국방과 분쟁
워게임, 전투 모델, 군사 훈련기, 무기 물리학: 이 분류의 많은 방법의 기원.
군대는 시뮬레이션을 가장 일찍, 가장 많이 쓴 곳의 하나이고, 여기서 다루는 도구의 상당수가 군에서 시작됐어요. 몬테카를로는 무기 물리학을 위해, 오퍼레이션스 리서치는 전시 군수를 위해, 비행 시뮬레이터는 조종사 훈련을 위해 개발되었어요. 전쟁 게임은 그보다도 오래됐어요. 장교들은 19세기 초부터 탁상 게임으로 훈련했어요. 지금은 국방부와 대학, 연구소가 같은 방법으로 전략과 확전, 전쟁의 인적 피해를 연구해요.
전문가용 전쟁 게임
장교와 분석가가 한 수 한 수 시나리오의 양쪽 편을 맡아 겨루고, 심판이 결과를 정해요. 계획을 시험하려는 것이지 결과를 예측하려는 것은 아니에요.
답하는 질문: 생각하는 상대가 맞서면 계획은 어디서 무너질까?
빠진 것: 숙련된 심판의 판단이 빠진 물리를 대신하며, 타당성에는 득이 될 수도 해가 될 수도 있어요.
돌아가는 곳: 컴퓨터 없음. 심판, 지도, 사람이 하고, 컴퓨터는 채점만 거들어요.처음 등장: 1812 Kriegsspiel. 아버지 라이스비츠의 전쟁 게임 탁자(1811–12)에서 나왔고, 그의 아들이 1824년에 만든 규칙은 프로이센 장교들이 받아들였어요. 출처시뮬레이션 트리에서: 크릭스슈필
정치-군사 위기 게임
팀들이 정부 역할을 맡아 갈수록 커지는 국제 위기를 헤쳐 가요. 부처뿐 아니라 대학과 연구소도 진행해요.
답하는 질문: 위기는 어떻게 고조되고, 무엇이 지도자들을 한 걸음 물러서게 할까요?
빠진 것: 플레이어는 보통 실제 압박을 받는 진짜 지도자보다 더 합리적으로 행동해요.
돌아가는 곳: 약 109 FLOPS 대략 사람이 정부 역할을 맡는 연습이고, 컴퓨터는 거의 또는 전혀 쓰지 않아요처음 등장: 1958 1958년까지, 국방 연구 기관이 운영한 초기 정치-군사 게임
역사 전쟁 게임
과거의 전투와 전역을 원래의 조건에서 다시 싸우는 것으로, 역사가와 군사 학교에서 써요.
답하는 질문: 결과는 있을 법한 일이었을까, 아니면 쉽게 다르게 흘러갈 수도 있었을까?
빠진 것: 알려진 조건에서 전투를 다시 치러도, 정말 새로운 결정은 시험할 수 없어요.
돌아가는 곳: 약 1011 FLOPS 대략 취미 활동가나 학계의 데스크톱, 실행당 몇 초에서 몇 분처음 등장: 1913 H. G. 웰스는 장난감 병정으로 전투를 재현하는 규칙인 Little Wars를 발표했어요
전투와 작전 모델
시간이 지나며 서로를 갉아먹는 전력으로, 란체스터의 소모 방정식에서 대규모 통계 작전 모델까지.
답하는 질문: 힘의 균형은 전역의 경과와 비용을 어떻게 바꿀까요?
빠진 것: 실제 전투 효과는 방정식이 담아내지 못하는 사기와 지도력에 달려 있어요.
돌아가는 곳: 약 1012 FLOPS 대략 데스크톱, 방정식 실행당 몇 초처음 등장: 1916 Frederick Lanchester가 전투 소모 방정식을 발표함
에이전트 기반 전투 모델
각자 센서와 명령과 판단을 가진 개별 부대가 시뮬레이션된 지형에서 상호작용해요.
답하는 질문: 소통, 사기, 현지의 결정은 결과를 얼마나 바꿀까요?
빠진 것: 부대마다의 단순한 결정 규칙은 실제 병사의 판단을 좀처럼 담아내지 못해요.
돌아가는 곳: 약 1014 FLOPS 대략 연구 클러스터, 전투 실행당 몇 분처음 등장: 1997 1997년까지, 군 연구 기관을 위해 만든 초기 에이전트 기반 전투 모델
군수 지원
연료, 식량, 탄약, 예비 부품, 수송이 작전 지역을 이동해요.
답하는 질문: 부대에 보급을 댈 수 있을까요, 그리고 어디서 먼저 모자랄까요?
빠진 것: 현실의 마찰, 날씨, 고장은 일부만 반영돼요.
돌아가는 곳: 약 1013 FLOPS 대략 군수 사령부의 서버, 시나리오당 몇 분처음 등장: 1955 1955년까지, 군수 공급망에 대한 초기 오퍼레이션스 리서치 연구
억지와 군비 경쟁
서로에 대응해 군비를 늘리고 줄이는 경쟁 국가들로, 되먹임 방정식이나 반복 게임으로 나타내요.
답하는 질문: 군비 경쟁은 언제 안정되고, 언제 걷잡을 수 없이 커질까?
빠진 것: 합리적이고 단순화된 국가 행동을 가정해요. 실제 정치는 더 복잡해요.
돌아가는 곳: 약 1011 FLOPS 대략 데스크톱, 방정식이나 게임을 돌리는 데 몇 초처음 등장: 1939 루이스 프라이 리처드슨의 군비 경쟁 수학 모델
내전 모델
불만, 정당성, 치안이 맞물려 소요나 내전이 생기는 과정을 다루는 사회과학 모델이에요.
답하는 질문: 폭력은 왜 어떤 곳에서는 터지고 어떤 곳에서는 터지지 않을까?
빠진 것: 불만과 정당성은 수치로 나타내기 어려워서, 결과가 가정에 민감해요.
돌아가는 곳: 약 1013 FLOPS 대략 연구 클러스터, 실행당 몇 분처음 등장: 2002 조슈아 엡스타인의 시민 폭력 행위자 기반 모델
언어 모델 워게임 에이전트
언어 모델이 국가 지도자를 맡아 턴제 위기 게임에서 외교적, 군사적 행동을 선택해요.
답하는 질문: 모델 행위자는 시뮬레이션된 위기에서 어떻게 고조시키거나 완화할까요?
빠진 것: 모델의 선택은 프롬프트에 달려 있고 실제 지도자와는 맞지 않아요.
돌아가는 곳: 약 1013 FLOPS 대략 게임당 많은 모델 호출처음 등장: 2024 Escalation risks from language models in military and diplomatic decision-making (2024) 출처
군집 전투 시뮬레이션
국소 규칙을 따르는 많은 단순한 무인기나 무인 보트가 공격하거나 방어하고, 시뮬레이션은 무리가 보호된 표적에 맞서 어떻게 버티는지 시험해요.
답하는 질문: 군집이 방어하는 표적을 압도할 수 있을까요?
빠진 것: 통신, 교란, 교전 규칙은 단순화돼 있어요.
돌아가는 곳: 약 109 FLOPS 대략 워크스테이션 한 대에서 수천 개의 에이전트.처음 등장: 2002 Lin and colleagues, simulation of a swarm of unmanned combat air vehicles. 출처
컴퓨터 바이러스와 악성코드 유행
컴퓨터가 이웃에게 프로그램을 감염시키는 노드이고 백신 치료도 있어서, 확산이 전염병 모델을 따라가요.
답하는 질문: 악성 코드는 얼마나 빨리 퍼지고, 어느 정도의 패치 속도가 그것을 막을까요?
빠진 것: 공격자의 적응과 실제 네트워크 위상은 단순화돼 있어요.
돌아가는 곳: 약 105 FLOPS 대략 노트북에서 전염병 방정식이나 네트워크 시뮬레이션.처음 등장: 1991 Kephart and White, directed-graph epidemiological models of computer viruses. 출처
수색 구조 표류 계획
실종된 물체나 사람이 떠내려갈 수 있는 경로 수천 개를 해류와 바람으로 시뮬레이션해서, 어디를 수색할지 찾아요.
답하는 질문: 가장 먼저 수색할 가능성이 큰 곳은 어디일까?
빠진 것: 해류와 바람은 불확실하고, 물체가 모델과 다르게 움직일 수 있어요.
돌아가는 곳: 약 108 FLOPS 대략 워크스테이션에서 많은 입자의 몬테카를로 표류.처음 등장: 1980 Richardson and Discenza, the Coast Guard computer-assisted search planning system. 출처
대잠수함 수색 이론
숨은 잠수함을 찾을 확률을 수색자의 경로, 목표의 속도, 탐지할 수 있는 거리로 계산해요.
답하는 질문: 잠수함을 가장 빨리 찾으려면 함선과 항공기는 어디서 어떻게 수색해야 할까?
빠진 것: 탐지 거리는 잘 알려지지 않은 해양 조건과 잡음에 달려 있고, 표적이 피할 수도 있어요.
돌아가는 곳: 약 106 FLOPS 대략 노트북으로 몇 초에서 몇 분.처음 등장: 1956 Koopman's theory of search, kinematic bases, in Operations Research. 출처
군용 비행 및 임무 시뮬레이터
승무원들이 컴퓨터가 만든 상대를 맞아 함께 임무를 비행하는 네트워크로 연결된 조종석
답하는 질문: 실제로 연습하기에는 너무 비싸거나 위험한 임무에서, 승무원들이 압박 속에 협력할 수 있을까요?
빠진 것: 컴퓨터가 만든 적은 실제 상대에 비해 예측 가능하게 싸워요.
돌아가는 곳: 약 1013 FLOPS 대략 네트워크로 연결된 시뮬레이터 컴퓨터, 실시간처음 등장: 1985 1985년까지, 전투 시뮬레이터를 네트워크로 연결한 DARPA 프로그램 SIMNET
차량·승무원 훈련 장비
복제한 전차 포탑, 함정 작전실, 잠수함 관제실, 헬리콥터 조종석
답하는 질문: 고장이 났을 때 모든 승무원이 자기 역할을 알고 있을까요?
빠진 것: 좁은 모형으로는 실제 차량의 움직임과 응력을 온전히 재현할 수 없어요.
돌아가는 곳: 약 1012 FLOPS 대략 시뮬레이터 자체 컴퓨터, 실시간처음 등장: 1954 1954년까지, 기갑 차량 승무원을 위한 초기 포술 훈련기
네트워크 훈련 연습
실제 부대, 승무원이 탑승한 시뮬레이터, 컴퓨터가 만든 병력이 여러 장소에 걸친 하나의 공동 훈련으로 이어져요.
답하는 질문: 큰 부대가 군종과 국가를 넘어 조율할 수 있을까요?
빠진 것: 네트워크 지연과 단순화 때문에 모든 유닛이 실제처럼 행동하지는 않아요.
돌아가는 곳: 약 1014 FLOPS 대략 서로 연결된 많은 시뮬레이터와 컴퓨터 노드, 실시간처음 등장: 1983 SIMNET, 처음으로 시뮬레이터들을 네트워크로 연결해 합동 훈련을 한 1980년대 국방 프로그램
사격술과 물리력 사용 훈련기
화면과 레이저를 쓴 분기형 시나리오 사격장으로, 군과 경찰이 쓰며 긴장 완화 연습도 포함해요.
답하는 질문: 훈련생이 쏘지 않는다는 선택을 포함해 옳은 결정을 내릴까요?
빠진 것: 화면 속 배우는 대본대로 반응하지, 실제 사람처럼 예측 불가능하게 반응하지는 않아요.
돌아가는 곳: 약 1012 FLOPS 대략 프로젝션과 센서가 있는 데스크톱, 실시간처음 등장: 1985 1985년까지, 경찰과 군의 결정을 위한 초기 분기 시나리오 훈련기
사이버 훈련장
방어자들이 공격을 탐지하고 막는 연습을 하는, 시뮬레이션된 컴퓨터 네트워크 전체.
답하는 질문: 팀이 침입을 제때 발견하고 막을 수 있을까요?
빠진 것: 사격장의 대본대로 하는 공격은 단호한 실제 적보다 덜 심해요.
돌아가는 곳: 약 1013 FLOPS 대략 가상 머신 클러스터, 실시간처음 등장: 2009 2009년까지, 사이버 공격과 방어를 연습하는 초기 전용 훈련장
전투 의무병 훈련기
피를 흘리고, 숨 쉬고, 전장의 응급 처치에 반응하는 마네킹으로, 모의 사격 속에서 외상 치료를 연습해요.
답하는 질문: 의무병이 압박 속에서 출혈을 멈추고 부상자를 살려 둘 수 있을까요?
빠진 것: 전투의 실제 공포와 탈진은 훈련 연습에서 재현하기 어려워요.
돌아가는 곳: 약 1010 FLOPS 대략 마네킹 안에 내장된 제어기, 실시간처음 등장: 1997 1997년까지, 전투 의무병 훈련용 초기 고충실도 외상 마네킹
자율 사이버 방어 훈련장
학습하는 공격 에이전트와 방어 에이전트가 행동하고 점수를 받는 시뮬레이션 네트워크.
답하는 질문: 에이전트가 공격자에 맞서 네트워크를 방어하는 법을 배울 수 있을까요?
빠진 것: 네트워크 구조와 공격은 실제보다 훨씬 단순해요.
돌아가는 곳: 약 1011 FLOPS 대략 값싼 다중 에피소드 훈련처음 등장: 2021 CybORG: a gym for the development of autonomous cyber agents (2021) 출처
핵 비축 무기 시뮬레이션
핵실험 금지 이후, 낡아 가는 탄두는 시험하는 대신 그 물리를 시뮬레이션해서 평가해요. 이 작업이 세계에서 가장 큰 슈퍼컴퓨터 몇 대를 만들어 냈어요.
답하는 질문: 폭발 시험 없이도 비축 무기는 여전히 안전하고 믿을 만할까요?
빠진 것: 실제 시험 없이 낡아 가는 재료를 시뮬레이션하면 일부 물리는 여전히 불확실해요.
돌아가는 곳: 약 1018 FLOPS 교과서 세계 최대 슈퍼컴퓨터 중 하나의 상당 부분을 몇 주 동안처음 등장: 1995 핵실험 유예 뒤에 미국 비축 핵무기 관리 프로그램이 시작돼요.
탄도학
총열, 공기, 표적을 통과하는 탄환을 세 가지 별개의 문제로 다뤄요.
답하는 질문: 발사체는 어디에 떨어지고, 충돌하면 무슨 일이 일어날까?
빠진 것: 바람과 제조 편차 때문에 개별 샷은 여전히 평균보다 예측하기 어려워요.
돌아가는 곳: 약 1012 FLOPS 대략 데스크톱, 시뮬레이션한 샷당 몇 초처음 등장: 1945 ENIAC, 최초의 전자 컴퓨터 중 하나로, 첫 작업은 포 사격표를 계산하는 것이었어요
폭발과 충격 방호
충격파와 충돌이 건물, 차량, 방탄복을 때리는 상황으로, 방호 장비를 설계하는 데 써요.
답하는 질문: 구조물과 그 안의 사람들은 살아남을까?
빠진 것: 파괴와 파편화의 미세한 세부는 아직 정확히 담기 어려워요.
돌아가는 곳: 약 1015 FLOPS 대략 대학 또는 국방 연구소 클러스터, 사례당 몇 시간처음 등장: 1961 1961년까지, 국립 연구소의 초기 하이드로코드가 폭풍파를 모델링
레이더와 센서 성능
레이더, 소나, 적외선 신호가 환경을 지나고 표적에 반사돼요.
답하는 질문: 이 날씨에서 센서는 무엇을, 얼마나 먼 거리에서 감지할 수 있을까?
빠진 것: 실제 날씨와 지형 잡음은 모델이 가정하는 것보다 완전히 담아내기 어려워요.
돌아가는 곳: 약 1014 FLOPS 대략 방위 산업체의 클러스터, 시나리오당 몇 분처음 등장: 1963 1963년까지, 레이더 전파와 클러터의 초기 컴퓨터 모델
지향성 에너지 무기 시뮬레이션
레이저나 고출력 마이크로파 빔이 공기 중을 지나 표적을 가열하거나 무력화해요.
답하는 질문: 표적에는 전력이 얼마나 닿고, 효과가 나기까지는 얼마나 걸릴까요?
빠진 것: 실제 대기 난류와 먼지는 모델이 가정하는 것보다 예측하기 어렵게 빔을 흩어요.
돌아가는 곳: 약 1014 FLOPS 대략 국방 연구소 클러스터, 시나리오당 몇 시간처음 등장: 1974 1974년까지, 고에너지 레이저 무기의 초기 빔 전파 모델
어뢰와 수중 무기 시뮬레이션
어뢰나 해군 기뢰가 물속을 나아가고 유도되고 폭발하는 경로와, 그때 나는 소리.
답하는 질문: 표적을 찾아서, 닿아서, 무력화할까?
빠진 것: 실제 바다의 잡음과 층을 이룬 수온은 깨끗한 모델이 가정하는 것보다 유도를 더 헷갈리게 해요.
돌아가는 곳: 약 1014 FLOPS 대략 해군 연구 클러스터, 시나리오당 몇 시간처음 등장: 1960 1960년까지, 초기 디지털 어뢰 유도 및 유체역학 모델
화학, 생물, 방사능 위험 연기 기둥
유해 물질의 방출이 바람과 난류에 실려 가는 모습을 퍼프 모델로 계산해서, 영향 범위와 피폭량을 예측해요.
답하는 질문: 방출 뒤에 누가 노출되고, 어디로 대피해야 할까?
빠진 것: 도시 지형과 불확실한 바람 조건 때문에 정확도에 한계가 있어요.
돌아가는 곳: 약 109 FLOPS 대략 워크스테이션에서 몇 초에서 몇 분이 걸리는 퍼프 모델.처음 등장: 1996 Sykes and colleagues, SCIPUFF, a generalised dispersion model. 출처
핵전쟁의 기후 영향
불타는 도시의 연기를 준 기후 모델로, 그 결과 일어날 냉각과 흉작을 추적해요.
답하는 질문: 핵전쟁은 싸움이 벌어진 곳에서 멀리 떨어진 사람들을 몇 명이나 해칠까요?
빠진 것: 연기가 실제로 성층권에 얼마나 닿는지는 아직 논쟁 중이에요.
돌아가는 곳: 약 1016 FLOPS 대략 국가 기후 모델링 슈퍼컴퓨터, 그 일부를 몇 주 동안처음 등장: 1983 TTAPS 연구는 불타는 도시의 연기가 기후를 식히는 과정을 모델링했어요.
강제 이주와 난민 흐름
분쟁을 피해 도망치는 사람들이 경로와 목적지를 고르는 것으로, 인도주의 기구가 구호를 계획하는 데 써요.
답하는 질문: 사람들은 어디로 갈까, 그리고 도움은 어디서 기다리고 있어야 할까?
빠진 것: 어디로 도망칠지에 대한 실제 사람들의 결정은 모델이 가정하는 것보다 예측하기 어려워요.
돌아가는 곳: 약 1013 FLOPS 대략 인도주의 기구의 서버, 시나리오당 몇 분처음 등장: 2015 2015년까지, 전시 난민 이동을 예측하는 초기 에이전트 기반 모델
사상자와 인도주의 대응
분쟁이나 재난 뒤의 부상자, 의료팀, 물자, 대피 경로
답하는 질문: 가진 자원으로 가장 많은 목숨을 구하려면 어떻게 해야 할까요?
빠진 것: 보급과 수송이 계획대로 도착한다고 가정하지만, 실제로는 드문 일이에요.
돌아가는 곳: 약 1012 FLOPS 대략 병원 또는 군 계획용 데스크톱, 시나리오당 몇 분처음 등장: 1996 1996년까지, 대량 사상자 분류와 대피의 초기 이산 사건 시뮬레이션
지뢰와 불발탄 제거 계획
지뢰밭으로 의심되는 곳을 지도로 그리고 제거 일정을 짜요. 안전, 비용, 사람들이 돌려받아야 할 땅 사이의 균형을 맞춰요.
답하는 질문: 어떤 밭을 먼저 정리해야 하고, 시간은 얼마나 걸릴까?
빠진 것: 지뢰를 어디에 묻었는지에 대한 실제 기록은 불완전하거나 틀린 경우가 많아요.
돌아가는 곳: 약 1010 FLOPS 대략 인도주의 지뢰 제거 단체의 노트북, 시나리오당 몇 분처음 등장: 1994 1994년까지, 인도주의 지뢰 제거를 위한 초기 계획 모델
전시 경제 및 재건 모델링
분쟁 이후 나라의 경제로, 파괴된 기반 시설, 잃은 노동력, 재건에 필요한 원조와 투자를 따라가요.
답하는 질문: 복구에는 얼마나 걸리고, 재건 자금은 어디에 먼저 써야 할까요?
빠진 것: 실제 재건은 경제 모델이 예견할 수 없는 정치적 안정에 달려 있어요.
돌아가는 곳: 약 1011 FLOPS 대략 개발 기관의 데스크톱, 시나리오당 몇 분처음 등장: 1993 1993년까지, 초기 분쟁 후 재건 경제 모델
제재와 경제전 모델링
봉쇄나 제재를 받는 나라의 무역, 통화, 물자를 따라가며 경제적 압박이 얼마나 쌓이고 실제로 누가 피해를 보는지 살펴요.
답하는 질문: 이 제재는 경제적 고통을 얼마나 일으키고, 제재 대상은 얼마나 오래 버틸 수 있을까요?
빠진 것: 실제 제재는 깔끔한 모델이 가정하는 것보다 밀수와 제3국을 통해 더 많이 새어 나가요.
돌아가는 곳: 약 1011 FLOPS 대략 연구소의 데스크톱, 시나리오당 몇 분처음 등장: 1985 1985년까지, 무역 제재와 봉쇄의 초기 경제 모델
생물학적 공격 대응 모델
의도적인 유출 뒤에 질병이 어떻게 퍼지는지를 백신 접종, 격리, 병원 수용 능력을 더해 살펴보고, 대응 계획을 비교할 수 있게 해요.
답하는 질문: 유출 뒤에는 대규모 백신 접종과 표적 추적 중 어느 쪽이 더 나을까요?
빠진 것: 병원체의 성질과 발견까지의 지연을 가정해요.
돌아가는 곳: 약 107 FLOPS 대략 노트북에서 전염병 시뮬레이션.처음 등장: 2002 Kaplan, Craft and Wein, emergency response to a smallpox attack: the case for mass vaccination. 출처