---
title: "Kỹ thuật và công nghệ · Mô phỏng · Giả thuyết mô phỏng"
url: https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/engineering
description: "Luồng khí trên cánh, kết cấu chịu tải, chip trước khi chế tạo, robot trước khi xây dựng. Một phần của bảng phân loại các mô phỏng mà người ta thực sự chạy."
license: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
credit: "Ross Allan Dahl, Giả thuyết mô phỏng (simulation-hypothesis.com)"
---

[Mô phỏng](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations)lĩnh vực 9 trên 18

# Kỹ thuật và công nghệ

Luồng khí qua cánh, kết cấu chịu tải, chip trước khi chế tạo, robot trước khi được dựng.

Ngày nay hầu như không có gì được xây dựng mà không mô phỏng trước. Trong năm mươi năm qua, mô phỏng đã thay thế phần lớn các nguyên mẫu vật lý. Hình thức xưa nhất, mô hình tỷ lệ vật lý, vẫn còn được dùng.

## Dòng chảy

### Khí động học

Không khí chảy qua cánh, xe hơi, tòa nhà và tua-bin gió.

Câu hỏi nó trả lời: Lực cản bao nhiêu, lực nâng bao nhiêu, và dòng chảy bong ra ở đâu?

Bỏ qua: Nhiễu loạn được mô hình hóa chứ không được phân giải, nên chi tiết tách dòng mịn chỉ là gần đúng.

Chạy trên: khoảng 10^15 FLOPS sơ lược một cụm tính toán hiệu năng cao của trường đại học hoặc doanh nghiệp, vài ngày cho mỗi ca Từ: 1962 Phương pháp panel của Hess và Smith cho hình dạng máy bay

[Trường liên tục](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-continuum)nền: Trường

### Nhiễu loạn

Mọi xoáy nước của một dòng chảy hỗn loạn được phân giải trực tiếp, từ xoáy lớn nhất đến nhỏ nhất.

Câu hỏi nó trả lời: Nhiễu loạn thật sự đang làm gì, để các mô hình tốn ít tính toán hơn có thể xấp xỉ nó?

Bỏ qua: Giới hạn ở số Reynolds khiêm tốn; dòng chảy thật vượt xa những cỗ máy lớn nhất.

Chạy trên: khoảng 10^17 FLOPS sơ lược một siêu máy tính quốc gia, một phần lớn, trong nhiều tuần Từ: 1972 Mô phỏng số trực tiếp 3D đầu tiên của Orszag và Patterson

[Trường liên tục](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-continuum)nền: Trường

### Mô hình vật lý thu nhỏ

Hầm gió, bể sóng, mô hình sông và bàn rung: những mô phỏng lâu đời nhất, và vẫn được dùng để kiểm tra các mô phỏng số.

Câu hỏi nó trả lời: Dòng chảy thật có khớp với những gì máy tính dự đoán không?

Bỏ qua: Hiệu ứng tỷ lệ nghĩa là một mô hình nhỏ không phải lúc nào cũng cư xử như vật cỡ thật.

Chạy trên: không có máy tính. không có tính toán số; thay vào đó là không khí, nước hay bàn rung thật Từ: 1871 Frank Wenham chế tạo một trong những hầm gió đầu tiên

[Tương tự vật lý](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-analogue)nền: Trường

### Mô phỏng xâm thực

Bọt hình thành rồi xẹp dữ dội trong chất lỏng chuyển động nhanh, quanh chân vịt tàu, máy bơm và van.

Câu hỏi nó trả lời: Hiện tượng xâm thực bọt khí sẽ ăn mòn chân vịt hay máy bơm này ở đâu, và ta thiết kế thế nào để tránh?

Bỏ qua: Sự xẹp bọt xảy ra ở thang mịn hơn mức hầu hết các mô phỏng có thể đủ sức phân giải ở mọi nơi.

Chạy trên: khoảng 10^15 FLOPS sơ lược một cụm máy của trường đại học hoặc xưởng đóng tàu, vài giờ cho mỗi ca Từ: 1988 đến năm 1988, các mô hình tính toán đời đầu về dòng chảy xâm thực quanh chân vịt

[Trường liên tục](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-continuum)nền: Trường

### Dòng chảy đa pha và đường ống

Dầu, khí, nước và bùn nhão di chuyển cùng nhau qua đường ống, giếng và nhà máy xử lý.

Câu hỏi nó trả lời: Đường ống có chạy trơn tru, hay các cục chất lỏng và khí sẽ làm nghẽn nó?

Bỏ qua: Sự hình thành cục chất lỏng đột ngột vẫn là một trong những điều khó dự đoán đáng tin cậy hơn cả.

Chạy trên: khoảng 10^14 FLOPS sơ lược cụm máy của một công ty năng lượng, vài giờ cho mỗi ca đường ống Từ: 1979 đến năm 1979, các mô hình dòng chảy đa pha đời đầu cho đường ống dầu khí ngoài khơi

[Trường liên tục](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-continuum)nền: Trường

### Mô phỏng đóng băng bám

Những giọt nước quá lạnh đóng băng lên cánh máy bay và cánh tua-bin gió khi đang bay hoặc trong gió.

Câu hỏi nó trả lời: Băng sẽ tích tụ bao nhiêu, và hệ thống chống đóng băng có theo kịp không?

Bỏ qua: Kích thước giọt mây thật và băng pha hỗn hợp dao động nhiều hơn điều kiện thử chuẩn giả định.

Chạy trên: khoảng 10^14 FLOPS sơ lược một cụm máy của phòng thí nghiệm hàng không vũ trụ, vài giờ cho mỗi ca đóng băng Từ: 1988 đến năm 1988, các mã tính toán đóng băng đời đầu hỗ trợ chứng nhận máy bay

[Trường liên tục](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-continuum)nền: Trường

### Mạng nơ-ron có thông tin vật lý

Một mạng nơ-ron được huấn luyện để đầu ra của nó đồng thời thỏa một phương trình vi phân chi phối và dữ liệu quan sát.

Câu hỏi nó trả lời: Một mạng có thể học nghiệm của một phương trình đạo hàm riêng với ít hoặc không cần lưới không?

Bỏ qua: Việc huấn luyện chậm và không đáng tin với các bài toán cứng hoặc nhiễu loạn.

Chạy trên: khoảng 10^13 FLOPS sơ lược Huấn luyện dựa trên gradient với vi phân tự động Từ: 2017 Physics informed deep learning, part I (2017) [nguồn](https://arxiv.org/abs/1711.10561)

[Bộ mô phỏng học được](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-learned)[Phương trình vi phân](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-equations)nền: Trường

### Toán tử thần kinh

Một mạng học ánh xạ từ một hàm, như một điều kiện biên, sang nghiệm của một phương trình đạo hàm riêng, nên đầu vào mới được trả lời chỉ trong một lượt.

Câu hỏi nó trả lời: Một mô hình đã huấn luyện có thể giải tức thì cả một họ phương trình đạo hàm riêng không?

Bỏ qua: Cần nhiều lần chạy bộ giải để huấn luyện và ngoại suy kém.

Chạy trên: khoảng 10^15 FLOPS sơ lược Tạo dữ liệu tốn kém, rồi suy luận nhanh Từ: 2019 DeepONet: learning nonlinear operators (2019), followed by Fourier neural operators (2020) [nguồn](https://arxiv.org/abs/1910.03193)

[Bộ mô phỏng học được](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-learned)[Phương trình vi phân](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-equations)nền: Trường

### Bộ mô phỏng học từ mạng đồ thị

Một mạng nơ-ron đồ thị huấn luyện trên dữ liệu mô phỏng đẩy các hạt hoặc nút lưới tiến lên từng bước để bắt chước chất lưu, vải và vật rắn.

Câu hỏi nó trả lời: Một mạng nơ-ron có thể thay một bộ giải vật lý cho chất lưu và vật thể biến dạng không?

Bỏ qua: Sai số tích lũy qua các lần triển khai dài và tính bảo toàn không được bảo đảm.

Chạy trên: khoảng 10^14 FLOPS sơ lược Huấn luyện trên dữ liệu của bộ giải, triển khai nhanh hơn Từ: 2020 Learning to simulate complex physics with graph networks (2020) [nguồn](https://arxiv.org/abs/2002.09405)

[Bộ mô phỏng học được](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-learned)[Hạt và N vật thể](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-particles)nền: Trường

### Bộ giải chất lỏng học máy

Một mạng tích chập thay bước chiếu áp suất của bộ giải chất lỏng theo lưới, để tăng tốc mô phỏng khói và chất lỏng.

Câu hỏi nó trả lời: Một mạng đã huấn luyện có thể làm bộ giải dòng chảy không nén nhanh hơn nhiều không?

Bỏ qua: Độ ổn định và độ chính xác chỉ được kiểm tra trên các dòng chảy giống dữ liệu huấn luyện.

Chạy trên: khoảng 10^12 FLOPS sơ lược Huấn luyện trên dữ liệu của bộ giải, suy luận nhanh Từ: 2016 Accelerating Eulerian fluid simulation with convolutional networks (2016) [nguồn](https://arxiv.org/abs/1607.03597)

[Bộ mô phỏng học được](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-learned)[Trường liên tục](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-continuum)nền: Trường

### Automata khí mạng tinh thể cho dòng chất lỏng

Các hạt nhảy trên một mạng tinh thể với quy tắc va chạm đơn giản tái tạo dòng chảy của chất lỏng hay khí ở quy mô lớn, không cài sẵn phương trình cơ học chất lưu nào.

Câu hỏi nó trả lời: Dòng chảy của một chất lưu có thể nảy sinh từ những quy tắc hạt đơn giản trên một mạng không?

Bỏ qua: Nhiễu từ các hạt rời rạc và việc thiếu bất biến Galileo giới hạn độ chính xác, đó là lý do nó đã được thay thế.

Chạy trên: khoảng 10^11 FLOPS sơ lược quy tắc theo từng bit trên một mạng có hàng triệu vị trí. Từ: 1986 Các automata khí mạng của Frisch, Hasslacher và Pomeau cho phương trình Navier-Stokes. [nguồn](https://doi.org/10.1103/physrevlett.56.1505)

[Automata tế bào](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-cellular-automata)[Hạt và N vật thể](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-particles)nền: Quy tắc

### Mô phỏng dòng chảy bằng Lattice Boltzmann

Chất lưu được biểu diễn bằng các phân bố vận tốc hạt trên một mạng, chúng chảy và va chạm để cho dòng chảy trong hình học phức tạp như đá xốp hay mạch máu.

Câu hỏi nó trả lời: Một chất lỏng chảy thế nào qua một hình học rất phức tạp?

Bỏ qua: Phương pháp bị giới hạn ở số Mach thấp, và việc xử lý biên cần cẩn thận.

Chạy trên: khoảng 10^15 FLOPS sơ lược hàng tỷ ô mạng trên phần cứng đồ họa hoặc cụm máy. Từ: 1988 McNamara và Zanetti dùng phương trình Boltzmann để mô phỏng automata khí mạng tinh thể. [nguồn](https://doi.org/10.1103/physrevlett.61.2332)

[Lý thuyết trường trên mạng](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-lattice)[Trường liên tục](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-continuum)nền: Trường

### Mô phỏng trực tiếp khí loãng

Các phân tử của một chất khí loãng được di chuyển và va chạm ngẫu nhiên, ở nơi khí quá thưa để coi là chất lỏng liên tục, như ở rìa không gian hay bên trong các kênh nhỏ xíu.

Câu hỏi nó trả lời: Một dòng khí loãng chảy quanh một phương tiện ở rìa khí quyển thế nào?

Bỏ qua: Mỗi hạt mô phỏng đại diện cho hàng nghìn tỷ hạt thật, nên nhiễu thống kê cao ở tốc độ thấp.

Chạy trên: khoảng 10^14 FLOPS sơ lược hàng tỷ hạt mô phỏng. Từ: 1963 Mô phỏng trực tiếp của Bird về sự tiến đến cân bằng tịnh tiến trong một chất khí gồm các quả cầu cứng. [nguồn](https://doi.org/10.1063/1.1710976)

[Hạt và N vật thể](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-particles)[Monte Carlo](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-monte-carlo)nền: Phân tử

### Mô phỏng xoáy lớn của trang trại gió

Không khí nhiễu loạn qua một trang trại gió với lực của từng cánh quạt được cộng vào, để xem vệt sau tương tác thế nào và làm giảm công suất của các tua-bin phía sau.

Câu hỏi nó trả lời: Một trang trại gió mất bao nhiêu công suất vì chính vệt khí của nó?

Bỏ qua: Cánh tua-bin được thay bằng đĩa lực, và địa hình cùng độ ổn định khí quyển làm thay đổi kết quả.

Chạy trên: khoảng 10^16 FLOPS sơ lược các lần chạy xoáy lớn của một miền nhiều km với hàng chục tuabin. Từ: 2010 Mô phỏng xoáy lớn của Calaf, Meneveau và Meyers về các lớp biên phát triển đầy đủ của dàn tua-bin gió. [nguồn](https://doi.org/10.1063/1.3291077)

[Trường liên tục](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-continuum)[Phương trình vi phân](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-equations)nền: Trường

### Tương tác chất lưu - kết cấu

Một chất lưu chuyển động và một vật biến dạng được giải cùng nhau, để dự đoán sự vỗ, rung và rung phấp phới ở cánh, cầu và van.

Câu hỏi nó trả lời: Một cấu trúc mềm dẻo chuyển động thế nào trong dòng chảy quanh nó?

Bỏ qua: Chuyển động lưới và hiệu ứng khối lượng thêm mạnh làm việc ghép nối tốn kém và đôi khi không ổn định.

Chạy trên: khoảng 10^15 FLOPS sơ lược các bộ giải chất lưu và chất rắn ghép đôi được lặp ở mỗi bước. Từ: 1974 Phương pháp Lagrange-Euler tùy ý của Hirt, Amsden và Cook cho các dòng chảy ở mọi tốc độ. [nguồn](https://doi.org/10.1016/0021-9991%2874%2990051-5)

[Trường liên tục](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-continuum)[Phương trình vi phân](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-equations)nền: Trường

### Mô phỏng xoáy lớn động lực học lửa

Khí nóng và khói từ đám cháy trong phòng, hầm hoặc tòa nhà, được giải như một dòng chảy rối có nổi lực với quá trình cháy đơn giản, để xem nhiệt và khói lan ra thế nào.

Câu hỏi nó trả lời: Khói sẽ lấp đầy hành lang này nhanh đến đâu, và khi nào người ta không còn thấy đường ra?

Bỏ qua: Hóa học cháy và bồ hóng được đơn giản hóa, và nhiên liệu, cửa sổ, đồ đạc thật chỉ được mô tả gần đúng.

Chạy trên: khoảng 10^13 FLOPS sơ lược vài ngày trên một cụm máy cho một vụ cháy tòa nhà lớn. Từ: 2000 Hướng dẫn sử dụng Fire Dynamics Simulator của McGrattan và các đồng nghiệp từ Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Hoa Kỳ. [nguồn](https://doi.org/10.6028/nist.ir.6469)

[Trường liên tục](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-continuum)[Phương trình vi phân](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-equations)nền: Trường

## Kết cấu và máy móc

### Phân tích kết cấu

Cầu, tòa nhà, máy bay và chi tiết chịu tải, nhiệt và rung động.

Câu hỏi nó trả lời: Điểm yếu ở đâu, và còn lại bao nhiêu biên độ an toàn?

Bỏ qua: Giả định vật liệu và tải trọng lý tưởng hóa; khuyết tật thật được xử lý bằng biên an toàn, không phải bằng vật lý.

Chạy trên: khoảng 10^14 FLOPS sơ lược một máy trạm kỹ thuật hoặc cụm máy nhỏ, vài giờ cho mỗi ca Từ: 1956 Phương pháp kết cấu máy bay của Turner, Clough, Martin và Topp

[Trường liên tục](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-continuum)nền: Trường

### Mô phỏng va chạm

Phương tiện biến dạng trong một vụ va chạm, với những người ngồi ảo bên trong.

Câu hỏi nó trả lời: Làm sao bảo vệ những người bên trong?

Bỏ qua: Thương tích của người ngồi trong xe được ước tính từ mô hình hình nhân, không phải từ độ biến thiên của mô người thật.

Chạy trên: khoảng 10^15 FLOPS sơ lược cụm máy tính hiệu năng cao của một hãng xe, vài giờ cho mỗi ca va chạm Từ: 1979 đến năm 1979, các mã phần tử hữu hạn tường minh của phòng thí nghiệm quốc gia mô hình hóa va chạm xe

[Trường liên tục](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-continuum)nền: Trường

### Động lực học đa vật thể

Máy móc như các bộ phận cứng nối bằng bản lề, lò xo và bánh răng: hệ thống treo, động cơ, cánh tay robot.

Câu hỏi nó trả lời: Cơ cấu có chuyển động như thiết kế không, và tải đi về đâu?

Bỏ qua: Các bộ phận được coi là cứng hoặc hơi mềm, bỏ sót các mode rung tinh vi.

Chạy trên: khoảng 10^13 FLOPS sơ lược máy tính để bàn kỹ thuật, vài phút đến vài giờ Từ: 1971 Phương pháp máy tính của Sheth và Uicker để phân tích cơ cấu

[Phương trình vi phân](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-equations)nền: Cơ thể

### Âm học và rung động

Sóng âm trong phòng, động cơ và thành phố, cùng rung động trong các kết cấu.

Câu hỏi nó trả lời: Hội trường này có đạt chất lượng âm học tốt không, và cây cầu này có cộng hưởng nghe thấy được không?

Bỏ qua: Gặp khó khăn ở tần số thấp, nơi hiệu ứng sóng lấn át tia.

Chạy trên: khoảng 10^14 FLOPS sơ lược một máy trạm hoặc cụm máy nhỏ, vài giờ cho mỗi ca Từ: 1968 Krokstad và các đồng nghiệp mô hình hóa âm học phòng bằng dò tia

[Trường liên tục](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-continuum)nền: Trường

### Mỏi và sự phát triển vết nứt

Hư hại chậm của một kết cấu do hàng triệu chu kỳ tải nhỏ, được theo dõi như các vết nứt lớn dần và cuối cùng gây hỏng.

Câu hỏi nó trả lời: Bao nhiêu năm hay giờ bay trước khi bộ phận này cần thay?

Bỏ qua: Các lỗi thật từ khâu sản xuất đa dạng hơn các vết nứt ban đầu lý tưởng được giả định.

Chạy trên: khoảng 10^14 FLOPS sơ lược một máy trạm kỹ thuật hoặc cụm máy nhỏ, vài giờ cho mỗi chi tiết Từ: 1968 đến năm 1968, các mã máy tính tuổi thọ mỏi theo cơ học đứt gãy đời đầu

[Trường liên tục](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-continuum)nền: Trường

### Ma sát học và cơ học tiếp xúc

Ma sát, mài mòn và bôi trơn giữa các bề mặt chuyển động trong ổ trục, bánh răng và khớp.

Câu hỏi nó trả lời: Ổ trục này sẽ bền được bao lâu, và ma sát lãng phí bao nhiêu năng lượng?

Bỏ qua: Độ nhám bề mặt ở quy mô vi mô chỉ được tính gần đúng, không đo cho từng chi tiết.

Chạy trên: khoảng 10^13 FLOPS sơ lược máy tính để bàn kỹ thuật, vài giờ cho mỗi ca tiếp xúc Từ: 1970 đến năm 1970, các mô hình máy tính đời đầu về bôi trơn đàn hồi - thủy động

[Trường liên tục](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-continuum)nền: Trường

### Tối ưu hóa tô-pô

Vật liệu được thêm vào và bớt đi khỏi không gian thiết kế dưới tải trọng cho đến khi xuất hiện hình dạng cứng nhẹ nhất, với những lỗ và thanh chống mà kỹ sư chưa từng vẽ.

Câu hỏi nó trả lời: Hình dạng nhẹ nhất mà vẫn chịu được tải này là gì?

Bỏ qua: Các hình dạng tối ưu thường khó chế tạo và có thể mong manh trước những tải trọng chưa được xét.

Chạy trên: khoảng 10^13 FLOPS sơ lược các lời giải phần tử hữu hạn bên trong một vòng tối ưu hóa với hàng triệu biến. Từ: 1988 Việc Bendsøe và Kikuchi tạo các tô-pô tối ưu trong thiết kế kết cấu bằng phương pháp đồng nhất hóa. [nguồn](https://doi.org/10.1016/0045-7825%2888%2990086-2)

[Trường liên tục](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-continuum)[Phương trình vi phân](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-equations)nền: Trường

### Mô hình hóa đứt gãy peridynamic

Một vật rắn được biểu diễn như các điểm tương tác từ xa, nên vết nứt bắt đầu, phân nhánh và hợp lại mà không cần xác định đường nứt từ trước.

Câu hỏi nó trả lời: Một vết nứt chọn đường đi qua vật liệu giòn bằng cách nào?

Bỏ qua: Tầm tương tác và định luật hỏng hóc phải được hiệu chỉnh theo vật liệu.

Chạy trên: khoảng 10^14 FLOPS sơ lược các lần chạy không lưới với hàng triệu nút. Từ: 2000 Sự tái lập công thức lý thuyết đàn hồi của Silling cho các điểm gián đoạn và lực tầm xa. [nguồn](https://doi.org/10.1016/s0022-5096%2899%2900029-0)

[Hạt và N vật thể](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-particles)[Trường liên tục](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-continuum)nền: Trường

### Mô hình hóa mảnh vỡ quỹ đạo và va chạm vệ tinh

Vệ tinh, mảnh vỡ và thân tên lửa được theo dõi qua nhiều thập kỷ va chạm và phân rã để xem chúng có tự nuôi nhau và đóng các quỹ đạo hữu ích không.

Câu hỏi nó trả lời: Phải qua bao nhiêu va chạm trước khi mảnh vỡ khiến một quỹ đạo không dùng được?

Bỏ qua: Các mảnh vụn nhỏ không được theo dõi, các lần phóng trong tương lai và hành vi giảm thiểu đều không chắc chắn.

Chạy trên: khoảng 10^11 FLOPS sơ lược các lần chạy Monte Carlo dài trên nhiều quần thể quỹ đạo. Từ: 1978 Kessler và Cour-Palais, tần suất va chạm của vệ tinh nhân tạo và sự hình thành vành đai mảnh vỡ. [nguồn](https://doi.org/10.1029/ja083ia06p02637)

[Quá trình ngẫu nhiên](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-stochastic)[Hạt và N vật thể](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-particles)[Động lực học hệ thống](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-system-dynamics)nền: Quy tắc

### Đồng mô phỏng các mô hình liên kết

Các mô phỏng riêng của động cơ, hộp số, bộ điều khiển và pin, mỗi cái dựng bằng công cụ riêng, được chạy cùng nhau bằng cách trao đổi dữ liệu ở những bước thời gian đã thống nhất.

Câu hỏi nó trả lời: Cả cỗ máy có hoạt động khi mọi mô hình hệ thống con, do các đội khác nhau xây, chạy cùng nhau không?

Bỏ qua: Trao đổi dữ liệu theo các bước cố định thêm sai số số học, và một sự ghép nối cứng có thể trở nên bất ổn.

Chạy trên: khoảng 10^10 FLOPS sơ lược giờ trên một máy trạm cho một chu trình xe. Từ: 2011 Giao diện Functional Mock-up của Blochwitz và các đồng nghiệp để trao đổi các mô hình mô phỏng độc lập với công cụ. [nguồn](https://doi.org/10.3384/ecp11063105)

[Phương trình vi phân](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-equations)[Sự kiện rời rạc](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-discrete-event)[Thời gian thực](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-real-time)nền: Quy tắc

## Điện tử và máy tính

### Mô phỏng mạch điện

Mọi điện áp và dòng điện trong một mạch điện tử, từng transistor một.

Câu hỏi nó trả lời: Mạch có hoạt động không, và nó tiêu thụ bao nhiêu điện?

Bỏ qua: Các mô hình linh kiện là những phép gần đúng được khớp; silicon thật khác nhau giữa từng chip.

Chạy trên: khoảng 10^13 FLOPS sơ lược máy tính để bàn kỹ thuật, vài phút cho mỗi khối chip Từ: 1973 SPICE của Nagel và Pederson, chương trình mô phỏng mạch điện tổng quát tại Berkeley

[Phương trình vi phân](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-equations)nền: Quần thể

### Mô phỏng logic chip

Một thiết kế chip số được chạy từng chu kỳ xung nhịp một trước khi được sản xuất.

Câu hỏi nó trả lời: Chip có tính ra đúng kết quả trước khi phát sinh chi phí chế tạo không?

Bỏ qua: Thời gian được tính gần đúng; một mô phỏng chạy tốt vẫn có thể hỏng sau khi sản xuất.

Chạy trên: khoảng 10^14 FLOPS sơ lược một máy trạm thiết kế hoặc cụm máy chủ nhỏ, vài giờ cho mỗi lần chạy Từ: 1965 đến năm 1965, các trình mô phỏng mức cổng đời đầu kiểm tra thiết kế logic số

[Sự kiện rời rạc](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-discrete-event)[Quy tắc và trạng thái](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-rules)nền: Quy tắc

### Điện từ học

Sóng vô tuyến, ánh sáng và trường quanh ăng-ten, mạch điện và thiết bị quang.

Câu hỏi nó trả lời: Ăng-ten này bức xạ tốt đến đâu, và thiết bị này có rò nhiễu không?

Bỏ qua: Chi tiết hình học mịn gần giới hạn lưới bị làm mượt đi.

Chạy trên: khoảng 10^14 FLOPS sơ lược một máy trạm hoặc cụm máy, vài giờ cho mỗi thiết kế Từ: 1966 Phương pháp sai phân hữu hạn miền thời gian của Kane Yee

[Trường liên tục](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-continuum)nền: Trường

### Mô phỏng mạng máy tính

Các gói tin chảy qua bộ định tuyến, đường truyền và giao thức.

Câu hỏi nó trả lời: Mạng có thể chịu được lưu lượng gấp đôi không?

Bỏ qua: Đơn giản hóa những đặc thù phần cứng thật và khuôn mẫu lưu lượng thấy trong mạng sản xuất.

Chạy trên: khoảng 10^13 FLOPS sơ lược một máy tính để bàn hoặc máy chủ nhỏ, vài phút đến vài giờ Từ: 1964 Phân tích hàng đợi của Leonard Kleinrock về mạng gói

[Sự kiện rời rạc](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-discrete-event)nền: Quy tắc

### Mô phỏng giả lập và máy ảo

Một cỗ máy bắt chước một cỗ máy khác chính xác, từng lệnh một, để phần mềm của nó chạy nguyên vẹn.

Câu hỏi nó trả lời: Chúng ta có thể chạy hệ thống cũ hoặc tương lai này trên phần cứng đang có không?

Bỏ qua: Chạy chậm hơn phần cứng thật trừ khi được tối ưu cẩn thận.

Chạy trên: khoảng 10^12 FLOPS sơ lược một máy tính để bàn, thời gian thực hoặc nhanh hơn Từ: 1963 đến năm 1963, các trình mô phỏng tập lệnh đời đầu thử thiết kế máy tính trước khi chúng tồn tại

[Quy tắc và trạng thái](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-rules)nền: Quy tắc

### Mô phỏng linh kiện bán dẫn

Các electron và nguyên tử pha tạp bên trong một transistor đơn lẻ, trước khi nó được biến thành mô hình cấp mạch.

Câu hỏi nó trả lời: Hình dạng và pha tạp của transistor này sẽ thay đổi cách nó chuyển mạch ra sao?

Bỏ qua: Đơn giản hóa các hiệu ứng lượng tử vốn quan trọng nhất ở kích thước transistor nhỏ nhất.

Chạy trên: khoảng 10^14 FLOPS sơ lược cụm máy của một công ty bán dẫn, vài giờ cho mỗi linh kiện Từ: 1964 Mô hình số của Gummel về transistor lưỡng cực

[Trường liên tục](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-continuum)[Nguyên lý cơ bản](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-first-principles)nền: Nguyên tử

### Bản sao số của mạng

Một bản sao ảo của một mạng truyền thông, luôn đồng bộ với mạng thật, dùng để thử các thay đổi trước khi áp dụng.

Câu hỏi nó trả lời: Điều gì sẽ xảy ra với mạng nếu thực hiện thay đổi này?

Bỏ qua: Độ trung thực phụ thuộc vào dữ liệu đo từ xa, và quy mô bị giới hạn.

Chạy trên: khoảng 10^12 FLOPS sơ lược Mô hình cấp gói tin hoặc học máy Từ: 2021 Digital twin networks: a survey (2021) [nguồn](https://doi.org/10.1109/JIOT.2021.3079510)

[Sự kiện rời rạc](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-discrete-event)[Bộ mô phỏng học được](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-learned)nền: Quy tắc

### Mô phỏng quang khắc

Ánh sáng đi qua một mặt nạ lên màng cảm quang để dự đoán các khuôn mạch in lên chip, kể cả độ nhòe và hóa học của chất cản quang.

Câu hỏi nó trả lời: Hoa văn trên mặt nạ có in ra đúng như dự định trên chip không?

Bỏ qua: Hóa học chất cản quang và hiệu ứng photon ngẫu nhiên ở kích thước rất nhỏ được xấp xỉ.

Chạy trên: khoảng 10^13 FLOPS sơ lược mô phỏng toàn chip cho một lớp. Từ: 1975 Mô hình phơi sáng quang khắc cản quang của Dill. [nguồn](https://doi.org/10.1109/t-ed.1975.18158)

[Phương trình vi phân](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-equations)[Trường liên tục](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-continuum)nền: Trường

### Mô phỏng quy trình bán dẫn

Các bước chế tạo một transistor, cấy ion, khuếch tán và oxy hóa, được theo dõi để dự đoán hồ sơ pha tạp và hình dạng trước mô hình linh kiện.

Câu hỏi nó trả lời: Một công thức chế tạo nhất định cho ra hồ sơ pha tạp và hình dạng nào?

Bỏ qua: Các mô hình khuyết tật điểm và giao diện cần được hiệu chỉnh cho mỗi quy trình mới.

Chạy trên: khoảng 10^12 FLOPS sơ lược các phép giải khuếch tán và phản ứng hai hoặc ba chiều. Từ: 1979 Các mô hình của Antoniadis và Dutton để mô phỏng trên máy tính toàn bộ quy trình chế tạo vi mạch. [nguồn](https://doi.org/10.1109/t-ed.1979.19452)

[Trường liên tục](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-continuum)[Phương trình vi phân](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-equations)nền: Nguyên tử

### Mô hình nhiệt bộ xử lý

Nhiệt chảy qua các lớp của một con chip và vỏ bọc của nó, do công suất thay đổi của các khối chức năng điều khiển, để tìm điểm nóng và đặt ngưỡng giảm xung.

Câu hỏi nó trả lời: Bộ xử lý nóng quá mức ở chỗ nào khi khối lượng công việc thay đổi?

Bỏ qua: Mô hình dùng các ước tính công suất, còn chi tiết vỏ bọc và làm mát thì gộp lại.

Chạy trên: khoảng 10^8 FLOPS sơ lược một mạng nhiệt gọn nhẹ chạy trong vài giây. Từ: 2003 Vi kiến trúc nhận biết nhiệt độ với mô hình nhiệt gọn của Skadron và các đồng nghiệp. [nguồn](https://doi.org/10.1145/859618.859620)

[Trường liên tục](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-continuum)[Phương trình vi phân](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-equations)nền: Trường

### Tính cấu trúc dải của tinh thể quang tử

Ánh sáng trong một cách sắp xếp tuần hoàn của chất điện môi, giải để tìm các tần số có thể và không thể lan truyền, nhằm thiết kế ống dẫn sóng và bộ lọc.

Câu hỏi nó trả lời: Một cấu trúc tuần hoàn có thể chặn những màu ánh sáng nào?

Bỏ qua: Tính tuần hoàn hoàn hảo được giả định, nên mất trật tự, tổn hao và kích thước hữu hạn được thêm riêng.

Chạy trên: khoảng 10^10 FLOPS sơ lược giải trị riêng sóng phẳng cho mỗi vectơ sóng. Từ: 1990 Ho, Chan và Soukoulis chứng minh có khe quang tử trong các cấu trúc điện môi tuần hoàn. [nguồn](https://doi.org/10.1103/physrevlett.65.3152)

[Phương trình vi phân](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-equations)[Trường liên tục](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-continuum)nền: Trường

### Mô hình nhiệt của chip xếp chồng

Nhiệt đi qua các lớp silicon xếp chồng theo chiều dọc và được làm mát bằng chất lỏng chảy giữa chúng, giải đủ nhanh để quyết định thiết kế của chồng chip.

Câu hỏi nó trả lời: Một chồng chip có các kênh chất làm mát có thể giữ mọi lớp dưới giới hạn của chúng không?

Bỏ qua: Chip thật có điểm nóng nhỏ hơn nhiều so với các ô của mô hình, nên nhiệt độ đỉnh có thể bị đánh giá thấp.

Chạy trên: khoảng 10^8 FLOPS sơ lược vài phút trên một máy trạm. Từ: 2010 Mô hình nhiệt quá độ gọn 3D-ICE của Sridhar và cộng sự cho chip 3D có làm mát bằng chất lỏng giữa các tầng. [nguồn](https://doi.org/10.1109/iccad.2010.5653749)

[Trường liên tục](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-continuum)[Phương trình vi phân](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-equations)nền: Trường

## Robot học và tự chủ

### Mô phỏng robot

Robot với cảm biến và động cơ mô phỏng trong một công cụ vật lý, được huấn luyện hoặc thử nghiệm trước khi chạm đến thế giới thật.

Câu hỏi nó trả lời: Một bộ điều khiển học được trong mô phỏng có hoạt động trên robot thật không?

Bỏ qua: Tiếp xúc và ma sát ngoài đời thật vẫn khó khớp chính xác.

Chạy trên: khoảng 10^13 FLOPS sơ lược một máy tính để bàn có GPU, thời gian thực hoặc nhanh hơn Từ: 1983 đến năm 1983, các trình mô phỏng lập trình ngoại tuyến đời đầu lên kế hoạch cho cánh tay robot công nghiệp

[Thời gian thực](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-real-time)[Bộ mô phỏng học được](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-learned)nền: Cơ thể

### Kiểm thử xe tự hành

Phần mềm lái xe tự động lái hàng triệu kilômét ảo qua những kịch bản hiếm và nguy hiểm.

Câu hỏi nó trả lời: Hệ thống xử lý thế nào tình huống chỉ xảy ra một lần trong một triệu kilômét?

Bỏ qua: Những kịch bản hiếm trong đời thực vẫn khó nắm bắt, dù đã lái bao nhiêu kilômét ảo.

Chạy trên: khoảng 10^15 FLOPS sơ lược một đội máy chủ GPU đám mây, chạy song song Từ: 2004 hỗ trợ mô phỏng cho các thử thách lớn đầu tiên về xe tự lái của Hoa Kỳ

[Thời gian thực](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-real-time)[Dựa trên tác nhân](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-agent-based)nền: Cơ thể

### Robot bầy đàn

Nhiều robot đơn giản phối hợp bằng quy tắc cục bộ, thường mượn từ côn trùng.

Câu hỏi nó trả lời: Một trăm robot rẻ tiền có thể làm điều một robot đắt tiền không làm được không?

Bỏ qua: Robot mô phỏng đơn giản không nắm bắt được nhiễu cảm biến và giới hạn pin thật.

Chạy trên: khoảng 10^12 FLOPS sơ lược một máy tính xách tay, mô phỏng hàng chục đến hàng trăm robot Từ: 1989 Công trình đời đầu của Gerardo Beni về trí tuệ bầy đàn và robot tế bào

[Dựa trên tác nhân](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-agent-based)nền: Cơ thể

### Song sinh số

Một mô phỏng được giữ liên tục khớp với một cỗ máy, nhà máy hay tòa nhà thật bằng dữ liệu cảm biến trực tiếp của nó.

Câu hỏi nó trả lời: Cái gì sắp hỏng, và điều gì xảy ra nếu ta đổi thiết lập này?

Bỏ qua: Độ chính xác bị giới hạn bởi dữ liệu cảm biến cung cấp cho nó; khoảng trống và độ trôi cứ tích lũy.

Chạy trên: khoảng 10^13 FLOPS sơ lược một máy chủ đám mây liên tục cập nhật mô hình của một nhà máy Từ: 2002 Michael Grieves đề xuất ghép một sản phẩm với một mô hình ảo luôn được cập nhật trực tiếp

[Sự kiện rời rạc](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-discrete-event)[Bộ mô phỏng học được](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-learned)[Trường liên tục](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-continuum)nền: Cơ thể

### Khả năng di chuyển của xe tự hành hành tinh

Bánh xe và cánh tay của một xe tự hành tương tác với đất và đá rời trên một thế giới khác, trước cả khi nó lăn bánh đến đó.

Câu hỏi nó trả lời: Xe tự hành có bị kẹt không, và cánh tay của nó có với tới mẫu không?

Bỏ qua: Đất ngoài Trái Đất chỉ được biết từ một số ít địa điểm hạ cánh, nên hành vi của nó được ngoại suy.

Chạy trên: khoảng 10^13 FLOPS sơ lược cụm máy của một cơ quan vũ trụ, vài giờ cho mỗi ca địa hình Từ: 1997 các mô phỏng bánh xe-đất hỗ trợ chiếc xe tự hành sao Hỏa đầu tiên thành công

[Trường liên tục](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-continuum)[Thời gian thực](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-real-time)nền: Cơ thể

### Điều khiển khung xương ngoài và chi giả

Một cỗ máy đeo được và cơ thể người cùng chuyển động, với hệ điều khiển được tinh chỉnh trước khi có người mặc nó.

Câu hỏi nó trả lời: Thiết bị sẽ trợ giúp chuyển động của người đeo, hay chống lại nó?

Bỏ qua: Cơ thể mô phỏng hiếm khi nắm bắt chính xác chấn thương hay dáng đi riêng của một người.

Chạy trên: khoảng 10^13 FLOPS sơ lược máy tính để bàn của một phòng thí nghiệm nghiên cứu, thời gian thực cho mỗi lượt thử Từ: 1990 đến năm 1990, các mô phỏng điều khiển khung xương ngoài có động cơ đời đầu tại các phòng thí nghiệm nghiên cứu

[Phương trình vi phân](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-equations)[Thời gian thực](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-real-time)nền: Cơ thể

### Môi trường học robot song song trên GPU

Hàng nghìn robot mô phỏng chạy cùng lúc trên một GPU để một chính sách học tăng cường có thể huấn luyện trong vài phút.

Câu hỏi nó trả lời: Một chính sách robot có thể học nhanh đến mức nào nhờ mô phỏng song song quy mô lớn?

Bỏ qua: Vật lý tiếp xúc được đơn giản hóa, nên việc chuyển sang thực tế cần cẩn trọng.

Chạy trên: khoảng 10^15 FLOPS sơ lược Hàng nghìn môi trường vật lý song song trên GPU Từ: 2021 Isaac Gym: high performance GPU-based physics simulation for robot learning (2021) [nguồn](https://arxiv.org/abs/2108.10470)

[Thời gian thực](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-real-time)[Bộ mô phỏng học được](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-learned)nền: Cơ thể

### Huấn luyện từ mô phỏng sang thực tế bằng ngẫu nhiên hóa miền

Một chính sách được huấn luyện trong một trình mô phỏng có ngoại hình và vật lý biến đổi ngẫu nhiên để nó hoạt động được ngoài đời thật.

Câu hỏi nó trả lời: Một chính sách chỉ huấn luyện trong mô phỏng có thể hoạt động trên một robot thật không?

Bỏ qua: Dải ngẫu nhiên hóa phải bao trùm khoảng cách thực, mà khó biết được.

Chạy trên: khoảng 10^14 FLOPS sơ lược Các lần huấn luyện ngẫu nhiên lớn Từ: 2017 Domain randomization for transferring deep neural networks from simulation to the real world (2017) [nguồn](https://arxiv.org/abs/1703.06907)

[Bộ mô phỏng học được](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-learned)[Quá trình ngẫu nhiên](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-stochastic)nền: Cơ thể

### Mô phỏng vật lý khả vi

Một công cụ vật lý được viết sao cho gradient chảy ngược qua các va chạm và chuyển động, cho phép tinh chỉnh thiết kế hoặc bộ điều khiển bằng hạ gradient.

Câu hỏi nó trả lời: Bộ điều khiển hay thiết kế này nên thay đổi thế nào để cải thiện kết quả?

Bỏ qua: Gradient qua các va chạm cứng bị nhiễu hoặc gây hiểu sai.

Chạy trên: khoảng 10^12 FLOPS sơ lược Các lượt ngược qua nhiều bước mô phỏng Từ: 2016 A differentiable physics engine for deep learning in robotics (2016) [nguồn](https://arxiv.org/abs/1611.01652)

[Phương trình vi phân](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-equations)[Bộ mô phỏng học được](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-learned)nền: Cơ thể

### Tạo kịch bản lái xe đối kháng

Một bộ tối ưu làm xáo trộn đường đi của những người dùng đường khác trong các cảnh đã ghi để tìm ra những tình huống khiến một hệ thống tự lái thất bại.

Câu hỏi nó trả lời: Những tình huống thực tế nào làm một hệ tự hành thất bại?

Bỏ qua: Một kịch bản làm hệ thống hỏng có thể hầu như không bao giờ xảy ra trên đường thật, nên nó nói rất ít về tần suất xảy ra sự cố.

Chạy trên: khoảng 10^13 FLOPS sơ lược Nhiều lần chạy mô phỏng vòng kín Từ: 2021 AdvSim: generating safety-critical scenarios for self-driving vehicles (2021) [nguồn](https://arxiv.org/abs/2101.06549)

[Quá trình ngẫu nhiên](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-stochastic)[Bộ mô phỏng học được](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-learned)nền: Cơ thể

### Bộ mô phỏng lái xe mở với mô hình cảm biến

Một thế giới trong engine game với giao thông, thời tiết, camera và lidar mô phỏng để phát triển và kiểm tra xe tự lái.

Câu hỏi nó trả lời: Một hệ thống lái xe sẽ nhìn và hành động thế nào trong nhiều điều kiện khác nhau?

Bỏ qua: Độ chân thực của cảm biến và giao thông không khớp hoàn toàn với thế giới thật.

Chạy trên: khoảng 10^12 FLOPS sơ lược Dựng hình thời gian thực trên GPU Từ: 2017 CARLA: an open urban driving simulator (2017) [nguồn](https://arxiv.org/abs/1711.03938)

[Thời gian thực](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-real-time)[Quy tắc và trạng thái](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-rules)nền: Cơ thể

### Di chuyển bằng chân học máy

Một chính sách học tăng cường được huấn luyện để đi và chạy cho một robot có chân trong trình mô phỏng vật lý, rồi được chuyển sang cỗ máy thật.

Câu hỏi nó trả lời: Một robot có thể học đi trong mô phỏng và giữ được thăng bằng trên mặt đất thật không?

Bỏ qua: Tiếp xúc bàn chân, độ trễ động cơ và độ mềm của mặt đất khác với mô hình, nên một chính sách chạy tốt trong mô phỏng có thể thất bại trên cỗ máy.

Chạy trên: khoảng 10^16 FLOPS sơ lược vài giờ đến vài ngày thời gian GPU cho mỗi dáng đi. Từ: 2018 Học từ mô phỏng sang thực tế các kiểu di chuyển nhanh nhẹn cho robot bốn chân của Tan và cộng sự. [nguồn](https://arxiv.org/abs/1804.10332)

[Bộ mô phỏng học được](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-learned)[Thời gian thực](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-real-time)[Phương trình vi phân](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-equations)nền: Cơ thể

### Di chuyển của robot hình người học máy

Một bộ điều khiển nơ-ron được huấn luyện trong mô phỏng cho một robot hình người hai chân đi trên nhiều loại mặt đất, dùng lịch sử các giác quan của chính nó để thích nghi.

Câu hỏi nó trả lời: Một robot hình người có thể đi ngoài trời trên cầu thang, cỏ và dốc nhờ một chính sách học mà không có lần thử thật nào không?

Bỏ qua: Những cú ngã của một robot hình người cỡ thật vừa nguy hiểm vừa tốn kém, nên thử nghiệm thận trọng và giới hạn của chính sách chưa được vẽ ra.

Chạy trên: khoảng 10^17 FLOPS sơ lược vài ngày trên một cụm GPU. Từ: 2023 Chuyển động của robot hình người ngoài đời thật bằng học tăng cường của Radosavovic và các đồng nghiệp. [nguồn](https://arxiv.org/abs/2303.03381)

[Bộ mô phỏng học được](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-learned)[Thời gian thực](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-real-time)[Phương trình vi phân](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-equations)nền: Cơ thể

### Mô phỏng bay drone

Máy bay nhỏ có cánh quạt, cảm biến và camera bay qua các cảnh được kết xuất, dưới gió và vật lý mô phỏng, để phát triển khả năng tự hành và thử nghiệm nó một cách an toàn.

Câu hỏi nó trả lời: Phần mềm bay này có giữ được máy bay không người lái ổn định và tránh chướng ngại vật trước khi nó rời mặt đất không?

Bỏ qua: Khí động học sát mặt đất, trong các cơn gió giật và giữa các chướng ngại vật được đơn giản hóa, nên các trường hợp biên chỉ lộ ra trên một chiếc drone thật.

Chạy trên: khoảng 10^12 FLOPS sơ lược thời gian thực trên một GPU hạng game, hoặc hàng nghìn lần chạy song song. Từ: 2017 AirSim của Shah và các đồng nghiệp, mô phỏng thị giác và vật lý cho phương tiện bay và mặt đất. [nguồn](https://arxiv.org/abs/1705.05065)

[Thời gian thực](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-real-time)[Phương trình vi phân](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-equations)nền: Cơ thể

### Đua drone bằng học máy

Một chính sách điều khiển được huấn luyện trong mô phỏng để lái một máy bay bốn cánh quạt qua đường đua ở giới hạn tốc độ, rồi bay trên máy bay thật.

Câu hỏi nó trả lời: Một bộ điều khiển học được có thể bay nhanh hơn một phi công vô địch là con người không?

Bỏ qua: Đường đua đã biết và được chiếu sáng tốt, nên chưa chứng minh được chính sách hoạt động ở nơi lạ hay trong điều kiện xấu.

Chạy trên: khoảng 10^16 FLOPS sơ lược vài ngày huấn luyện GPU trong mô phỏng. Từ: 2023 Đua drone đạt trình độ vô địch bằng học tăng cường sâu của Kaufmann và các đồng nghiệp. [nguồn](https://doi.org/10.1038/s41586-023-06419-4)

[Bộ mô phỏng học được](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-learned)[Thời gian thực](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-real-time)[Phương trình vi phân](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-equations)nền: Cơ thể

### Mô phỏng robot mềm

Một robot làm bằng vật liệu cao su được mô hình hóa như một vật rắn biến dạng bằng phần tử hữu hạn, đủ nhanh để điều khiển nó theo thời gian thực.

Câu hỏi nó trả lời: Phải thay đổi áp suất không khí trong các khoang thế nào để cánh tay mềm chạm tới một điểm nhất định?

Bỏ qua: Tính chất cao su thay đổi theo nhiệt độ và tuổi, và tốc độ của mô hình đòi hỏi lưới thô.

Chạy trên: khoảng 10^9 FLOPS sơ lược thời gian thực trên một máy trạm. Từ: 2013 Việc Duriez điều khiển các robot mềm đàn hồi dựa trên phương pháp phần tử hữu hạn thời gian thực. [nguồn](https://doi.org/10.1109/icra.2013.6631138)

[Trường liên tục](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-continuum)[Thời gian thực](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-real-time)[Phương trình vi phân](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-equations)nền: Cơ thể

### Mô phỏng cảm biến xúc giác

Các ảnh chạm mà một cảm biến da dựa vào camera sẽ thu được khi ép lên vật thể được kết xuất trong mô phỏng, để bàn tay robot học cách cảm nhận.

Câu hỏi nó trả lời: Một robot có thể học xử lý đồ vật bằng xúc giác mà không làm mòn các cảm biến thật không?

Bỏ qua: Sự biến dạng mềm của gel được kết xuất gần đúng, nên khoảng cách giữa mô phỏng và thực tế lớn hơn với kết cấu mịn.

Chạy trên: khoảng 10^10 FLOPS sơ lược thời gian thực trên một GPU hạng game. Từ: 2020 TACTO của Wang và cộng sự, một bộ mô phỏng mã nguồn mở nhanh cho các cảm biến xúc giác dựa trên thị giác. [nguồn](https://arxiv.org/abs/2012.08456)

[Thời gian thực](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-real-time)[Phương trình vi phân](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-equations)[Bộ mô phỏng học được](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-learned)nền: Cơ thể

## Bay vào vũ trụ và năng lượng

### Quỹ đạo tàu vũ trụ

Các đường đi qua trường hấp dẫn của Mặt Trời, các hành tinh và mặt trăng, kể cả hỗ trợ hấp dẫn.

Câu hỏi nó trả lời: Tuyến đường rẻ nhất tới mặt trăng này là gì, và khi nào ta phóng?

Bỏ qua: Giả định trọng lực đã biết và không có nhiễu loạn; dẫn đường thật vẫn cần hiệu chỉnh hành trình.

Chạy trên: khoảng 10^12 FLOPS sơ lược một máy tính xách tay, vài giây cho mỗi quỹ đạo ứng viên Từ: 1959 các phép tính quỹ đạo đời đầu cho những sứ mệnh Mặt Trăng đầu tiên

[Phương trình vi phân](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-equations)nền: Cơ thể

### Đi vào khí quyển

Một tàu vũ trụ lao vào khí quyển với tốc độ nhiều km mỗi giây, cùng sóng xung kích và nhiệt xung quanh nó.

Câu hỏi nó trả lời: Tấm chắn nhiệt có sống sót không?

Bỏ qua: Hóa học dòng chảy hiếm ở tốc độ cực đại vẫn là nguồn bất định đang được nghiên cứu.

Chạy trên: khoảng 10^15 FLOPS sơ lược một cụm tính toán hiệu năng cao quốc gia hoặc của trường đại học, vài giờ cho mỗi ca Từ: 1958 đến năm 1958, những phép tính nhiệt khi tên lửa đạn đạo quay lại khí quyển đời đầu

[Trường liên tục](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-continuum)nền: Trường

### Pin và pin nhiên liệu

Ion và electron di chuyển qua điện cực và chất điện phân khi một pin sạc và lão hóa.

Câu hỏi nó trả lời: Làm sao sạc nhanh hơn mà không làm pin xuống cấp nhanh hơn?

Bỏ qua: Sự lão hóa qua hàng nghìn chu kỳ vẫn được ngoại suy, chứ chưa được mô phỏng đầy đủ.

Chạy trên: khoảng 10^14 FLOPS sơ lược một cụm máy của trường đại học, vài giờ cho mỗi thiết kế tế bào Từ: 1993 Mô hình pin điện cực xốp của Doyle, Fuller và Newman

[Trường liên tục](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-continuum)[Nguyên lý cơ bản](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-first-principles)nền: Trường

### Mô phỏng động cơ tên lửa

Khí cháy nóng giãn nở qua miệng phun của động cơ tên lửa, và lượng nhiệt nó đổ vào thành động cơ vốn phải chịu nổi.

Câu hỏi nó trả lời: Động cơ này tạo ra bao nhiêu lực đẩy, và miệng phun cùng thành có chịu nổi nhiệt không?

Bỏ qua: Bất ổn định cháy, khi chính ngọn lửa bắt đầu dao động, vẫn khó dự đoán.

Chạy trên: khoảng 10^16 FLOPS sơ lược một phần siêu máy tính của một cơ quan hay công ty vũ trụ, vài giờ cho mỗi ca Từ: 1968 đến năm 1968, các mô hình tính toán đời đầu về buồng đốt tên lửa

[Trường liên tục](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-continuum)nền: Trường

### Mô phỏng nhiệt và điện của tàu vũ trụ

Nhiệt và điện năng di chuyển qua một vệ tinh khi ánh nắng, bóng tối và thiết bị trên tàu thay đổi.

Câu hỏi nó trả lời: Mọi bộ phận của tàu vũ trụ có giữ trong giới hạn an toàn về nhiệt độ và công suất không?

Bỏ qua: Giả định các bề mặt già đi và xuống cấp như dự kiến, điều mà nhiều năm trên quỹ đạo không phải lúc nào cũng xác nhận.

Chạy trên: khoảng 10^12 FLOPS sơ lược máy tính để bàn của một kỹ sư vệ tinh, vài phút cho mỗi ca quỹ đạo Từ: 1965 đến năm 1965, các mô hình cân bằng nhiệt đời đầu cho vệ tinh quỹ đạo

[Phương trình vi phân](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-equations)nền: Cơ thể

### Mô phỏng sản lượng trang trại điện mặt trời và điện gió

Ánh nắng hoặc gió trong một năm được đối chiếu với các tấm pin hoặc tua-bin của một trang trại để dự đoán sản lượng năng lượng.

Câu hỏi nó trả lời: Trang trại này thực sự sẽ phát ra bao nhiêu điện, và có đáng xây không?

Bỏ qua: Một năm thời tiết bất thường vẫn có thể lệch mạnh khỏi trung bình dài hạn.

Chạy trên: khoảng 10^12 FLOPS sơ lược máy tính để bàn của một nhà phát triển, vài phút cho mỗi địa điểm Từ: 1981 đến năm 1981, đánh giá tài nguyên gió bằng máy tính đời đầu để chọn địa điểm trang trại gió

[Trường liên tục](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-continuum)[Quá trình ngẫu nhiên](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-stochastic)nền: Trường

### Nguy cơ va chạm của chòm sao khổng lồ

Hàng chục nghìn vệ tinh trên các quỹ đạo thấp dùng chung được theo dõi so với mảnh vỡ hiện có để ước tính các lần tiếp cận gần, thao tác né tránh và ảnh hưởng của sự cố.

Câu hỏi nó trả lời: Một chòm sao khổng lồ sẽ thêm bao nhiêu vụ va chạm, và cần loại bỏ các vệ tinh hỏng nhanh đến mức nào?

Bỏ qua: Tốc độ phóng tương lai, tỷ lệ hỏng và hành vi của nhà vận hành là giả định, và các mảnh vụn nhỏ không được theo dõi thì ít được biết.

Chạy trên: khoảng 10^14 FLOPS sơ lược vài ngày trên một cụm máy cho hàng thập kỷ tiến hóa quỹ đạo. Từ: 2017 Nghiên cứu của Radtke và các đồng nghiệp về cách các chòm sao khổng lồ tương tác với môi trường mảnh vỡ không gian. [nguồn](https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2016.11.021)

[Hạt và N vật thể](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-particles)[Monte Carlo](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-monte-carlo)[Quá trình ngẫu nhiên](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-stochastic)nền: Quy tắc

### Xác suất va chạm khi tiếp cận gần

Quỹ đạo dự đoán của hai vật thể, kèm độ bất định của chúng, được dùng để tính xác suất chúng sẽ va nhau khi đi gần nhau.

Câu hỏi nó trả lời: Có đáng đốt động cơ đẩy để tránh lần tiếp cận gần này không?

Bỏ qua: Độ bất định quỹ đạo thường bị đánh giá thấp, và một xác suất đơn lẻ phụ thuộc nhiều vào dạng giả định của sai số.

Chạy trên: khoảng 10^6 FLOPS sơ lược vài giây cho mỗi lần giao hội, chạy trên hàng nghìn vật thể. Từ: 1999 Phân tích của Alfriend và các đồng nghiệp về sai số trong xác suất va chạm. [nguồn](https://doi.org/10.1023/a:1010056509803)

[Phương trình vi phân](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-equations)[Monte Carlo](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-monte-carlo)nền: Quy tắc

## Sản xuất và gia công vật liệu

### Đúc kim loại và đông đặc

Kim loại nóng chảy rót đầy khuôn và đông đặc, được theo dõi để xem chỗ nào rót kém hoặc co lại thành khuyết tật.

Câu hỏi nó trả lời: Vật đúc này có được rót đầy đúng cách không, và khuyết tật sẽ hình thành ở đâu?

Bỏ qua: Điều kiện lò và khuôn thật thay đổi nhiều hơn một lần rót mô phỏng.

Chạy trên: khoảng 10^14 FLOPS sơ lược cụm máy của một công ty kỹ thuật, vài giờ cho mỗi ca Từ: 1985 đến năm 1985, các mô phỏng máy tính đời đầu về quy trình sản xuất này

[Trường liên tục](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-continuum)nền: Trường

### Mô phỏng hàn

Kim loại nóng chảy, trộn và nguội trong vùng hẹp quanh mối hàn, cùng ứng suất làm cong vênh chi tiết thành phẩm.

Câu hỏi nó trả lời: Mối hàn có giữ được không, và chi tiết sẽ biến dạng bao nhiêu sau đó?

Bỏ qua: Giả định điều kiện hàn sạch, ổn định mà hàn thủ công không phải lúc nào cũng có.

Chạy trên: khoảng 10^14 FLOPS sơ lược cụm máy của một công ty kỹ thuật, vài giờ cho mỗi ca Từ: 1975 đến năm 1975, các mô phỏng máy tính đời đầu về quy trình sản xuất này

[Trường liên tục](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-continuum)nền: Trường

### Mô phỏng sản xuất bồi đắp

Một chi tiết được dựng từng lớp bằng một nguồn nhiệt di chuyển, theo dõi sự nung nóng, nóng chảy và ứng suất dư mà nó để lại.

Câu hỏi nó trả lời: Chi tiết hoàn thành có bị cong vênh hay nứt không, và nên đặt hướng nào trên bàn in?

Bỏ qua: Các mô phỏng toàn chi tiết ở độ phân giải thật vẫn quá chậm cho hầu hết lịch sản xuất.

Chạy trên: khoảng 10^14 FLOPS sơ lược cụm máy của một công ty kỹ thuật, vài giờ cho mỗi ca Từ: 1995 đến năm 1995, các mô phỏng máy tính đời đầu về quy trình sản xuất này

[Trường liên tục](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-continuum)nền: Trường

### Tạo hình và dập kim loại

Tấm kim loại hay phôi nóng được ép, dập hoặc rèn thành hình dạng cuối cùng.

Câu hỏi nó trả lời: Kim loại có nứt hay nhăn trước khi đạt hình dạng cuối cùng không?

Bỏ qua: Giả định một tấm vật liệu ban đầu đồng nhất; các lô vật liệu thật biến thiên nhiều hơn thế.

Chạy trên: khoảng 10^14 FLOPS sơ lược cụm máy của một công ty kỹ thuật, vài giờ cho mỗi ca Từ: 1980 đến năm 1980, các mô phỏng máy tính đời đầu về quy trình sản xuất này

[Trường liên tục](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-continuum)nền: Trường

### Mô phỏng gia công

Một dụng cụ cắt gọt kim loại thành phoi, với lực, nhiệt và độ mòn do quá trình đó sinh ra.

Câu hỏi nó trả lời: Có thể cắt nhanh đến đâu mà không làm hỏng dụng cụ hay hủy bề mặt hoàn thiện?

Bỏ qua: Sự mòn dụng cụ qua nhiều chi tiết vẫn chủ yếu được ước tính từ kinh nghiệm quá khứ, không phải từ các nguyên lý đầu tiên.

Chạy trên: khoảng 10^13 FLOPS sơ lược cụm máy của một công ty kỹ thuật, vài giờ cho mỗi ca Từ: 1982 đến năm 1982, các mô phỏng máy tính đời đầu về quy trình sản xuất này

[Trường liên tục](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-continuum)nền: Trường

### Mô phỏng đúc phun

Nhựa nóng chảy rót đầy các khoang của khuôn và nguội thành hình dạng cuối cùng.

Câu hỏi nó trả lời: Khuôn có được lấp đầy đều không, và chỗ nào sẽ cong vênh hay lộ khuyết tật?

Bỏ qua: Các mẻ nhựa thật chảy khác nhau nhiều hơn dữ liệu vật liệu chuẩn giả định.

Chạy trên: khoảng 10^13 FLOPS sơ lược cụm máy của một công ty kỹ thuật, vài giờ cho mỗi ca Từ: 1976 đến năm 1976, các mô phỏng máy tính đời đầu về quy trình sản xuất này

[Trường liên tục](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/methods#m-continuum)nền: Trường

[◂ Hành vi con người và xã hội](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/human-society)[Thành phố, hạ tầng và vận hành ▸](https://simulation-hypothesis.com/vi/simulations/cities-operations)