国防与冲突
兵棋、作战模型、军事训练器和武器物理：这个分类中许多方法的起源。
军队是最早、也是最大的模拟用户之一，这里的许多工具最初都出自军方。蒙特卡罗方法是为武器物理而发展的，运筹学是为战时后勤而发展的，飞行模拟器则是为训练飞行员。兵棋推演的历史更久。自十九世纪初起，军官们就在桌面游戏上受训。如今，国防部门、大学和研究机构用同样的方法来研究战略、升级和战争的人道代价。
专业战争游戏
军官和分析员在一个情景中扮演对立双方，一步一步地走，由裁判决定结果。它们用来检验计划，而不是预测结果。
它回答的问题: 当一个会思考的对手反击时，计划在哪里失效？
略去了： 熟练裁判的判断顶替了缺失的物理，对有效性是利是弊视情况而定。
运行于：没有任何计算机。裁判、地图和人；计算机只协助计分自： 1812 Kriegsspiel，源自老 Reisswitz 的兵棋桌（1811–12）；他儿子 1824 年的规则被普鲁士军官采用 来源在模拟树中: 《战争游戏》
政治-军事危机游戏
各队扮演政府，应对不断升级的国际危机，由大学和研究机构以及政府部门举办。
它回答的问题: 危机如何升级，又是什么让领导人能够退一步？
略去了： 玩家在真实压力下，通常比真实的领导人表现得更理性。
运行于：约 109 FLOPS 粗略 人们扮演各国政府；几乎或完全不用计算自： 1958 到 1958 年，国防研究机构开展的早期政治军事推演
历史战争游戏
按原来的条件重新打一遍过去的战役和战局，由历史学家和军事院校使用。
它回答的问题: 结果是大概率会发生，还是很容易走向另一种结局？
略去了： 在已知条件下重打一场战役，仍然无法检验真正新颖的决策。
运行于：约 1011 FLOPS 粗略 爱好者或学术机构的台式机，每次运行数秒到数分钟自： 1913 H. G. Wells 发表了 Little Wars，即用玩具兵重演战役的规则
战斗与战役模型
各方力量随时间相互消耗，从兰彻斯特的损耗方程到大型统计战役模型。
它回答的问题: 力量对比如何改变一场战役的进程和代价？
略去了： 真实的作战效能取决于士气和领导力，而方程没有捕捉到这些。
运行于：约 1012 FLOPS 粗略 台式机，运行一次方程数秒自： 1916 Frederick Lanchester 发表他的作战损耗方程
基于智能体的战斗模型
单个单位拥有各自的传感器、命令和决策，在模拟地形上相互作用。
它回答的问题: 沟通、士气和局部决策会在多大程度上改变结果？
略去了： 为每个单位设定的简单决策规则，很少能捕捉到真实士兵的判断。
运行于：约 1014 FLOPS 粗略 研究集群，每次战斗运行数分钟自： 1997 到 1997 年，为军事研究机构建立的早期基于智能体的战斗模型
军事后勤
燃料、食物、弹药、备件和运输在一个作战区域内流动。
它回答的问题: 兵力能否得到补给，哪里会最先吃紧？
略去了： 真实世界的摩擦、天气和故障只被部分体现。
运行于：约 1013 FLOPS 粗略 后勤司令部的服务器，每个情景数分钟自： 1955 到 1955 年，早期对军事补给链的运筹学研究
威慑与军备竞赛
相互对抗的国家根据对方来增加和削减军备，以反馈方程或重复博弈的形式。
它回答的问题: 军备竞赛何时稳定，何时失控升级？
略去了： 假定国家行为是理性而简化的。真实的政治要乱得多。
运行于：约 1011 FLOPS 粗略 台式机，运行方程或博弈数秒到数分钟自： 1939 Lewis Fry Richardson 的军备竞赛数学模型
国内冲突模型
社会科学模型，研究怨愤、合法性和治安如何相互作用，引发动乱或内战。
它回答的问题: 为什么暴力在有些地方爆发，在另一些地方却不会？
略去了： 怨恨和合法性很难量化，所以结果对假设很敏感。
运行于：约 1013 FLOPS 粗略 研究集群，每次运行数分钟自： 2002 Joshua Epstein 关于国内暴力的主体模型
语言模型兵棋推演主体
语言模型在回合制危机游戏中扮演各国领导人，选择外交和军事行动。
它回答的问题: 在模拟的危机中，模型主体会如何升级或缓和局势？
略去了： 模型的选择取决于提示，与真实的领导人并不相符。
运行于：约 1013 FLOPS 粗略 每局游戏需要多次模型调用自： 2024 Escalation risks from language models in military and diplomatic decision-making (2024) 来源
蜂群作战模拟
许多简单的无人飞机或船艇按局部规则进攻或防守，模拟检验集群对抗受保护目标的表现。
它回答的问题: 蜂群能否压倒有防御的目标？
略去了： 通信、干扰和交战规则被简化了。
运行于：约 109 FLOPS 粗略 在工作站上运行数千个智能体。自： 2002 Lin 及同事，对无人作战飞行器集群的模拟。 来源
计算机病毒与恶意软件的流行
计算机是节点，把一个程序传染给邻居，并有杀毒软件作为解药，所以传播遵循流行病模型。
它回答的问题: 恶意软件传播得有多快，多高的补丁率才能阻止它？
略去了： 攻击者的适应和真实的网络拓扑被简化了。
运行于：约 105 FLOPS 粗略 在笔记本电脑上做流行病方程或网络模拟。自： 1991 Kephart 和 White，计算机病毒的有向图流行病学模型。 来源
搜救漂移规划
模拟数千条失踪物体或人员可能的漂移路径，考虑洋流和风，以确定该在哪里搜寻。
它回答的问题: 最有可能先去搜索的地方在哪里？
略去了： 洋流和风都不确定，物体的行为也可能与模型不同。
运行于：约 108 FLOPS 粗略 在工作站上对许多粒子做蒙特卡罗漂移。自： 1980 Richardson 和 Discenza，海岸警卫队的计算机辅助搜索规划系统。 来源
反潜搜索理论
根据搜索者的路径、目标的速度和能探测到它的距离，算出发现一艘隐蔽潜艇的概率。
它回答的问题: 舰船和飞机应该在哪里、以什么方式搜索，才能最快找到潜艇？
略去了： 探测距离取决于海洋条件和噪声，而这些并不十分清楚，目标也可能躲开。
运行于：约 106 FLOPS 粗略 在笔记本电脑上数秒到数分钟。自： 1956 Koopman 的搜索理论，运筹学中的运动学基础。 来源
军用飞行与任务模拟器
联网的驾驶舱，机组人员在其中一起执行任务，对抗计算机生成的对手。
它回答的问题: 各机组能否在压力下协同完成一项成本太高或风险太大、无法真实演练的任务？
略去了： 计算机生成的对手，与真实的对手相比，打起来可以预测。
运行于：约 1013 FLOPS 粗略 联网的模拟器计算机，实时运行自： 1985 到 1985 年，SIMNET，DARPA 的一项计划，把作战模拟器联网
车辆与乘员训练器
坦克炮塔、舰船作战室、潜艇控制室和直升机驾驶舱的复制品。
它回答的问题: 出现故障时，每位机组成员是否都知道自己的职责？
略去了： 受限的模拟舱无法完全复现真实车辆的运动和应力。
运行于：约 1012 FLOPS 粗略 模拟器自带的计算机，实时自： 1954 到 1954 年，早期的装甲车乘员炮术训练器
联网训练演习
真实的部队、载人的模拟器和计算机生成兵力，被连接成一场跨越许多地点的共享演习。
它回答的问题: 大型编队能否跨军种和国家协调行动？
略去了： 网络延迟和简化意味着并非每个单位的行为都和实战时一样。
运行于：约 1014 FLOPS 粗略 许多相连的模拟器和计算机节点，实时运行自： 1983 SIMNET，1980 年代的一项国防计划，首次通过网络把模拟器连接起来，用于联合演习
射击与使用武力训练器
基于屏幕和激光的靶场，带有分支情景，供军队和警察使用，包括缓和冲突局势的练习。
它回答的问题: 学员能否做出正确的决定，包括选择不开枪？
略去了： 屏幕上的演员按剧本反应，不具备真人的不可预测性。
运行于：约 1012 FLOPS 粗略 配有投影和传感器的台式机，实时自： 1985 到 1985 年，早期面向警察和军队决策的分支情景训练器
网络靶场
整个模拟的计算机网络，防御者在其中练习发现并阻止攻击。
它回答的问题: 团队能否及时发现并遏制入侵？
略去了： 靶场中脚本化的攻击，不如坚决的真实对手那样凶猛。
运行于：约 1013 FLOPS 粗略 一组虚拟机集群，实时自： 2009 到 2009 年，早期用于演练网络攻防的专用靶场
战地医护兵训练器
会流血、会呼吸，并对战场急救作出反应的人体模型，用于在模拟炮火下练习创伤救护。
它回答的问题: 医护兵能否在压力下止住出血，并让伤员活下去？
略去了： 战斗中真实的恐惧和疲惫，很难在训练演习中重现。
运行于：约 1010 FLOPS 粗略 人体模型内部的嵌入式控制器，实时自： 1997 到 1997 年，早期用于战地医护兵培训的高保真创伤人体模型
自主网络防御训练场
一个模拟网络，学习型的攻击和防御智能体在其中行动并被打分。
它回答的问题: 智能体能否学会保护网络免受攻击者的侵害？
略去了： 网络拓扑和攻击比真实的简单得多。
运行于：约 1011 FLOPS 粗略 廉价的大量回合训练自： 2021 CybORG: a gym for the development of autonomous cyber agents (2021) 来源
核储备模拟
自从有了核试验禁令，老化的弹头靠模拟其物理来评估，而不是靠试验。这项工作造出了世界上一些最大的超级计算机。
它回答的问题: 在没有爆炸试验的情况下，核储备是否仍然安全可靠？
略去了： 在没有真实试验的情况下模拟老化的材料，仍然会有一些物理问题悬而未决。
运行于：约 1018 FLOPS 教科书 世界上最大的超级计算机之一，占用其中很大一部分，持续数周自： 1995 在停止核试验后，美国核储备管理计划启动
弹道学
弹丸穿过枪管、空气和目标，作为三个独立的问题。
它回答的问题: 弹丸会落在哪里，撞击时会发生什么？
略去了： 风和制造差异，仍使单次射击比平均值更难预测。
运行于：约 1012 FLOPS 粗略 台式机，每模拟一次击球数秒自： 1945 ENIAC，最早的电子计算机之一，第一项工作就是计算火炮射表
爆炸与冲击防护
冲击波和撞击打到建筑、车辆和防弹衣上，用来设计防护。
它回答的问题: 这个结构，以及里面的人，能幸存吗？
略去了： 断裂和碎裂的精细细节仍然很难精确捕捉。
运行于：约 1015 FLOPS 粗略 大学或国防实验室集群，每个算例数小时自： 1961 到 1961 年，国家实验室的早期流体动力学程序对冲击波建模
雷达与传感器性能
雷达、声呐和红外信号穿过环境，并从目标上反射。
它回答的问题: 在这种天气下，传感器能探测到什么，探测距离多远？
略去了： 真实的天气和地形杂波，比模型假定的更难完整捕捉。
运行于：约 1014 FLOPS 粗略 国防承包商的集群，每个情景数分钟自： 1963 到 1963 年，早期的雷达传播与杂波计算机模型
定向能武器模拟
激光或大功率微波束穿过空气，加热目标或使其失效。
它回答的问题: 有多少功率到达目标，要多久才会起作用？
略去了： 真实的大气湍流和尘埃对光束的散射，比模型假定的更难预测。
运行于：约 1014 FLOPS 粗略 国防实验室的集群，每个情景数小时自： 1974 到 1974 年，早期的高能激光武器光束传播模型
鱼雷与水下武器模拟
鱼雷或水雷在水中的路径、制导和爆炸，以及这一过程发出的声音。
它回答的问题: 它能找到、到达并摧毁目标吗？
略去了： 真实的海洋噪声和分层的水温，比干净的模型所假定的更容易干扰制导。
运行于：约 1014 FLOPS 粗略 海军研究集群，每个情景数小时自： 1960 到 1960 年，早期的数字鱼雷制导和水动力模型
化学、生物和放射性危害羽流
有害物质的释放在烟团模型中被风和湍流带走，以预测影响范围和剂量。
它回答的问题: 泄漏之后哪些人会暴露其中，他们该往哪里疏散？
略去了： 城市地形和不确定的风况限制了精度。
运行于：约 109 FLOPS 粗略 烟团模型在工作站上几秒到几分钟即可运行完毕。自： 1996 Sykes 等人，SCIPUFF，一种通用的扩散模型。 来源
核战争的气候影响
给气候模型输入燃烧城市产生的烟尘，追踪由此导致的降温和作物歉收。
它回答的问题: 一场核战争会在远离战场的地方伤害多少人？
略去了： 究竟有多少烟会到达平流层，仍有争论。
运行于：约 1016 FLOPS 粗略 国家气候建模超级计算机，其中一部分，运行数周自： 1983 TTAPS 研究模拟了燃烧的城市产生的烟尘使气候变冷
流离失所与难民流动
逃离冲突的人们选择路线和目的地，人道主义机构用来规划援助。
它回答的问题: 人们会去哪里，该把救援安排在哪里等候？
略去了： 人们逃往哪里的真实决定，比模型假定的更难预测。
运行于：约 1013 FLOPS 粗略 人道主义机构的服务器，每个情景数分钟自： 2015 到 2015 年，早期基于智能体的模型预测战时难民流动
伤亡与人道主义应对
冲突或灾难之后的伤员、医疗队、物资和疏散路线。
它回答的问题: 怎样才能用现有资源挽救最多的生命？
略去了： 假定物资和运输按计划到达，而实际上这很少发生。
运行于：约 1012 FLOPS 粗略 医院或军方规划用的台式机，每个情景数分钟自： 1996 到 1996 年，早期的大规模伤亡分诊和疏散离散事件模拟
地雷和未爆弹药清除规划
对疑似雷区绘制地图并安排排雷，在安全、成本和人们需要收回的土地之间取得平衡。
它回答的问题: 应该先清理哪些田地，需要多长时间？
略去了： 地雷布设位置的真实记录，往往不完整或有误。
运行于：约 1010 FLOPS 粗略 人道主义排雷慈善机构的笔记本电脑，每个情景数分钟自： 1994 到 1994 年，早期的人道主义排雷规划模型
战争经济与重建建模
冲突后的一个国家的经济，追踪受损的基础设施、流失的劳动力，以及重建所需的援助和投资。
它回答的问题: 恢复要多久，重建资金应该先投向哪里？
略去了： 真实的重建取决于政治稳定，而经济模型无法预见这一点。
运行于：约 1011 FLOPS 粗略 开发机构的台式机，每个情景数分钟自： 1993 到 1993 年，早期的冲突后重建经济模型
制裁与经济战建模
一个被封锁或受制裁国家的贸易、货币和物资，用来追踪经济压力积累到什么程度，以及它实际伤害了谁。
它回答的问题: 这些制裁会造成多大的经济痛苦，目标能撑多久？
略去了： 真实的制裁会通过走私和第三国漏出去，比干净的模型假定的更多。
运行于：约 1011 FLOPS 粗略 研究所的台式机，每个情景数分钟自： 1985 到 1985 年，早期关于贸易制裁和封锁的经济模型
生物袭击应对模型
蓄意释放后疾病如何传播，并加入疫苗接种、隔离和医院容量，以便比较各种应对方案。
它回答的问题: 释放之后，大规模接种疫苗和有针对性的追踪，哪一种更好？
略去了： 假定病原体的性质和发现之前的延迟。
运行于：约 107 FLOPS 粗略 在笔记本电脑上做流行病模拟。自： 2002 Kaplan、Craft 和 Wein，对天花袭击的应急响应：支持大规模接种的理由。 来源