---
title: "Inhinyeriya at teknolohiya · Mga Simulasyon · Hypothesis ng Simulasyon"
url: https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/engineering
description: "Daloy ng hangin sa mga pakpak, mga estrukturang may pasan, mga chip bago gawin, mga robot bago itayo."
license: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
credit: "Ross Allan Dahl, Hypothesis ng Simulasyon (simulation-hypothesis.com)"
---

[Mga Simulasyon](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations)larangan 9 ng 18

# Inhinyeriya at teknolohiya

Hangin sa mga pakpak, istrukturang may karga, chip bago gawin, robot bago itayo.

Halos walang itinatayo ngayon na hindi muna sini-simulate. Sa nakalipas na limampung taon, pinalitan ng simulation ang karamihan ng pisikal na prototype. Ang pinakamatandang anyo, ang pisikal na scale model, ay ginagamit pa rin.

## Daloy

### Aerodynamics

Hangin na dumadaloy sa mga pakpak, kotse, gusali at wind turbine.

Tanong na sinasagot nito: Gaano karaming drag, gaano karaming lift, at saan humihiwalay ang daloy?

Hindi kasama: Minomodelo, hindi nareresolba, ang turbulence, kaya tinatantiya ang pinong detalye ng paghihiwalay.

Tumatakbo sa: mga 10^15 FLOPS magaspang isang unibersidad o korporasyong HPC cluster, mga araw bawat kaso Mula: 1962 Panel method nina Hess at Smith para sa hugis ng eroplano

[Mga continuum field](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-continuum)pinakamababang antas: Mga field

### Turbulence

Bawat ipu-ipo ng magulong daloy ay direktang nire-resolve, mula sa pinakamalaking ikot hanggang sa pinakamaliit.

Tanong na sinasagot nito: Ano talaga ang ginagawa ng turbulence, para matantiya ito ng mas murang mga modelo?

Hindi kasama: Limitado sa katamtamang Reynolds number; nilalampasan ng mga tunay na daloy ang pinakamalalaking makina.

Tumatakbo sa: mga 10^17 FLOPS magaspang isang pambansang supercomputer, malaking bahagi, sa loob ng ilang linggo Mula: 1972 Ang unang 3D na direct numerical simulation nina Orszag at Patterson

[Mga continuum field](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-continuum)pinakamababang antas: Mga field

### Mga pisikal na scale model

Mga wind tunnel, wave tank, modelo ng ilog at shaking table: ang pinakamatatandang simulasyon, at ginagamit pa rin para suriin ang mga numerikal.

Tanong na sinasagot nito: Tumutugma ba ang totoong daloy sa hinulaan ng kompyuter?

Hindi kasama: Ibig sabihin ng mga scale effect, hindi laging kumikilos ang maliit na modelo tulad ng buong-laking bagay.

Tumatakbo sa: walang kompyuter. walang digital na kompyuting; tunay na hangin, tubig o shaking table sa halip Mula: 1871 Si Frank Wenham ay nagtayo ng isa sa mga unang wind tunnel

[Pisikal na analogue](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-analogue)pinakamababang antas: Mga field

### Cavitation simulation

Mga bulang nabubuo at marahas na bumabagsak sa mabilis na gumagalaw na likido, sa paligid ng propeller ng barko, bomba at balbula.

Tanong na sinasagot nito: Saan magdudulot ng pagkasira ang cavitation sa propeller o bomba na ito, at paano natin ito idi-disenyo para maiwasan?

Hindi kasama: Nangyayari ang pagbagsak ng bula sa mga sukat na mas pino kaysa kayang i-resolve ng karamihan ng simulation sa lahat ng dako.

Tumatakbo sa: mga 10^15 FLOPS magaspang isang cluster ng unibersidad o shipyard, ilang oras bawat kaso Mula: 1988 pagsapit ng 1988, mga maagang computational na modelo ng cavitating na daloy sa paligid ng propeller

[Mga continuum field](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-continuum)pinakamababang antas: Mga field

### Multiphase at pipeline flow

Langis, gas, tubig at slurry na sabay-sabay na gumagalaw sa mga pipeline, balon at planta ng proseso.

Tanong na sinasagot nito: Tuloy-tuloy ba ang takbo ng pipeline, o mabubulunan ito ng mga slug ng likido at gas?

Hindi kasama: Isa pa rin sa mas mahirap hulaan nang maaasahan ang biglaang pagbuo ng slug.

Tumatakbo sa: mga 10^14 FLOPS magaspang cluster ng isang kumpanya ng enerhiya, ilang oras bawat kaso ng pipeline Mula: 1979 pagsapit ng 1979, mga maagang multiphase flow na modelo para sa mga pipeline ng langis at gas sa laot

[Mga continuum field](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-continuum)pinakamababang antas: Mga field

### Simulasyon ng pagdami ng yelo

Mga patak ng supercooled na tubig na nagyeyelo sa mga pakpak ng eroplano at talim ng wind turbine habang lumilipad o nasa hangin.

Tanong na sinasagot nito: Gaano karaming yelo ang mabubuo, at makakasabay ba ang de-icing?

Hindi kasama: Mas nag-iiba ang laki ng tunay na patak ng ulap at mixed-phase na yelo kaysa sa ipinapalagay ng karaniwang kondisyon ng pagsubok.

Tumatakbo sa: mga 10^14 FLOPS magaspang cluster ng isang aerospace lab, ilang oras bawat kaso ng icing Mula: 1988 pagsapit ng 1988, mga maagang computational icing code na sumusuporta sa sertipikasyon ng eroplano

[Mga continuum field](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-continuum)pinakamababang antas: Mga field

### Mga physics-informed na neural network

Isang neural network ang sinasanay para masunod ng mga output nito ang isang namamahalang differential equation at ang nakitang datos nang sabay.

Tanong na sinasagot nito: Matututunan ba ng isang network ang solusyon ng isang PDE na may kaunti o walang mesh?

Hindi kasama: Mabagal at hindi maaasahan ang pagsasanay para sa mga problemang stiff o magulo ang daloy.

Tumatakbo sa: mga 10^13 FLOPS magaspang Pagsasanay na batay sa gradient na may awtomatikong differentiation Mula: 2017 Physics informed deep learning, part I (2017) [pinagmulan](https://arxiv.org/abs/1711.10561)

[Mga natutuhang emulator](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-learned)[Mga differential equation](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-equations)pinakamababang antas: Mga field

### Mga neural operator

Natututo ang isang network ng mapa mula sa isang function, gaya ng boundary condition, tungo sa solusyon ng isang PDE, kaya nasasagot ang mga bagong input sa isang pasada.

Tanong na sinasagot nito: Malulutas ba agad ng isang sinanay na modelo ang buong pamilya ng mga PDE?

Hindi kasama: Kailangan ng maraming takbo ng solver para sa pagsasanay at mahina sa extrapolation.

Tumatakbo sa: mga 10^15 FLOPS magaspang Magastos na paggawa ng datos, saka mabilis na inference Mula: 2019 DeepONet: learning nonlinear operators (2019), followed by Fourier neural operators (2020) [pinagmulan](https://arxiv.org/abs/1910.03193)

[Mga natutuhang emulator](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-learned)[Mga differential equation](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-equations)pinakamababang antas: Mga field

### Mga learned simulator na graph-network

Isang graph neural network na sinanay sa datos ng simulation ang nagpapausad ng mga particle o mesh node para gayahin ang mga likido, tela at solido.

Tanong na sinasagot nito: Mapapalitan ba ng isang neural net ang isang physics solver para sa mga likido at nababagong bagay?

Hindi kasama: Naiipon ang mga error sa mahahabang rollout at hindi garantisado ang conservation.

Tumatakbo sa: mga 10^14 FLOPS magaspang Pagsasanay sa datos ng solver, mas mabilis na rollout Mula: 2020 Learning to simulate complex physics with graph networks (2020) [pinagmulan](https://arxiv.org/abs/2002.09405)

[Mga natutuhang emulator](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-learned)[Mga partikulo at N-body](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-particles)pinakamababang antas: Mga field

### Mga learned na solver ng likido

Pinapalitan ng isang convolutional network ang hakbang ng pressure-projection ng isang grid fluid solver para pabilisin ang simulation ng usok at likido.

Tanong na sinasagot nito: Mapapabilis ba nang husto ng isang sinanay na network ang isang incompressible flow solver?

Hindi kasama: Sinusubok lang ang katatagan at katumpakan sa mga daloy na katulad ng ginamit sa pagsasanay.

Tumatakbo sa: mga 10^12 FLOPS magaspang Pagsasanay sa datos ng solver, mabilis na inference Mula: 2016 Accelerating Eulerian fluid simulation with convolutional networks (2016) [pinagmulan](https://arxiv.org/abs/1607.03597)

[Mga natutuhang emulator](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-learned)[Mga continuum field](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-continuum)pinakamababang antas: Mga field

### Mga lattice-gas automata para sa daloy ng likido

Mga particle na tumatalon sa lattice na may simpleng tuntunin ng banggaan na nagpaparami ng daloy ng likido o gas sa malaki, nang walang built-in na ekwasyon ng fluid mechanics.

Tanong na sinasagot nito: Lilitaw ba ang daloy ng likido mula sa simpleng tuntunin ng particle sa isang lattice?

Hindi kasama: Nililimitahan ng ingay mula sa discrete na particle at kakulangan ng Galilean invariance ang katumpakan, kaya ito pinalitan.

Tumatakbo sa: mga 10^11 FLOPS magaspang mga bit-wise na tuntunin sa lattice na may milyun-milyong site. Mula: 1986 Ang lattice-gas automata nina Frisch, Hasslacher at Pomeau para sa Navier-Stokes equation. [pinagmulan](https://doi.org/10.1103/physrevlett.56.1505)

[Mga cellular automaton](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-cellular-automata)[Mga partikulo at N-body](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-particles)pinakamababang antas: Mga patakaran

### Simulasyon ng daloy gamit ang lattice Boltzmann

Likidong kinakatawan ng mga distribusyon ng bilis ng particle sa isang lattice, na dumadaloy at nagbabanggaan para magbigay ng daloy sa masalimuot na heometriya gaya ng butas-butas na bato o daluyan ng dugo.

Tanong na sinasagot nito: Paano dumadaloy ang isang likido sa napakasalimuot na heometriya?

Hindi kasama: Limitado ang pamamaraan sa mababang bilang ng Mach, at kailangang pag-ingatan ang pagtrato sa hangganan.

Tumatakbo sa: mga 10^15 FLOPS magaspang bilyun-bilyong lattice cell sa graphics o cluster na hardware. Mula: 1988 Paggamit nina McNamara at Zanetti ng Boltzmann equation para simulahin ang mga lattice-gas automata. [pinagmulan](https://doi.org/10.1103/physrevlett.61.2332)

[Lattice field theory](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-lattice)[Mga continuum field](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-continuum)pinakamababang antas: Mga field

### Direct simulation ng rarefied gas

Mga molekula ng manipis na gas na ginagalaw at pinagbabanggaan nang random, kung saan masyadong kalat ang gas para maging tuloy-tuloy na likido, tulad sa gilid ng kalawakan o sa loob ng maliliit na channel.

Tanong na sinasagot nito: Paano dumadaloy ang manipis na gas sa paligid ng sasakyan sa gilid ng atmospera?

Hindi kasama: Bawat na-simulate na particle ay kumakatawan sa trilyun-trilyong totoo, kaya mataas ang estadistikal na ingay sa mababang bilis.

Tumatakbo sa: mga 10^14 FLOPS magaspang bilyun-bilyong na-simulate na particle. Mula: 1963 Ang direct simulation ni Bird sa paglapit sa translational equilibrium sa isang gas ng matigas na sphere. [pinagmulan](https://doi.org/10.1063/1.1710976)

[Mga partikulo at N-body](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-particles)[Monte Carlo](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-monte-carlo)pinakamababang antas: Mga molekula

### Large-eddy simulation ng wind farm

Magulong hangin sa isang wind farm na idinadagdag ang puwersa mula sa bawat rotor, para makita kung paano nag-iinteract ang mga wake at binabawasan ang lakas ng mga turbine sa likod.

Tanong na sinasagot nito: Gaano karaming lakas ang nawawala sa isang wind farm dahil sa sarili nitong mga wake?

Hindi kasama: Pinapalitan ng mga force disk ang mga talim ng turbine, at binabago ng lupain at katatagan ng atmospera ang mga resulta.

Tumatakbo sa: mga 10^16 FLOPS magaspang mga takbo ng large-eddy sa multi-kilometrong domain na may sampu-sampung turbine. Mula: 2010 Ang large-eddy simulation nina Calaf, Meneveau at Meyers sa ganap na nabuong boundary layer ng hanay ng wind turbine. [pinagmulan](https://doi.org/10.1063/1.3291077)

[Mga continuum field](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-continuum)[Mga differential equation](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-equations)pinakamababang antas: Mga field

### Fluid-structure interaction

Isang gumagalaw na likido at isang nababagong katawan na sabay na nilulutas, para mahulaan ang pagaspas, panginginig at flutter ng mga pakpak, tulay at balbula.

Tanong na sinasagot nito: Paano gumagalaw ang isang nababaluktot na istruktura sa daloy sa paligid nito?

Hindi kasama: Ginagawang magastos at kung minsan ay hindi matatag ng galaw ng mesh at malalakas na added-mass na epekto ang coupling.

Tumatakbo sa: mga 10^15 FLOPS magaspang mga coupled na fluid at solid solver na inuulit sa bawat hakbang. Mula: 1974 Arbitrary Lagrangian-Eulerian method nina Hirt, Amsden at Cook para sa mga daloy sa lahat ng bilis. [pinagmulan](https://doi.org/10.1016/0021-9991%2874%2990051-5)

[Mga continuum field](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-continuum)[Mga differential equation](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-equations)pinakamababang antas: Mga field

### Large-eddy simulation ng fire dynamics

Mainit na gas at usok mula sa sunog sa isang silid, lagusan o gusali na nilulutas bilang buoyant na magulong daloy na may simpleng pagkasunog, para makita kung paano kumakalat ang init at usok.

Tanong na sinasagot nito: Gaano kabilis mapupuno ng usok ang pasilyong ito, at kailan na hindi makikita ng mga tao ang labasan?

Hindi kasama: Pinasimple ang kimika ng combustion at uling, at tinatantiya lang ang paglalarawan sa totoong panggatong, bintana at muwebles.

Tumatakbo sa: mga 10^13 FLOPS magaspang mga araw sa isang cluster para sa malaking sunog ng gusali. Mula: 2000 Ang Fire Dynamics Simulator user's manual nina McGrattan at mga kasamahan mula sa US National Institute of Standards and Technology. [pinagmulan](https://doi.org/10.6028/nist.ir.6469)

[Mga continuum field](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-continuum)[Mga differential equation](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-equations)pinakamababang antas: Mga field

## Mga istruktura at makina

### Pagsusuring istruktural

Mga tulay, gusali, eroplano at piyesa sa ilalim ng karga, init at panginginig.

Tanong na sinasagot nito: Nasaan ang mahinang punto, at gaano pa ang natitirang margin?

Hindi kasama: Ipinapalagay ang ideyal na materyal at karga; ang mga totoong depekto ay hinaharap sa pamamagitan ng margin, hindi ng pisika.

Tumatakbo sa: mga 10^14 FLOPS magaspang isang engineering workstation o maliit na cluster, ilang oras bawat kaso Mula: 1956 Ang pamamaraang istruktural ng eroplano nina Turner, Clough, Martin at Topp

[Mga continuum field](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-continuum)pinakamababang antas: Mga field

### Simulation ng banggaan

Mga sasakyang nababaluktot sa banggaan, na may virtual na sakay sa loob.

Tanong na sinasagot nito: Paano natin poprotektahan ang mga tao sa loob?

Hindi kasama: Tinatantiya ang pinsala sa sakay mula sa mga modelo ng dummy, hindi sa pagkakaiba-iba ng tunay na tisyu ng tao.

Tumatakbo sa: mga 10^15 FLOPS magaspang HPC cluster ng isang automaker, ilang oras bawat kaso ng banggaan Mula: 1979 pagsapit ng 1979, ang mga explicit finite-element code ng pambansang laboratoryo ay nagmomodelo ng mga banggaan ng sasakyan

[Mga continuum field](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-continuum)pinakamababang antas: Mga field

### Multibody dynamics

Mga makina bilang matitigas na bahaging pinagdugtong ng bisagra, spring at gear: suspensiyon, makina, braso ng robot.

Tanong na sinasagot nito: Gagalaw ba ang mekanismo ayon sa disenyo, at saan napupunta ang mga karga?

Hindi kasama: Itinuturing na matigas o bahagyang nababaluktot ang mga bahagi, kaya hindi nakukuha ang pinong vibration mode.

Tumatakbo sa: mga 10^13 FLOPS magaspang isang engineering desktop, ilang minuto hanggang oras Mula: 1971 Paraang pangkompyuter nina Sheth at Uicker para sa pagsusuri ng mekanismo

[Mga differential equation](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-equations)pinakamababang antas: Mga katawan

### Akustika at panginginig

Mga alon ng tunog sa mga silid, makina at lungsod, at panginginig sa mga istruktura.

Tanong na sinasagot nito: Magkakaroon ba ng mahusay na akustika ang bulwagang ito, at maririnig bang magre-resonate ang tulay na ito?

Hindi kasama: Nahihirapan sa mababang frequency, kung saan nangingibabaw ang epekto ng alon kaysa sa mga ray.

Tumatakbo sa: mga 10^14 FLOPS magaspang isang workstation o maliit na cluster, ilang oras bawat kaso Mula: 1968 Nagmodelo sina Krokstad at mga kasamahan ng acoustics ng silid sa pamamagitan ng ray tracing

[Mga continuum field](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-continuum)pinakamababang antas: Mga field

### Pagkapagod at paglaki ng bitak

Ang mabagal na pinsala ng isang istruktura mula sa milyun-milyong maliliit na siklo ng karga, sinusubaybayan bilang mga bitak na lumalaki at kalaunan ay bumibigay.

Tanong na sinasagot nito: Ilang taon o oras ng lipad bago kailangang palitan ang piyesang ito?

Hindi kasama: Mas iba-iba ang mga tunay na kapintasan sa paggawa kaysa sa idealisadong unang bitak na ipinapalagay.

Tumatakbo sa: mga 10^14 FLOPS magaspang isang engineering workstation o maliit na cluster, ilang oras bawat piyesa Mula: 1968 pagsapit ng 1968, mga maagang fracture-mechanics fatigue-life na computer code

[Mga continuum field](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-continuum)pinakamababang antas: Mga field

### Tribolohiya at mekanika ng contact

Friction, pagkasira at lubrication sa pagitan ng mga gumagalaw na ibabaw sa mga bearing, gear at kasukasuan.

Tanong na sinasagot nito: Gaano katagal tatagal ang bearing na ito, at gaano karaming enerhiya ang nasasayang ng friction?

Hindi kasama: Tinatantiya ang pagkamagaspang ng ibabaw sa mikroskopikong antas, hindi sinusukat sa bawat piyesa.

Tumatakbo sa: mga 10^13 FLOPS magaspang isang engineering desktop, ilang oras bawat kaso ng contact Mula: 1970 pagsapit ng 1970, mga maagang elastohydrodynamic lubrication na computer model

[Mga continuum field](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-continuum)pinakamababang antas: Mga field

### Topology optimisation

Materyal na idinaragdag at inaalis sa isang design space sa ilalim ng mga karga hanggang lumitaw ang pinakamagaang matigas na hugis, na may mga butas at suhay na hindi iginuhit ng inhinyero.

Tanong na sinasagot nito: Ano ang pinakamagaang hugis na kaya pa ring magdala ng bigat na ito?

Hindi kasama: Kadalasang mahirap gawin ang mga pinakamainam na hugis at maaaring marupok sa mga karga na hindi isinaalang-alang.

Tumatakbo sa: mga 10^13 FLOPS magaspang mga finite-element na solusyon sa loob ng optimisation loop na may milyun-milyong variable. Mula: 1988 Ang pagbuo nina Bendsoe at Kikuchi ng pinakamainam na topolohiya sa disenyo ng istruktura gamit ang homogenisation method. [pinagmulan](https://doi.org/10.1016/0045-7825%2888%2990086-2)

[Mga continuum field](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-continuum)[Mga differential equation](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-equations)pinakamababang antas: Mga field

### Peridynamic na pagmomodelo ng pagbibitak

Isang solidong kinakatawan bilang mga punto na nag-uugnayan sa malayo, kaya nagsisimula, sumasanga at nagsasanib ang mga bitak nang walang landas ng bitak na itinakda nang una.

Tanong na sinasagot nito: Paano pumipili ng daan ang bitak sa isang malutong na materyal?

Hindi kasama: Dapat i-calibrate sa materyal ang saklaw ng interaksyon at batas ng pagkabigo.

Tumatakbo sa: mga 10^14 FLOPS magaspang meshless na takbo na may milyun-milyong node. Mula: 2000 Reformulation ni Silling ng teorya ng elastisidad para sa mga diskontinuidad at long-range na puwersa. [pinagmulan](https://doi.org/10.1016/s0022-5096%2899%2900029-0)

[Mga partikulo at N-body](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-particles)[Mga continuum field](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-continuum)pinakamababang antas: Mga field

### Pagmomodelo ng orbital debris at banggaan ng satellite

Mga satellite, piraso at katawan ng rocket na sinusubaybayan sa loob ng mga dekada ng banggaan at pagkabulok para alamin kung nagpapalaki sila sa sarili at nagsasara ng mga kapaki-pakinabang na orbit.

Tanong na sinasagot nito: Ilang banggaan bago maging hindi na magamit ang orbit dahil sa debris?

Hindi kasama: Hindi tiyak ang maliliit na hindi nasusubaybayang piraso, ang mga paglulunsad sa hinaharap at ang kilos ng pagpapagaan.

Tumatakbo sa: mga 10^11 FLOPS magaspang mahahabang Monte Carlo na takbo sa maraming populasyon ng orbit. Mula: 1978 Ang dalas ng banggaan ng mga artipisyal na satellite at ang pagbuo ng debris belt nina Kessler at Cour-Palais. [pinagmulan](https://doi.org/10.1029/ja083ia06p02637)

[Mga prosesong stochastic](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-stochastic)[Mga partikulo at N-body](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-particles)[System dynamics](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-system-dynamics)pinakamababang antas: Mga patakaran

### Co-simulation ng magkakaugnay na modelo

Pinatatakbo nang magkakasama ang magkakahiwalay na simulation ng motor, gearbox, controller at baterya, na bawat isa ay binuo sa sarili nitong kagamitan, sa pamamagitan ng pagpapalitan ng datos sa napagkasunduang time step.

Tanong na sinasagot nito: Gumagana ba ang buong makina kapag sabay-sabay na tumatakbo ang bawat modelo ng subsistema na binuo ng iba't ibang koponan?

Hindi kasama: Ang pagpapalitan ng datos sa mga nakapirming hakbang ay nagdaragdag ng numerikal na error, at maaaring maging di-matatag ang matigas na coupling.

Tumatakbo sa: mga 10^10 FLOPS magaspang oras sa isang workstation para sa isang siklo ng sasakyan. Mula: 2011 Ang Functional Mock-up Interface nina Blochwitz at mga kasamahan para sa palitan ng mga modelo ng simulation na hindi nakasalalay sa kagamitan. [pinagmulan](https://doi.org/10.3384/ecp11063105)

[Mga differential equation](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-equations)[Discrete event](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-discrete-event)[Real time](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-real-time)pinakamababang antas: Mga patakaran

## Electronics at mga kompyuter

### Simulation ng circuit

Bawat boltahe at kuryente sa isang electronic na circuit, transistor por transistor.

Tanong na sinasagot nito: Gumagana ba ang circuit, at gaano karaming kuryente ang ginagamit nito?

Hindi kasama: Mga tinatayang na-fit na modelo ang mga component model; nag-iiba sa bawat chip ang totoong silicon.

Tumatakbo sa: mga 10^13 FLOPS magaspang isang engineering desktop, ilang minuto bawat bloke ng chip Mula: 1973 Ang SPICE nina Nagel at Pederson, isang pangkalahatang circuit simulation program sa Berkeley

[Mga differential equation](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-equations)pinakamababang antas: Mga populasyon

### Simulation ng lohika ng chip

Isang digital na disenyo ng chip na pinatatakbo nang isang clock cycle bawat hakbang bago ito gawin.

Tanong na sinasagot nito: Tama ba ang kinukwenta ng chip bago pa magastos sa paggawa nito?

Hindi kasama: Tinatantiya ang tiyempo; maaari pa ring mabigo ang gumaganang simulasyon kapag nagawa na.

Tumatakbo sa: mga 10^14 FLOPS magaspang isang design workstation o maliit na server cluster, ilang oras bawat takbo Mula: 1965 pagsapit ng 1965, sinusuri ng mga maagang gate-level simulator ang mga digital na disenyo ng lohika

[Discrete event](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-discrete-event)[Mga patakaran at estado](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-rules)pinakamababang antas: Mga patakaran

### Electromagnetics

Mga alon ng radyo, liwanag at field sa paligid ng mga antenna, circuit at optical na device.

Tanong na sinasagot nito: Gaano kahusay mag-radiate ang antenna na ito, at tumatagas ba ng interference ang device na ito?

Hindi kasama: Nawawala ang pinong heometrikong detalye malapit sa limitasyon ng mesh.

Tumatakbo sa: mga 10^14 FLOPS magaspang isang workstation o cluster, ilang oras bawat disenyo Mula: 1966 Finite-difference time-domain method ni Kane Yee

[Mga continuum field](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-continuum)pinakamababang antas: Mga field

### Simulation ng computer network

Mga packet na dumadaloy sa mga router, link at protocol.

Tanong na sinasagot nito: Kaya bang suportahan ng network ang dalawang beses na trapiko?

Hindi kasama: Pinasimple ang mga kakaiba ng tunay na hardware at padron ng trapiko na nakikita sa mga production network.

Tumatakbo sa: mga 10^13 FLOPS magaspang isang desktop o maliit na server, ilang minuto hanggang oras Mula: 1964 Queueing analysis ni Leonard Kleinrock ng mga packet network

[Discrete event](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-discrete-event)pinakamababang antas: Mga patakaran

### Emulation at mga virtual machine

Isang makinang ginagaya nang eksakto ang isa pa, instruksiyon por instruksiyon, para tumakbo nang walang pagbabago ang software nito.

Tanong na sinasagot nito: Mapapatakbo ba natin ang lumang o hinaharap na sistemang ito sa hardware na mayroon tayo?

Hindi kasama: Mas mabagal tumakbo kaysa sa tunay na hardware maliban kung maingat na na-optimise.

Tumatakbo sa: mga 10^12 FLOPS magaspang isang desktop na kompyuter, real time o mas mabilis Mula: 1963 pagsapit ng 1963, sinusubok ng mga maagang instruction-set simulator ang mga disenyo ng kompyuter bago pa umiral ang mga ito

[Mga patakaran at estado](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-rules)pinakamababang antas: Mga patakaran

### Simulasyon ng semiconductor device

Mga electron at dopant na atomo sa loob ng iisang transistor, bago gawing circuit-level na modelo.

Tanong na sinasagot nito: Paano babaguhin ng hugis at doping ng transistor na ito ang pag-switch nito?

Hindi kasama: Pinasimple ang mga quantum effect na pinakamahalaga sa napakaliliit na sukat ng transistor.

Tumatakbo sa: mga 10^14 FLOPS magaspang cluster ng isang kumpanya ng semiconductor, ilang oras bawat aparato Mula: 1964 Numerical na modelo ni Gummel ng bipolar transistor

[Mga continuum field](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-continuum)[Mga unang prinsipyo](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-first-principles)pinakamababang antas: Mga atom

### Mga digital twin ng network

Isang virtual na kopya ng isang communication network, pinananatiling kasabay ng totoo, ginagamit para subukan ang mga pagbabago bago ilapat.

Tanong na sinasagot nito: Ano ang mangyayari sa network kung gagawin ang pagbabagong ito?

Hindi kasama: Nakasalalay ang katapatan sa telemetry, at limitado ang sukat.

Tumatakbo sa: mga 10^12 FLOPS magaspang Mga packet-level o learned na modelo Mula: 2021 Digital twin networks: a survey (2021) [pinagmulan](https://doi.org/10.1109/JIOT.2021.3079510)

[Discrete event](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-discrete-event)[Mga natutuhang emulator](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-learned)pinakamababang antas: Mga patakaran

### Simulasyon ng optical lithography

Liwanag na dumadaan sa mask papunta sa photosensitive na manipis na patong para hulaan ang mga padron ng circuit na iimprenta sa chip, kasama ang blur at kimika ng resist.

Tanong na sinasagot nito: Mapi-print ba ayon sa nilalayon sa chip ang padron sa mask?

Hindi kasama: Tinatantiya ang kimika ng resist at stochastic na epekto ng photon sa maliliit na laki.

Tumatakbo sa: mga 10^13 FLOPS magaspang full-chip na simulation para sa isang layer. Mula: 1975 Ang optical lithography exposure model ni Dill ng resist. [pinagmulan](https://doi.org/10.1109/t-ed.1975.18158)

[Mga differential equation](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-equations)[Mga continuum field](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-continuum)pinakamababang antas: Mga field

### Simulasyon ng semiconductor process

Ang mga hakbang sa paggawa ng transistor, ang pag-implant, pagpapakalat at pag-oxidise, na sinusundan para hulaan ang mga doping profile at hugis bago ang modelo ng device.

Tanong na sinasagot nito: Anong dopant profile at hugis ang nililikha ng isang resipe ng paggawa?

Hindi kasama: Kailangang i-calibrate sa bawat bagong proseso ang mga modelo ng point-defect at interface.

Tumatakbo sa: mga 10^12 FLOPS magaspang dalawa- o tatlong-dimensyonal na solusyon ng diffusion at reaksiyon. Mula: 1979 Mga modelo nina Antoniadis at Dutton para sa computer simulation ng kumpletong proseso ng paggawa ng IC. [pinagmulan](https://doi.org/10.1109/t-ed.1979.19452)

[Mga continuum field](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-continuum)[Mga differential equation](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-equations)pinakamababang antas: Mga atom

### Thermal modelling ng processor

Init na dumadaloy sa mga patong ng isang chip at ng pakete nito, na pinapagalaw ng nagbabagong lakas ng mga functional block, para hanapin ang mga hot spot at itakda ang throttling.

Tanong na sinasagot nito: Saan nag-iinit nang sobra ang processor habang nagbabago ang workload nito?

Hindi kasama: Gumagamit ang modelo ng mga tantiya ng lakas, at pinagsasama-sama ang mga detalye ng package at pagpapalamig.

Tumatakbo sa: mga 10^8 FLOPS magaspang isang compact na thermal network na tumatakbo sa loob ng ilang segundo. Mula: 2003 Temperature-aware microarchitecture nina Skadron at mga kasamahan na may compact na thermal model. [pinagmulan](https://doi.org/10.1145/859618.859620)

[Mga continuum field](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-continuum)[Mga differential equation](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-equations)pinakamababang antas: Mga field

### Pagkalkula ng band-structure ng photonic-crystal

Liwanag sa isang periodic na ayos ng dielectric, nilulutas para sa mga frequency na kayang at hindi kayang dumaloy, para idisenyo ang mga waveguide at filter.

Tanong na sinasagot nito: Aling mga kulay ng liwanag ang kayang harangin ng isang periodic na istruktura?

Hindi kasama: Ipinapalagay ang perpektong periodicity, kaya hiwalay na idinaragdag ang kaguluhan, pagkawala at hangganang laki.

Tumatakbo sa: mga 10^10 FLOPS magaspang plane-wave eigenvalue solve para sa bawat wave vector. Mula: 1990 Pagpapakita nina Ho, Chan at Soukoulis ng photonic gap sa mga periodic na dielectric na istruktura. [pinagmulan](https://doi.org/10.1103/physrevlett.65.3152)

[Mga differential equation](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-equations)[Mga continuum field](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-continuum)pinakamababang antas: Mga field

### Modelo ng init ng nakapatong na chip

Init na dumadaan sa mga patong ng silicon na nakatambak nang patayo at pinalalamig ng likido sa pagitan ng mga ito, na nalulutas nang sapat na bilis para itakda ang disenyo ng stack.

Tanong na sinasagot nito: Mapapanatili ba ng isang stack ng mga chip na may mga daluyan ng coolant ang bawat patong sa ibaba ng hangganan nito?

Hindi kasama: May mga hot spot na mas maliit nang husto kaysa sa mga cell ng modelo ang mga tunay na chip, kaya maaaring mapagmaliit ang rurok na temperatura.

Tumatakbo sa: mga 10^8 FLOPS magaspang minuto sa isang workstation. Mula: 2010 Ang 3D-ICE compact transient thermal model nina Sridhar at mga kasamahan para sa mga 3D chip na may inter-tier na liquid cooling. [pinagmulan](https://doi.org/10.1109/iccad.2010.5653749)

[Mga continuum field](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-continuum)[Mga differential equation](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-equations)pinakamababang antas: Mga field

## Robotics at awtonomiya

### Simulasyon ng robot

Mga robot na may simulate na sensor at motor sa isang physics engine, na sinasanay o sinusubok bago humipo sa tunay na mundo.

Tanong na sinasagot nito: Gagana ba sa tunay na robot ang controller na natutuhan sa simulasyon?

Hindi kasama: Mahirap pa ring itugma nang eksakto ang contact at friction sa totoong mundo.

Tumatakbo sa: mga 10^13 FLOPS magaspang isang desktop na may GPU, real time o mas mabilis Mula: 1983 pagsapit ng 1983, ang mga maagang offline-programming simulator ay nagpaplano ng mga braso ng industriyal na robot

[Real time](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-real-time)[Mga natutuhang emulator](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-learned)pinakamababang antas: Mga katawan

### Pagsubok ng autonomous na sasakyan

Self-driving na software na nagmamaneho ng milyun-milyong virtual na kilometro sa mga bihira at mapanganib na senaryo.

Tanong na sinasagot nito: Paano hinaharap ng sistema ang sitwasyong minsan lang mangyari sa isang milyong kilometro?

Hindi kasama: Mahirap pa ring makuha ang mga bihirang tunay na senaryo, gaano man karaming virtual na kilometro ang imaneho.

Tumatakbo sa: mga 10^15 FLOPS magaspang isang fleet ng mga cloud GPU server, pinatatakbo nang sabay-sabay Mula: 2004 suporta ng simulation para sa mga unang grand challenge ng self-driving na sasakyan sa US

[Real time](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-real-time)[Agent-based](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-agent-based)pinakamababang antas: Mga katawan

### Swarm robotics

Maraming simpleng robot na nagkakaugnay sa pamamagitan ng lokal na tuntunin, na kadalasang hinihiram sa mga insekto.

Tanong na sinasagot nito: Magagawa ba ng isang daang murang robot ang hindi kaya ng isang mamahaling robot?

Hindi kasama: Hindi nakukuha ng mga simpleng simulate na robot ang tunay na ingay ng sensor at limitasyon ng baterya.

Tumatakbo sa: mga 10^12 FLOPS magaspang isang laptop, nagsi-simulate ng sampu hanggang daan-daang robot Mula: 1989 Ang maagang gawa ni Gerardo Beni sa swarm intelligence at cellular robotics

[Agent-based](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-agent-based)pinakamababang antas: Mga katawan

### Mga digital twin

Isang simulation na patuloy na pinananatiling kasabay ng totoong makina, planta o gusali gamit ang live na datos ng sensor nito.

Tanong na sinasagot nito: Ano ang malapit nang mabigo, at ano ang mangyayari kung babaguhin natin ang setting na ito?

Hindi kasama: Hangganan ng katumpakan ang datos ng sensor na ibinibigay dito; naiipon ang mga puwang at paglihis.

Tumatakbo sa: mga 10^13 FLOPS magaspang isang cloud server na patuloy na nag-a-update ng modelo ng isang halaman Mula: 2002 Iminungkahi ni Michael Grieves na ipares ang isang produkto sa live na virtual na modelo

[Discrete event](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-discrete-event)[Mga natutuhang emulator](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-learned)[Mga continuum field](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-continuum)pinakamababang antas: Mga katawan

### Mobilidad ng planetary rover

Ang mga gulong at braso ng isang rover na nakikipag-ugnayan sa maluwag na lupa at bato sa ibang mundo, bago pa ito magmaneho roon.

Tanong na sinasagot nito: Maiipit ba ang rover, at maaabot ba ng braso nito ang sampol?

Hindi kasama: Kilala lang ang lupa sa labas ng daigdig mula sa ilang landing site, kaya ini-extrapolate ang kilos nito.

Tumatakbo sa: mga 10^13 FLOPS magaspang cluster ng isang ahensiyang pangkalawakan, ilang oras bawat kaso ng lupain Mula: 1997 mga simulasyon ng gulong-lupa na sumuporta sa unang matagumpay na Mars rover

[Mga continuum field](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-continuum)[Real time](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-real-time)pinakamababang antas: Mga katawan

### Kontrol ng exoskeleton at prosthetic

Isang isinusuot na makina at katawan ng tao na gumagalaw nang magkasama, na inaayos ang control system bago ito isuot ng tao.

Tanong na sinasagot nito: Tutulong ba ang aparato sa galaw ng may suot, o hahadlang?

Hindi kasama: Bihirang makuha nang eksakto ng mga simulate na katawan ang partikular na pinsala o lakad ng isang tao.

Tumatakbo sa: mga 10^13 FLOPS magaspang desktop ng isang research lab, real time bawat pagsubok Mula: 1990 pagsapit ng 1990, mga maagang simulation ng kontrol ng powered-exoskeleton sa mga research lab

[Mga differential equation](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-equations)[Real time](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-real-time)pinakamababang antas: Mga katawan

### Mga kapaligiran sa pag-aaral ng robot na parallel sa GPU

Libu-libong simulate na robot ang sabay na tumatakbo sa iisang GPU para makapagsanay sa ilang minuto ang reinforcement-learning policy.

Tanong na sinasagot nito: Gaano kabilis matututuhan ang isang patakaran ng robot gamit ang malawakang parallel na simulation?

Hindi kasama: Pinasimple ang pisika ng contact, kaya kailangan ng ingat sa paglilipat.

Tumatakbo sa: mga 10^15 FLOPS magaspang Libu-libong parallel na kapaligirang pisika sa GPU Mula: 2021 Isaac Gym: high performance GPU-based physics simulation for robot learning (2021) [pinagmulan](https://arxiv.org/abs/2108.10470)

[Real time](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-real-time)[Mga natutuhang emulator](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-learned)pinakamababang antas: Mga katawan

### Domain-randomised na sim-to-real na pagsasanay

Isang patakaran ang sinasanay sa isang simulator na ang hitsura at pisika ay random na nag-iiba para gumana ito sa totoong mundo.

Tanong na sinasagot nito: Gagana ba sa totoong robot ang isang patakarang sinanay sa simulation lamang?

Hindi kasama: Kailangang sakupin ng mga hanay ng randomisation ang tunay na agwat, na mahirap malaman.

Tumatakbo sa: mga 10^14 FLOPS magaspang Malalaking randomised na takbo ng pagsasanay Mula: 2017 Domain randomization for transferring deep neural networks from simulation to the real world (2017) [pinagmulan](https://arxiv.org/abs/1703.06907)

[Mga natutuhang emulator](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-learned)[Mga prosesong stochastic](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-stochastic)pinakamababang antas: Mga katawan

### Differentiable na physics simulation

Isang physics engine na isinulat para dumaloy pabalik ang mga gradient sa mga contact at galaw, na nagpapahintulot na ayusin ang mga disenyo o controller sa pamamagitan ng gradient descent.

Tanong na sinasagot nito: Paano dapat baguhin ang controller o disenyong ito para gumanda ang kalalabasan?

Hindi kasama: Magulo o nakaliligaw ang mga gradient sa matitigas na kontak.

Tumatakbo sa: mga 10^12 FLOPS magaspang Mga paurong na pasada sa maraming hakbang ng simulation Mula: 2016 A differentiable physics engine for deep learning in robotics (2016) [pinagmulan](https://arxiv.org/abs/1611.01652)

[Mga differential equation](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-equations)[Mga natutuhang emulator](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-learned)pinakamababang antas: Mga katawan

### Adversarial na pagbuo ng senaryo sa pagmamaneho

Isang optimiser ang bahagyang nagbabago sa mga landas ng ibang gumagamit ng kalsada sa mga naitalang eksena para makahanap ng mga sitwasyong kung saan nabibigo ang isang sistemang self-driving.

Tanong na sinasagot nito: Anong makatotohanang sitwasyon ang nagpapabigo sa isang autonomy stack?

Hindi kasama: Ang senaryong nagpapabigo sa sistema ay maaaring halos hindi kailanman mangyari sa totoong kalsada, kaya kakaunti ang sinasabi nito tungkol sa kung gaano kadalas ang mga pagkabigo.

Tumatakbo sa: mga 10^13 FLOPS magaspang Maraming closed-loop na takbo ng simulation Mula: 2021 AdvSim: generating safety-critical scenarios for self-driving vehicles (2021) [pinagmulan](https://arxiv.org/abs/2101.06549)

[Mga prosesong stochastic](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-stochastic)[Mga natutuhang emulator](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-learned)pinakamababang antas: Mga katawan

### Mga bukas na driving simulator na may sensor model

Isang mundong gawa sa game engine na may trapiko, panahon at na-simulate na kamera at lidar para sa pagbuo at pagsubok ng autonomous na pagmamaneho.

Tanong na sinasagot nito: Paano makikita at kikilos ang isang sistema ng pagmamaneho sa iba't ibang kondisyon?

Hindi kasama: Hindi eksaktong tugma sa tunay na mundo ang sensor at realismo ng trapiko.

Tumatakbo sa: mga 10^12 FLOPS magaspang Real-time na rendering sa mga GPU Mula: 2017 CARLA: an open urban driving simulator (2017) [pinagmulan](https://arxiv.org/abs/1711.03938)

[Real time](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-real-time)[Mga patakaran at estado](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-rules)pinakamababang antas: Mga katawan

### Learned na paglakad ng may-paang robot

Isang reinforcement-learning na patakaran ang sinasanay para lumakad at tumakbo ang isang robot na may binti sa isang physics simulator, saka inililipat sa totoong makina.

Tanong na sinasagot nito: Matututo bang lumakad ang isang robot sa simulation at mapanatili ang balanse nito sa totoong lupa?

Hindi kasama: Iba ang contact ng paa, pagkaantala ng motor at lambot ng lupa kaysa sa modelo, kaya ang patakarang gumagana sa simulation ay maaaring mabigo sa makina.

Tumatakbo sa: mga 10^16 FLOPS magaspang oras hanggang araw ng GPU time bawat lakad. Mula: 2018 Ang sim-to-real na pagkatuto nina Tan at mga kasamahan ng maliksing paggalaw para sa mga quadruped na robot. [pinagmulan](https://arxiv.org/abs/1804.10332)

[Mga natutuhang emulator](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-learned)[Real time](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-real-time)[Mga differential equation](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-equations)pinakamababang antas: Mga katawan

### Learned na paglakad ng humanoid

Isang neural controller ang sinasanay sa simulation para sa isang dalawang-paang robot na hugis-tao na lumakad sa maraming uri ng lupa, gamit ang kasaysayan ng sarili nitong mga pandama para umangkop.

Tanong na sinasagot nito: Makalalakad ba sa labas ang isang humanoid sa hagdan, damo at dalisdis gamit ang patakarang natutunan nang walang anumang totoong pagsubok?

Hindi kasama: Mapanganib at magastos ang pagbagsak ng buong-laking humanoid, kaya maingat ang pagsubok at hindi namamapa ang mga hangganan ng patakaran.

Tumatakbo sa: mga 10^17 FLOPS magaspang mga araw sa isang GPU cluster. Mula: 2023 Real-world na paglakad ng humanoid nina Radosavovic at mga kasamahan gamit ang reinforcement learning. [pinagmulan](https://arxiv.org/abs/2303.03381)

[Mga natutuhang emulator](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-learned)[Real time](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-real-time)[Mga differential equation](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-equations)pinakamababang antas: Mga katawan

### Simulation ng lipad ng drone

Maliliit na sasakyang panghimpapawid na may mga rotor, sensor at kamera na lumilipad sa mga na-render na eksena sa ilalim ng simulate na hangin at pisika, para paunlarin ang awtonomiya at subukin ito nang ligtas.

Tanong na sinasagot nito: Mapapanatiling matatag ng flight software na ito ang drone at maiiwasan ang mga sagabal bago pa ito lumipad?

Hindi kasama: Pinasimple ang aerodynamics malapit sa lupa, sa mga bugso at sa pagitan ng mga hadlang, kaya lumilitaw lamang sa totoong drone ang mga kakaibang kaso.

Tumatakbo sa: mga 10^12 FLOPS magaspang real time sa isang gaming-class na GPU, o libu-libong takbo nang sabay-sabay. Mula: 2017 AirSim nina Shah at mga kasamahan, visual at pisikal na simulation para sa mga sasakyang panghimpapawid at panlupa. [pinagmulan](https://arxiv.org/abs/1705.05065)

[Real time](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-real-time)[Mga differential equation](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-equations)pinakamababang antas: Mga katawan

### Learned na drone racing

Isang control policy ang sinasanay sa simulation para magpalipad ng quadrotor sa isang racing course sa pinakamataas na bilis nito, saka ipinalilipad sa totoong eroplanong ito.

Tanong na sinasagot nito: Makalilipad ba nang mas mabilis ang isang natutunang controller kaysa sa isang kampeong piloto?

Hindi kasama: Kilala at maliwanag ang kurso, kaya hindi napapatunayang gumagana ang patakaran sa mga di-kilalang lugar o masamang kalagayan.

Tumatakbo sa: mga 10^16 FLOPS magaspang mga araw ng pagsasanay sa GPU sa simulation. Mula: 2023 Champion-level na drone racing nina Kaufmann at mga kasamahan gamit ang deep reinforcement learning. [pinagmulan](https://doi.org/10.1038/s41586-023-06419-4)

[Mga natutuhang emulator](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-learned)[Real time](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-real-time)[Mga differential equation](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-equations)pinakamababang antas: Mga katawan

### Simulasyon ng malambot na robot

Isang robot na gawa sa goma ay imodelo bilang isang nababagong solido sa pamamagitan ng finite elements, nang sapat na bilis para makontrol ito sa real time.

Tanong na sinasagot nito: Paano dapat baguhin ang presyon ng hangin sa mga silid para maabot ng malambot na braso ang isang takdang punto?

Hindi kasama: Nagbabago ang katangian ng goma sa temperatura at edad, at nangangailangan ng magaspang na mesh ang bilis ng modelo.

Tumatakbo sa: mga 10^9 FLOPS magaspang real-time sa isang workstation. Mula: 2013 Ang kontrol ni Duriez sa mga nababanat na malambot na robot batay sa real-time finite element method. [pinagmulan](https://doi.org/10.1109/icra.2013.6631138)

[Mga continuum field](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-continuum)[Real time](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-real-time)[Mga differential equation](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-equations)pinakamababang antas: Mga katawan

### Simulasyon ng tactile sensor

Nirerender sa simulasyon ang mga larawan ng haplos na makukuha ng sensor sa balat na nakabatay sa kamera kapag idiniin sa mga bagay, para matuto ang mga kamay ng robot na makaramdam.

Tanong na sinasagot nito: Matututunan ba ng isang robot na humawak ng mga bagay sa pamamagitan ng haplos nang hindi nasisira ang totoong sensor?

Hindi kasama: Tinatantiya ang malambot na pagbabago ng hugis ng gel, kaya mas malaki ang puwang ng sim-to-real sa pinong tekstura.

Tumatakbo sa: mga 10^10 FLOPS magaspang real-time sa isang gaming-class na GPU. Mula: 2020 Ang TACTO nina Wang at mga kasamahan, isang mabilis na open-source na simulator para sa mga vision-based na tactile sensor. [pinagmulan](https://arxiv.org/abs/2012.08456)

[Real time](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-real-time)[Mga differential equation](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-equations)[Mga natutuhang emulator](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-learned)pinakamababang antas: Mga katawan

## Paglipad sa kalawakan at enerhiya

### Mga trayektorya ng spacecraft

Mga landas sa grabidad ng Araw, mga planeta at buwan, kasama ang mga gravity assist.

Tanong na sinasagot nito: Ano ang pinakamurang ruta patungo sa buwang ito, at kailan tayo maglulunsad?

Hindi kasama: Ipinapalagay ang kilalang grabidad at walang gambala; kailangan pa rin ng pagwawasto ng landas ang totoong nabigasyon.

Tumatakbo sa: mga 10^12 FLOPS magaspang isang laptop, ilang segundo bawat kandidatong trajectory Mula: 1959 mga maagang kalkulasyon ng trajectory para sa mga unang misyon sa Buwan

[Mga differential equation](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-equations)pinakamababang antas: Mga katawan

### Pagpasok sa atmospera

Isang sasakyang pangkalawakan na tumatama sa atmospera sa bilis na maraming kilometro bawat segundo, kasama ang shock wave at init sa paligid nito.

Tanong na sinasagot nito: Makakaligtas ba ang heat shield?

Hindi kasama: Pinagmumulan pa rin ng kawalang-katiyakan ang bihirang kimika ng daloy sa matinding bilis.

Tumatakbo sa: mga 10^15 FLOPS magaspang isang pambansa o unibersidad na HPC cluster, ilang oras bawat kaso Mula: 1958 pagsapit ng 1958, mga maagang kalkulasyon ng pag-init sa muling pagpasok ng ballistic missile

[Mga continuum field](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-continuum)pinakamababang antas: Mga field

### Mga baterya at fuel cell

Mga ion at elektron na gumagalaw sa mga electrode at electrolyte habang nagcha-charge at tumatanda ang cell.

Tanong na sinasagot nito: Paano mapapabilis ang pag-charge nang hindi pinapabilis ang pagkasira ng baterya?

Hindi kasama: Ang pagtanda sa libu-libong siklo ay ini-extrapolate pa rin, hindi ganap na sini-simulate.

Tumatakbo sa: mga 10^14 FLOPS magaspang isang university cluster, ilang oras bawat disenyo ng selula Mula: 1993 Ang porous-electrode na modelo ng baterya nina Doyle, Fuller at Newman

[Mga continuum field](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-continuum)[Mga unang prinsipyo](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-first-principles)pinakamababang antas: Mga field

### Simulasyon ng rocket engine

Mainit na gas ng pagkasunog na lumalawak sa nozzle ng rocket engine, at ang init na ibinabagsak nito sa mga dingding na dapat makaligtas dito.

Tanong na sinasagot nito: Gaano karaming thrust ang nililikha ng makinang ito, at makakaligtas ba ang nozzle at mga dingding sa init?

Hindi kasama: Mahirap pa ring hulaan ang combustion instability, kung saan nagsisimulang mag-oscillate ang apoy mismo.

Tumatakbo sa: mga 10^16 FLOPS magaspang bahagi ng supercomputer ng isang ahensiyang pangkalawakan o kumpanya, ilang oras bawat kaso Mula: 1968 pagsapit ng 1968, mga maagang computational na modelo ng mga combustion chamber ng rocket

[Mga continuum field](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-continuum)pinakamababang antas: Mga field

### Simulasyon ng init at kuryente ng spacecraft

Init at kuryenteng dumadaan sa isang satellite habang nagbabago ang sikat ng araw, anino at mga kagamitan sa loob.

Tanong na sinasagot nito: Mananatili ba ang bawat bahagi ng spacecraft sa ligtas na temperatura at badyet ng kuryente?

Hindi kasama: Ipinapalagay na tumatanda at nasisira ang mga ibabaw ayon sa inaasahan, na hindi laging pinatutunayan ng mga taon sa orbit.

Tumatakbo sa: mga 10^12 FLOPS magaspang desktop ng isang satellite engineer, ilang minuto bawat kaso ng orbit Mula: 1965 pagsapit ng 1965, mga maagang thermal-balance na modelo para sa mga umiikot na satellite

[Mga differential equation](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-equations)pinakamababang antas: Mga katawan

### Simulasyon ng ani ng solar at wind farm

Itinutugma ang sikat ng araw o hangin sa loob ng isang taon sa mga panel o turbine ng isang farm para hulaan kung gaano karaming enerhiya ang malilikha nito.

Tanong na sinasagot nito: Gaano karaming kuryente ang aktuwal na gagawin ng sakahang ito, at sulit ba itong itayo?

Hindi kasama: Ang iisang di-pangkaraniwang taon ng panahon ay maaari pa ring lumihis nang matindi mula sa pangmatagalang karaniwan.

Tumatakbo sa: mga 10^12 FLOPS magaspang desktop ng isang developer, ilang minuto bawat site Mula: 1981 pagsapit ng 1981, maagang computer wind-resource assessment para sa paglalagay ng wind farm

[Mga continuum field](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-continuum)[Mga prosesong stochastic](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-stochastic)pinakamababang antas: Mga field

### Panganib ng banggaan sa mega-constellation

Libu-libong satellite sa magkakabahaging mababang orbit ang sinusubaybayan laban sa umiiral na debris para tantiyahin ang malapitang pagdaan, mga maniobra ng pag-iwas at epekto ng mga pagkabigo.

Tanong na sinasagot nito: Ilang banggaan ang idaragdag ng isang mega-constellation, at gaano kabilis nito kailangang alisin ang mga bigong satellite?

Hindi kasama: Mga palagay ang hinaharap na bilis ng paglulunsad, bilis ng pagkabigo at kilos ng operator, at hindi gaanong alam ang maliliit na hindi nasusubaybayang piraso.

Tumatakbo sa: mga 10^14 FLOPS magaspang mga araw sa isang cluster para sa mga dekada ng ebolusyon ng orbit. Mula: 2017 Pag-aaral nina Radtke at mga kasamahan kung paano nakikipag-ugnayan ang mga mega-constellation sa kapaligiran ng space debris. [pinagmulan](https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2016.11.021)

[Mga partikulo at N-body](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-particles)[Monte Carlo](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-monte-carlo)[Mga prosesong stochastic](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-stochastic)pinakamababang antas: Mga patakaran

### Probabilidad ng banggaan sa conjunction

Ginagamit ang hinulaang orbit ng dalawang bagay, kasama ang kawalang-katiyakan ng mga ito, para kuwentahin ang tsansang magbanggaan sila kapag malapit na silang magdaan.

Tanong na sinasagot nito: Sulit ba ang pagpapaputok ng thruster para iwasan ang malapit na pagdaan na ito?

Hindi kasama: Madalas minamaliit ang kawalang-katiyakan ng orbit, at lubhang nakasalalay sa ipinapalagay na hugis ng error ang iisang probabilidad.

Tumatakbo sa: mga 10^6 FLOPS magaspang segundo bawat conjunction, pinatatakbo sa libu-libong bagay. Mula: 1999 Pagsusuri nina Alfriend at mga kasamahan sa mga error sa probabilidad ng banggaan. [pinagmulan](https://doi.org/10.1023/a:1010056509803)

[Mga differential equation](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-equations)[Monte Carlo](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-monte-carlo)pinakamababang antas: Mga patakaran

## Paggawa at pagproseso ng materyal

### Pagbubuhos at pagtigas ng metal

Tunaw na metal na pumupuno sa isang hulmahan at lumalamig, sinusundan kung saan ito hindi mapuno nang maayos o lumiliit tungo sa depekto.

Tanong na sinasagot nito: Maayos bang mapupuno ang casting na ito, at saan mabubuo ang mga depekto?

Hindi kasama: Mas nag-iiba ang tunay na kondisyon ng hurno at hulmahan kaysa sa iisang simulate na buhos.

Tumatakbo sa: mga 10^14 FLOPS magaspang cluster ng isang engineering firm, ilang oras bawat kaso Mula: 1985 pagsapit ng 1985, mga maagang computer simulation ng prosesong ito ng paggawa

[Mga continuum field](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-continuum)pinakamababang antas: Mga field

### Simulasyon ng pagwe-weld

Pagkatunaw, paghahalo at paglamig ng metal sa makitid na sona sa paligid ng weld, kasama ang mga stress na bumabaluktot sa tapos na piyesa.

Tanong na sinasagot nito: Tatagal ba ang weld, at gaano mababaluktot ang piyesa pagkatapos?

Hindi kasama: Ipinapalagay ang malinis at matatag na kondisyon sa pagwelding na hindi laging ibinibigay ng manwal na pagwelding.

Tumatakbo sa: mga 10^14 FLOPS magaspang cluster ng isang engineering firm, ilang oras bawat kaso Mula: 1975 pagsapit ng 1975, mga maagang computer simulation ng prosesong ito ng paggawa

[Mga continuum field](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-continuum)pinakamababang antas: Mga field

### Simulation ng additive manufacturing

Isang bahaging binubuo patong por patong ng gumagalaw na pinagmumulan ng init, sinusubaybayan ang pag-init, pagkatunaw at natitirang stress na naiiwan nito.

Tanong na sinasagot nito: Mababaluktot o mababasag ba ang natapos na piyesa, at paano dapat ito iposisyon sa build plate?

Hindi kasama: Masyado pa ring mabagal ang mga full-part na simulation sa tunay na resolusyon para sa karamihan ng iskedyul ng produksyon.

Tumatakbo sa: mga 10^14 FLOPS magaspang cluster ng isang engineering firm, ilang oras bawat kaso Mula: 1995 pagsapit ng 1995, mga maagang computer simulation ng prosesong ito ng paggawa

[Mga continuum field](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-continuum)pinakamababang antas: Mga field

### Pagbubuo at pag-stamp ng metal

Sheet metal o mainit na billet na pinipindot, ini-stamp o pinanday tungo sa huling hugis nito.

Tanong na sinasagot nito: Mababasag o magugusot ba ang metal bago maabot ang huling hugis?

Hindi kasama: Ipinapalagay ang pare-parehong panimulang sheet; mas nag-iiba ang mga totoong batch ng materyal.

Tumatakbo sa: mga 10^14 FLOPS magaspang cluster ng isang engineering firm, ilang oras bawat kaso Mula: 1980 pagsapit ng 1980, mga maagang computer simulation ng prosesong ito ng paggawa

[Mga continuum field](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-continuum)pinakamababang antas: Mga field

### Simulasyon ng machining

Isang kagamitang pamutol na nag-aalis ng metal bilang mga piraso, kasama ang mga puwersa, init at pagkasira na idinudulot nito.

Tanong na sinasagot nito: Gaano kabilis tayo makakaputol nang hindi nababali ang kasangkapan o nasisira ang kinis ng ibabaw?

Hindi kasama: Karamihan ay tinatantiya pa rin ang pagkasira ng kagamitan sa maraming piyesa mula sa nakaraang karanasan, hindi sa mga unang prinsipyo.

Tumatakbo sa: mga 10^13 FLOPS magaspang cluster ng isang engineering firm, ilang oras bawat kaso Mula: 1982 pagsapit ng 1982, mga maagang computer simulation ng prosesong ito ng paggawa

[Mga continuum field](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-continuum)pinakamababang antas: Mga field

### Simulasyon ng injection moulding

Tunaw na plastik na pumupuno sa mga lukab ng hulmahan at lumalamig tungo sa huling hugis nito.

Tanong na sinasagot nito: Pantay ba ang pagpuno ng molde, at saan ito mababaluktot o magpapakita ng depekto?

Hindi kasama: Mas nag-iiba kung paano eksaktong dumadaloy ang mga tunay na batch ng plastik kaysa sa ipinapalagay ng karaniwang datos ng materyal.

Tumatakbo sa: mga 10^13 FLOPS magaspang cluster ng isang engineering firm, ilang oras bawat kaso Mula: 1976 pagsapit ng 1976, mga maagang computer simulation ng prosesong ito ng paggawa

[Mga continuum field](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/methods#m-continuum)pinakamababang antas: Mga field

[◂ Asal ng tao at lipunan](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/human-society)[Mga lungsod, imprastraktura at operasyon ▸](https://simulation-hypothesis.com/fil/simulations/cities-operations)