Pertahanan dan konflik
Gim perang, model tempur, pelatih militer, dan fisika senjata: asal banyak metode dalam taksonomi ini.
Militer termasuk pengguna simulasi paling awal dan terbesar, dan banyak perangkat di sini bermula dari mereka. Monte Carlo dikembangkan untuk fisika senjata, riset operasi untuk logistik masa perang, dan simulator penerbangan untuk melatih pilot. Gim perang bahkan lebih tua. Para perwira berlatih dengan permainan meja sejak awal abad kesembilan belas. Kementerian pertahanan, universitas, dan lembaga riset kini memakai metode yang sama untuk mempelajari strategi, eskalasi, dan korban manusia dalam perang.
Gim perang profesional
Perwira dan analis memerankan pihak berlawanan dalam suatu skenario, langkah demi langkah, dengan wasit yang memutuskan hasil. Dipakai untuk menguji rencana, bukan memprediksi hasil.
Pertanyaan yang dijawabnya: Di mana rencana ini gagal ketika lawan yang berpikir melawan balik?
Mengabaikan: Penilaian seorang wasit yang terampil menggantikan fisika yang hilang, demi keuntungan atau kerugian validitas.
Berjalan di: tanpa komputer. wasit, peta, dan orang; komputer hanya membantu penilaianSejak: 1812 Kriegsspiel, dari meja permainan perang Reisswitz senior (1811–12); aturan putranya tahun 1824 dipakai oleh para perwira Prusia sumberDi pohon simulasi: Kriegsspiel
Gim krisis politik-militer
Tim memerankan pemerintah melalui krisis internasional yang terus meningkat, diselenggarakan oleh universitas dan lembaga riset serta kementerian.
Pertanyaan yang dijawabnya: Bagaimana krisis meningkat, dan apa yang membuat para pemimpin bisa mundur?
Mengabaikan: Pemain biasanya berperilaku lebih rasional daripada pemimpin nyata di bawah tekanan nyata.
Berjalan di: sekitar 109 FLOPS kasar orang memerankan pemerintahan; sedikit atau tanpa komputasiSejak: 1958 paling lambat 1958, permainan politik-militer awal yang dijalankan lembaga riset pertahanan
Gim perang bersejarah
Pertempuran dan kampanye masa lalu dimainkan ulang dalam kondisi aslinya, dipakai oleh sejarawan dan akademi militer.
Pertanyaan yang dijawabnya: Apakah hasilnya mungkin terjadi, atau bisa dengan mudah berakhir sebaliknya?
Mengabaikan: Memainkan ulang pertempuran dalam kondisi yang diketahui tetap tak bisa menguji keputusan yang benar-benar baru.
Berjalan di: sekitar 1011 FLOPS kasar desktop hobiis atau akademisi, beberapa detik hingga menit per simulasiSejak: 1913 H. G. Wells menerbitkan Little Wars, aturan untuk memainkan ulang pertempuran dengan tentara mainan
Model tempur dan kampanye
Kekuatan yang saling menggerus dari waktu ke waktu, dari persamaan atrisi Lanchester sampai model kampanye statistik besar.
Pertanyaan yang dijawabnya: Bagaimana keseimbangan kekuatan mengubah jalannya dan biaya sebuah kampanye?
Mengabaikan: Efektivitas tempur nyata bergantung pada moral dan kepemimpinan yang tidak ditangkap persamaan.
Berjalan di: sekitar 1012 FLOPS kasar desktop, beberapa detik per simulasi persamaanSejak: 1916 Frederick Lanchester menerbitkan persamaan atrisi tempurnya
Model tempur berbasis agen
Satuan individual dengan sensor, perintah, dan keputusannya sendiri, berinteraksi di medan tersimulasi.
Pertanyaan yang dijawabnya: Seberapa besar komunikasi, moral, dan keputusan setempat mengubah hasilnya?
Mengabaikan: Aturan keputusan sederhana untuk tiap satuan jarang menangkap penilaian prajurit nyata.
Berjalan di: sekitar 1014 FLOPS kasar klaster riset, beberapa menit per simulasi pertempuranSejak: 1997 paling lambat 1997, model tempur berbasis agen awal yang dibuat untuk lembaga riset militer
Logistik militer
Bahan bakar, makanan, amunisi, suku cadang, dan angkutan yang bergerak melalui teater operasi.
Pertanyaan yang dijawabnya: Bisakah pasukan dipasok, dan di mana kekurangan akan muncul lebih dulu?
Mengabaikan: Gesekan, cuaca, dan kerusakan dunia nyata hanya sebagian terwakili.
Berjalan di: sekitar 1013 FLOPS kasar server komando logistik, beberapa menit per skenarioSejak: 1955 paling lambat 1955, studi riset operasi awal tentang rantai pasok militer
Penangkalan dan perlombaan senjata
Negara-negara saingan membangun dan memangkas senjata sebagai tanggapan satu sama lain, sebagai persamaan umpan balik atau gim berulang.
Pertanyaan yang dijawabnya: Kapan perlombaan senjata stabil, dan kapan ia berputar tak terkendali?
Mengabaikan: Mengasumsikan perilaku negara yang rasional dan disederhanakan. Politik sungguhan lebih berantakan.
Berjalan di: sekitar 1011 FLOPS kasar desktop, beberapa detik untuk menjalankan persamaan atau permainanSejak: 1939 Model matematis perlombaan senjata Lewis Fry Richardson
Model konflik sipil
Model ilmu sosial tentang bagaimana keluhan, legitimasi, dan pemolisian berinteraksi hingga menimbulkan kerusuhan atau perang saudara.
Pertanyaan yang dijawabnya: Mengapa kekerasan pecah di sebagian tempat dan tidak di tempat lain?
Mengabaikan: Keluhan dan legitimasi sulit dikuantifikasi, sehingga hasilnya peka terhadap asumsi.
Berjalan di: sekitar 1013 FLOPS kasar klaster riset, beberapa menit per simulasiSejak: 2002 Model berbasis agen kekerasan sipil karya Joshua Epstein
Agen gim perang model bahasa
Model bahasa berperan sebagai pemimpin negara dalam gim krisis bergiliran, memilih tindakan diplomatik dan militer.
Pertanyaan yang dijawabnya: Bagaimana agen model meningkatkan atau meredakan ketegangan dalam krisis yang disimulasikan?
Mengabaikan: Pilihan model bergantung pada prompt dan tidak cocok dengan pemimpin nyata.
Berjalan di: sekitar 1013 FLOPS kasar Banyak panggilan model per gimSejak: 2024 Escalation risks from language models in military and diplomatic decision-making (2024) sumber
Simulasi pertempuran kawanan
Banyak pesawat atau perahu tak berawak sederhana dengan aturan lokal menyerang atau bertahan, dan simulasi menguji bagaimana kawanan menghadapi sasaran yang dilindungi.
Pertanyaan yang dijawabnya: Bisakah kawanan mengalahkan sasaran yang dijaga?
Mengabaikan: Komunikasi, pengacauan, dan aturan keterlibatan disederhanakan.
Berjalan di: sekitar 109 FLOPS kasar ribuan agen di workstation.Sejak: 2002 Lin dan rekan, simulasi kawanan wahana udara tempur tak berawak. sumber
Epidemi virus komputer dan malware
Komputer adalah simpul yang menulari tetangganya dengan sebuah program, dengan penyembuh antivirus, sehingga penyebarannya mengikuti model epidemi.
Pertanyaan yang dijawabnya: Seberapa cepat malware menyebar, dan laju penambalan berapa yang menghentikannya?
Mengabaikan: Adaptasi penyerang dan topologi jaringan sungguhan disederhanakan.
Berjalan di: sekitar 105 FLOPS kasar persamaan epidemi atau simulasi jaringan di laptop.Sejak: 1991 Kephart dan White, model epidemiologi graf berarah untuk virus komputer. sumber
Perencanaan hanyutan pencarian dan penyelamatan
Ribuan kemungkinan jalur hanyut dari benda atau orang yang hilang disimulasikan dengan arus dan angin untuk menemukan tempat mencari.
Pertanyaan yang dijawabnya: Di mana tempat yang paling mungkin untuk dicari lebih dulu?
Mengabaikan: Arus dan angin tidak pasti dan benda itu mungkin berperilaku berbeda dari model.
Berjalan di: sekitar 108 FLOPS kasar Hanyutan Monte Carlo banyak partikel di workstation.Sejak: 1980 Richardson dan Discenza, sistem perencanaan pencarian berbantuan komputer Penjaga Pantai. sumber
Teori pencarian antikapal selam
Peluang menemukan kapal selam tersembunyi dihitung dari lintasan para pencari, kecepatan sasaran, dan jarak deteksinya.
Pertanyaan yang dijawabnya: Di mana dan bagaimana kapal dan pesawat harus mencari agar menemukan kapal selam paling cepat?
Mengabaikan: Jangkauan deteksi bergantung pada kondisi laut dan derau yang tidak diketahui dengan baik, dan sasaran mungkin menghindar.
Berjalan di: sekitar 106 FLOPS kasar detik hingga menit di laptop.Sejak: 1956 Teori pencarian Koopman, dasar kinematis, dalam Operations Research. sumber
Simulator penerbangan dan misi militer
Kokpit berjaringan tempat awak menerbangkan misi bersama melawan lawan buatan komputer.
Pertanyaan yang dijawabnya: Bisakah para awak bekerja sama di bawah tekanan dalam misi yang terlalu mahal atau berisiko untuk digladi sungguhan?
Mengabaikan: Lawan buatan komputer bertarung dengan cara yang mudah ditebak dibandingkan lawan sungguhan.
Berjalan di: sekitar 1013 FLOPS kasar komputer simulator berjaringan, waktu nyataSejak: 1985 paling lambat 1985, SIMNET, program DARPA yang menjaringkan simulator tempur
Simulator latihan kendaraan dan awak
Replika menara tank, ruang operasi kapal, ruang kendali kapal selam, dan kabin helikopter.
Pertanyaan yang dijawabnya: Apakah setiap anggota awak tahu perannya saat terjadi kegagalan?
Mengabaikan: Maket terbatas tidak bisa sepenuhnya mereplikasi gerak dan tegangan kendaraan sungguhan.
Berjalan di: sekitar 1012 FLOPS kasar komputer milik simulator itu sendiri, waktu nyataSejak: 1954 paling lambat 1954, pelatih penembakan awal untuk awak kendaraan lapis baja
Latihan berjaringan
Satuan nyata, simulator berawak, dan pasukan buatan komputer digabung dalam satu latihan bersama di banyak lokasi.
Pertanyaan yang dijawabnya: Bisakah formasi besar berkoordinasi lintas dinas dan negara?
Mengabaikan: Penundaan jaringan dan penyederhanaan membuat tidak semua unit berperilaku seperti dalam keadaan langsung.
Berjalan di: sekitar 1014 FLOPS kasar banyak simpul simulator dan komputer yang terhubung, waktu nyataSejak: 1983 SIMNET, program pertahanan tahun 1980-an yang pertama kali menghubungkan simulator lewat jaringan untuk latihan gabungan
Simulator latihan menembak dan penggunaan kekuatan
Lapangan tembak berbasis layar dan laser dengan skenario bercabang, dipakai angkatan bersenjata dan polisi, termasuk latihan meredakan ketegangan.
Pertanyaan yang dijawabnya: Apakah peserta pelatihan membuat keputusan yang tepat, termasuk memilih untuk tidak menembak?
Mengabaikan: Aktor di layar bereaksi menurut naskah, bukan dengan ketakterdugaan orang sungguhan.
Berjalan di: sekitar 1012 FLOPS kasar desktop dengan proyeksi dan sensor, waktu nyataSejak: 1985 paling lambat 1985, pelatih skenario bercabang awal untuk keputusan polisi dan militer
Arena siber
Seluruh jaringan komputer simulasi tempat para pembela berlatih mendeteksi dan menghentikan serangan.
Pertanyaan yang dijawabnya: Bisakah tim mengenali dan membendung penyusupan tepat waktu?
Mengabaikan: Serangan berskrip di lapangan tembak kurang parah daripada serangan lawan nyata yang bertekad.
Berjalan di: sekitar 1013 FLOPS kasar klaster mesin virtual, waktu nyataSejak: 2009 paling lambat 2009, arena latihan khusus awal untuk menggladi serangan dan pertahanan siber
Pelatih medis tempur
Manekin yang berdarah, bernapas, dan bereaksi terhadap pertolongan pertama di medan perang, untuk berlatih perawatan trauma di bawah tembakan tersimulasi.
Pertanyaan yang dijawabnya: Bisakah petugas medis menghentikan pendarahan dan menjaga korban tetap hidup di bawah tekanan?
Mengabaikan: Rasa takut dan kelelahan nyata dalam pertempuran sulit dibuat ulang dalam latihan.
Berjalan di: sekitar 1010 FLOPS kasar pengendali tertanam di dalam manikin, waktu nyataSejak: 1997 paling lambat 1997, manikin trauma berfidelitas tinggi awal untuk pelatihan medis tempur
Arena latihan pertahanan siber otonom
Jaringan tersimulasi tempat agen penyerang dan pembela yang belajar bertindak dan dinilai.
Pertanyaan yang dijawabnya: Bisakah agen belajar membela jaringan dari penyerang?
Mengabaikan: Topologi jaringan dan serangan jauh lebih sederhana daripada yang nyata.
Berjalan di: sekitar 1011 FLOPS kasar Pelatihan murah dengan banyak episodeSejak: 2021 CybORG: a gym for the development of autonomous cyber agents (2021) sumber
Simulasi persediaan nuklir
Sejak larangan uji coba nuklir, hulu ledak yang menua dinilai dengan mensimulasikan fisikanya, bukan mengujinya. Pekerjaan ini membangun beberapa superkomputer terbesar di dunia.
Pertanyaan yang dijawabnya: Apakah persediaan senjata masih aman dan andal tanpa uji ledak?
Mengabaikan: Mensimulasikan material yang menua tanpa uji nyata masih menyisakan fisika yang tidak pasti.
Berjalan di: sekitar 1018 FLOPS buku teks salah satu superkomputer terbesar di dunia, sebagian besar kapasitasnya, selama berminggu-mingguSejak: 1995 US Stockpile Stewardship Program dimulai setelah moratorium uji coba
Balistik
Proyektil melalui laras, udara, dan sasaran, sebagai tiga masalah terpisah.
Pertanyaan yang dijawabnya: Di mana proyektil akan mendarat, dan apa yang terjadi saat benturan?
Mengabaikan: Angin dan variasi manufaktur masih membuat tembakan individual lebih sulit diprediksi daripada rata-ratanya.
Berjalan di: sekitar 1012 FLOPS kasar desktop, beberapa detik per tembakan yang disimulasikanSejak: 1945 ENIAC, salah satu komputer elektronik pertama, yang pekerjaan pertamanya menghitung tabel penembakan artileri
Perlindungan ledakan dan benturan
Gelombang kejut dan benturan menghantam gedung, kendaraan, dan rompi antipeluru, dipakai untuk merancang perlindungan.
Pertanyaan yang dijawabnya: Akankah struktur itu, dan orang-orang di dalamnya, selamat?
Mengabaikan: Detail halus patahan dan fragmentasi masih sulit ditangkap secara persis.
Berjalan di: sekitar 1015 FLOPS kasar klaster universitas atau laboratorium pertahanan, beberapa jam per kasusSejak: 1961 paling lambat 1961, hydrocode awal di laboratorium nasional memodelkan gelombang ledakan
Kinerja radar dan sensor
Sinyal radar, sonar, dan inframerah merambat melalui lingkungan dan memantul dari sasaran.
Pertanyaan yang dijawabnya: Apa yang bisa dideteksi sensor, pada jarak berapa, dalam cuaca ini?
Mengabaikan: Cuaca nyata dan kekacauan medan lebih sulit ditangkap sepenuhnya daripada yang diasumsikan model.
Berjalan di: sekitar 1014 FLOPS kasar klaster kontraktor pertahanan, beberapa menit per skenarioSejak: 1963 paling lambat 1963, model komputer awal untuk perambatan radar dan klutter
Simulasi senjata energi terarah
Sinar laser atau gelombang mikro berdaya tinggi yang merambat di udara dan memanaskan atau melumpuhkan sasaran.
Pertanyaan yang dijawabnya: Berapa banyak daya yang sampai ke sasaran, dan berapa lama sebelum berefek?
Mengabaikan: Turbulensi atmosfer dan debu yang nyata menghamburkan berkas lebih tak terduga daripada yang diasumsikan model.
Berjalan di: sekitar 1014 FLOPS kasar klaster laboratorium pertahanan, beberapa jam per skenarioSejak: 1974 paling lambat 1974, model perambatan sinar awal untuk senjata laser berenergi tinggi
Simulasi torpedo dan senjata bawah air
Lintasan, pemanduan, dan ledakan torpedo atau ranjau laut di dalam air, dan bunyi yang ditimbulkannya.
Pertanyaan yang dijawabnya: Akankah ia menemukan, mencapai, dan melumpuhkan sasaran?
Mengabaikan: Derau laut nyata dan suhu air berlapis membingungkan pemandu lebih daripada yang diasumsikan model bersih.
Berjalan di: sekitar 1014 FLOPS kasar klaster penelitian angkatan laut, beberapa jam per skenarioSejak: 1960 paling lambat 1960, model pemanduan dan hidrodinamika torpedo digital awal
Kepulan bahaya kimia, biologis, dan radiologis
Pelepasan zat berbahaya dibawa angin dan turbulensi dalam model gumpalan untuk memprediksi jejak sebarannya dan dosisnya.
Pertanyaan yang dijawabnya: Siapa yang terpapar setelah pelepasan dan ke mana mereka harus mengungsi?
Mengabaikan: Medan perkotaan dan kondisi angin yang tidak pasti membatasi akurasi.
Berjalan di: sekitar 109 FLOPS kasar model gumpalan berjalan dalam hitungan detik hingga menit di workstation.Sejak: 1996 Sykes dan rekan, SCIPUFF, model dispersi umum. sumber
Efek iklim perang nuklir
Model iklim yang diberi asap dari kota yang terbakar, untuk menelusuri pendinginan dan gagal panen yang akan terjadi.
Pertanyaan yang dijawabnya: Berapa banyak orang yang akan dirugikan perang nuklir jauh dari tempat perang itu dilancarkan?
Mengabaikan: Seberapa banyak asap yang sebenarnya mencapai stratosfer masih diperdebatkan.
Berjalan di: sekitar 1016 FLOPS kasar superkomputer pemodelan iklim nasional, sebagiannya selama berminggu-mingguSejak: 1983 studi TTAPS memodelkan asap dari kota yang terbakar yang mendinginkan iklim
Perpindahan dan arus pengungsi
Orang yang melarikan diri dari konflik, memilih rute dan tujuan, dipakai lembaga kemanusiaan untuk merencanakan bantuan.
Pertanyaan yang dijawabnya: Ke mana orang akan pergi, dan di mana bantuan harus menunggu?
Mengabaikan: Keputusan nyata orang tentang ke mana mengungsi lebih sulit diprediksi daripada yang diasumsikan model.
Berjalan di: sekitar 1013 FLOPS kasar server lembaga kemanusiaan, beberapa menit per skenarioSejak: 2015 paling lambat 2015, model berbasis agen awal memprakirakan pergerakan pengungsi masa perang
Korban dan tanggap kemanusiaan
Orang terluka, tim medis, perbekalan, dan rute evakuasi setelah konflik atau bencana.
Pertanyaan yang dijawabnya: Bagaimana jumlah nyawa terbanyak bisa diselamatkan dengan sumber daya yang ada?
Mengabaikan: Mengasumsikan pasokan dan angkutan tiba sesuai rencana, yang jarang terjadi dalam praktik.
Berjalan di: sekitar 1012 FLOPS kasar desktop perencanaan rumah sakit atau militer, beberapa menit per skenarioSejak: 1996 paling lambat 1996, simulasi peristiwa diskret awal untuk triase dan evakuasi korban massal
Perencanaan pembersihan ranjau darat dan amunisi yang belum meledak
Ladang ranjau yang diduga dipetakan dan dijadwalkan untuk dibersihkan, dengan menyeimbangkan keselamatan, biaya, dan lahan yang perlu segera dikembalikan kepada warga.
Pertanyaan yang dijawabnya: Ladang mana yang harus dibersihkan lebih dulu, dan berapa lama?
Mengabaikan: Catatan nyata tentang di mana ranjau dipasang sering tidak lengkap atau salah.
Berjalan di: sekitar 1010 FLOPS kasar laptop lembaga amal pembersihan ranjau kemanusiaan, beberapa menit per skenarioSejak: 1994 paling lambat 1994, model perencanaan awal untuk pembersihan ladang ranjau kemanusiaan
Pemodelan ekonomi perang dan rekonstruksi
Ekonomi sebuah negara setelah konflik, melacak infrastruktur yang rusak, pekerja yang hilang, serta bantuan dan investasi yang dibutuhkan untuk membangun kembali.
Pertanyaan yang dijawabnya: Berapa lama pemulihan akan berlangsung, dan ke mana dana rekonstruksi harus dialirkan lebih dulu?
Mengabaikan: Rekonstruksi nyata bergantung pada stabilitas politik yang tak bisa diramalkan model ekonomi.
Berjalan di: sekitar 1011 FLOPS kasar desktop milik lembaga pembangunan, beberapa menit per skenarioSejak: 1993 paling lambat 1993, model ekonomi rekonstruksi pascakonflik awal
Pemodelan sanksi dan perang ekonomi
Perdagangan, mata uang, dan pasokan sebuah negara yang diblokade atau dikenai sanksi, melacak seberapa besar tekanan ekonomi menumpuk dan siapa yang benar-benar terkena dampaknya.
Pertanyaan yang dijawabnya: Seberapa besar derita ekonomi yang akan ditimbulkan sanksi ini, dan berapa lama sasarannya bisa bertahan?
Mengabaikan: Sanksi nyata bocor lewat penyelundupan dan negara ketiga lebih daripada yang diasumsikan model bersih.
Berjalan di: sekitar 1011 FLOPS kasar desktop lembaga riset, beberapa menit per skenarioSejak: 1985 paling lambat 1985, model ekonomi awal untuk sanksi dagang dan blokade
Model respons serangan biologis
Bagaimana penyakit menyebar setelah dilepaskan dengan sengaja, dengan vaksinasi, isolasi, dan kapasitas rumah sakit ditambahkan, sehingga rencana tanggap bisa dibandingkan.
Pertanyaan yang dijawabnya: Mana yang lebih baik setelah pelepasan, vaksinasi massal atau pelacakan terarah?
Mengabaikan: Mengasumsikan sifat patogen dan jeda sebelum terdeteksi.
Berjalan di: sekitar 107 FLOPS kasar simulasi epidemi di laptop.Sejak: 2002 Kaplan, Craft, dan Wein, tanggap darurat serangan cacar: argumen untuk vaksinasi massal. sumber