Apa model simulasi: asal dan evolusi

(Untuk Stefano Avolio)
25/01/23

Kita semakin sering berurusan, bahkan mungkin tanpa memiliki kesadaran yang benar, dengan model dunia daripada dunia nyata. Dan, selalu tanpa disadari, kami menggunakan simulasi berdasarkan model ini untuk menyelesaikan masalah kecil (atau besar) sehari-hari kami.

Pemodelan dan simulasi adalah sumber daya yang berharga di layanan kami. Kami akan mencoba memahami karakteristik umum dan aspek yang lebih khusus yang memengaruhi dunia pertahanan, penggunaan saat ini, dan kemungkinan evolusi dari waktu ke waktu.

Model dan Simulasi

Sebuah "model" hanyalah sebuah perwakilan disederhanakan oleh aspek dari dunia nyata dilaporkan dalam a domain pemodelan berbeda dari yang sebenarnya. Oleh karena itu, ini adalah model peta jalan lingkungan kami di atas kertas, serta peta lingkungan yang sama yang kami akses melalui Google Maps.

Dalam kasus peta/peta, aspek dunia nyata yang ingin kita wakili adalah realitas fisik tempat kita tinggal (lingkungan kita) sedangkan domain pemodelan yang kita wakili adalah dukungan kertas fisik (dalam kasus peta jalan) atau lingkungan komputer (dalam kasus aplikasi Google Maps).

Harus segera disorot bahwa ada berbagai jenis representasi dunia nyata. Representasi yang berbeda karena aspek yang kita perlukan untuk model bisa banyak, tergantung kegunaan yang ingin kita buat dari model tersebut.

Mari kita ambil contoh praktis menggunakan contoh peta lagi. Jika saya ingin memahami jalan mana yang harus diambil dengan mobil saya untuk pergi dari satu negara ke negara lain, peta jalan sudah cukup bagi saya. Namun sebaliknya, jika saya ingin mendaki untuk mencapai puncak bukit, peta pendakian lebih cocok, yaitu model yang selain SPBU dan tempat wisata, menunjukkan garis kontur, jalan setapak, dan mata air. , yaitu grafik representasi elemen nyata yang berguna bagi saya untuk mengevaluasi rute terbaik melalui hutan. Bagaimana perbedaan kedua peta (oleh karena itu: kedua model)? Dalam fitur dunia nyata dimodelkan.

Jika saya berjalan melewati hutan, saya tertarik pada garis kontur, jalan setapak, mata air; jika saya melakukan pariwisata dengan mobil saya dan pergi mengunjungi desa-desa, saya tertarik untuk mengetahui di mana pom bensin atau museum berada. Jus wacana: dari domain nyata yang sama mungkin ada beberapa model yang berbeda satu sama lain dalam aspek yang sebenarnya diwakili.

Sebuah "simulasi" bukan transposisi dari suatu kegiatan ke lingkungan di mana, bukan dunia nyata, model simulasi digunakan yang mewakili satu atau lebih aspek dari dunia nyata itu sendiri.

Contoh praktis, mulai dari contoh peta kita: besok saya berencana pergi dari Roma ke Tarquinia; saya buka google maps dan saya memilih untuk mendapatkan petunjuk jalan, memilih titik awal dan akhir, memilih mobil sebagai alat transportasi, meminta mereka untuk menyarankan saya rencana perjalanan dengan waktu mulai jam 9 pagi keesokan harinya.

Apa yang telah saya lakukan? Alih-alih benar-benar mencoba rute, saya meminta aplikasi Google untuk mensimulasikannya. Dan, dalam hal ini, saya menemukan bahwa saya memiliki tiga kemungkinan pilihan (dari Civitavecchia, dari Orte atau dari Sutri), dengan durasi dan panjang yang berbeda, durasi perjalanan yang berbeda, tempat berbeda yang dapat dikunjungi selama rencana perjalanan, prakiraan lalu lintas yang berbeda yang bisa saya temui. Saya kemudian menggunakan model tanah dan simulasi berdasarkan model itu. Dan saya menggunakannya untuk mendapatkan informasi yang, jika saya menggunakan dunia nyata, akan jauh lebih rumit dan mahal untuk didapatkan. Informasi diperoleh dengan cepat dan mudah yang memungkinkan saya untuk membuat pilihan (rute yang harus diikuti) yang paling sesuai dengan kebutuhan saya.

Dari contoh yang baru saja diberikan, jelas mengapa kita membicarakannya model simulasi. Contoh kami di peta (dalam format kertas dan digital) sangat sepele. Model simulasi saat ini telah berkembang di banyak bidang, juga karena dibantu oleh kekuatan dan ketersediaan alat simulasi digital: model rangkaian listrik, model bangunan, struktur mekanik; model atmosfer untuk prakiraan cuaca; model ekosistem; model benda langit; model untuk simulator penerbangan… dan seterusnya dan seterusnya.

I Manfaat jadi mensimulasikan suatu aktivitas (menggunakan model) daripada benar-benar melakukannya berbeda:

• Mampu menguji hipotesis yang berbeda dan membandingkannya (contoh rute yang berbeda di Google Map)

• Mampu mengevaluasi evolusi situasi dengan mengompresi waktu (memikirkan ramalan cuaca)

• Mengevaluasi modifikasi sistem yang dimodelkan (bagaimana peningkatan ketahanan seismik bangunan yang dibangun jika kita memodifikasi salah satu struktur penahan beban?) dan/atau memahami elemen mana yang paling penting untuk pencapaian tujuan tertentu (mekanik yang mana? elemen yang dapat saya perkuat untuk mendapatkan kekuatan torsi yang lebih besar dari subsistem mekanis?)

• Mengevaluasi kemungkinan situasi tak terduga (pikirkan pelatihan pilot pada simulator penerbangan untuk melatih mereka menangani malfungsi)

• Tingkatkan fase desain sistem:

  • Mendefinisikan secara akurat persyaratan dari sistem yang akan dirancang
  • memahami alternatif desain mana yang paling efektif
  • memiliki aliran data uji yang konsisten dan bermakna
  • memberikan bukti kepada pelanggan tentang kinerja sistem yang dirancang

Tentu saja ada dewa risiko bahwa ada terburu-buru untuk menyalahgunakan simulasi berbasis model, yang utama adalah:

• pemodelan yang tidak akurat (saya belum memodelkan beberapa kuantitas nyata dengan akurasi yang memadai)

• pemodelan yang tidak tepat (saya hanya membuat model beberapa kuantitas yang benar-benar saya perlukan untuk mencapai tujuan saya)

• Asumsi yang salah (Saya memodelkan sistem nyata dengan mempertimbangkan beberapa prasyarat yang tidak diperhatikan dalam simulasi)

• Kesalahan dalam rangsangan (Saya memberi makan model dengan data yang tidak realistis)

Setelah konteks konseptual dari simulasi dan pemodelan (ada banyak perawatan di web, misalnya1 sekarang mari kita cari tahu bagaimana disiplin ini dan bagaimana itu Praktik Terbaik telah dan sedang mewakili peran yang sangat penting dalam dunia pertahanan, dimulai dari beberapa catatan sejarah.

Sejarah simulasi

Saat ini kita tidak dapat dipisahkan dari konsep simulasi dengan penggunaan komputer, tetapi jika kita memikirkannya, model dan simulasi dapat eksis secara independen dari alat yang digunakan untuk mensimulasikan.

Alasan paling sederhana manusia hampir selalu didasarkan pada representasi mental dari konsekuensi tindakannya di dunia sekitarnya: jika saya melakukan tindakan ini, peristiwa ini akan terjadi karena dunia di sekitar saya (orang lain, mobil yang saya kendarai, dll.) akan berperilaku seperti ini; jadi saya harus melakukan… Dan apa lagi yang telah kami gambarkan jika bukan simulasi berdasarkan model mental dunia luar dan perilakunya?

Dan tentunya yang pertama simulasi untuk homo sapiens pertama yang menjadi dasar merekaeksekusi dibayangkan (melalui otak seseorang). model (mental) pengalaman lingkungan sekitarnya. Simulasi digunakan, misalnya untuk perjalanan berburu. Atau bahkan untuk yang pertama waktu pertempuran antara klan saingan. Dan itu adalah hipotesis yang cukup terakreditasi bahwa lukisan batu pertama, yang menggambarkan hewan buruan untuk diburu, mungkin telah digunakan oleh manusia primitif itu sendiri untuk berlatih, serta tujuan pendamaian, dalam perjalanan berburu, mengingat tanda-tanda telah ditemukan pada beberapa di antaranya. pukulan tombak2. Oleh karena itu, kami dapat mengartikan lukisan-lukisan ini sebagai "model" dari skenario perburuan dan kemungkinan mangsa.

Tanpa ingin melaporkan secara sistematis dan mendalam semua tahapan tentang bagaimana simulasi pertempuran telah berkembang, akan menyenangkan untuk menyebutkan permainan catur, meskipun hanya pada tingkat folkloristik. Game yang mungkin berasal dari simulasi pertempuran (berasal dari game India Chaturanga, yang melambangkan empat bagian pasukan pada masa itu: kereta, gajah, penunggang kuda, dan prajurit pejalan kaki). Dan berguna untuk merenungkan fakta bahwa, untuk waktu yang lama, para pesaing dalam pertempuran biasa menggambarkan dan mensimulasikan gerakan musuh melalui "meja pasir", yaitu representasi kekuatan yang dikerahkan pada peta topografi.3.

Mensimulasikan kekuatan musuh, kemungkinan evolusi pertempuran, atau bahkan hanya berlatih menggunakan peta topografi, jelas memiliki banyak keterbatasan terkait kemungkinan diversifikasi skenario, pemodelan perilaku kekuatan di lapangan. Oleh karena itu mudah untuk memahami bagaimana hanya dengan munculnya komputer pemodelan dan simulasi (M&S) jelas mengambil peran penting di berbagai bidang, termasuk bidang militer.

Faktanya, komputer memungkinkan penggunaan model yang lebih kompleks, yang mampu bereaksi dalam waktu yang sebanding (jika tidak lebih cepat) daripada sistem nyata, untuk merekam tindakan peserta dalam simulasi dan untuk dapat menganalisis hasil simulasi. di lain waktu tanpa menghancurkan mereka tanpa harapan.

Kita akan melihat di artikel selanjutnya bagaimana simulasi modern memainkan peran penting dalam dunia angkatan bersenjata.

Baca bagian kedua "Apa itu model simulasi: konteks pertahanan"

Baca bagian ketiga "Apa itu model simulasi: pusat simulasi di Italia dan di seluruh dunia"

1 PENGANTAR PEMODELAN DAN SIMULASI, Anu Maria, State University of New York at Binghamton, Link

2 Ukiran batu dan lukisan: http://segnodisegno.it/incisioni-e-pitture-rupestri/

3 Meja pasir: https://military-history.fandom.com/wiki/Sand_table

Foto: Angkatan Udara AS / web / Google Maps / Angkatan Laut AS