---
title: "الهندسة والتكنولوجيا · المحاكيات · فرضية المحاكاة"
url: https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/engineering
description: "تدفق الهواء على الأجنحة، وبنى تحت الأحمال، وشرائح قبل تصنيعها، وروبوتات قبل بنائها. جزء من تصنيف للمحاكاة التي يشغّلها الناس فعلًا."
license: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
credit: "Ross Allan Dahl، فرضية المحاكاة (simulation-hypothesis.com)"
---

[المحاكيات](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations)الميدان 9 من 18

# الهندسة والتكنولوجيا

هواء يتدفق فوق الأجنحة، وبنى تحت الحمل، وشرائح قبل تصنيعها، وروبوتات قبل بنائها.

لا يكاد يُبنى شيء اليوم دون محاكاته أولًا. وعلى مدى الخمسين سنة الماضية، حلّت المحاكاة محل معظم النماذج الأولية المادية. وأقدم أشكالها، النموذج المصغّر المادي، لا يزال قيد الاستخدام.

## التدفق

### الديناميكا الهوائية

هواء يتدفق فوق الأجنحة والسيارات والمباني وتوربينات الرياح.

السؤال الذي تجيب عنه: كم من السحب، وكم من الرفع، وأين ينفصل التدفق؟

يُغفل: الاضطراب يُنمذَج ولا يُحلَّل، لذا فتفاصيل الانفصال الدقيقة تقريبية.

تعمل على: نحو 10^15 FLOPS تقريبي عنقود حوسبة عالية الأداء جامعي أو لدى شركة، أيام لكل حالة منذ: 1962 طريقة الألواح لهيس وسميث لأشكال الطائرات

[حقول متصلة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-continuum)القاع: حقول

### الاضطراب

كل دوامة في تدفق مضطرب تُحَلّ مباشرة، من أكبر دوّامة إلى أصغرها.

السؤال الذي تجيب عنه: ماذا يفعل الاضطراب فعلاً، لكي تستطيع النماذج الأرخص تقريبه؟

يُغفل: يقتصر على أعداد رينولدز المتواضعة؛ فالتدفقات الحقيقية تفوق أكبر الآلات.

تعمل على: نحو 10^17 FLOPS تقريبي حاسوب فائق وطني، حصة كبيرة، لأسابيع منذ: 1972 أول محاكاة عددية مباشرة ثلاثية الأبعاد لأورزاغ وباترسون

[حقول متصلة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-continuum)القاع: حقول

### نماذج مصغّرة فيزيائية

أنفاق الرياح وأحواض الأمواج ونماذج الأنهار وطاولات الاهتزاز: أقدم المحاكيات، وما زالت تُستخدم للتحقق من العددية منها.

السؤال الذي تجيب عنه: هل يطابق التدفق الحقيقي ما تنبأ به الحاسوب؟

يُغفل: تعني تأثيرات المقياس أن النموذج الصغير لا يتصرف دائمًا كالشيء بالحجم الكامل.

تعمل على: لا حاسوب. بلا حوسبة رقمية؛ هواء وماء حقيقيان أو طاولة اهتزاز بدلًا منها منذ: 1871 بنى فرانسيس ونهام واحدًا من أوائل أنفاق الرياح

[نظير فيزيائي](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-analogue)القاع: حقول

### محاكاة التكهّف

فقاعات تتكوّن وتنهار بعنف في سائل سريع الحركة، حول مراوح السفن والمضخات والصمامات.

السؤال الذي تجيب عنه: أين سيُتلف التكهف هذه المروحة أو المضخة، وكيف نصمّم لتفادي ذلك؟

يُغفل: ينهار الفقاع على مقاييس أدق من أن تتحمل معظم المحاكاة حلّها في كل مكان.

تعمل على: نحو 10^15 FLOPS تقريبي عنقود جامعي أو لدى حوض بناء السفن، ساعات لكل حالة منذ: 1988 بحلول 1988، نماذج حاسوبية مبكرة للتدفق المتكهّف حول المراوح

[حقول متصلة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-continuum)القاع: حقول

### التدفق متعدد الأطوار وفي الأنابيب

نفط وغاز وماء ومعلّقات صلبة تتحرك معًا عبر خطوط الأنابيب والآبار ومحطات المعالجة.

السؤال الذي تجيب عنه: هل سيجري خط الأنابيب بسلاسة، أم ستخنقه سدادات السائل والغاز؟

يُغفل: تشكّل السدادات المفاجئ ما زال من أصعب ما يُتوقع بدقة.

تعمل على: نحو 10^14 FLOPS تقريبي عنقود شركة طاقة، ساعات لكل حالة خط أنابيب منذ: 1979 بحلول 1979، نماذج تدفق متعدد الأطوار مبكرة لأنابيب النفط والغاز البحرية

[حقول متصلة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-continuum)القاع: حقول

### محاكاة تراكم الجليد

قطرات ماء فائقة التبريد تتجمد على أجنحة الطائرات وشفرات توربينات الرياح أثناء الطيران أو في الريح.

السؤال الذي تجيب عنه: كم من الجليد سيتراكم، وهل ستواكبه إزالة الجليد؟

يُغفل: أحجام قطرات السحب الحقيقية والجليد المختلط الطور تتفاوت أكثر مما تفترضه ظروف الاختبار القياسية.

تعمل على: نحو 10^14 FLOPS تقريبي عنقود في مختبر طيران وفضاء، ساعات لكل حالة تجمّد منذ: 1988 بحلول 1988، برامج حاسوبية مبكرة للتجمد تدعم اعتماد الطائرات

[حقول متصلة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-continuum)القاع: حقول

### الشبكات العصبية المستنيرة بالفيزياء

تُدرَّب شبكة عصبية بحيث تحقق مخرجاتها معادلة تفاضلية حاكمة والبيانات المرصودة معًا.

السؤال الذي تجيب عنه: هل تستطيع شبكة أن تتعلم حلّ معادلة تفاضلية جزئية بشبكة قليلة أو دونها؟

يُغفل: التدريب بطيء وغير موثوق في المسائل الصلبة أو المضطربة.

تعمل على: نحو 10^13 FLOPS تقريبي تدريب قائم على التدرّج مع التفاضل الآلي منذ: 2017 Physics informed deep learning, part I (2017) [المصدر](https://arxiv.org/abs/1711.10561)

[محاكيات متعلَّمة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-learned)[المعادلات التفاضلية](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-equations)القاع: حقول

### المؤثّرات العصبية

تتعلم شبكة التعيين من دالة، مثل شرط حدّي، إلى حل معادلة تفاضلية جزئية، فتُجاب المدخلات الجديدة في تمريرة واحدة.

السؤال الذي تجيب عنه: هل يستطيع نموذج مدرَّب حلّ عائلة كاملة من المعادلات التفاضلية الجزئية فورًا؟

يُغفل: يحتاج إلى تشغيلات حلّال كثيرة للتدريب ويستقرئ بشكل ضعيف.

تعمل على: نحو 10^15 FLOPS تقريبي توليد بيانات مكلف، ثم استدلال سريع منذ: 2019 DeepONet: learning nonlinear operators (2019), followed by Fourier neural operators (2020) [المصدر](https://arxiv.org/abs/1910.03193)

[محاكيات متعلَّمة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-learned)[المعادلات التفاضلية](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-equations)القاع: حقول

### محاكيات متعلَّمة قائمة على شبكات الرسوم البيانية

شبكة عصبية بيانية مدرَّبة على بيانات المحاكاة تقدّم الجسيمات أو عُقد الشبكة خطوة إلى الأمام لتحاكي السوائل والأقمشة والأجسام الصلبة.

السؤال الذي تجيب عنه: هل تستطيع شبكة عصبية أن تحلّ محل حلّال فيزيائي للموائع والأجسام القابلة للتشوه؟

يُغفل: تتراكم الأخطاء عبر عمليات تشغيل طويلة والحفظ غير مضمون.

تعمل على: نحو 10^14 FLOPS تقريبي تدريب على بيانات الحلّال، وتشغيل أسرع للمتوالية منذ: 2020 Learning to simulate complex physics with graph networks (2020) [المصدر](https://arxiv.org/abs/2002.09405)

[محاكيات متعلَّمة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-learned)[الجسيمات والأجسام المتعددة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-particles)القاع: حقول

### حلّالات موائع متعلَّمة

تحلّ شبكة التفافية محلّ خطوة إسقاط الضغط في حلّال سوائل شبكي لتسريع محاكاة الدخان والسوائل.

السؤال الذي تجيب عنه: هل تستطيع شبكة مدرَّبة أن تجعل حلّال تدفق غير قابل للانضغاط أسرع بكثير؟

يُغفل: لا تُختبر الاستقرارية والدقة إلا على تدفقات شبيهة ببيانات التدريب.

تعمل على: نحو 10^12 FLOPS تقريبي تدريب على بيانات الحلّال، واستدلال سريع منذ: 2016 Accelerating Eulerian fluid simulation with convolutional networks (2016) [المصدر](https://arxiv.org/abs/1607.03597)

[محاكيات متعلَّمة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-learned)[حقول متصلة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-continuum)القاع: حقول

### أوتومات الغاز الشبكي لتدفق الموائع

جسيمات تقفز على شبكة بقواعد تصادم بسيطة تعيد إنتاج تدفق سائل أو غاز على النطاق الكبير، دون أي معادلات ميكانيكا موائع مدمجة.

السؤال الذي تجيب عنه: هل يمكن أن ينبثق تدفق مائع من قواعد جسيمات بسيطة على شبكة؟

يُغفل: ضجيج الجسيمات المنفصلة وغياب اللاتغيّر الغاليلي يحدّان الدقة، ولهذا استُبدل.

تعمل على: نحو 10^11 FLOPS تقريبي قواعد على مستوى البتّات على شبكة بملايين المواقع. منذ: 1986 أوتومات الغاز الشبكي لفريش وهاسلاخر وبومو لمعادلة نافيير–ستوكس. [المصدر](https://doi.org/10.1103/physrevlett.56.1505)

[الأتمتة الخلوية](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-cellular-automata)[الجسيمات والأجسام المتعددة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-particles)القاع: قواعد

### محاكاة التدفق بطريقة بولتزمان الشبكية

يُمثَّل المائع بتوزيعات سرعات الجسيمات على شبكة، تنساب وتتصادم لتعطي تدفقًا في هندسة معقدة مثل الصخور المسامية أو الأوعية الدموية.

السؤال الذي تجيب عنه: كيف يتدفق سائل عبر هندسة شديدة التعقيد؟

يُغفل: الطريقة مقصورة على أعداد ماخ المنخفضة، وتتطلب معالجة الحدود عناية.

تعمل على: نحو 10^15 FLOPS تقريبي مليارات الخلايا الشبكية على عتاد رسومي أو عناقيد. منذ: 1988 استخدام ماكنمارا وزانيتي لمعادلة بولتزمان في محاكاة أوتومات الغاز الشبكي. [المصدر](https://doi.org/10.1103/physrevlett.61.2332)

[نظرية الحقول على الشبكة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-lattice)[حقول متصلة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-continuum)القاع: حقول

### المحاكاة المباشرة للغاز المخلخَل

جزيئات غاز رقيق تُحرَّك وتتصادم عشوائيًا، حيث الغاز أخفّ من أن يكون مائعًا متصلًا، كما عند حافة الفضاء أو داخل قنوات دقيقة.

السؤال الذي تجيب عنه: كيف يتدفق غاز رقيق حول مركبة عند حافة الغلاف الجوي؟

يُغفل: كل جسيم مُحاكى يمثل تريليونات من الجسيمات الحقيقية، فيكون الضجيج الإحصائي عاليًا عند السرعات المنخفضة.

تعمل على: نحو 10^14 FLOPS تقريبي مليارات الجسيمات المُحاكاة. منذ: 1963 محاكاة بيرد المباشرة للاقتراب من التوازن الانتقالي في غاز كرات صلبة. [المصدر](https://doi.org/10.1063/1.1710976)

[الجسيمات والأجسام المتعددة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-particles)[مونت كارلو](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-monte-carlo)القاع: الجزيئات

### المحاكاة بالدوامات الكبيرة لمزارع الرياح

هواء مضطرب عبر مزرعة رياح مع إضافة قوى كل دوّار، لرؤية كيف تتفاعل الآثار الخلفية وتخفّض قدرة التوربينات في اتجاه الريح.

السؤال الذي تجيب عنه: كم من الطاقة تخسره مزرعة رياح بسبب أعقاب توربيناتها نفسها؟

يُغفل: تُستبدل شفرات التوربينات بأقراص قوة، وتغيّر التضاريس واستقرار الغلاف الجوي النتائج.

تعمل على: نحو 10^16 FLOPS تقريبي تشغيلات الدوّامات الكبيرة لنطاق بحجم عدة كيلومترات مع عشرات التوربينات. منذ: 2010 المحاكاة بالدوامات الكبيرة لطبقات حدّية متطورة بالكامل في مصفوفات توربينات الرياح عند كالاف ومينفو وماييرز. [المصدر](https://doi.org/10.1063/1.3291077)

[حقول متصلة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-continuum)[المعادلات التفاضلية](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-equations)القاع: حقول

### تفاعل المائع والبنية

يُحَلّ سائل متحرك وجسم يتشوه معًا، فيمكن التنبؤ برفرفة الأجنحة والجسور والصمامات واهتزازها وخفقانها.

السؤال الذي تجيب عنه: كيف تتحرك بنية مرنة في التدفق المحيط بها؟

يُغفل: حركة الشبكة وتأثيرات الكتلة المضافة القوية تجعل الاقتران مكلفًا وغير مستقر أحيانًا.

تعمل على: نحو 10^15 FLOPS تقريبي حلّالات مائع وجسم صلب مقترنة تُكرَّر في كل خطوة. منذ: 1974 طريقة لاغرانج-أويلر الاعتباطية لهيرت وآمسدن وكوك للتدفقات بكل السرعات. [المصدر](https://doi.org/10.1016/0021-9991%2874%2990051-5)

[حقول متصلة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-continuum)[المعادلات التفاضلية](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-equations)القاع: حقول

### محاكاة الدوامات الكبيرة لديناميكا الحريق

غاز حار ودخان من حريق في غرفة أو نفق أو مبنى، يُحَلّ كتدفق مضطرب طافٍ مع احتراق مبسّط، لمعرفة كيف تنتشر الحرارة والأبخرة.

السؤال الذي تجيب عنه: ما سرعة امتلاء هذا الممر بالدخان، ومتى لن يعود الناس يرون طريق الخروج؟

يُغفل: كيمياء الاحتراق والسخام مبسّطتان، والوقود والنوافذ والأثاث الحقيقية موصوفة تقريبًا فقط.

تعمل على: نحو 10^13 FLOPS تقريبي أيام على عنقود لحريق مبنى كبير. منذ: 2000 دليل مستخدم Fire Dynamics Simulator من المعهد الوطني الأمريكي للمعايير والتقنية، لماكغراتان وزملائه. [المصدر](https://doi.org/10.6028/nist.ir.6469)

[حقول متصلة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-continuum)[المعادلات التفاضلية](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-equations)القاع: حقول

## المنشآت والآلات

### التحليل الإنشائي

جسور ومبانٍ وطائرات وقطع تحت الحمل والحرارة والاهتزاز.

السؤال الذي تجيب عنه: أين نقطة الضعف، وكم بقي من هامش الأمان؟

يُغفل: يفترض مواد وأحمالًا مثالية؛ والعيوب الحقيقية تُعالَج بهوامش الأمان لا بالفيزياء.

تعمل على: نحو 10^14 FLOPS تقريبي محطة عمل هندسية أو عنقود صغير، ساعات لكل حالة منذ: 1956 الطريقة الإنشائية للطائرات لدى تيرنر وكلو ومارتن وتوب

[حقول متصلة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-continuum)القاع: حقول

### محاكاة التصادم

مركبات تتشوه في اصطدام، وفي داخلها ركاب افتراضيون.

السؤال الذي تجيب عنه: كيف نحمي من بداخلها؟

يُغفل: تُقدَّر إصابة الركاب من نماذج الدمى، لا من تباين الأنسجة البشرية الحقيقية.

تعمل على: نحو 10^15 FLOPS تقريبي عنقود حوسبة عالية الأداء لدى شركة سيارات، ساعات لكل حالة تصادم منذ: 1979 بحلول 1979، برامج العناصر المنتهية الصريحة في المختبرات الوطنية تُنمذج اصطدام المركبات

[حقول متصلة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-continuum)القاع: حقول

### ديناميكا الأجسام المتعددة

آلات كأجزاء صلبة تربطها مفصلات وزنبركات وتروس: نظم التعليق والمحركات والأذرع الروبوتية.

السؤال الذي تجيب عنه: هل ستتحرك الآلية كما صُمّمت، وأين تذهب الأحمال؟

يُغفل: تُعامل الأجزاء كأجسام صلبة أو مرنة قليلًا، فتفوّت أنماط الاهتزاز الدقيقة.

تعمل على: نحو 10^13 FLOPS تقريبي حاسوب مكتبي هندسي، من دقائق إلى ساعات منذ: 1971 الطريقة الحاسوبية لتحليل الآليات لشيث ويوكر

[المعادلات التفاضلية](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-equations)القاع: أجساد

### الصوتيات والاهتزاز

أمواج صوتية في القاعات والمحركات والمدن، واهتزازات في المنشآت.

السؤال الذي تجيب عنه: هل ستحقق هذه القاعة جودة صوتية جيدة، وهل سيرنّ هذا الجسر مسموعاً؟

يُغفل: تعاني عند الترددات المنخفضة، حيث تغلب آثار الموجة على الأشعة.

تعمل على: نحو 10^14 FLOPS تقريبي محطة عمل أو عنقود صغير، ساعات لكل حالة منذ: 1968 نمذجة كروكستاد وزملائه للصوتيات الغرفية بتتبع الأشعة

[حقول متصلة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-continuum)القاع: حقول

### الكلال ونمو الشقوق

الضرر البطيء الذي يصيب بنية من ملايين دورات الحمل الصغيرة، يُتتبَّع كشقوق تنمو وتؤدي في النهاية إلى الانهيار.

السؤال الذي تجيب عنه: كم سنة أو ساعة طيران قبل أن يحتاج هذا الجزء إلى استبدال؟

يُغفل: العيوب الحقيقية الناتجة عن التصنيع أكثر تنوعًا من الشقوق الابتدائية المثالية المفترضة.

تعمل على: نحو 10^14 FLOPS تقريبي محطة عمل هندسية أو عنقود صغير، ساعات لكل قطعة منذ: 1968 بحلول 1968، أكواد حاسوبية مبكرة لعمر الكلال في ميكانيكا الكسر

[حقول متصلة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-continuum)القاع: حقول

### علم الاحتكاك وميكانيكا التماس

الاحتكاك والتآكل والتزييت بين أسطح متحركة في المحامل والتروس والمفاصل.

السؤال الذي تجيب عنه: كم سيدوم هذا المحمل، وكم من الطاقة يهدرها الاحتكاك؟

يُغفل: خشونة السطح على المقياس المجهري تقريبية، ولا تُقاس لكل قطعة.

تعمل على: نحو 10^13 FLOPS تقريبي حاسوب مكتبي هندسي، ساعات لكل حالة تلامس منذ: 1970 بحلول 1970، نماذج حاسوبية مبكرة للتزليق المرن الهيدروديناميكي

[حقول متصلة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-continuum)القاع: حقول

### تحسين الطوبولوجيا

مادة تُضاف إلى فضاء التصميم وتُزال منه تحت الأحمال حتى يظهر أخف شكل متين، بثقوب وعوارض لم يرسمها المهندس.

السؤال الذي تجيب عنه: ما أخف شكل لا يزال يحمل هذا الحمل؟

يُغفل: الأشكال المثلى غالبًا يصعب تصنيعها وقد تكون هشّة أمام أحمال لم تؤخذ في الحسبان.

تعمل على: نحو 10^13 FLOPS تقريبي حلول بالعناصر المنتهية داخل حلقة تحسين بملايين المتغيرات. منذ: 1988 توليد بندسو وكيكوتشي للطبولوجيات المثلى في التصميم الإنشائي بطريقة التجانس. [المصدر](https://doi.org/10.1016/0045-7825%2888%2990086-2)

[حقول متصلة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-continuum)[المعادلات التفاضلية](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-equations)القاع: حقول

### نمذجة الكسر البيريديناميكي

جسم صلب يُمثَّل بنقاط تتفاعل عن بُعد، فتبدأ الشقوق وتتفرع وتندمج دون تحديد مسار للشق سلفًا.

السؤال الذي تجيب عنه: كيف يختار الشق مساره عبر مادة هشّة؟

يُغفل: يجب معايرة مدى التفاعل وقانون الإخفاق بحسب المادة.

تعمل على: نحو 10^14 FLOPS تقريبي تشغيلات بلا شبكة بملايين العُقد. منذ: 2000 إعادة صياغة سيلينغ لنظرية المرونة للانقطاعات والقوى بعيدة المدى. [المصدر](https://doi.org/10.1016/s0022-5096%2899%2900029-0)

[الجسيمات والأجسام المتعددة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-particles)[حقول متصلة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-continuum)القاع: حقول

### نمذجة حطام المدار وتصادم الأقمار الصناعية

أقمار صناعية وشظايا وهياكل صواريخ تُتتبَّع عبر عقود من التصادمات والتحلل لمعرفة هل تُغذّي نفسها وتُغلق مدارات مفيدة.

السؤال الذي تجيب عنه: كم عدد التصادمات قبل أن تجعل الحطام مدارًا غير صالح للاستخدام؟

يُغفل: الشظايا الصغيرة غير المتتبَّعة والإطلاقات المقبلة وسلوك التخفيف كلها غير مؤكدة.

تعمل على: نحو 10^11 FLOPS تقريبي تشغيلات مونت كارلو طويلة على مجموعات مدارات كثيرة. منذ: 1978 تواتر تصادم الأقمار الصناعية وتكوّن حزام الحطام، لكيسلر وكور-بالي. [المصدر](https://doi.org/10.1029/ja083ia06p02637)

[عمليات عشوائية](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-stochastic)[الجسيمات والأجسام المتعددة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-particles)[ديناميكا المنظومات](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-system-dynamics)القاع: قواعد

### المحاكاة المشتركة لنماذج مرتبطة

محاكاة منفصلة لمحرك وعلبة تروس ومتحكّم وبطارية، بُنيت كلٌّ في أداتها، تُشغَّل معًا بتبادل البيانات عند خطوات زمنية متفق عليها.

السؤال الذي تجيب عنه: هل تعمل الآلة كلها حين تعمل معًا نماذج كل المنظومات الفرعية التي بنتها فرق مختلفة؟

يُغفل: تبادل البيانات بخطوات ثابتة يضيف خطأً عدديًا، وقد يصبح اقتران متصلب غير مستقر.

تعمل على: نحو 10^10 FLOPS تقريبي ساعات على محطة عمل لدورة قيادة واحدة لمركبة. منذ: 2011 واجهة Functional Mock-up لبلوخفيتز وزملائه لتبادل نماذج المحاكاة بمعزل عن الأداة. [المصدر](https://doi.org/10.3384/ecp11063105)

[المعادلات التفاضلية](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-equations)[حدث منفصل](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-discrete-event)[الزمن الفعلي](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-real-time)القاع: قواعد

## الإلكترونيات والحواسيب

### محاكاة الدارات

كل جهد وتيار في دارة إلكترونية، ترانزستورًا بترانزستور.

السؤال الذي تجيب عنه: هل تعمل الدارة، وكم تسحب من الطاقة؟

يُغفل: نماذج المكوّنات تقريبات ملائمة؛ والسيليكون الحقيقي يتفاوت من شريحة إلى أخرى.

تعمل على: نحو 10^13 FLOPS تقريبي حاسوب مكتبي هندسي، دقائق لكل كتلة شريحة منذ: 1973 SPICE، برنامج المحاكاة العامة للدارات في بيركلي لناجل وبيدرسون

[المعادلات التفاضلية](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-equations)القاع: مجموعات سكانية

### محاكاة منطق الشرائح

تصميم شريحة رقمية يُشغَّل دورة ساعة واحدة في كل مرة قبل تصنيعه.

السؤال الذي تجيب عنه: هل تحسب الشريحة النتيجة الصحيحة قبل تحمّل كلفة التصنيع؟

يُغفل: التوقيت مقرَّب؛ ومحاكاة تعمل قد تخفق مع ذلك بعد التصنيع.

تعمل على: نحو 10^14 FLOPS تقريبي محطة عمل تصميم أو عنقود خوادم صغير، ساعات لكل تشغيل منذ: 1965 بحلول 1965، محاكيات مبكرة على مستوى البوابات تفحص تصاميم المنطق الرقمي

[حدث منفصل](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-discrete-event)[قواعد وحالات](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-rules)القاع: قواعد

### الكهرومغناطيسية

موجات راديو وضوء وحقول حول الهوائيات والدارات والأجهزة الضوئية.

السؤال الذي تجيب عنه: ما مدى جودة إشعاع هذا الهوائي، وهل يسرّب هذا الجهاز تداخلًا؟

يُغفل: التفاصيل الهندسية الدقيقة قرب حد الشبكة تُلطَّف وتضيع.

تعمل على: نحو 10^14 FLOPS تقريبي محطة عمل أو عنقود، ساعات لكل تصميم منذ: 1966 طريقة الفروق المحدودة في المجال الزمني لكين يي

[حقول متصلة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-continuum)القاع: حقول

### محاكاة شبكات الحاسوب

حزم تتدفق عبر الموجِّهات والروابط والبروتوكولات.

السؤال الذي تجيب عنه: هل تستطيع الشبكة تحمّل ضعف الحركة؟

يُغفل: يبسّط خصائص العتاد الحقيقي وأنماط حركة المرور في شبكات الإنتاج.

تعمل على: نحو 10^13 FLOPS تقريبي حاسوب مكتبي أو خادم صغير، من دقائق إلى ساعات منذ: 1964 تحليل ليونارد كلاينروك للطوابير في شبكات الحزم

[حدث منفصل](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-discrete-event)القاع: قواعد

### المحاكاة والآلات الافتراضية

آلة تقلّد أخرى تمامًا، تعليمةً بتعليمة، فتعمل برمجياتها دون تغيير.

السؤال الذي تجيب عنه: هل يمكننا تشغيل هذا النظام القديم أو المستقبلي على العتاد الذي نملكه؟

يُغفل: يعمل أبطأ من العتاد الحقيقي ما لم يُحسَّن بعناية.

تعمل على: نحو 10^12 FLOPS تقريبي حاسوب مكتبي، في الوقت الفعلي أو أسرع منذ: 1963 بحلول 1963، محاكيات مجموعة التعليمات المبكرة تختبر تصاميم الحواسيب قبل وجودها

[قواعد وحالات](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-rules)القاع: قواعد

### محاكاة أجهزة أشباه الموصلات

إلكترونات وذرات مشوِّبة داخل ترانزستور واحد، قبل تحويله إلى نموذج بمستوى الدارة.

السؤال الذي تجيب عنه: كيف سيغيّر شكل هذا الترانزستور وتطعيمه طريقة تبديله؟

يُغفل: يبسّط التأثيرات الكمومية الأهم عند أصغر أحجام الترانزستورات.

تعمل على: نحو 10^14 FLOPS تقريبي عنقود لدى شركة أشباه موصلات، ساعات لكل جهاز منذ: 1964 النموذج العددي لغوميل للترانزستور ثنائي القطب

[حقول متصلة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-continuum)[المبادئ الأولى](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-first-principles)القاع: الذرات

### التوائم الرقمية للشبكات

نسخة افتراضية من شبكة اتصالات، تُبقى متزامنة مع الحقيقية، تُستخدم لاختبار التغييرات قبل تطبيقها.

السؤال الذي تجيب عنه: ماذا سيحدث للشبكة لو أُجري هذا التغيير؟

يُغفل: تعتمد الدقة على القياسات عن بُعد، والنطاق محدود.

تعمل على: نحو 10^12 FLOPS تقريبي نماذج على مستوى الحزم أو متعلَّمة منذ: 2021 Digital twin networks: a survey (2021) [المصدر](https://doi.org/10.1109/JIOT.2021.3079510)

[حدث منفصل](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-discrete-event)[محاكيات متعلَّمة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-learned)القاع: قواعد

### محاكاة الطباعة الضوئية

ضوء يمرّ عبر قناع إلى فيلم حساس للضوء للتنبؤ بأنماط الدارات المطبوعة على رقاقة، بما فيها التشويش وكيمياء المقاوم الضوئي.

السؤال الذي تجيب عنه: هل سيُطبع نمط القناع على الرقاقة كما أُريد؟

يُغفل: تُقرَّب كيمياء المقاوم الضوئي والتأثيرات العشوائية للفوتونات عند الأحجام الصغيرة جدًا.

تعمل على: نحو 10^13 FLOPS تقريبي محاكاة شريحة كاملة لطبقة. منذ: 1975 نموذج ديل للتعرّض في الطباعة الضوئية الحجرية لمقاوم الضوء. [المصدر](https://doi.org/10.1109/t-ed.1975.18158)

[المعادلات التفاضلية](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-equations)[حقول متصلة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-continuum)القاع: حقول

### محاكاة عمليات أشباه الموصلات

خطوات تصنيع الترانزستور، من الزرع والانتشار والأكسدة، تُتتبَّع لتوقع مظاهر التطعيم والأشكال قبل نموذج الجهاز.

السؤال الذي تجيب عنه: أي توزيع للمطعِّمات وأي شكل تنتجه وصفة تصنيع معينة؟

يُغفل: تحتاج نماذج عيوب النقطة والواجهات إلى معايرة مقابل كل عملية جديدة.

تعمل على: نحو 10^12 FLOPS تقريبي حلول انتشار وتفاعل ثنائية أو ثلاثية الأبعاد. منذ: 1979 نماذج أنطونيادس ودوتون لمحاكاة عمليات تصنيع الدارات المتكاملة كاملة بالحاسوب. [المصدر](https://doi.org/10.1109/t-ed.1979.19452)

[حقول متصلة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-continuum)[المعادلات التفاضلية](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-equations)القاع: الذرات

### النمذجة الحرارية للمعالج

حرارة تتدفق عبر طبقات الرقاقة وغلافها، بدفع من الطاقة المتغيرة للكتل الوظيفية، لإيجاد النقاط الساخنة وضبط خفض الأداء.

السؤال الذي تجيب عنه: أين يسخن المعالج زيادة عن الحد حين يتغير حِمله؟

يُغفل: يستخدم النموذج تقديرات القدرة، وتُجمَّع تفاصيل الغلاف والتبريد.

تعمل على: نحو 10^8 FLOPS تقريبي شبكة حرارية مدمجة تعمل في ثوانٍ. منذ: 2003 المعمارية الدقيقة الواعية بدرجة الحرارة بنموذج حراري مضغوط، لسكادرون وزملائه. [المصدر](https://doi.org/10.1145/859618.859620)

[حقول متصلة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-continuum)[المعادلات التفاضلية](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-equations)القاع: حقول

### حساب البنية النطاقية للبلورات الضوئية

ضوء في ترتيب دوري من العازل الكهربائي، تُحلّ ترددات ما ينتشر وما لا ينتشر، لتصميم موجِّهات الموجات والمرشّحات.

السؤال الذي تجيب عنه: أي ألوان من الضوء يستطيع تركيب دوري أن يحجبها؟

يُغفل: تُفترض دورية تامة، فتُضاف الاضطرابات والفقد والحجم المحدود بصورة منفصلة.

تعمل على: نحو 10^10 FLOPS تقريبي حلول القيم الذاتية للموجة المستوية لكل متجه موجي. منذ: 1990 البرهان الذي قدّمه هو وتشان وسوكوليس على وجود فجوة ضوئية في البنى العازلة الدورية. [المصدر](https://doi.org/10.1103/physrevlett.65.3152)

[المعادلات التفاضلية](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-equations)[حقول متصلة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-continuum)القاع: حقول

### النمذجة الحرارية للرقاقات المكدّسة

حرارة تنتقل عبر طبقات من السيليكون مكدَّسة عموديًا ومبرَّدة بسائل بينها، وتُحَلّ بسرعة كافية لتحديد تصميم الكومة.

السؤال الذي تجيب عنه: هل تستطيع رزمة من الشرائح بقنوات سائل تبريد أن تُبقي كل طبقة تحت حدّها؟

يُغفل: للشرائح الحقيقية نقاط ساخنة أصغر بكثير من خلايا النموذج، فقد تُستهان بدرجات الحرارة القصوى.

تعمل على: نحو 10^8 FLOPS تقريبي دقائق على محطة عمل. منذ: 2010 نموذج سريدهار وزملائه 3D-ICE الحراري العابر المدمج للرقاقات ثلاثية الأبعاد بتبريد سائل بين الطبقات. [المصدر](https://doi.org/10.1109/iccad.2010.5653749)

[حقول متصلة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-continuum)[المعادلات التفاضلية](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-equations)القاع: حقول

## الروبوتات والاستقلالية

### محاكاة الروبوتات

روبوتات بمستشعرات ومحركات محاكاة في محرك فيزيائي، تُدرَّب أو تُختبر قبل أن تلمس العالم الحقيقي.

السؤال الذي تجيب عنه: هل يعمل متحكم تعلّم في المحاكاة على الروبوت الحقيقي؟

يُغفل: لا يزال التلامس والاحتكاك في العالم الحقيقي صعب المطابقة تمامًا.

تعمل على: نحو 10^13 FLOPS تقريبي حاسوب مكتبي بوحدة GPU، في الوقت الفعلي أو أسرع منذ: 1983 بحلول 1983، محاكيات البرمجة غير المتصلة المبكرة تخطط لأذرع الروبوتات الصناعية

[الزمن الفعلي](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-real-time)[محاكيات متعلَّمة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-learned)القاع: أجساد

### اختبار المركبات ذاتية القيادة

برمجيات القيادة الذاتية تقود ملايين الكيلومترات الافتراضية عبر سيناريوهات نادرة وخطرة.

السؤال الذي تجيب عنه: كيف يتعامل النظام مع الموقف الذي يحدث مرة كل مليون كيلومتر؟

يُغفل: لا يزال يصعب التقاط السيناريوهات الحقيقية النادرة مهما بلغ عدد الكيلومترات الافتراضية المقطوعة.

تعمل على: نحو 10^15 FLOPS تقريبي أسطول من خوادم GPU السحابية، تعمل بالتوازي منذ: 2004 دعم المحاكاة لأوائل تحديات المركبات الذاتية القيادة الأمريكية الكبرى

[الزمن الفعلي](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-real-time)[قائم على الوكلاء](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-agent-based)القاع: أجساد

### روبوتات الأسراب

روبوتات بسيطة كثيرة تنسّق بقواعد محلية، غالبًا مستعارة من الحشرات.

السؤال الذي تجيب عنه: هل تستطيع مئة روبوت رخيص أن تفعل ما لا يستطيعه روبوت واحد غالٍ؟

يُغفل: الروبوتات المحاكاة البسيطة لا تلتقط ضجيج المستشعرات الحقيقي وحدود البطارية.

تعمل على: نحو 10^12 FLOPS تقريبي حاسوب محمول، يحاكي عشرات إلى مئات الروبوتات منذ: 1989 أعمال جيرادو بيني المبكرة في ذكاء الأسراب والروبوتات الخلوية

[قائم على الوكلاء](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-agent-based)القاع: أجساد

### التوائم الرقمية

محاكاة تُبقى متزامنة باستمرار مع آلة أو منشأة أو مبنى حقيقي عبر بيانات مستشعراته الحية.

السؤال الذي تجيب عنه: ما الذي على وشك أن يتعطل، وماذا يحدث إذا غيّرنا هذا الإعداد؟

يُغفل: الدقة محدودة ببيانات المستشعرات المزوَّدة؛ وتتراكم الفجوات والانجراف.

تعمل على: نحو 10^13 FLOPS تقريبي خادم سحابي يحدّث نموذج منشأة باستمرار منذ: 2002 اقترح مايكل غريفز اقتران المنتج بنموذج افتراضي حيّ

[حدث منفصل](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-discrete-event)[محاكيات متعلَّمة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-learned)[حقول متصلة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-continuum)القاع: أجساد

### حركة مركبات الاستكشاف الكوكبية

عجلات مركبة جوّالة وذراعها تتفاعل مع تربة وصخور سائبة على عالم آخر، قبل أن تسير عليه أصلًا.

السؤال الذي تجيب عنه: هل ستعلق المركبة الجوالة، وهل تصل ذراعها إلى العينة؟

يُغفل: التربة خارج الأرض معروفة من حفنة مواقع هبوط فقط، فيُستقرأ سلوكها.

تعمل على: نحو 10^13 FLOPS تقريبي عنقود وكالة فضاء، ساعات لكل حالة تضاريس منذ: 1997 محاكاة عجلة وتربة دعمت أول مركبة جوالة ناجحة على المريخ

[حقول متصلة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-continuum)[الزمن الفعلي](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-real-time)القاع: أجساد

### التحكم في الهياكل الخارجية والأطراف الصناعية

آلة قابلة للارتداء وجسد إنسان يتحركان معًا، مع ضبط نظام التحكم قبل أن يرتديها أحد.

السؤال الذي تجيب عنه: هل سيساعد الجهاز حركة مرتديه، أم سيعاكسها؟

يُغفل: نادرًا ما تلتقط الأجسام المحاكاة إصابة شخص بعينه أو مشيته بدقة.

تعمل على: نحو 10^13 FLOPS تقريبي حاسوب مكتبي في مختبر بحثي، في الوقت الفعلي لكل تجربة منذ: 1990 بحلول 1990، محاكاة مبكرة للتحكم في الهياكل الخارجية المحرَّكة في مختبرات البحث

[المعادلات التفاضلية](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-equations)[الزمن الفعلي](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-real-time)القاع: أجساد

### بيئات تعلّم الروبوتات المتوازية على المعالجات الرسومية

آلاف الروبوتات المحاكاة تعمل دفعة واحدة على وحدة معالجة رسوميات واحدة ليتدرب نهج التعلم المعزز في دقائق.

السؤال الذي تجيب عنه: ما سرعة تعلّم سياسة روبوت باستخدام محاكاة متوازية ضخمة؟

يُغفل: فيزياء التلامس مبسّطة، فينبغي الحذر في النقل.

تعمل على: نحو 10^15 FLOPS تقريبي آلاف بيئات الفيزياء المتوازية على وحدة معالجة الرسوميات منذ: 2021 Isaac Gym: high performance GPU-based physics simulation for robot learning (2021) [المصدر](https://arxiv.org/abs/2108.10470)

[الزمن الفعلي](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-real-time)[محاكيات متعلَّمة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-learned)القاع: أجساد

### التدريب من المحاكاة إلى الواقع بعشوائية المجال

تُدرَّب سياسة في محاكٍ يتنوع مظهره وفيزياؤه عشوائيًا لتعمل في العالم الحقيقي.

السؤال الذي تجيب عنه: هل تعمل سياسة دُرّبت في المحاكاة وحدها على روبوت حقيقي؟

يُغفل: يجب أن تغطي نطاقات العشوائية الفجوة الحقيقية، ويصعب معرفتها.

تعمل على: نحو 10^14 FLOPS تقريبي تشغيلات تدريب عشوائية كبيرة منذ: 2017 Domain randomization for transferring deep neural networks from simulation to the real world (2017) [المصدر](https://arxiv.org/abs/1703.06907)

[محاكيات متعلَّمة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-learned)[عمليات عشوائية](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-stochastic)القاع: أجساد

### محاكاة الفيزياء القابلة للاشتقاق

محرك فيزياء مكتوب بحيث تتدفق التدرجات عائدة عبر التلامسات والحركة، فيمكن ضبط التصاميم أو المتحكّمات بالانحدار التدريجي.

السؤال الذي تجيب عنه: كيف ينبغي أن يتغير هذا المتحكّم أو التصميم لتحسين نتيجته؟

يُغفل: التدرّجات عبر التلامسات الصلبة مضطربة أو مضلِّلة.

تعمل على: نحو 10^12 FLOPS تقريبي تمريرات عكسية عبر خطوات محاكاة كثيرة منذ: 2016 A differentiable physics engine for deep learning in robotics (2016) [المصدر](https://arxiv.org/abs/1611.01652)

[المعادلات التفاضلية](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-equations)[محاكيات متعلَّمة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-learned)القاع: أجساد

### توليد سيناريوهات قيادة خصمية

مُحسِّن يغيّر مسارات مستخدمي الطريق الآخرين في مشاهد مسجَّلة لإيجاد مواقف تفشل فيها منظومة قيادة ذاتية.

السؤال الذي تجيب عنه: أي مواقف واقعية تجعل حزمة الاستقلالية تفشل؟

يُغفل: سيناريو يُفشل المنظومة قد لا يقع تقريبًا على الطرق الحقيقية، فلا يقول الكثير عن عدد مرات الإخفاق.

تعمل على: نحو 10^13 FLOPS تقريبي تشغيلات محاكاة كثيرة بحلقة مغلقة منذ: 2021 AdvSim: generating safety-critical scenarios for self-driving vehicles (2021) [المصدر](https://arxiv.org/abs/2101.06549)

[عمليات عشوائية](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-stochastic)[محاكيات متعلَّمة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-learned)القاع: أجساد

### محاكيات قيادة مفتوحة بنماذج مستشعرات

عالم في محرك ألعاب بحركة مرور وطقس وكاميرات وليدار مُحاكاة، لتطوير القيادة الذاتية واختبارها.

السؤال الذي تجيب عنه: كيف سيرى نظام قيادة ويتصرف في ظروف متنوعة؟

يُغفل: واقعية المستشعرات وحركة المرور لا تطابق العالم الحقيقي تمامًا.

تعمل على: نحو 10^12 FLOPS تقريبي التصيير في الزمن الحقيقي على المعالجات الرسومية منذ: 2017 CARLA: an open urban driving simulator (2017) [المصدر](https://arxiv.org/abs/1711.03938)

[الزمن الفعلي](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-real-time)[قواعد وحالات](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-rules)القاع: أجساد

### حركة الروبوتات ذات الأرجل المتعلَّمة

تُدرَّب سياسة تعلّم معزَّز على المشي والركض لروبوت ذي أرجل في محاكي فيزياء، ثم تُنقل إلى الآلة الحقيقية.

السؤال الذي تجيب عنه: هل يستطيع روبوت أن يتعلم المشي في المحاكاة ويحافظ على توازنه على أرض حقيقية؟

يُغفل: تلامس القدم وتأخيرات المحركات وليونة الأرض تختلف عن النموذج، فقد تفشل على الآلة سياسة تنجح في المحاكاة.

تعمل على: نحو 10^16 FLOPS تقريبي من ساعات إلى أيام من وقت المعالج الرسومي لكل نمط مشي. منذ: 2018 تعلّم المشي الرشيق للروبوتات رباعية الأرجل من المحاكاة إلى الواقع لدى تان وزملائه. [المصدر](https://arxiv.org/abs/1804.10332)

[محاكيات متعلَّمة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-learned)[الزمن الفعلي](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-real-time)[المعادلات التفاضلية](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-equations)القاع: أجساد

### مشي الروبوتات البشرية المتعلَّم

يُدرَّب متحكّم عصبي في المحاكاة ليمشي روبوت بشري الشكل على ساقين فوق أنواع كثيرة من الأرض، مستخدمًا تاريخًا من حواسه لتكييف مشيه.

السؤال الذي تجيب عنه: هل يستطيع روبوت بشري الشكل أن يمشي في الخارج على السلالم والعشب والمنحدرات بسياسة تعلّمها دون أي تجارب حقيقية؟

يُغفل: سقوط روبوت بشري الشكل بالحجم الكامل خطِر ومكلف، فيكون الاختبار حذرًا وحدود السياسة غير مرسومة.

تعمل على: نحو 10^17 FLOPS تقريبي أيام على عنقود GPU. منذ: 2023 مشي الروبوتات البشرية في العالم الحقيقي بالتعلم المعزَّز، لراداسافيتش وزملائه. [المصدر](https://arxiv.org/abs/2303.03381)

[محاكيات متعلَّمة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-learned)[الزمن الفعلي](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-real-time)[المعادلات التفاضلية](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-equations)القاع: أجساد

### محاكاة طيران الطائرات المسيّرة

طائرات صغيرة ذات مراوح ومستشعرات وكاميرات تحلّق في مشاهد مُصيَّرة تحت رياح وفيزياء محاكاة، لتطوير الاستقلالية واختبارها بأمان.

السؤال الذي تجيب عنه: هل سيُبقي برنامج الطيران هذا الطائرة المسيّرة مستقرة ويتفادى العوائق قبل أن تغادر الأرض أصلاً؟

يُغفل: تُبسَّط الديناميكا الهوائية قرب الأرض وفي هبّات الريح وبين العوائق، فلا تظهر الحالات الحدّية إلا على طائرة مسيّرة حقيقية.

تعمل على: نحو 10^12 FLOPS تقريبي في الزمن الحقيقي على معالج رسومي من فئة الألعاب، أو آلاف التشغيلات بالتوازي. منذ: 2017 AirSim لشاه وزملائه، وهو محاكاة بصرية وفيزيائية للمركبات الجوية والأرضية. [المصدر](https://arxiv.org/abs/1705.05065)

[الزمن الفعلي](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-real-time)[المعادلات التفاضلية](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-equations)القاع: أجساد

### سباق الطائرات المسيّرة المتعلَّم

تُدرَّب سياسة تحكم في المحاكاة على قيادة طائرة رباعية المراوح عبر مضمار سباق بأقصى سرعتها، ثم تُطيَّر على الطائرة الحقيقية.

السؤال الذي تجيب عنه: هل يستطيع متحكّم متعلَّم أن يطير أسرع من طيار بطل بشري؟

يُغفل: المضمار معروف ومضاء جيداً، لذا لا يثبت أن السياسة تنجح في أماكن مجهولة أو ظروف سيئة.

تعمل على: نحو 10^16 FLOPS تقريبي أيام من تدريب GPU في المحاكاة. منذ: 2023 سباق الطائرات المسيّرة بمستوى البطولة بالتعلّم المعزّز العميق، لكوفمان وزملائه. [المصدر](https://doi.org/10.1038/s41586-023-06419-4)

[محاكيات متعلَّمة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-learned)[الزمن الفعلي](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-real-time)[المعادلات التفاضلية](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-equations)القاع: أجساد

### محاكاة الروبوتات اللينة

روبوت مصنوع من مادة مطاطية يُنمذج كجسم صلب قابل للتشوه بالعناصر المنتهية، بسرعة تكفي للتحكم فيه في الوقت الفعلي.

السؤال الذي تجيب عنه: كيف يجب تغيير ضغط الهواء في الحجرات ليصل الذراع اللينة إلى نقطة معيّنة؟

يُغفل: تتغير خصائص المطاط بالحرارة والعمر، وتتطلب سرعة النموذج شبكة خشنة.

تعمل على: نحو 10^9 FLOPS تقريبي في الزمن الحقيقي على محطة عمل. منذ: 2013 تحكم دوريز في الروبوتات الرخوة المرنة القائم على طريقة العناصر المنتهية في الزمن الفعلي. [المصدر](https://doi.org/10.1109/icra.2013.6631138)

[حقول متصلة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-continuum)[الزمن الفعلي](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-real-time)[المعادلات التفاضلية](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-equations)القاع: أجساد

### محاكاة المستشعرات اللمسية

صور اللمس التي يلتقطها مستشعر جلدي بالكاميرا عند الضغط على الأشياء تُصيَّر في المحاكاة، لتتعلم أيدي الروبوتات الإحساس.

السؤال الذي تجيب عنه: هل يستطيع روبوت أن يتعلم التعامل مع الأشياء باللمس دون إتلاف مستشعرات حقيقية؟

يُغفل: تشوه الهلام الليّن يُصيَّر تقريبياً، فتزداد فجوات المحاكاة إلى الواقع في الملمس الدقيق.

تعمل على: نحو 10^10 FLOPS تقريبي في الزمن الحقيقي على معالج رسومي من فئة الألعاب. منذ: 2020 TACTO لدى وانغ وزملائه، محاكٍ مفتوح المصدر وسريع لمستشعرات اللمس القائمة على الرؤية. [المصدر](https://arxiv.org/abs/2012.08456)

[الزمن الفعلي](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-real-time)[المعادلات التفاضلية](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-equations)[محاكيات متعلَّمة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-learned)القاع: أجساد

## الرحلات الفضائية والطاقة

### مسارات المركبات الفضائية

مسارات عبر جاذبية الشمس والكواكب والأقمار، بما فيها المساعدة الجذبية.

السؤال الذي تجيب عنه: ما أرخص مسار إلى هذا القمر، ومتى نُطلِق؟

يُغفل: يفترض جاذبية معلومة وعدم وجود اضطرابات؛ والملاحة الحقيقية لا تزال تتطلب تصحيحات للمسار.

تعمل على: نحو 10^12 FLOPS تقريبي حاسوب محمول، ثوانٍ لكل مسار مرشَّح منذ: 1959 حسابات مسارات مبكرة لأولى بعثات القمر

[المعادلات التفاضلية](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-equations)القاع: أجساد

### الدخول إلى الغلاف الجوي

مركبة فضائية تصطدم بالغلاف الجوي بسرعة كيلومترات كثيرة في الثانية، مع موجة الصدمة والحرارة حولها.

السؤال الذي تجيب عنه: هل سيصمد الدرع الحراري؟

يُغفل: كيمياء التدفق النادرة عند السرعة القصوى ما زالت مصدرًا نشطًا لعدم اليقين.

تعمل على: نحو 10^15 FLOPS تقريبي عنقود حوسبة عالية الأداء وطني أو جامعي، ساعات لكل حالة منذ: 1958 بحلول 1958، حسابات مبكرة لتسخين إعادة دخول الصواريخ الباليستية

[حقول متصلة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-continuum)القاع: حقول

### البطاريات وخلايا الوقود

أيونات وإلكترونات تتحرك عبر الأقطاب والإلكتروليت أثناء شحن الخلية وتقادمها.

السؤال الذي تجيب عنه: كيف يمكن تسريع الشحن دون تسريع تدهور البطارية؟

يُغفل: لا يزال التقادم عبر آلاف الدورات يُستقرأ ولا يُحاكى كاملًا.

تعمل على: نحو 10^14 FLOPS تقريبي عنقود جامعي، ساعات لكل تصميم خلية منذ: 1993 نموذج دويل وفولر ونيومان لبطارية الأقطاب المسامية

[حقول متصلة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-continuum)[المبادئ الأولى](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-first-principles)القاع: حقول

### محاكاة محرك الصاروخ

غاز احتراق حار يتمدد عبر فوهة محرك صاروخي، والحرارة التي يفرغها في الجدران التي يجب أن تصمد أمامه.

السؤال الذي تجيب عنه: كم من الدفع ينتجه هذا المحرك، وهل ستصمد الفوهة والجدران أمام الحرارة؟

يُغفل: لا يزال عدم استقرار الاحتراق، حين يبدأ اللهب نفسه بالتذبذب، صعب التنبؤ.

تعمل على: نحو 10^16 FLOPS تقريبي حصة من حاسوب فائق لوكالة فضاء أو شركة، ساعات لكل حالة منذ: 1968 بحلول 1968، نماذج حاسوبية مبكرة لغرف احتراق الصواريخ

[حقول متصلة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-continuum)القاع: حقول

### محاكاة حرارة المركبات الفضائية وطاقتها

الحرارة والطاقة الكهربائية وهي تنتقل عبر قمر صناعي مع تغيّر ضوء الشمس والظل والمعدات على متنه.

السؤال الذي تجيب عنه: هل سيبقى كل جزء من المركبة الفضائية ضمن درجة حرارته وميزانية قدرته الآمنتين؟

يُغفل: يفترض أن الأسطح تتقادم وتتدهور كما هو متوقع، وهو ما لا تؤكده دائمًا سنوات المدار.

تعمل على: نحو 10^12 FLOPS تقريبي حاسوب مكتبي لمهندس أقمار صناعية، دقائق لكل حالة مدارية منذ: 1965 بحلول 1965، نماذج مبكرة للتوازن الحراري للأقمار الصناعية المدارية

[المعادلات التفاضلية](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-equations)القاع: أجساد

### محاكاة إنتاج مزارع الطاقة الشمسية والرياح

ضوء الشمس أو الرياح على مدى سنة يُقابَل بألواح المزرعة أو توربيناتها لتوقع كمية الطاقة التي ستنتجها.

السؤال الذي تجيب عنه: كم من الكهرباء ستولّد هذه المزرعة فعلًا، وهل يستحق بناؤها؟

يُغفل: سنة طقس واحدة غير معتادة قد تنحرف مع ذلك انحرافًا حادًا عن المتوسط طويل الأمد.

تعمل على: نحو 10^12 FLOPS تقريبي حاسوب مكتبي لدى مطوّر عقاري، دقائق لكل موقع منذ: 1981 بحلول 1981، تقييم حاسوبي مبكر لموارد الرياح لاختيار مواقع مزارع الرياح

[حقول متصلة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-continuum)[عمليات عشوائية](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-stochastic)القاع: حقول

### خطر التصادم في الكوكبات الضخمة

عشرات الآلاف من الأقمار الاصطناعية في مدارات منخفضة مشتركة تُتتبَّع مقابل الحطام القائم لتقدير الاقترابات الشديدة ومناورات التفادي وأثر الأعطال.

السؤال الذي تجيب عنه: كم تصادمًا ستضيف كوكبة ضخمة، وبأي سرعة يجب إزالة الأقمار المعطّلة؟

يُغفل: معدلات الإطلاق المستقبلية ومعدلات الفشل وسلوك المشغّلين افتراضات، والشظايا الصغيرة غير المتتبَّعة قليلة المعرفة.

تعمل على: نحو 10^14 FLOPS تقريبي أيام على عنقود لعقود من التطور المداري. منذ: 2017 دراسة رادتكه وزملائه لتفاعل الكوكبات الضخمة مع بيئة حطام الفضاء. [المصدر](https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2016.11.021)

[الجسيمات والأجسام المتعددة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-particles)[مونت كارلو](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-monte-carlo)[عمليات عشوائية](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-stochastic)القاع: قواعد

### احتمال تصادم الاقتران

تُستخدم المدارات المتوقعة لجسمين، مع شكوكها، لحساب احتمال تصادمهما عند مرورهما قريبين.

السؤال الذي تجيب عنه: هل يستحق تشغيل الدافعات لتفادي هذا الاقتراب الوثيق؟

يُغفل: غالبًا ما يُستهان بعدم اليقين في المدارات، ويعتمد احتمال واحد اعتمادًا شديدًا على الشكل المفترض للخطأ.

تعمل على: نحو 10^6 FLOPS تقريبي ثوانٍ لكل اقتران، تُشغَّل على آلاف الأجرام. منذ: 1999 تحليل ألفريند وزملائه لأخطاء احتمال التصادم. [المصدر](https://doi.org/10.1023/a:1010056509803)

[المعادلات التفاضلية](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-equations)[مونت كارلو](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-monte-carlo)القاع: قواعد

## التصنيع ومعالجة المواد

### صبّ المعادن وتصلّبها

معدن منصهر يملأ قالبًا ويتجمد، ويُتتبَّع لمعرفة أين يملأ بصورة سيئة أو ينكمش إلى عيب.

السؤال الذي تجيب عنه: هل سيمتلئ هذا الصبّ بشكل سليم، وأين ستتكون العيوب؟

يُغفل: ظروف الفرن والقالب الحقيقية تتفاوت أكثر من صبّة محاكاة واحدة.

تعمل على: نحو 10^14 FLOPS تقريبي عنقود شركة هندسية، ساعات لكل حالة منذ: 1985 بحلول 1985، محاكاة حاسوبية مبكرة لعملية التصنيع هذه

[حقول متصلة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-continuum)القاع: حقول

### محاكاة اللحام

انصهار المعدن وامتزاجه وتبريده في المنطقة الضيقة حول اللحام، مع الإجهادات التي تُشوّه القطعة النهائية.

السؤال الذي تجيب عنه: هل سيصمد اللحام، وكم ستتشوه القطعة بعد ذلك؟

يُغفل: يفترض ظروف لحام نظيفة ومستقرة لا يوفرها اللحام اليدوي دائمًا.

تعمل على: نحو 10^14 FLOPS تقريبي عنقود شركة هندسية، ساعات لكل حالة منذ: 1975 بحلول 1975، محاكاة حاسوبية مبكرة لعملية التصنيع هذه

[حقول متصلة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-continuum)القاع: حقول

### محاكاة التصنيع الإضافي

قطعة تُبنى طبقة فوق طبقة بمصدر حرارة متحرك، مع تتبّع التسخين والانصهار والإجهاد المتبقي الناتج.

السؤال الذي تجيب عنه: هل ستلتوي القطعة النهائية أو تتشقق، وكيف ينبغي توجيهها على لوحة البناء؟

يُغفل: محاكاة قطعة كاملة بدقة حقيقية لا تزال أبطأ من أن تناسب معظم جداول الإنتاج.

تعمل على: نحو 10^14 FLOPS تقريبي عنقود شركة هندسية، ساعات لكل حالة منذ: 1995 بحلول 1995، محاكاة حاسوبية مبكرة لعملية التصنيع هذه

[حقول متصلة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-continuum)القاع: حقول

### تشكيل المعادن والختم

صفيحة معدنية أو سبيكة ساخنة تُضغط أو تُختم أو تُطرق إلى شكلها النهائي.

السؤال الذي تجيب عنه: هل سيتشقق المعدن أو يتجعد قبل أن يبلغ شكله النهائي؟

يُغفل: يفترض صفيحة ابتدائية موحّدة؛ ودفعات المواد الحقيقية تتفاوت أكثر من ذلك.

تعمل على: نحو 10^14 FLOPS تقريبي عنقود شركة هندسية، ساعات لكل حالة منذ: 1980 بحلول 1980، محاكاة حاسوبية مبكرة لعملية التصنيع هذه

[حقول متصلة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-continuum)القاع: حقول

### محاكاة التشغيل الآلي بالقطع

أداة قطع تزيل المعدن على شكل رقائق، مع ما ينتج عن ذلك من قوى وحرارة وتآكل.

السؤال الذي تجيب عنه: ما أسرع قطع ممكن دون كسر الأداة أو إفساد الملمس النهائي للسطح؟

يُغفل: تآكل الأدوات عبر قطع كثيرة ما زال يُقدَّر في الغالب من الخبرة السابقة لا من المبادئ الأولى.

تعمل على: نحو 10^13 FLOPS تقريبي عنقود شركة هندسية، ساعات لكل حالة منذ: 1982 بحلول 1982، محاكاة حاسوبية مبكرة لعملية التصنيع هذه

[حقول متصلة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-continuum)القاع: حقول

### محاكاة القولبة بالحقن

بلاستيك منصهر يملأ تجاويف قالب ويبرد إلى شكله النهائي.

السؤال الذي تجيب عنه: هل سيمتلئ القالب بانتظام، وأين سيلتوي أو يُظهر عيوباً؟

يُغفل: دفعات البلاستيك الحقيقية تتفاوت في طريقة تدفقها بالضبط أكثر مما تفترضه بيانات المواد القياسية.

تعمل على: نحو 10^13 FLOPS تقريبي عنقود شركة هندسية، ساعات لكل حالة منذ: 1976 بحلول 1976، محاكاة حاسوبية مبكرة لعملية التصنيع هذه

[حقول متصلة](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/methods#m-continuum)القاع: حقول

[◂ السلوك البشري والمجتمع](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/human-society)[المدن والبنية التحتية والعمليات ▸](https://simulation-hypothesis.com/ar/simulations/cities-operations)