפה: מחר אני מתכנן לנסוע מרומא לטרקוויניה; אני פותח מפות גוגל ואני בוחר לקבל את הנחיות הדרך, בוחר את נקודות ההתחלה והסיום, בוחר את המכונית כאמצעי תחבורה, מבקש שיציעו לי מסלול עם שעת התחלה של 9 בבוקר למחרת.

מה עשיתי? במקום לנסות מסלול, ביקשתי מאפליקציית גוגל לדמות אותו. ובמקרה הזה, גיליתי שיש לי שלוש אפשרויות אפשריות (מ-Civitavecchia, מ-Orte או מסוטרי), משך ואורך שונה, אורך נסיעה שונה, מקומות שונים שניתן לבקר בהם במהלך המסלול, תחזיות תנועה שונות שאוכל להיתקל בהם. לאחר מכן השתמשתי במודל קרקע ובסימולציה המבוססת על המודל הזה. והשתמשתי בהם כדי לקבל מידע שאם הייתי משתמש בעולם האמיתי, היה הרבה יותר מסובך ויקר להשגה. מידע המתקבל במהירות ובקלות המאפשר לי לעשות בחירה (המסלול ללכת) המתאימה ביותר לצרכיי.

מהדוגמה שניתנה זה עתה, ברור מדוע אנו מדברים מודלים של סימולציה. הדוגמה שלנו על המפה (בנייר ובפורמט דיגיטלי) היא באמת טריוויאלית. כיום פותחו מודלים של סימולציה בתחומים רבים, גם משום שהם נעזרים בכוחם ובזמינותם של כלי הדמיה דיגיטליים: מודלים של מעגלים חשמליים, מודלים של מבנים, מבנים מכניים; מודלים אטמוספריים לחיזוי מזג אוויר; מודלים של מערכות אקולוגיות; דגמים של גרמי שמים; מודלים עבור סימולטורים של טיסה... וכן הלאה וכן הלאה.

I יתרונות אז הדמיית פעילות (באמצעות מודל) במקום לבצע אותה בפועל הם שונים:

• יכולת לבחון השערות שונות ולהשוות ביניהן (דוגמה למסלולים השונים בגוגל מפה)

• יכולת להעריך את התפתחות המצבים על ידי דחיסת הזמנים (חשבו על תחזית מזג האוויר)

• להעריך שינויים של המערכת המודגם (איך משתפרת ההתנגדות הסיסמית של בניין בנוי אם אנו משנים את אחד המבנים נושאי העומס?) ו/או להבין מהם האלמנטים הקריטיים ביותר לצורך השגת מטרה מסוימת (איזה האם אני יכול לחזק אלמנטים מכניים כדי להשיג חוזק פיתול גדול יותר של תת-מערכת מכנית?)

• הערכת מצבים בלתי צפויים אפשריים (חשבו על אימון טייסים על סימולטורים של טיסה כדי לאמן אותם להתמודד עם תקלות)

• לשפר את שלב התכנון של מערכת:

  • הגדירו במדויק את הדרישות של המערכת שתתוכנן
  • להבין אילו חלופות עיצוב הן היעילות ביותר
  • יש זרם נתוני בדיקה עקבי ומשמעותי
  • לתת עדות ללקוח על ביצועי המערכת המתוכננת

יש כמובן אלים סיכונים שיש ממהר להשתמש לרעה בסימולציות מבוססות מודל, שהעיקריות שבהן:

• מידול לא מדויק (לא דגמתי חלק מהכמויות האמיתיות בדיוק מספיק)

• מודלים לא הולמים (דגמתי רק חלק מהכמויות שלמעשה הייתי צריך כדי להשיג את המטרה שלי)

• הנחות שגויות (ייצבתי מודל של המערכת האמיתית בהתחשב בכמה תנאים מוקדמים שלא מכובדים בסימולציה)

• שגיאה בגירויים (אני מאכיל את המודל בנתונים לא מציאותיים)

פעם ההקשר הרעיוני של ה סימולציה ומידול (ישנם טיפולים רבים ברשת, למשל1 בואו נגלה עכשיו איך המשמעת הזו ואיך היא שיטות עבודה מומלצות שיחקו ומייצגים תפקיד חשוב מאוד בעולם ההגנה, החל מכמה הערות היסטוריות.

היסטוריה של סימולציות

כיום אנו מקשרים באופן בל יינתק את מושג הסימולציה לשימוש במחשבים, אך אם נחשוב על זה, מודלים וסימולציות יכולים להתקיים ללא תלות בכלי המשמש לסימולציה.

ההיגיון הפשוט ביותר של בן אדם מבוסס כמעט תמיד על ייצוג מנטלי של ההשלכות של מעשיו על העולם הסובב: אם אעשה את הפעולה הזו, האירוע הזה יקרה כי העולם סביבי (אנשים אחרים, המכונית שאני נוהג בה וכו') יתנהג כך; אז אני צריך לעשות… ומה זה עוד שתיארנו אם לא סימולציה המבוססת על מודלים מנטליים של העולם החיצוני והתנהגויותיהם?

ובוודאי הראשון סימולציוני להומו סאפיינס הראשון שעליו התבססוesecuzione מדמיין (דרך המוח) של דגמים חוויות (נפשיות) של הסביבה הסובבת. סימולציות המשמשות, למשל, למסעות ציד. או אפילו לראשונים לחימה בין חמולות יריבות. וזו השערה מוסמכת למדי שציורי הסלע הראשונים, המתארים ציד שיש לצוד, אולי שימשו גברים פרימיטיביים עצמם לתרגול, כמו גם למטרות כפרה, במסעות ציד, בהתחשב בכך שנמצאו סימנים בחלקם. של מכות חנית2. לכן אנו יכולים לפרש את הציורים הללו כ"מודל" של תרחיש הציד והטרף האפשרי.

מבלי לרצות לדווח באופן שיטתי וממצה על כל השלבים כיצד התפתחה הדמיית קרבות, זה יכול להיות כיף להזכיר את משחק השחמט, גם אם רק ברמה פולקלוריסטית. משחק שמקורו כנראה כסימולציה של קרב (הוא נובע מהמשחק ההודי Chaturanga, המסמל את ארבעת החלקים של צבא באותה תקופה: מרכבות, פילים, פרשים וחיילים רגלים). ומועיל להרהר בעובדה שבמשך זמן רב, המתמודדים בקרב נהגו לתאר ולדמות את מהלכי האויב באמצעות "שולחנות חול", כלומר ייצוגים של הכוחות הפרוסים על מפה טופוגרפית3.

הדמיית כוחות האויב, האבולוציות האפשריות של קרב, או אפילו סתם תרגול באמצעות מפה טופוגרפית, יש כמובן מגבלות רבות הקשורות לאפשרות לגוון את התרחישים, למודל של התנהגות הכוחות בשטח. לכן קל להבין איך רק עם הופעת המחשבים דוגמנות וסימולציות (M&S) בהחלט לקחה על עצמה תפקיד חשוב בתחומים שונים, כולל הצבאי.

למעשה, מחשבים מאפשרים שימוש במודלים מורכבים יותר, המסוגלים להגיב בזמנים דומים (אם לא מהירים יותר) מאלו של מערכות אמיתיות, כדי לתעד את פעולות המשתתפים בסימולציה ולהיות מסוגלים לנתח את תוצאות הסימולציה במועד מאוחר יותר מבלי להרוס אותם ללא תקווה.

נראה במאמר הבא כיצד סימולציות מודרניות ממלאות תפקיד חשוב בעולם הכוחות המזוינים.

קרא את החלק השני"מהם מודלים של סימולציה: הקשר ההגנה"

קרא את החלק השלישי"מהם מודלים של סימולציה: מרכזי סימולציה באיטליה וברחבי העולם"

1 מבוא למודלים וסימולציה, אנו מריה, אוניברסיטת מדינת ניו יורק בבינגהמטון, קישור

2 תחריטים וציורי סלע: http://segnodisegno.it/incisioni-e-pitture-rupestri/

3 שולחן חול: https://military-history.fandom.com/wiki/Sand_table

צילום: חיל האוויר האמריקאי / אינטרנט / גוגל מפות / הצי האמריקאי