محاكاة

📅 آخر تحديث: ١٨ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١٨ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 13 صور
الموسوعة الحرة

المحاكاة هي تمثيلٌ مُحاكٍ لعملية أو نظام قد يوجد في العالم الحقيقي. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] وبهذا المعنى الواسع، يُمكن استخدام مصطلحي "المحاكاة" و"النموذج" بشكلٍ مُتبادل . [ 2 ] أحيانًا يُفرَّق بوضوح بين المصطلحين، حيث تتطلب المحاكاة استخدام نماذج؛ يُمثِّل النموذج الخصائص أو السلوكيات الرئيسية للنظام أو العملية المُختارة، بينما تُمثِّل المحاكاة تطور النموذج بمرور الوقت. [ 3 ] وهناك طريقة أخرى للتمييز بين المصطلحين، وهي تعريف المحاكاة بأنها تجربة باستخدام نموذج. [ 4 ] يشمل هذا التعريف المحاكاة غير المرتبطة بالزمن. غالبًا ما تُستخدم الحواسيب لتنفيذ المحاكاة .

تُستخدم المحاكاة في العديد من السياقات، مثل محاكاة التكنولوجيا لتحسين الأداء أو ضبطه، وهندسة السلامة ، والاختبار، والتدريب، والتعليم، وألعاب الفيديو. كما تُستخدم المحاكاة في النمذجة العلمية للأنظمة الطبيعية أو البشرية لفهم كيفية عملها، [ 5 ] كما هو الحال في الاقتصاد. ويمكن استخدام المحاكاة لإظهار التأثيرات الحقيقية المحتملة للظروف البديلة ومسارات العمل المختلفة. كما تُستخدم المحاكاة عندما يتعذر التعامل مع النظام الحقيقي، إما لعدم إمكانية الوصول إليه، أو لخطورة التعامل معه أو عدم قبوله، أو لأنه قيد التصميم ولم يُبنَ بعد، أو لأنه ببساطة غير موجود. [ 6 ]

تشمل القضايا الرئيسية في النمذجة والمحاكاة الحصول على مصادر معلومات موثوقة حول اختيار الخصائص والسلوكيات الرئيسية المناسبة لبناء النموذج، واستخدام التقريبات والافتراضات المبسطة ضمن النموذج، ودقة وصحة نتائج المحاكاة. وتُعدّ إجراءات وبروتوكولات التحقق من صحة النموذج مجالًا مستمرًا للدراسة الأكاديمية والتطوير والبحث في تكنولوجيا المحاكاة أو ممارستها، لا سيما في مجال المحاكاة الحاسوبية.

التصنيف والمصطلحات

محاكاة الفضاء الخارجي بمشاركة الإنسان
تصور نموذج محاكاة عددية مباشرة

تاريخياً، تطورت عمليات المحاكاة المستخدمة في مختلف المجالات بشكل مستقل إلى حد كبير، ولكن دراسات القرن العشرين لنظرية الأنظمة وعلم التحكم الآلي ، بالإضافة إلى الاستخدام المتزايد لأجهزة الكمبيوتر في جميع تلك المجالات، أدت إلى بعض التوحيد ونظرة أكثر منهجية للمفهوم.

تشير المحاكاة الفيزيائية إلى المحاكاة التي تُستبدل فيها الأجسام المادية بالشيء الحقيقي. غالبًا ما تُختار هذه الأجسام المادية لأنها أصغر حجمًا أو أرخص من الجسم أو النظام الفعلي. () بدلاً من ذلك، قد تشير المحاكاة الفيزيائية إلى عمليات محاكاة حاسوبية تأخذ في الاعتبار قوانين فيزيائية مُحددة، كما هو الحال في المحاكاة متعددة الفيزياء . [ 7 ] ()

المحاكاة التفاعلية هي نوع خاص من المحاكاة الفيزيائية، وغالبًا ما يشار إليها باسم محاكاة الإنسان في الحلقة ، حيث تتضمن المحاكاة الفيزيائية مشغلين بشريين، كما هو الحال في جهاز محاكاة الطيران أو جهاز محاكاة الإبحار أو جهاز محاكاة القيادة .

المحاكاة المستمرة هي محاكاة تعتمد على خطوات زمنية مستمرة بدلاً من خطوات زمنية منفصلة ، ​​باستخدام التكامل العددي للمعادلات التفاضلية . [ 8 ]

تدرس محاكاة الأحداث المنفصلة الأنظمة التي تتغير حالاتها فقط في أوقات منفصلة. [ 9 ] على سبيل المثال، يمكن لمحاكاة وباء أن تغير عدد المصابين في لحظات زمنية عندما يصاب الأفراد المعرضون للإصابة أو عندما يتعافى المصابون.

المحاكاة العشوائية هي محاكاة تخضع فيها متغيرات أو عمليات معينة لتغيرات عشوائية، ويتم إسقاطها باستخدام تقنيات مونت كارلو باستخدام أرقام شبه عشوائية. وبالتالي، فإن عمليات التشغيل المتكررة بنفس الشروط الحدية ستنتج نتائج مختلفة ضمن نطاق ثقة محدد. [ 8 ]

المحاكاة الحتمية هي محاكاة غير عشوائية، وبالتالي يتم التحكم في المتغيرات بواسطة خوارزميات حتمية. لذلك، فإن عمليات التشغيل المتكررة من نفس الشروط الحدية تُنتج دائمًا نتائج متطابقة.

تُشير المحاكاة الهجينة (أو المحاكاة المدمجة) إلى مزيج بين محاكاة الأحداث المستمرة والمنفصلة، ​​وتؤدي إلى التكامل العددي للمعادلات التفاضلية بين حدثين متتاليين لتقليل عدد حالات عدم الاستمرارية. [ 10 ]

المحاكاة المستقلة هي محاكاة تعمل على محطة عمل واحدة بمفردها.

أالمحاكاة الموزعة هي محاكاة تستخدم أكثر من جهاز كمبيوتر في وقت واحد، لضمان الوصول من/إلى موارد مختلفة (مثل تشغيل أنظمة مختلفة من قبل عدة مستخدمين، أو مجموعات بيانات موزعة)؛ ومن الأمثلة الكلاسيكية على ذلكالمحاكاة التفاعلية الموزعة(DIS). [ 11 ]

تعمل المحاكاة المتوازية على تسريع تنفيذ المحاكاة من خلال توزيع عبء العمل الخاص بها بشكل متزامن على معالجات متعددة، كما هو الحال في الحوسبة عالية الأداء . [ 12 ]

المحاكاة القابلة للتشغيل البيني هي عندما تتفاعل نماذج متعددة، أو محاكيات (غالباً ما تُعرف باسم الاتحادات)، محلياً، موزعة عبر شبكة؛ ومن الأمثلة الكلاسيكية على ذلك بنية المستوى العالي . [ 13 ] [ 14 ]

النمذجة والمحاكاة كخدمة هي عندما يتم الوصول إلى المحاكاة كخدمة عبر الإنترنت. [ 15 ]

يُعدّ النمذجة والمحاكاة القابلة للتشغيل البيني والألعاب الجادة من المجالات التي يتم فيها دمج مناهج الألعاب الجادة (مثل محركات الألعاب وأساليب التفاعل) مع المحاكاة القابلة للتشغيل البيني. [ 16 ]

تُستخدم دقة المحاكاة لوصف مدى دقة المحاكاة ومدى قربها من الواقع. تُصنف الدقة عمومًا إلى ثلاث فئات: منخفضة، ومتوسطة، وعالية. تخضع الأوصاف المحددة لمستويات الدقة للتفسير، ولكن يمكن وضع التعميمات التالية:

  • مستوى منخفض – الحد الأدنى من المحاكاة المطلوبة لكي يستجيب النظام لقبول المدخلات وتقديم المخرجات
  • متوسط ​​– يستجيب تلقائيًا للمؤثرات، بدقة محدودة
  • عالي - يكاد يكون غير قابل للتمييز أو أقرب ما يكون إلى النظام الحقيقي

البيئة الاصطناعية هي محاكاة حاسوبية يمكن تضمينها في عمليات المحاكاة التي تتضمن تدخل الإنسان. [ 19 ]

يشير مصطلح المحاكاة في تحليل الأعطال إلى عملية محاكاة نقوم فيها بإنشاء بيئة/ظروف لتحديد سبب عطل المعدات. قد تكون هذه الطريقة الأفضل والأسرع لتحديد سبب العطل.

محاكاة البيانات

تُنشئ محاكاة البيانات بيانات اصطناعية لمحاكاة سلوك البيانات الواقعية. تُولّد هذه البيانات الاصطناعية باستخدام نماذج أو برامج حاسوبية تستند إلى قواعد أو أنماط أو خصائص محددة. صُمم هذا النوع من البيانات لمحاكاة عمليات الأنظمة أو العمليات أو السلوكيات الحقيقية، مما يُمكّن الباحثين والمحللين من دراسة واختبار السيناريوهات دون الحاجة إلى الملاحظة المباشرة أو جمع المعلومات من العالم الحقيقي. [ 20 ]

محاكاة حاسوبية

المحاكاة الحاسوبية (أو "sim") هي محاولة لنمذجة موقف واقعي أو افتراضي على جهاز حاسوبي، بهدف دراسته وفهم كيفية عمل النظام. ومن خلال تغيير المتغيرات في المحاكاة، يمكن التنبؤ بسلوك النظام. إنها أداة لدراسة سلوك النظام قيد الدراسة افتراضياً. [ 3 ]

مثال على محاكاة حاسوبية لنظام جاذبية مكون من جسمين

Computer simulation has become a useful part of modeling many natural systems in physics, chemistry and biology,[21] and human systems in economics and social science (e.g., computational sociology) as well as in engineering to gain insight into the operation of those systems. A good example of the usefulness of using computers to simulate can be found in the field of network traffic simulation. In such simulations, the model behaviour will change each simulation according to the set of initial parameters assumed for the environment.

Traditionally, the formal modeling of systems has been via a mathematical model, which attempts to find analytical solutions enabling the prediction of the behaviour of the system from a set of parameters and initial conditions. Computer simulation is often used as an adjunct to, or substitution for, modeling systems for which simple closed form analytic solutions are not possible. There are many different types of computer simulation, the common feature they all share is the attempt to generate a sample of representative scenarios for a model in which a complete enumeration of all possible states would be prohibitive or impossible.

Several software packages exist for running computer-based simulation modeling (e.g. Monte Carlo simulation, stochastic modeling, multimethod modeling) that makes all the modeling almost effortless.

Modern usage of the term "computer simulation" may encompass virtually any computer-based representation.

Computer science

In computer science, simulation has some specialized meanings: Alan Turing used the term simulation to refer to what happens when a universal machine executes a state transition table (in modern terminology, a computer runs a program) that describes the state transitions, inputs and outputs of a subject discrete-state machine.[22] The computer simulates the subject machine. Accordingly, in theoretical computer science the term simulation is a relation between state transition systems, useful in the study of operational semantics.

من الناحية النظرية، يُعدّ محاكاة الحواسيب باستخدام الحواسيب تطبيقًا مثيرًا للاهتمام لمحاكاة الحاسوب. في هندسة الحاسوب ، يُستخدم نوع من المحاكيات، يُسمى عادةً " المُحاكي" ، لتشغيل برنامج يتطلب العمل على نوع غير مناسب من الحواسيب (مثل حاسوب حديث التصميم لم يُبنَ بعد، أو حاسوب قديم لم يعد متوفرًا)، أو في بيئة اختبار مُحكمة التحكم (انظر: مُحاكي هندسة الحاسوب ومحاكاة المنصات ). على سبيل المثال، استُخدمت المحاكيات لتصحيح أخطاء البرامج المصغّرة ، أو أحيانًا برامج التطبيقات التجارية، قبل تنزيل البرنامج على الجهاز المستهدف. وبما أن عملية تشغيل الحاسوب تتم محاكاتها، فإن جميع المعلومات المتعلقة بتشغيل الحاسوب تكون متاحة مباشرةً للمبرمج، ويمكن تغيير سرعة المحاكاة وتنفيذها حسب الرغبة.

يمكن استخدام برامج المحاكاة أيضًا لتفسير أشجار الأعطال ، أو لاختبار تصميمات الدوائر المتكاملة واسعة النطاق (VLSI) قبل بنائها. وتستخدم المحاكاة الرمزية متغيرات لتمثيل القيم المجهولة.

في مجال التحسين ، غالباً ما تُستخدم عمليات محاكاة العمليات الفيزيائية بالتزامن مع الحوسبة التطورية لتحسين استراتيجيات التحكم.

المحاكاة في التعليم والتدريب

محاكيات عسكرية بصيغة PDF

تُستخدم المحاكاة على نطاق واسع لأغراض تعليمية. وتُستخدم في الحالات التي يكون فيها استخدام المعدات الحقيقية في الواقع مكلفًا للغاية أو شديد الخطورة. في مثل هذه الحالات، يقضي المتدربون وقتًا في تعلم دروس قيّمة في بيئة افتراضية "آمنة"، مع خوض تجربة تحاكي الواقع (أو على الأقل هذا هو الهدف). غالبًا ما يكون الهدف هو السماح بارتكاب الأخطاء أثناء التدريب على نظام بالغ الأهمية للسلامة.

تُشبه المحاكاة في التعليم إلى حدٍ ما محاكاة التدريب، إذ تُركز على مهام مُحددة. يُستخدم مصطلح "العالم المصغر" للإشارة إلى المحاكاة التعليمية التي تُجسد مفهومًا مُجردًا بدلًا من مُحاكاة كائن أو بيئة واقعية، أو في بعض الحالات تُجسد بيئة واقعية بطريقة مُبسطة لمساعدة المُتعلم على فهم المفاهيم الأساسية. عادةً، يُمكن للمستخدم إنشاء نوع من البنية داخل العالم المصغر بحيث تتصرف بطريقة تتوافق مع المفاهيم التي يتم نمذجتها. كان سيمور بابيرت من أوائل من نادوا بأهمية العوالم المصغرة، وتُعد بيئة برمجة Logo التي طورها بابيرت من أشهر العوالم المصغرة.

تُستخدم محاكاة إدارة المشاريع بشكل متزايد لتدريب الطلاب والمهنيين على فن وعلم إدارة المشاريع. يُحسّن استخدام المحاكاة في تدريب إدارة المشاريع من استيعاب المعلومات ويعزز عملية التعلم. [ 23 ] [ 24 ]

يمكن استخدام المحاكاة الاجتماعية في فصول العلوم الاجتماعية لتوضيح العمليات الاجتماعية والسياسية في مقررات الأنثروبولوجيا والاقتصاد والتاريخ والعلوم السياسية وعلم الاجتماع، عادةً في المرحلة الثانوية أو الجامعية. فعلى سبيل المثال، قد تتخذ هذه المحاكاة شكل محاكاة التربية المدنية، حيث يتقمص المشاركون أدوارًا في مجتمع افتراضي، أو محاكاة العلاقات الدولية حيث ينخرط المشاركون في المفاوضات وتشكيل التحالفات والتجارة والدبلوماسية واستخدام القوة. وقد تستند هذه المحاكاة إلى أنظمة سياسية خيالية، أو إلى أحداث جارية أو تاريخية. ومن الأمثلة على ذلك سلسلة ألعاب "التفاعل مع الماضي" التعليمية التاريخية التي تقدمها كلية بارنارد. [ 25 ] كما دعمت المؤسسة الوطنية للعلوم إنشاء ألعاب تفاعلية تُعنى بتعليم العلوم والرياضيات. [ 26 ] وفي محاكاة وسائل التواصل الاجتماعي، يتدرب المشاركون على التواصل مع النقاد وغيرهم من أصحاب المصلحة في بيئة خاصة.

شهدت السنوات الأخيرة تزايداً في استخدام المحاكاة الاجتماعية لتدريب الموظفين في وكالات المعونة والتنمية. فعلى سبيل المثال، طُوّرت محاكاة كارانا لأول مرة من قبل برنامج الأمم المتحدة الإنمائي ، ويستخدمها البنك الدولي حالياً بصيغة مُعدّلة لتدريب الموظفين على التعامل مع البلدان الهشة والمتأثرة بالنزاعات. [ 27 ]

غالباً ما تشمل الاستخدامات العسكرية للمحاكاة الطائرات أو المركبات القتالية المدرعة، ولكنها قد تستهدف أيضاً التدريب على الأسلحة الصغيرة وأنظمة الأسلحة الأخرى. وعلى وجه التحديد، أصبحت ميادين الرماية الافتراضية هي المعيار في معظم عمليات التدريب العسكري، وهناك كمية كبيرة من البيانات تشير إلى أنها أداة مفيدة للمحترفين العسكريين. [ 28 ]

محاكاة افتراضية

المحاكاة الافتراضية هي نوع من أنواع المحاكاة التي تستخدم معدات المحاكاة لإنشاء عالم افتراضي للمستخدم. تتيح المحاكاة الافتراضية للمستخدمين التفاعل مع هذا العالم الافتراضي ، الذي يعمل على منصات متكاملة من البرمجيات والأجهزة. وبهذه الطريقة، يستطيع النظام استقبال مدخلات من المستخدم (مثل تتبع حركة الجسم، والتعرف على الصوت، ووحدات التحكم المادية) وعرض مخرجات له (مثل العرض المرئي، والعرض الصوتي، والعرض اللمسي). [ 29 ] تستخدم المحاكاة الافتراضية أنماط التفاعل المذكورة لخلق تجربة غامرة للمستخدم .

أجهزة إدخال المحاكاة الافتراضية

محاكاة دراجة نارية في معرض Bienal do Automóvel ، في بيلو هوريزونتي ، البرازيل

تتوفر مجموعة واسعة من أجهزة الإدخال لاستقبال مدخلات المستخدم في عمليات المحاكاة الافتراضية. فيما يلي وصف موجز لبعضها:

  • تتبع حركة الجسم : تُستخدم تقنية التقاط الحركة غالبًا لتسجيل حركات المستخدم وتحويل البيانات الملتقطة إلى مدخلات للمحاكاة الافتراضية. على سبيل المثال، إذا قام المستخدم بتحريك رأسه، فسيتم التقاط الحركة بواسطة جهاز المحاكاة بطريقة ما، ثم تُترجم إلى تغيير مماثل في زاوية الرؤية داخل المحاكاة.
    • يمكن استخدام بدلات و/أو قفازات التقاط الحركة لتسجيل حركات أجزاء جسم المستخدم. قد تحتوي هذه الأنظمة على مستشعرات مدمجة لاستشعار حركات أجزاء الجسم المختلفة (مثل الأصابع). بدلاً من ذلك، قد تحتوي هذه الأنظمة على أجهزة تتبع خارجية أو علامات يمكن رصدها بواسطة الموجات فوق الصوتية الخارجية، أو أجهزة الاستقبال الضوئية، أو المستشعرات الكهرومغناطيسية. كما تتوفر مستشعرات القصور الذاتي الداخلية في بعض الأنظمة. ويمكن لهذه الوحدات نقل البيانات لاسلكيًا أو عبر الكابلات.
    • يمكن أيضًا استخدام أجهزة تتبع العين لاكتشاف حركات العين بحيث يتمكن النظام من تحديد المكان الذي ينظر إليه المستخدم بدقة في أي لحظة معينة.
  • وحدات التحكم المادية : توفر وحدات التحكم المادية مدخلات للمحاكاة فقط من خلال التفاعل المباشر من قِبل المستخدم. في عمليات المحاكاة الافتراضية، يُعدّ التفاعل اللمسي من وحدات التحكم المادية مرغوبًا للغاية في العديد من بيئات المحاكاة.
    • يمكن استخدام أجهزة المشي متعددة الاتجاهات لالتقاط حركة المستخدمين أثناء المشي أو الجري.
    • توفر أجهزة القياس عالية الدقة، مثل لوحات العدادات في قمرات القيادة الافتراضية للطائرات، للمستخدمين أدوات تحكم فعلية لتعزيز مستوى الانغماس. فعلى سبيل المثال، يمكن للطيارين استخدام أدوات التحكم الفعلية لنظام تحديد المواقع العالمي ( GPS) من الجهاز الحقيقي في قمرة قيادة محاكاة لمساعدتهم على التدرب على الإجراءات باستخدام الجهاز الحقيقي ضمن نظام قمرة القيادة المتكامل.
  • التعرف على الصوت : يمكن استخدام هذا النوع من التفاعل إما للتفاعل مع العناصر داخل المحاكاة (مثل الشخصيات الافتراضية) أو لمعالجة العناصر داخل المحاكاة (مثل المعلومات). ومن المفترض أن يزيد التفاعل الصوتي من مستوى انغماس المستخدم في التجربة.
    • يمكن للمستخدمين استخدام سماعات رأس مزودة بميكروفونات ذراع، أو ميكروفونات طية صدر السترة، أو قد تكون الغرفة مجهزة بميكروفونات موضوعة بشكل استراتيجي.

الأبحاث الحالية في أنظمة إدخال المستخدم

يحمل البحث في أنظمة الإدخال المستقبلية آفاقًا واعدة لمحاكاة الواقع الافتراضي. إذ توفر أنظمة مثل واجهات الدماغ والحاسوب (BCIs) إمكانية تعزيز مستوى الانغماس لدى مستخدمي المحاكاة الافتراضية. وقد أثبت لي، وكينراث، وشيرر، وبيشوف، وبفورتشيلر [ 30 ] إمكانية تدريب أشخاص غير متمرسين على استخدام واجهة الدماغ والحاسوب للتنقل في شقة افتراضية بسهولة نسبية. وباستخدام هذه الواجهة، وجد الباحثون أن الأشخاص تمكنوا من التنقل بحرية في البيئة الافتراضية بأقل جهد ممكن. ومن المحتمل أن تصبح هذه الأنظمة من أساليب الإدخال القياسية في أنظمة محاكاة الواقع الافتراضي المستقبلية.

أجهزة إخراج المحاكاة الافتراضية

تتوفر مجموعة واسعة من أجهزة الإخراج لعرض المحفزات للمستخدمين في عمليات المحاكاة الافتراضية. فيما يلي وصف موجز لبعضها:

  • العرض المرئي : توفر الشاشات المرئية المحفز البصري للمستخدم.
    • تتنوع شاشات العرض الثابتة من شاشات سطح المكتب التقليدية إلى الشاشات المحيطية بزاوية 360 درجة وصولاً إلى الشاشات ثلاثية الأبعاد المجسمة. تتراوح أحجام شاشات سطح المكتب التقليدية بين 15 و60 بوصة (380 إلى 1520 مم) . تُستخدم الشاشات المحيطية عادةً في بيئة افتراضية آلية تُعرف باسم CAVE (بيئة الكهف). تُنتج الشاشات ثلاثية الأبعاد المجسمة صورًا ثلاثية الأبعاد، سواءً باستخدام نظارات خاصة أو بدونها، وذلك حسب التصميم. 
    • تتميز شاشات العرض المثبتة على الرأس (HMDs) بشاشات صغيرة تُثبّت على خوذة يرتديها المستخدم. تتصل هذه الأنظمة مباشرةً بالمحاكاة الافتراضية لتوفير تجربة غامرة للمستخدم. يُعدّ الوزن ومعدلات التحديث ومجال الرؤية من أهم العوامل التي تُميّز شاشات العرض المثبتة على الرأس. وبطبيعة الحال، تُعتبر الشاشات الأثقل وزنًا غير مرغوبة لأنها تُسبب الإرهاق مع مرور الوقت. إذا كان معدل التحديث بطيئًا جدًا، فلن يتمكن النظام من تحديث الشاشات بالسرعة الكافية لمواكبة حركة رأس المستخدم السريعة. تميل معدلات التحديث البطيئة إلى التسبب بدوار المحاكاة وتُؤثر سلبًا على الشعور بالانغماس. أما مجال الرؤية، أو المدى الزاوي للعالم المرئي في لحظة معينة، فيختلف من نظام لآخر، وقد وُجد أنه يُؤثر على شعور المستخدم بالانغماس.
  • العرض الصوتي : توجد أنواع عديدة من أنظمة الصوت لمساعدة المستخدم على سماع الأصوات وتحديد مواقعها مكانيًا. ويمكن استخدام برامج خاصة لإنتاج مؤثرات صوتية ثلاثية الأبعاد، لخلق وهم بأن مصادر الصوت موجودة ضمن حيز ثلاثي الأبعاد محدد حول المستخدم.
    • يمكن استخدام أنظمة مكبرات الصوت التقليدية الثابتة لتوفير صوت محيطي ثنائي أو متعدد القنوات. ومع ذلك، فإن مكبرات الصوت الخارجية ليست فعالة مثل سماعات الرأس في إنتاج تأثيرات صوتية ثلاثية الأبعاد. [ 29 ]
    • توفر سماعات الرأس التقليدية بديلاً محمولاً لمكبرات الصوت الثابتة. كما أنها تتميز بمزايا إضافية تتمثل في حجب الضوضاء المحيطة وتسهيل الحصول على مؤثرات صوتية ثلاثية الأبعاد أكثر فعالية. [ 29 ]
  • شاشة اللمس : توفر هذه الشاشات إحساسًا باللمس للمستخدم ( تقنية اللمس ). ويُشار إلى هذا النوع من الإخراج أحيانًا باسم التغذية الراجعة للقوة.
    • تستخدم شاشات البلاط اللمسية أنواعًا مختلفة من المحركات مثل الأكياس الهوائية القابلة للنفخ، والمهتزات، ومكبرات الصوت الفرعية منخفضة التردد، والمحركات الدبوسية و/أو المحركات الحرارية لإنتاج أحاسيس للمستخدم.
    • تستطيع شاشات الطرفية الاستجابة لمدخلات المستخدمين بالمقاومة والقوة. [ 29 ] تُستخدم هذه الأنظمة غالبًا في التطبيقات الطبية لإجراء العمليات الجراحية عن بُعد باستخدام الأدوات الروبوتية. [ 31 ]
  • شاشة العرض الدهليزية : توفر هذه الشاشات إحساسًا بالحركة للمستخدم ( محاكي الحركة ). وغالبًا ما تظهر على شكل قواعد حركة لمحاكاة المركبات الافتراضية، مثل محاكيات القيادة أو محاكيات الطيران. قواعد الحركة ثابتة في مكانها، لكنها تستخدم محركات لتحريك المحاكي بطرق تُحاكي أحاسيس الميلان، والانعطاف، والتدحرج. كما يمكن للمحاكيات أن تتحرك بطريقة تُحاكي إحساس التسارع على جميع المحاور (على سبيل المثال، يمكن لقاعدة الحركة أن تُحاكي إحساس السقوط).

أجهزة محاكاة الرعاية الصحية السريرية

تتزايد وتيرة تطوير ونشر أجهزة المحاكاة السريرية في مجال الرعاية الصحية لتعليم الإجراءات العلاجية والتشخيصية، بالإضافة إلى المفاهيم الطبية ومهارات اتخاذ القرار للعاملين في المهن الصحية. وقد طُوّرت هذه الأجهزة لتدريب إجراءات تتراوح بين الأساسيات، مثل سحب الدم ، وصولاً إلى جراحة المناظير [ 32 ] ورعاية الإصابات. كما أنها تُعدّ مهمة في المساعدة على تصميم نماذج أولية لأجهزة جديدة [ 33 ] لحل مشكلات الهندسة الطبية الحيوية. وتُستخدم أجهزة المحاكاة حاليًا في البحث وتطوير أدوات لعلاجات جديدة [ 34 ] ، وعلاجات [ 35 ] ، والتشخيص المبكر [ 36 ] في الطب.

تتضمن العديد من أجهزة المحاكاة الطبية جهاز كمبيوتر متصلًا بنموذج بلاستيكي يحاكي التشريح ذي الصلة. [ 37 ] وتستخدم أجهزة المحاكاة المتطورة من هذا النوع دمية بالحجم الطبيعي تستجيب للأدوية المحقونة ويمكن برمجتها لإنشاء محاكاة لحالات الطوارئ التي تهدد الحياة.

في محاكاة أخرى، تُعاد إنتاج المكونات المرئية للإجراء باستخدام تقنيات رسومات الحاسوب ، بينما تُعاد إنتاج المكونات التي تعتمد على اللمس بواسطة أجهزة التغذية الراجعة اللمسية ، بالإضافة إلى إجراءات المحاكاة الفيزيائية المحسوبة استجابةً لتفاعلات المستخدم. غالبًا ما تستخدم المحاكاة الطبية من هذا النوع صورًا ثلاثية الأبعاد بالأشعة المقطعية أو الرنين المغناطيسي لبيانات المرضى لتعزيز الواقعية. بعض المحاكاة الطبية مصممة لتكون متاحة على نطاق واسع (مثل المحاكاة عبر الإنترنت [ 38 ] ومحاكاة الإجراءات [ 39 ] التي يمكن عرضها عبر متصفحات الويب القياسية) ، ويمكن التفاعل معها باستخدام واجهات الحاسوب القياسية، مثل لوحة المفاتيح والفأرة .

دواء وهمي

أحد التطبيقات الطبية المهمة للمحاكاة - على الرغم من أنها قد تشير إلى معنى مختلف قليلاً للمحاكاة - هو استخدام دواء وهمي ، وهو تركيبة تحاكي الدواء النشط في تجارب فعالية الدواء.

تحسين سلامة المرضى

تُعدّ سلامة المرضى مصدر قلق بالغ في القطاع الطبي. فقد سُجّلت حالات إصابة ووفيات نتيجة أخطاء إدارية، وعدم الالتزام بأفضل معايير الرعاية والتدريب. ووفقًا لتقرير "بناء أجندة وطنية للتعليم الطبي القائم على المحاكاة" (إيدر-فان هوك، جاكي، 2004)، فإن "قدرة مقدم الرعاية الصحية على التصرف بحكمة في المواقف غير المتوقعة تُعدّ من أهم العوامل الحاسمة لتحقيق نتائج إيجابية في حالات الطوارئ الطبية، سواءً أكانت في ساحة المعركة، أو على الطريق السريع، أو في قسم الطوارئ بالمستشفى". كما أشار إيدر-فان هوك (2004) إلى أن الأخطاء الطبية تتسبب في وفاة ما يصل إلى 98,000 شخص، بتكلفة تُقدّر بين 37 و50  مليون دولار، بالإضافة إلى ما بين 17 و29 مليار دولار  سنويًا للأحداث الضارة التي يُمكن الوقاية منها.

تُستخدم المحاكاة لدراسة سلامة المرضى، وكذلك لتدريب الكوادر الطبية. [ 40 ] تُعدّ دراسة سلامة المرضى وتدخلات السلامة في الرعاية الصحية أمرًا صعبًا، نظرًا لنقص الضوابط التجريبية (مثل تعقيد حالة المريض، واختلافات النظام/العملية) اللازمة لتحديد ما إذا كان التدخل قد أحدث فرقًا ملموسًا (Groves & Manges، 2017). [ 41 ] ومن الأمثلة على المحاكاة المبتكرة لدراسة سلامة المرضى ما ورد في أبحاث التمريض. فقد استخدم Groves وآخرون (2016) محاكاة عالية الدقة لدراسة سلوكيات التمريض الموجهة نحو السلامة خلال فترات مثل تقرير تغيير المناوبة . [ 40 ]

مع ذلك، لا تزال قيمة التدخلات القائمة على المحاكاة في تطبيقها على الممارسة السريرية محل نقاش. [ 42 ] وكما ذكر نيشيساكي، "هناك أدلة قوية على أن التدريب بالمحاكاة يُحسّن الكفاءة الذاتية والفعالية لدى مقدمي الرعاية والفريق على الدمى. كما توجد أدلة قوية على أن محاكاة الإجراءات تُحسّن الأداء التشغيلي الفعلي في البيئات السريرية." [ 42 ] ومع ذلك، ثمة حاجة إلى أدلة أقوى لإثبات أن تدريب إدارة موارد الطاقم من خلال المحاكاة. [ 42 ] أحد أكبر التحديات هو إثبات أن محاكاة الفريق تُحسّن الأداء التشغيلي للفريق بجانب سرير المريض. [ 43 ] على الرغم من أن الأدلة على أن التدريب القائم على المحاكاة يُحسّن نتائج المرضى كانت بطيئة التراكم، إلا أن قدرة المحاكاة على توفير خبرة عملية قابلة للتطبيق في غرفة العمليات لم تعد موضع شك اليوم. [ 44 ] [ 45 ] [ 46 ]

يُعدّ تمكين الكوادر الطبية في الخطوط الأمامية أحد أهم العوامل التي قد تؤثر على فعالية التدريب في عمل الممارسين الصحيين عند سرير المريض (ستيوارت، مانجيس، وارد، 2015). [ 43 ] [ 47 ] ومن الأمثلة الأخرى على محاولات تحسين سلامة المرضى من خلال التدريب بالمحاكاة، تقديم الرعاية الطبية في الوقت المناسب أو في مكانها. يتضمن هذا التدريب 20  دقيقة من التدريب المحاكي قبل بدء المناوبة مباشرةً. وقد وجدت إحدى الدراسات أن التدريب في الوقت المناسب يُحسّن الانتقال إلى العمل السريري. وخلصت دراسة نيشيساكي (2008) إلى أن التدريب بالمحاكاة يُحسّن مشاركة الأطباء المقيمين في الحالات الحقيقية، دون المساس بجودة الخدمة. لذا، يُمكن افتراض أن زيادة عدد الأطباء المقيمين ذوي التدريب العالي من خلال التدريب بالمحاكاة يُسهم في تعزيز سلامة المرضى.

تاريخ المحاكاة في الرعاية الصحية

كانت أولى أجهزة المحاكاة الطبية عبارة عن نماذج بسيطة للمرضى البشريين. [ 48 ]

منذ القدم، استُخدمت هذه النماذج المصنوعة من الطين والحجر لتوضيح السمات السريرية للأمراض وتأثيراتها على الإنسان. وقد عُثر على هذه النماذج في العديد من الثقافات والقارات. وفي بعض الثقافات (مثل الثقافة الصينية) استُخدمت هذه النماذج كأداة تشخيصية ، مما سمح للنساء باستشارة الأطباء الذكور مع مراعاة الأعراف الاجتماعية المتعلقة بالحشمة. وتُستخدم النماذج اليوم لمساعدة الطلاب على تعلم تشريح الجهاز العضلي الهيكلي وأجهزة الجسم. [ 48 ]

في عام 2002، تم تشكيل جمعية المحاكاة في الرعاية الصحية (SSH) لتصبح رائدة في التطورات المهنية الدولية لتطبيق المحاكاة الطبية في الرعاية الصحية [ 49 ].

أقرّ ماكغاغي وزملاؤه، في مراجعتهم النقدية لأبحاث التعليم الطبي القائم على المحاكاة، بضرورة وجود "آلية موحدة لتدريب وتقييم واعتماد مدربي المحاكاة في مجال الرعاية الصحية". [ 50 ] وفي عام 2012، أطلقت الجمعية الأمريكية لعلوم الصحة (SSH) تجريبياً شهادتين جديدتين للاعتراف بالمعلمين سعياً منها لتلبية هذه الحاجة. [ 51 ]

أنواع النماذج

النماذج النشطة

تُعدّ النماذج النشطة التي تحاول محاكاة التشريح أو وظائف الأعضاء الحية من التطورات الحديثة. وقد طُوّر نموذج "هارفي" الشهير في جامعة ميامي ، وهو قادر على إعادة إنتاج العديد من النتائج السريرية لفحص القلب ، بما في ذلك الجس ، والتسمع ، وتخطيط كهربية القلب . [ 52 ]

النماذج التفاعلية

في الآونة الأخيرة، طُوّرت نماذج تفاعلية تستجيب للإجراءات التي يتخذها الطالب أو الطبيب. [ 52 ] وحتى وقت قريب، كانت هذه المحاكاة عبارة عن برامج حاسوبية ثنائية الأبعاد تُشبه الكتاب المدرسي أكثر من المريض. تتميز المحاكاة الحاسوبية بميزة تمكين الطالب من إصدار الأحكام، وكذلك ارتكاب الأخطاء. وتُسهم عملية التعلم التكراري من خلال التقييم والتحليل واتخاذ القرارات وتصحيح الأخطاء في خلق بيئة تعليمية أكثر فعالية من التعليم السلبي.

محاكيات الحاسوب

يقوم أحد المتعلمين في برنامج 3DiTeams بالقرع على صدر المريض في مستشفى ميداني افتراضي .

تم اقتراح أجهزة المحاكاة كأداة مثالية لتقييم مهارات الطلاب السريرية. [ 53 ] أما بالنسبة للمرضى، فيمكن استخدام "العلاج الإلكتروني" لجلسات تحاكي التجارب الصادمة، بدءًا من الخوف من المرتفعات وصولًا إلى القلق الاجتماعي. [ 54 ]

استُخدمت حالات المرضى المُبرمجة والحالات السريرية المُحاكاة، بما في ذلك تدريبات الكوارث الوهمية، على نطاق واسع في التعليم والتقييم. إلا أن هذه المحاكاة "الواقعية" مكلفة وتفتقر إلى إمكانية التكرار. لذا، يُعدّ جهاز محاكاة "ثلاثي الأبعاد" كامل الوظائف الأداة الأمثل المتاحة لتعليم وقياس المهارات السريرية. وقد طُبقت منصات الألعاب لإنشاء هذه البيئات الطبية الافتراضية، بهدف توفير أسلوب تفاعلي لتعلم المعلومات وتطبيقها في سياق سريري. [ 55 ] [ 56 ]

تتيح محاكاة حالات المرض الغامرة للطبيب أو مقدم الرعاية الصحية تجربة الشعور الحقيقي بالمرض. وباستخدام أجهزة الاستشعار والمحولات، يمكن إيصال تأثيرات الأعراض إلى المشارك، مما يسمح له بتجربة حالة المريض المرضية.

يُحقق هذا النوع من أجهزة المحاكاة أهداف الفحص الموضوعي والمعياري للكفاءة السريرية. [ 57 ] ويتفوق هذا النظام على الفحوصات التي تستخدم " مرضى معياريين " لأنه يسمح بالقياس الكمي للكفاءة، فضلاً عن إعادة إنتاج النتائج الموضوعية نفسها. [ 58 ]

المحاكاة في مجال الترفيه

يشمل استخدام المحاكاة في مجال الترفيه العديد من الصناعات الكبيرة والشعبية، مثل الأفلام والتلفزيون وألعاب الفيديو (بما فيها الألعاب الجادة ) والألعاب الترفيهية في مدن الملاهي. ورغم أن المحاكاة الحديثة يُعتقد أنها تعود بجذورها إلى التدريب والجيش، إلا أنها أصبحت في القرن العشرين وسيلةً لمشاريع ذات طابع ترفيهي أكثر.

تاريخ المحاكاة البصرية في الأفلام والألعاب

التاريخ المبكر (الأربعينيات والخمسينيات من القرن العشرين)

ربما صُممت أول لعبة محاكاة في وقت مبكر من عام 1947 على يد توماس تي. جولدسميث الابن وإستل راي مان. كانت لعبة بسيطة تحاكي إطلاق صاروخ على هدف. وكان بالإمكان تعديل مسار الصاروخ وسرعته باستخدام عدة مقابض. وفي عام 1958، ابتكر ويلي هيغينبوثام لعبة كمبيوتر بعنوان "التنس لشخصين" ، تحاكي مباراة تنس بين لاعبين اثنين يمكنهما اللعب في الوقت نفسه باستخدام أدوات تحكم يدوية، وتُعرض على راسم إشارة. [ 59 ] وكانت هذه من أوائل ألعاب الفيديو الإلكترونية التي استخدمت شاشة عرض رسومية.

سبعينيات القرن العشرين وأوائل ثمانينياته

استُخدمت الصور المولدة بالحاسوب في الفيلم لمحاكاة الأشياء منذ عام 1972 في فيلم "يد متحركة حاسوبياً" ، وعُرضت أجزاء منها على الشاشة الكبيرة في فيلم " عالم المستقبل " عام 1976. تبع ذلك "حاسوب التوجيه" الذي يُطفئه سكاي ووكر الشاب في فيلم " حرب النجوم " عام 1977 .

كان فيلم ترون (1982) أول فيلم يستخدم الصور المولدة بالحاسوب لأكثر من دقيقتين. [ 60 ]

أدت التطورات التكنولوجية في الثمانينيات إلى زيادة استخدام المحاكاة ثلاثية الأبعاد وبدأت في الظهور في الأفلام وفي ألعاب الكمبيوتر مثل لعبة Battlezone من أتاري (1980) ولعبة Elite من أكورنسوفت (1984)، وهي واحدة من أوائل ألعاب الرسومات ثلاثية الأبعاد ذات الإطار السلكي لأجهزة الكمبيوتر المنزلية .

حقبة ما قبل التصوير السينمائي الافتراضي (أوائل الثمانينيات إلى التسعينيات)

أدت التطورات التكنولوجية في ثمانينيات القرن العشرين إلى جعل الحواسيب أكثر توفرًا وأكثر كفاءة من العقود السابقة، [ 61 ] مما ساهم في ظهور ألعاب مثل إكس بوكس. وقد تأثرت أولى أجهزة ألعاب الفيديو التي صدرت في سبعينيات وأوائل ثمانينيات القرن العشرين بانهيار صناعة الألعاب عام 1983، ولكن في عام 1985، أصدرت نينتندو جهاز نينتندو إنترتينمنت سيستم (NES) الذي أصبح من أكثر أجهزة ألعاب الفيديو مبيعًا في التاريخ. [ 62 ] وفي تسعينيات القرن العشرين، انتشرت ألعاب الكمبيوتر على نطاق واسع مع إصدار ألعاب مثل ذا سيمز وكوماند أند كونكر، ومع استمرار تطور قدرات الحواسيب المكتبية. واليوم، يلعب ملايين الأشخاص حول العالم ألعاب محاكاة الكمبيوتر مثل وورلد أوف ووركرافت .

في عام 1993، أصبح فيلم Jurassic Park أول فيلم شهير يستخدم الرسومات المولدة بالحاسوب على نطاق واسع، حيث دمج الديناصورات المحاكاة بسلاسة تقريبًا في مشاهد الحركة الحية.

أحدث هذا الحدث تحولاً جذرياً في صناعة السينما؛ ففي عام 1995، كان فيلم " حكاية لعبة" أول فيلم يستخدم الصور المولدة بالحاسوب فقط، وبحلول الألفية الجديدة أصبحت الرسومات المولدة بالحاسوب الخيار الرائد للمؤثرات الخاصة في الأفلام. [ 63 ]

التصوير السينمائي الافتراضي (أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين - حتى الآن)

أدى ظهور التصوير السينمائي الافتراضي في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين إلى طفرة في إنتاج أفلام كان من المستحيل تصويرها بدونه. ومن الأمثلة الكلاسيكية على ذلك استخدام نسخ رقمية لشخصيات مثل نيو وسميث وغيرهما في أجزاء سلسلة أفلام ماتريكس ، والاستخدام المكثف لتقنيات تحريك الكاميرا غير الواقعية في ثلاثية سيد الخواتم .

The terminal in the Pan Am (TV series) no longer existed during the filming of this 2011–2012 aired series, which was no problem as they created it in virtual cinematography using automatedviewpoint finding and matching in conjunction with compositing real and simulated footage, which has been the bread and butter of the movie artist in and around film studios since the early 2000s.

Computer-generated imagery is "the application of the field of 3D computer graphics to special effects". This technology is used for visual effects because they are high in quality, controllable, and can create effects that would not be feasible using any other technology either because of cost, resources or safety.[64] Computer-generated graphics can be seen in many live-action movies today, especially those of the action genre. Further, computer-generated imagery has almost completely supplanted hand-drawn animation in children's movies which are increasingly computer-generated only. Examples of movies that use computer-generated imagery include Finding Nemo, 300 and Iron Man.

Examples of non-film entertainment simulation

Simulation games

Simulation games, as opposed to other genres of video and computer games, represent or simulate an environment accurately. Moreover, they represent the interactions between the playable characters and the environment realistically. These kinds of games are usually more complex in terms of gameplay.[65] Simulation games have become incredibly popular among people of all ages.[66] Popular simulation games include SimCity and Tiger Woods PGA Tour. There are also flight simulator and driving simulator games.

Theme park rides

Simulators have been used for entertainment since the Link Trainer in the 1930s.[67] The first modern simulator ride to open at a theme park was Disney's Star Tours in 1987 soon followed by Universal's The Funtastic World of Hanna-Barbera in 1990 which was the first ride to be done entirely with computer graphics.[68]

تُعدّ ألعاب المحاكاة نتاجًا لأجهزة محاكاة التدريب العسكري والتجارية، لكنها تختلف عنها اختلافًا جوهريًا. فبينما تتفاعل أجهزة محاكاة التدريب العسكري بشكل واقعي مع مدخلات المتدرب في الوقت الفعلي، فإن ألعاب المحاكاة لا توفر سوى إحساس بالحركة الواقعية، وتتحرك وفقًا لنصوص حركة مسجلة مسبقًا. [ 68 ] إحدى أوائل ألعاب المحاكاة، وهي لعبة "ستار تورز" التي بلغت تكلفتها 32  مليون دولار، استخدمت مقصورة تعمل بنظام الحركة الهيدروليكي. وكانت الحركة تُبرمج بواسطة عصا تحكم. أما ألعاب المحاكاة الحديثة، مثل "مغامرات سبايدرمان المذهلة"، فتتضمن عناصر لزيادة مستوى الانغماس لدى الركاب، مثل: الصور ثلاثية الأبعاد، والمؤثرات الفيزيائية (مثل رش الماء أو إطلاق الروائح)، والحركة في بيئة افتراضية. [ 69 ]

المحاكاة والتصنيع

تُعدّ محاكاة التصنيع من أهم تطبيقات المحاكاة. تمثل هذه التقنية أداة قيّمة يستخدمها المهندسون عند تقييم أثر الاستثمار الرأسمالي في المعدات والمنشآت المادية، مثل المصانع والمستودعات ومراكز التوزيع. يمكن استخدام المحاكاة للتنبؤ بأداء نظام قائم أو مُخطط له، ولمقارنة الحلول البديلة لمشكلة تصميمية مُحددة. [ 70 ]

يتمثل هدف آخر مهم للمحاكاة في أنظمة التصنيع في قياس أداء النظام. وتشمل المقاييس الشائعة لأداء النظام ما يلي: [ 71 ]

  • معدل الإنتاجية في ظل الأحمال المتوسطة والقصوى
  • زمن دورة النظام (المدة الزمنية اللازمة لإنتاج جزء واحد)
  • استخدام الموارد والعمالة والآلات
  • نقاط الاختناق والاختناقات
  • الاصطفاف في أماكن العمل
  • الازدحام والتأخيرات الناجمة عن أجهزة وأنظمة مناولة المواد
  • احتياجات تخزين المشاريع قيد التنفيذ
  • متطلبات التوظيف
  • فعالية أنظمة الجدولة
  • فعالية أنظمة التحكم

أمثلة أخرى على المحاكاة

السيارات

يُتيح جهاز محاكاة السيارات فرصةً لمحاكاة خصائص المركبات الحقيقية في بيئة افتراضية. فهو يُحاكي العوامل والظروف الخارجية التي تتفاعل معها المركبة، مما يُمكّن السائق من الشعور وكأنه يجلس في مقصورة سيارته الخاصة. كما تُحاكى السيناريوهات والأحداث بواقعية كافية لضمان انغماس السائقين الكامل في التجربة، بدلاً من اعتبارها مجرد تجربة تعليمية.

يوفر جهاز المحاكاة تجربة بناءة للسائقين المبتدئين، ويتيح للسائقين الأكثر خبرة إمكانية أداء تمارين أكثر تعقيدًا. بالنسبة للسائقين المبتدئين، توفر أجهزة محاكاة الشاحنات فرصة لبدء مسيرتهم المهنية بتطبيق أفضل الممارسات. أما بالنسبة للسائقين ذوي الخبرة، فتتيح لهم المحاكاة إمكانية تحسين مهارات القيادة الجيدة أو اكتشاف الممارسات الخاطئة واقتراح الخطوات اللازمة لتصحيحها. وبالنسبة للشركات، يوفر الجهاز فرصة لتدريب الموظفين على مهارات القيادة التي تُسهم في خفض تكاليف الصيانة، وتحسين الإنتاجية، والأهم من ذلك، ضمان سلامتهم في جميع الظروف.

الميكانيكا الحيوية

يُعدّ جهاز محاكاة الميكانيكا الحيوية منصةً لإنشاء نماذج ميكانيكية ديناميكية تتكون من مزيج من الأجسام الصلبة والمرنة، والمفاصل، والقيود، ومحركات القوى المختلفة. وهو متخصص في إنشاء نماذج ميكانيكية حيوية للهياكل التشريحية البشرية، بهدف دراسة وظائفها والمساعدة في تصميم وتخطيط العلاج الطبي.

يُستخدم جهاز محاكاة الميكانيكا الحيوية لتحليل ديناميكيات المشي، ودراسة الأداء الرياضي، ومحاكاة العمليات الجراحية، وتحليل أحمال المفاصل، وتصميم الأجهزة الطبية، وتحريك حركة الإنسان والحيوان.

يجمع جهاز المحاكاة العصبية الميكانيكية بين المحاكاة البيوميكانيكية والمحاكاة البيولوجية الواقعية للشبكات العصبية. ويتيح للمستخدم اختبار الفرضيات المتعلقة بالأساس العصبي للسلوك في بيئة افتراضية ثلاثية الأبعاد دقيقة فيزيائياً.

المدينة والمناطق الحضرية

يمكن أن تكون محاكاة المدن لعبةً لبناء المدن، ولكنها قد تكون أيضًا أداةً يستخدمها مخططو المدن لفهم كيفية تطور المدن استجابةً لقرارات سياسية مختلفة. يُعدّ برنامج AnyLogic مثالًا على برامج محاكاة المدن الحديثة واسعة النطاق المصممة خصيصًا لمخططي المدن. تعتمد برامج محاكاة المدن عمومًا على محاكاة قائمة على العوامل ، مع تمثيلات واضحة لاستخدام الأراضي والنقل. يُعدّ برنامجا UrbanSim و LEAM مثالين على نماذج محاكاة المدن واسعة النطاق التي تستخدمها وكالات التخطيط الحضري والقواعد العسكرية لتخطيط استخدام الأراضي والنقل .

عيد الميلاد

توجد العديد من المحاكاة ذات الطابع الميلادي، والتي يتمحور الكثير منها حول بابا نويل . ومن أمثلة هذه المحاكاة مواقع إلكترونية تدّعي تمكين المستخدم من تتبع بابا نويل. ونظرًا لأن بابا نويل شخصية أسطورية وليس شخصًا حقيقيًا [ 72 ] [ 73 ] ، فمن المستحيل تقديم معلومات دقيقة عن موقعه، ولذا فإن خدمات مثل "NORAD Tracks Santa" و "Google Santa Tracker" (التي تدّعي استخدام الرادار وتقنيات أخرى لتتبعه) [ 74 ] تعرض معلومات موقع وهمية ومحددة مسبقًا للمستخدمين. ومن الأمثلة الأخرى على هذه المحاكاة مواقع إلكترونية تدّعي تمكين المستخدم من مراسلة بابا نويل عبر البريد الإلكتروني أو الرسائل. تستخدم مواقع مثل emailSanta.com أو صفحة بابا نويل السابقة على منصة Windows Live Spaces التابعة لشركة مايكروسوفت (التي توقفت عن العمل الآن) برامج أو نصوصًا برمجية آلية لإنشاء ردود شخصية يُزعم أنها من بابا نويل نفسه بناءً على مدخلات المستخدم. [ 75 ] [ 76 ] [ 77 ] [ 78 ]

أقمار الاتصالات

غالبًا ما تكون أنظمة الاتصالات عبر الأقمار الصناعية الحديثة ( SATCOM ) ضخمة ومعقدة، إذ تضم العديد من الأجزاء والعناصر المتفاعلة. بالإضافة إلى ذلك، ازدادت الحاجة إلى اتصال النطاق العريض على المركبات المتحركة بشكل كبير في السنوات القليلة الماضية، سواءً للتطبيقات التجارية أو العسكرية. وللتنبؤ بدقة وتقديم خدمة عالية الجودة، يتعين على مصممي أنظمة SATCOM مراعاة التضاريس والظروف الجوية والمناخية في تخطيطهم. ولمواجهة هذا التعقيد، يتجه مصممو ومشغلو الأنظمة بشكل متزايد إلى نماذج الحاسوب لأنظمتهم لمحاكاة ظروف التشغيل الواقعية، واكتساب رؤى حول سهولة الاستخدام والمتطلبات قبل الموافقة النهائية على المنتج. يُحسّن النمذجة فهم النظام من خلال تمكين مصمم أو مخطط نظام SATCOM من محاكاة الأداء الواقعي عن طريق إدخال العديد من الظروف الجوية والبيئية الافتراضية في النماذج. غالبًا ما تُستخدم المحاكاة في تدريب الأفراد المدنيين والعسكريين، وذلك عادةً عندما يكون استخدام المعدات الحقيقية في الواقع مكلفًا للغاية أو شديد الخطورة. في مثل هذه الحالات، سيقضون وقتًا في تعلم دروس قيّمة في بيئة افتراضية "آمنة" مع عيش تجربة تحاكي الواقع (أو على الأقل هذا هو الهدف). غالبًا ما يكون من الملائم السماح بارتكاب الأخطاء أثناء التدريب على نظام بالغ الأهمية للسلامة.

دورة الحياة الرقمية

محاكاة تدفق الهواء فوق المحرك

تتزايد عمليات دمج حلول المحاكاة مع الحلول والعمليات المدعومة بالحاسوب ( التصميم بمساعدة الحاسوب أو CAD، والتصنيع بمساعدة الحاسوب أو CAM، والهندسة بمساعدة الحاسوب أو CAE، وغيرها). ويُمكن أن يُحقق استخدام المحاكاة طوال دورة حياة المنتج ، لا سيما في مراحل التصميم والتصور الأولية، فوائد جمة. وتشمل هذه الفوائد خفض التكاليف المباشرة، مثل تقليل الحاجة إلى النماذج الأولية وتقصير مدة طرح المنتج في السوق، بالإضافة إلى تحسين أداء المنتجات وزيادة هوامش الربح. ومع ذلك، لم تُحقق المحاكاة الفوائد المرجوة لبعض الشركات.

يعود نجاح استخدام المحاكاة في المراحل المبكرة من دورة حياة المنتج إلى حد كبير إلى زيادة تكامل أدوات المحاكاة مع مجموعة حلول التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) والتصنيع بمساعدة الحاسوب (CAM) وإدارة دورة حياة المنتج. وباتت حلول المحاكاة قادرة على العمل في بيئة متعددة الأنظمة CAD على مستوى المؤسسة ، وتشمل حلولاً لإدارة بيانات وعمليات المحاكاة، وضمان دمج نتائجها في سجل دورة حياة المنتج.

الاستعداد للكوارث

أصبح التدريب بالمحاكاة أسلوبًا شائعًا لإعداد الأفراد لمواجهة الكوارث. إذ تُتيح هذه المحاكاة إمكانية محاكاة حالات الطوارئ وتتبع استجابة المتدربين بفضل تجربة واقعية. وتشمل محاكاة الاستعداد للكوارث التدريب على كيفية التعامل مع الهجمات الإرهابية ، والكوارث الطبيعية، وتفشي الأوبئة ، أو غيرها من حالات الطوارئ التي تُهدد الحياة.

إحدى المنظمات التي استخدمت التدريب بالمحاكاة في مجال التأهب للكوارث هي مركز تطوير التعليم عن بُعد (CADE). وقد استخدم المركز [ 79 ] لعبة فيديو لتدريب فرق الطوارئ على مواجهة أنواع متعددة من الهجمات. وكما ذكر موقع News-Medical.Net، فإن "لعبة الفيديو هذه هي الأولى ضمن سلسلة من المحاكاة التي تتناول الإرهاب البيولوجي، والإنفلونزا الوبائية، والجدري، وغيرها من الكوارث التي يجب على فرق الطوارئ الاستعداد لها. [ 80 ] ". وقد طوّر فريق من جامعة إلينوي في شيكاغو (UIC) هذه اللعبة، التي تتيح للمتدربين ممارسة مهاراتهم في حالات الطوارئ في بيئة آمنة ومُحكمة.

يُعدّ برنامج محاكاة الطوارئ (ESP) في معهد كولومبيا البريطانية للتكنولوجيا (BCIT) في فانكوفر، كولومبيا البريطانية، كندا، مثالًا آخر على المنظمات التي تستخدم المحاكاة للتدريب على حالات الطوارئ. يستخدم البرنامج المحاكاة للتدريب على الحالات التالية: مكافحة حرائق الغابات، والاستجابة لحوادث انسكاب النفط أو المواد الكيميائية، والاستجابة للزلازل، وإنفاذ القانون، ومكافحة الحرائق البلدية، والتعامل مع المواد الخطرة، والتدريب العسكري، والاستجابة للهجمات الإرهابية [ 81 ]. من ميزات نظام المحاكاة تطبيق "ساعة التشغيل الديناميكية"، التي تسمح بتشغيل المحاكاة ضمن إطار زمني "محاكي"، مع إمكانية "تسريع" أو "إبطاء" الوقت حسب الرغبة [ 81 ]. بالإضافة إلى ذلك، يتيح النظام تسجيل الجلسات، والتنقل باستخدام أيقونات الصور، وتخزين ملفات المحاكاة الفردية، ومكونات الوسائط المتعددة، وتشغيل تطبيقات خارجية.

في جامعة كيبيك في شيكوتيمي، يتخصص فريق بحثي في ​​مختبر الأبحاث والخبرة الخارجية (Laboratoire d'Expertise et de Recherche en Plein Air – LERPA) في استخدام عمليات محاكاة الحوادث في المناطق البرية النائية للتحقق من تنسيق الاستجابة للطوارئ.

من الناحية التعليمية، تتمثل فوائد التدريب على حالات الطوارئ من خلال المحاكاة في إمكانية تتبع أداء المتدرب عبر النظام. وهذا يسمح للمطور بإجراء التعديلات اللازمة أو تنبيه المدرب بشأن المواضيع التي قد تتطلب مزيدًا من الاهتمام. ومن المزايا الأخرى إمكانية توجيه المتدرب أو تدريبه على كيفية الاستجابة بشكل مناسب قبل الانتقال إلى الجزء التالي من حالة الطوارئ، وهو جانب قد لا يكون متاحًا في بيئة التدريب الحقيقية. كما تتيح بعض أجهزة محاكاة التدريب على حالات الطوارئ تقديم ملاحظات فورية، بينما قد توفر محاكاة أخرى ملخصًا وتوجه المتدرب للانخراط في موضوع التعلم مرة أخرى.

في حالات الطوارئ الحقيقية، لا يملك المستجيبون للطوارئ وقتًا يُهدر. يوفر التدريب بالمحاكاة في هذه البيئة فرصة للمتدربين لجمع أكبر قدر ممكن من المعلومات وتطبيق معارفهم في بيئة آمنة. يمكنهم ارتكاب الأخطاء دون تعريض الأرواح للخطر، كما تُتاح لهم فرصة تصحيح أخطائهم استعدادًا لحالات الطوارئ الحقيقية.

الاقتصاد

تُستخدم المحاكاة في الاقتصاد ، وخاصة في الاقتصاد الكلي ، لتقييم مدى جدوى آثار الإجراءات السياسية المقترحة، مثل تغييرات السياسة المالية أو النقدية . ويُستخدم نموذج رياضي للاقتصاد، مُطابق للبيانات الاقتصادية التاريخية، كبديل للاقتصاد الفعلي؛ وتُستخدم القيم المقترحة للإنفاق الحكومي والضرائب وعمليات السوق المفتوحة ، وما إلى ذلك، كمدخلات لمحاكاة النموذج، بينما تُعتبر متغيرات مختلفة ذات أهمية، مثل معدل التضخم ومعدل البطالة وعجز الميزان التجاري وعجز الموازنة الحكومية ، مخرجات المحاكاة. وتُقارن القيم المُحاكاة لهذه المتغيرات ذات الأهمية لمختلف مدخلات السياسة المقترحة لتحديد مجموعة النتائج الأكثر جدوى. [ 82 ]

الهندسة والتكنولوجيا والعمليات

تُعدّ المحاكاة ميزةً مهمةً في الأنظمة الهندسية، أو أي نظام يتضمن العديد من العمليات. على سبيل المثال، في الهندسة الكهربائية ، يمكن استخدام خطوط التأخير لمحاكاة تأخير الانتشار وانزياح الطور الناتج عن خط نقل حقيقي . وبالمثل، يمكن استخدام الأحمال الوهمية لمحاكاة المعاوقة دون محاكاة الانتشار، ويُستخدم ذلك في الحالات التي يكون فيها الانتشار غير مرغوب فيه. قد يُحاكي برنامج المحاكاة بعض عمليات ووظائف الوحدة التي يُحاكيها فقط. قارن بـ : المحاكاة . [ 83 ]

تتضمن معظم عمليات المحاكاة الهندسية النمذجة الرياضية والبحث بمساعدة الحاسوب. ومع ذلك، توجد حالات عديدة لا تكون فيها النمذجة الرياضية موثوقة. فمحاكاة مشاكل ديناميكا الموائع غالبًا ما تتطلب محاكاة رياضية وفيزيائية معًا. في هذه الحالات، تتطلب النماذج الفيزيائية محاكاة ديناميكية . كما أن للمحاكاة الفيزيائية والكيميائية استخدامات عملية مباشرة، وليست مقتصرة على البحث العلمي؛ ففي الهندسة الكيميائية ، على سبيل المثال، تُستخدم محاكاة العمليات لتحديد معايير العملية المستخدمة مباشرة في تشغيل المصانع الكيميائية، مثل مصافي النفط. تُستخدم أجهزة المحاكاة أيضًا لتدريب مشغلي المصانع. يُطلق على أحد هذه الأجهزة اسم "محاكي تدريب المشغلين" (OTS)، وقد اعتُمد على نطاق واسع في العديد من الصناعات، من الصناعات الكيميائية إلى النفط والغاز والطاقة. وقد وفر هذا بيئة افتراضية آمنة وواقعية لتدريب مشغلي ومهندسي المصانع. يتميز برنامج Mimic بقدرته على توفير نماذج ديناميكية عالية الدقة لجميع المصانع الكيميائية تقريبًا لتدريب المشغلين واختبار أنظمة التحكم.

بيئة العمل

تتضمن المحاكاة المريحة تحليل المنتجات الافتراضية أو المهام اليدوية ضمن بيئة افتراضية. في العملية الهندسية، يهدف علم هندسة العوامل البشرية إلى تطوير وتحسين تصميم المنتجات وبيئات العمل. [ 84 ] تستخدم المحاكاة المريحة تمثيلًا افتراضيًا أنثروبومتريًا للإنسان، يُشار إليه عادةً باسم المانيكان أو نماذج الإنسان الرقمية (DHMs)، لمحاكاة وضعيات وأحمال وأداء المشغل البشري في بيئة محاكاة مثل الطائرة أو السيارة أو منشأة تصنيع. تُعتبر نماذج الإنسان الرقمية أداة متطورة وقيمة لإجراء تحليل وتصميم استباقي لهندسة العوامل البشرية. [ 85 ] تستخدم عمليات المحاكاة رسومات ثلاثية الأبعاد ونماذج قائمة على الفيزياء لتحريك البشر الافتراضيين. يستخدم برنامج هندسة العوامل البشرية خاصية الحركة العكسية (IK) لوضع نماذج الإنسان الرقمية. [ 84 ]

تقوم برامج الحاسوب عادةً بحساب الخصائص البيوميكانيكية، بما في ذلك قوى العضلات الفردية، وقوى المفاصل، وعزومها. وتستخدم معظم هذه البرامج أساليب التقييم المريح القياسية، مثل معادلة الرفع الصادرة عن المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية (NIOSH) وتقييم الأطراف العلوية السريع (RULA). كما تحلل بعض عمليات المحاكاة المقاييس الفسيولوجية، بما في ذلك التمثيل الغذائي، واستهلاك الطاقة، وحدود الإجهاد. وتُعد دراسات زمن الدورة، والتحقق من صحة التصميم والعملية، وراحة المستخدم، وسهولة الوصول، وخط الرؤية من العوامل البشرية الأخرى التي يمكن دراستها في حزم محاكاة بيئة العمل. [ 86 ]

يمكن نمذجة ومحاكاة مهمة ما من خلال التحكم اليدوي في الشخصية الافتراضية ضمن بيئة محاكاة. وتتيح بعض برامج محاكاة بيئة العمل إجراء محاكاة وتقييم تفاعليين وفوريين من خلال إدخال بيانات بشرية فعلية عبر تقنيات التقاط الحركة. مع ذلك، يتطلب التقاط الحركة لأغراض بيئة العمل معدات باهظة الثمن وإنشاء نماذج لتمثيل البيئة أو المنتج.

تشمل بعض تطبيقات المحاكاة المريحة تحليل جمع النفايات الصلبة، ومهام إدارة الكوارث، والألعاب التفاعلية، [ 87 ] وخطوط تجميع السيارات، [ 88 ] والنماذج الأولية الافتراضية لأدوات إعادة التأهيل، [ 89 ] وتصميم منتجات الفضاء. [ 90 ] يستخدم مهندسو شركة فورد برامج محاكاة بيئة العمل لإجراء مراجعات افتراضية لتصميم المنتجات. وباستخدام البيانات الهندسية، تساعد عمليات المحاكاة في تقييم بيئة العمل في عمليات التجميع. وتستخدم الشركة برنامج محاكاة بيئة العمل "جاك وجيل" من سيمنز لتحسين سلامة العمال وكفاءتهم، دون الحاجة إلى بناء نماذج أولية مكلفة. [ 91 ]

تمويل

في مجال التمويل، تُستخدم المحاكاة الحاسوبية بكثرة لتخطيط السيناريوهات. فعلى سبيل المثال، تُحسب القيمة الحالية الصافية المعدلة حسب المخاطر من مدخلات محددة جيدًا ولكنها ليست دائمًا معروفة (أو ثابتة). ومن خلال محاكاة أداء المشروع قيد التقييم، يمكن للمحاكاة توفير توزيع للقيمة الحالية الصافية على نطاق من معدلات الخصم والمتغيرات الأخرى. كما تُستخدم المحاكاة غالبًا لاختبار نظرية مالية أو قدرة نموذج مالي. [ 92 ]

تُستخدم المحاكاة بشكل متكرر في التدريب المالي لإشراك المشاركين في تجربة مواقف تاريخية وخيالية متنوعة. تشمل هذه المحاكاة محاكاة سوق الأسهم، ومحاكاة المحافظ الاستثمارية، ومحاكاة أو نماذج إدارة المخاطر، ومحاكاة سوق الصرف الأجنبي. وتعتمد هذه المحاكاة عادةً على نماذج الأصول العشوائية . يتيح استخدام هذه المحاكاة في البرامج التدريبية تطبيق النظرية في بيئة تحاكي الواقع. وكما هو الحال في القطاعات الأخرى، يمكن أن يكون استخدام المحاكاة مدفوعًا بالتكنولوجيا أو بدراسة الحالة.

رحلة جوية

جهاز محاكاة طيران عسكري

تُستخدم محاكاة الطيران بشكل أساسي لتدريب الطيارين خارج الطائرة. [ 93 ] وبالمقارنة مع التدريب أثناء الطيران، يتيح التدريب القائم على المحاكاة ممارسة المناورات أو المواقف التي قد يكون من غير العملي (أو حتى الخطير) تنفيذها داخل الطائرة، مع الحفاظ على الطيار والمدرب في بيئة منخفضة المخاطر نسبيًا على الأرض. على سبيل المثال، يمكن محاكاة أعطال النظام الكهربائي، وأعطال الأجهزة، وأعطال النظام الهيدروليكي، وحتى أعطال نظام التحكم في الطيران، دون تعريض الطاقم أو المعدات للخطر. [ 94 ]

يستطيع المدربون أيضاً تزويد الطلاب بتدريبات مكثفة خلال فترة زمنية محددة، أكثر مما هو ممكن عادةً في الطائرة الحقيقية. فعلى سبيل المثال، قد يتطلب إجراء عدة عمليات هبوط آلي في الطائرة الحقيقية وقتاً طويلاً لإعادة تموضعها، بينما في المحاكاة، بمجرد إتمام عملية هبوط واحدة، يستطيع المدرب إعادة تموضع الطائرة المحاكاة فوراً إلى موقع يسمح ببدء عملية الهبوط التالية.

توفر محاكاة الطيران ميزة اقتصادية مقارنةً بالتدريب على متن طائرة حقيقية. فبعد احتساب تكاليف الوقود والصيانة والتأمين، تكون تكاليف تشغيل جهاز محاكاة الطيران (FSTD) عادةً أقل بكثير من تكاليف تشغيل الطائرة المُحاكاة. بالنسبة لبعض طائرات النقل الكبيرة، قد تكون تكاليف التشغيل لجهاز محاكاة الطيران أقل بعدة مرات من تكاليف الطائرة الحقيقية. ومن المزايا الأخرى تقليل الأثر البيئي، حيث لا تُساهم أجهزة المحاكاة بشكل مباشر في انبعاثات الكربون أو الضوضاء. [ 95 ]

توجد أيضًا "محاكيات طيران هندسية" تُعدّ عنصرًا أساسيًا في عملية تصميم الطائرات . [ 96 ] وقد ذُكرت أعلاه العديد من الفوائد الناتجة عن انخفاض عدد رحلات الاختبار، مثل تحسينات التكلفة والسلامة، ولكن هناك بعض المزايا الفريدة. فوجود جهاز محاكاة يُتيح دورة تصميم أسرع أو استخدام معدات اختبار أكثر مما يمكن تركيبه في طائرة حقيقية. [ 97 ]

البحرية

محاكاة جسر السفينة

يشبه جهاز المحاكاة البحرية أجهزة محاكاة الطيران ، وهو مصمم لتدريب طاقم السفينة. ومن أكثر أجهزة المحاكاة البحرية شيوعًا ما يلي: [ 98 ]

تُستخدم أجهزة المحاكاة هذه في الغالب داخل الكليات البحرية ومؤسسات التدريب والقوات البحرية. وهي تتكون عادةً من نسخة طبق الأصل من جسر السفينة، مع وحدة (وحدات) التشغيل، وعدد من الشاشات التي تُعرض عليها البيئة الافتراضية.

جيش

يتم تدريب قاذفة القنابل باستخدام جهاز محاكاة حاسوبي.

تُعرف المحاكاة العسكرية، أو ما يُسمى أيضاً بألعاب الحرب، بأنها نماذج تُستخدم لاختبار وتطوير نظريات الحرب دون الحاجة إلى خوض معارك حقيقية. وتتخذ هذه المحاكاة أشكالاً عديدة، بدرجات متفاوتة من الواقعية. وفي الآونة الأخيرة، اتسع نطاقها ليشمل، بالإضافة إلى الجوانب العسكرية، العوامل السياسية والاجتماعية (على سبيل المثال، سلسلة تمارين "ناشون لاب" الاستراتيجية في أمريكا اللاتينية). [ 100 ] ورغم أن العديد من الحكومات تستخدم المحاكاة، سواء بشكل فردي أو جماعي، إلا أن المعلومات المتوفرة حول تفاصيل هذا النموذج خارج الأوساط المهنية قليلة.

الشبكات والأنظمة الموزعة

تمت محاكاة الشبكات والأنظمة الموزعة على نطاق واسع لفهم تأثير البروتوكولات والخوارزميات الجديدة قبل تطبيقها في الأنظمة الفعلية. يمكن أن تركز المحاكاة على مستويات مختلفة ( الطبقة الفيزيائية ، طبقة الشبكة ، طبقة التطبيقات )، وتقييم مقاييس متنوعة (عرض نطاق الشبكة، استهلاك الموارد، زمن الخدمة، فقدان الحزم، توافر النظام). من أمثلة سيناريوهات محاكاة الشبكات والأنظمة الموزعة ما يلي:

نظام الدفع وتسوية الأوراق المالية

كما طُبقت تقنيات المحاكاة على أنظمة الدفع وتسوية الأوراق المالية. ومن بين المستخدمين الرئيسيين البنوك المركزية، المسؤولة عموماً عن الإشراف على البنية التحتية للسوق، والمؤهلة للمساهمة في سلاسة عمل أنظمة الدفع.

تستخدم البنوك المركزية محاكاة أنظمة الدفع لتقييم جوانب مثل كفاية السيولة المتاحة (في صورة أرصدة الحسابات وحدود الائتمان اليومية) للمشاركين (وخاصة البنوك) لضمان تسوية المدفوعات بكفاءة. [ 105 ] [ 106 ] كما أن الحاجة إلى السيولة تعتمد على مدى توافر إجراءات المقاصة ونوعها في الأنظمة، ولذلك تركز بعض الدراسات على مقارنة الأنظمة. [ 107 ]

يُستخدم هذا الأسلوب أيضاً لتقييم المخاطر المرتبطة بأحداث مثل انقطاع شبكات الاتصالات أو عدم قدرة المشاركين على إرسال المدفوعات (مثلاً في حالة إفلاس بنك محتمل). [ 108 ] يندرج هذا النوع من التحليل ضمن مفاهيم اختبار الضغط أو تحليل السيناريوهات .

تتمثل إحدى الطرق الشائعة لإجراء هذه المحاكاة في محاكاة منطق التسوية لأنظمة الدفع أو تسوية الأوراق المالية الحقيقية قيد التحليل، ثم استخدام بيانات الدفع الفعلية المرصودة. وفي حالة مقارنة الأنظمة أو تطويرها، فمن الطبيعي أن يلزم تطبيق منطق التسوية الآخر أيضًا.

لإجراء اختبارات الضغط وتحليل السيناريوهات، يلزم تعديل البيانات المرصودة، كتأجيل بعض المدفوعات أو إلغائها. ولتحليل مستويات السيولة، يتم تغيير مستويات السيولة الأولية. وتُجرى مقارنات الأنظمة (المقارنة المعيارية) أو تقييمات خوارزميات أو قواعد المقاصة الجديدة عن طريق تشغيل عمليات محاكاة باستخدام مجموعة بيانات ثابتة مع تغيير إعدادات النظام فقط.

عادة ما يتم الاستدلال عن طريق مقارنة نتائج المحاكاة المعيارية بنتائج إعدادات المحاكاة المعدلة من خلال مقارنة مؤشرات مثل المعاملات غير المسددة أو تأخيرات التسوية.

أنظمة الطاقة

إدارة المشاريع

تُستخدم محاكاة إدارة المشاريع لأغراض التدريب والتحليل في مجال إدارة المشاريع. وغالبًا ما تُستخدم كتدريب لمديري المشاريع، وفي حالات أخرى، تُستخدم لتحليل السيناريوهات المحتملة ودعم عملية اتخاذ القرارات في المشاريع الحقيقية. وتُجرى هذه المحاكاة عادةً باستخدام برامج حاسوبية.

الروبوتات

يُستخدم برنامج محاكاة الروبوتات لإنشاء تطبيقات مُدمجة لروبوت مُحدد (أو غير مُحدد) دون الاعتماد على الروبوت الحقيقي. في بعض الحالات، يُمكن نقل هذه التطبيقات إلى الروبوت الحقيقي (أو إعادة بنائها) دون تعديلات. تُتيح برامج محاكاة الروبوتات إعادة إنتاج مواقف لا يُمكن "إنشاؤها" في العالم الحقيقي بسبب التكلفة أو الوقت أو "فرادة" الموارد. كما يُتيح برنامج المحاكاة أيضًا تصميم نماذج أولية سريعة للروبوت. وتتضمن العديد من برامج محاكاة الروبوتات مُحركات فيزيائية لمحاكاة ديناميكيات الروبوت.

إنتاج

تُستخدم محاكاة أنظمة الإنتاج بشكل أساسي لدراسة تأثير التحسينات أو الاستثمارات في نظام الإنتاج . وغالبًا ما يتم ذلك باستخدام جدول بيانات ثابت يتضمن أوقات العمليات وأوقات النقل. أما بالنسبة للمحاكاة الأكثر تعقيدًا، فتُستخدم محاكاة الأحداث المنفصلة (DES) لما لها من مزايا في محاكاة ديناميكيات نظام الإنتاج. فنظام الإنتاج ديناميكي للغاية ويتأثر بتغيرات عمليات التصنيع، وأوقات التجميع، وإعدادات الآلات، وفترات الراحة، والأعطال، والتوقفات البسيطة. [ 109 ] تتوفر العديد من البرامج الشائعة الاستخدام لمحاكاة الأحداث المنفصلة، ​​وتختلف هذه البرامج في سهولة الاستخدام والأسواق، ولكنها غالبًا ما تشترك في نفس الأساس.

عملية البيع

تُعدّ المحاكاة مفيدة في نمذجة تدفق المعاملات عبر العمليات التجارية، كما هو الحال في مجال هندسة عمليات المبيعات ، لدراسة وتحسين تدفق طلبات العملاء عبر مراحل الإنجاز المختلفة (مثلاً، من العرض الأولي لتوفير السلع/الخدمات إلى قبول الطلب والتركيب). يمكن أن تساعد هذه المحاكاة في التنبؤ بتأثير التحسينات في الأساليب على التباين والتكلفة ووقت العمل وعدد المعاملات في مختلف مراحل العملية. يمكن استخدام برنامج محاكاة عمليات حاسوبي متكامل لعرض هذه النماذج، كما يمكن استخدام عروض توضيحية تعليمية أبسط باستخدام برامج الجداول الإلكترونية، أو نقل قطع نقدية بين أكواب بناءً على رمية نرد، أو غمسها في حوض من الخرز الملون باستخدام مغرفة. [ 110 ]

الرياضة

في المجال الرياضي، تُستخدم المحاكاة الحاسوبية بكثرة للتنبؤ بنتائج الأحداث وأداء الرياضيين. وتسعى هذه المحاكاة إلى إعادة تمثيل الحدث من خلال نماذج مبنية على الإحصاءات. وقد أتاح التطور التكنولوجي لأي شخص لديه معرفة بالبرمجة إمكانية تشغيل هذه النماذج. تُبنى هذه المحاكاة على سلسلة من الخوارزميات الرياضية ، أو النماذج، وتختلف دقتها. يُعدّ برنامج Accuscore، المرخص لشركات مثل ESPN ، برنامج محاكاة معروفًا لجميع الرياضات الرئيسية . وهو يُقدّم تحليلًا مُفصّلًا للمباريات من خلال خطوط الرهان المُحاكاة، وإجمالي النقاط المُتوقعة، والاحتمالات العامة.

مع تزايد الاهتمام بنماذج محاكاة الرياضات الخيالية، اكتسبت هذه النماذج شعبيةً واسعة. وتتخصص شركات مثل "وات إف سبورتس" و"ستات فوكس" في استخدام محاكاتها ليس فقط للتنبؤ بنتائج المباريات، بل أيضاً بتوقع أداء اللاعبين. ويستخدم الكثيرون هذه النماذج لتحديد اللاعبين الذين سيختارونهم في فرقهم ضمن دوريات الرياضات الخيالية.

تُسهم المحاكاة أيضاً في تطوير المجال الرياضي من خلال استخدامها في علم الميكانيكا الحيوية . إذ تُستخلص النماذج وتُجرى عمليات المحاكاة استناداً إلى البيانات المُستقاة من أجهزة الاستشعار المُثبتة على الرياضيين ومعدات الفيديو. وتُجيب الميكانيكا الحيوية الرياضية، المدعومة بنماذج المحاكاة، على تساؤلات تتعلق بتقنيات التدريب، مثل تأثير الإرهاق على أداء الرمي (ارتفاع الرمية) والعوامل الميكانيكية الحيوية للأطراف العلوية (مؤشر القوة التفاعلية؛ زمن ملامسة اليد). [ 111 ]

تتيح المحاكاة الحاسوبية لمستخدميها استخدام نماذج كانت في السابق معقدة للغاية، وتقديم إجابات لها. وقد أثبتت المحاكاة أنها من أفضل الوسائل لفهم أداء اللعب وتوقع أداء الفريق.

العد التنازلي لمكوك الفضاء

تم تجهيز غرفة الإطلاق رقم 1 لإطلاق مكوك الفضاء

استُخدمت المحاكاة في مركز كينيدي للفضاء (KSC) لتدريب مهندسي مكوك الفضاء ومنحهم الشهادات اللازمة خلال عمليات العد التنازلي للإطلاق. وكان فريق هندسة مكوك الفضاء يشارك في محاكاة متكاملة للعد التنازلي قبل كل رحلة مكوكية. هذه المحاكاة هي محاكاة افتراضية يتفاعل فيها أشخاص حقيقيون مع مركبة مكوك الفضاء ومعدات الدعم الأرضي (GSE) المُحاكاة. تضمنت محاكاة مرحلة العد التنازلي النهائي للمكوك، والمعروفة أيضًا باسم S0044، عمليات عد تنازلي تُدمج العديد من أنظمة مركبة مكوك الفضاء ومعدات الدعم الأرضي. من بين أنظمة المكوك المُدمجة في المحاكاة: نظام الدفع الرئيسي RS-25 ، ومعززات الصواريخ الصلبة ، والهيدروجين السائل والأكسجين السائل الأرضي ، والخزان الخارجي ، وأنظمة التحكم في الطيران، والملاحة، والإلكترونيات. [ 112 ] تتمثل الأهداف الرئيسية لمحاكاة مرحلة العد التنازلي النهائي للمكوك فيما يلي:

  • لتوضيح عمليات مرحلة العد التنازلي النهائية في غرفة إطلاق النار .
  • توفير التدريب لمهندسي النظم في التعرف على مشاكل النظام والإبلاغ عنها وتقييمها في بيئة حساسة للوقت.
  • ممارسة قدرة فريق الإطلاق على تقييم المشاكل وتحديد أولوياتها والاستجابة لها بطريقة متكاملة ضمن بيئة حساسة للوقت.
  • توفير الإجراءات التي تُستخدم في إجراء اختبارات الفشل/الاستعادة للعمليات التي يتم تنفيذها في مرحلة العد التنازلي النهائية. [ 113 ]

أُجريت محاكاة مرحلة العد التنازلي النهائي لمكوك الفضاء في غرف إطلاق مركز التحكم في مركز كينيدي للفضاء . غرفة الإطلاق المستخدمة في المحاكاة هي نفسها غرفة التحكم التي تُنفذ فيها عمليات العد التنازلي الفعلية للإطلاق. ونتيجةً لذلك، تم استخدام المعدات المستخدمة في عمليات العد التنازلي الفعلية للإطلاق. وتشمل هذه المعدات أجهزة الكمبيوتر الخاصة بالقيادة والتحكم، وبرامج التطبيقات، وأدوات الرسم البياني الهندسي، ووثائق إجراءات العد التنازلي للإطلاق، ووثائق معايير الالتزام بالإطلاق، ووثائق متطلبات الأجهزة، وأي عناصر أخرى تستخدمها فرق العد التنازلي الهندسية للإطلاق أثناء عمليات العد التنازلي الفعلية.

تُحاكى مكونات مركبة مكوك الفضاء ومعدات الدعم الأرضي المرتبطة بها باستخدام نماذج رياضية (مكتوبة بلغة نمذجة برنامج محاكاة عمليات مكوك الفضاء الأرضية (SGOS) [ 114 ] ) تتصرف وتتفاعل تمامًا مثل المكونات الحقيقية. خلال محاكاة مرحلة العد التنازلي النهائي للمكوك، يتحكم المهندسون في المكونات عبر برامج تطبيقية حقيقية تعمل على لوحات التحكم، تمامًا كما لو كانوا يتحكمون في مكونات المركبة الحقيقية. مع ذلك، لا تتفاعل هذه البرامج التطبيقية مع مكونات المكوك الحقيقية أثناء المحاكاة، بل تتفاعل مع نماذج رياضية تمثل مكونات المركبة ومعدات الدعم الأرضي. بالتالي، تتجاوز المحاكاة آليات حساسة، بل وخطيرة أحيانًا، مع توفير قياسات هندسية توضح كيفية تفاعل المكونات. ولأن هذه النماذج الرياضية تتفاعل مع برامج التحكم والقيادة، تُستخدم النماذج والمحاكاة أيضًا لتصحيح أخطاء البرامج التطبيقية والتحقق من وظائفها. [ 115 ]

نظام الملاحة عبر الأقمار الصناعية

الطريقة الوحيدة لاختبار أجهزة استقبال نظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية (المعروفة تجاريًا باسم أجهزة الملاحة عبر الأقمار الصناعية) هي استخدام جهاز محاكاة كوكبة الترددات الراديوية. يمكن اختبار جهاز الاستقبال، الذي قد يُستخدم مثلاً في الطائرات، في ظروف ديناميكية دون الحاجة إلى استخدامه في رحلة جوية حقيقية. يمكن تكرار ظروف الاختبار بدقة، مع تحكم كامل في جميع معايير الاختبار. هذا غير ممكن في الواقع العملي باستخدام الإشارات الفعلية. أما بالنسبة لاختبار أجهزة الاستقبال التي ستستخدم نظام غاليليو الجديد (الملاحة عبر الأقمار الصناعية)، فلا بديل عن ذلك، لأن الإشارات الفعلية غير متوفرة حاليًا.

القطارات

طقس

يُعدّ التنبؤ بالأحوال الجوية من خلال استقراء/استنباط البيانات السابقة أحد الاستخدامات العملية للمحاكاة. وتعتمد معظم التنبؤات الجوية على هذه المعلومات المنشورة من قبل هيئات الأرصاد الجوية. يُساعد هذا النوع من المحاكاة في التنبؤ بالأحوال الجوية القاسية، مثل مسار الأعاصير المدارية النشطة، والتحذير منها. ويعتمد التنبؤ العددي بالطقس على نماذج حاسوبية رقمية معقدة للتنبؤ بالطقس بدقة من خلال مراعاة العديد من المعايير.

ألعاب المحاكاة

يمكن اعتبار ألعاب الاستراتيجية - التقليدية منها والحديثة - بمثابة محاكاة لعملية صنع القرار المجردة لغرض تدريب القادة العسكريين والسياسيين (انظر تاريخ لعبة Go للحصول على مثال على هذا التقليد، أو Kriegsspiel للحصول على مثال أحدث).

العديد من ألعاب الفيديو الأخرى هي عبارة عن محاكاة من نوع ما. يمكن لهذه الألعاب محاكاة جوانب مختلفة من الواقع، من الأعمال التجارية إلى الحكومة إلى البناء إلى قيادة المركبات (انظر أعلاه).

الاستخدام التاريخي

تاريخياً، كانت للكلمة دلالات سلبية:

...لذلك فإن عادة التظاهر (وهي الدرجة الأخيرة) تعتبر رذيلة، تستخدم إما الزيف الطبيعي أو الخوف...

— فرانسيس بيكون ، في المحاكاة والخداع، 1597

...لغرض التمييز، يُطلق على الخداع بالكلمات عادةً اسم الخداع، ويُطلق على الخداع بالأفعال أو الإيماءات أو السلوك اسم المحاكاة...

— روبرت ساوث ، ساوث، 1697، ص 525

ومع ذلك، فقد تلاشت الصلة بين المحاكاة والتظاهر لاحقاً ، وأصبحت الآن ذات أهمية لغوية فقط. [ 116 ]

انظر أيضاً

مجالات الدراسة

أمثلة محددة ومراجع

مراجع

  1. ↑ "المحاكاة، اسم. المعاني، أصل الكلمة والمزيد | قاموس أكسفورد الإنجليزي" . www.oed.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 سبتمبر 2023 .
  2. 1 2 مطبعة جامعة كامبريدج (2023). "محاكاة | المعنى الإنجليزي - قاموس كامبريدج" . قاموس كامبريدج . تم الاسترجاع في 20 سبتمبر 2023 .
  3. 1 2 3 ج. بانكس؛ ج. كارسون؛ ب. نيلسون؛ د. نيكول (2001). محاكاة نظام الأحداث المنفصلة . برنتيس هول. ص 3. ISBN  978-0-13-088702-3.
  4. ↑ وايت، ك. بريستون؛ إنغالز، ريكي ج. (ديسمبر 2015). "مقدمة في المحاكاة". مؤتمر المحاكاة الشتوية 2015 (WSC) . الصفحات 1741-1755 . doi : 10.1109/WSC.2015.7408292 . ISBN  978-1-4673-9743-8.
  5. ↑ على حد تعبير مقالة المحاكاة المؤرشفة في 10 ديسمبر 2017 في Wayback Machine في موسوعة علوم الحاسوب، "تصميم نموذج لنظام حقيقي أو متخيل وإجراء تجارب باستخدام هذا النموذج".
  6. ↑ سوكولوفسكي، جيه إيه؛ بانكس، سي إم (2009). مبادئ النمذجة والمحاكاة . جون وايلي وأولاده. ص 6. ISBN  978-0-470-28943-3.
  7. ↑ على سبيل المثال في رسومات الحاسوب SIGGRAPH 2007 | للحضور | أوراق Doc:Tutorials/Physics/BSoD – BlenderWiki مؤرشف في 12 أكتوبر 2007 في Wayback Machine .
  8. 1 2 ماكلويد، ج. (1968) "المحاكاة: النمذجة الديناميكية للأفكار والأنظمة باستخدام أجهزة الكمبيوتر"، ماكجرو هيل، مدينة نيويورك.
  9. ↑ زيغلر، بي بي، برايهوفر، إتش، وكيم، تي جي (2000) "نظرية النمذجة والمحاكاة: دمج الأحداث المنفصلة والأنظمة الديناميكية المعقدة المستمرة"، إلسيفير، أمستردام.
  10. ↑ جيامبياسي، ن.، إسكودي، ب.، وغوش، س. (2001). GDEVS: مواصفات أحداث منفصلة معممة لنمذجة دقيقة للأنظمة الديناميكية. في الأنظمة اللامركزية المستقلة، 2001. وقائع الندوة الدولية الخامسة حول (ص 464-469). IEEE.
  11. ↑ بيتي، دكتور في الطب (أبريل 1995). القوى المولدة بالحاسوب في محاكاة تفاعلية موزعة. في أنظمة المحاكاة التفاعلية الموزعة للمحاكاة والتدريب في بيئة الفضاء الجوي: مراجعة نقدية (المجلد 10280، ص 102800I). الجمعية الدولية للبصريات والضوئيات.
  12. ↑ فوجيموتو، آر إم (1990). محاكاة الأحداث المنفصلة المتوازية. اتصالات رابطة آلات الحوسبة، 33(10)، 30-53.
  13. ↑ كول، ف.، ويذرلي، ر.، ودهمان، ج. (1999). إنشاء أنظمة محاكاة حاسوبية: مقدمة إلى بنية المستوى العالي. برنتيس هول بي تي آر.
  14. ↑ Bruzzone AG, Massei M., التدريب العسكري القائم على المحاكاة، في دليل التخصصات القائمة على المحاكاة، المجلد 1. 315–361.
  15. ↑ كايرجي، إي. (ديسمبر 2013). النمذجة والمحاكاة كخدمة سحابية: دراسة استقصائية. في مؤتمر المحاكاة (WSC)، شتاء 2013 (ص 389-400). IEEE.
  16. ↑ بروتزوني، أ.ج.، ماسي، م.، تريموري، أ.، لونغو، ف.، نيكوليتي، ل.، بوجي، س.، ... وبوجيو، ج. (2014). MS2G: المحاكاة كخدمة لاستخراج البيانات والاستعانة بالجمهور في الحد من الثغرات الأمنية. وقائع مؤتمر WAMS، إسطنبول، سبتمبر.
  17. ↑ "النمذجة والمحاكاة والبيئات الاصطناعية" . ثالس . مؤرشف من الأصل في 21 يونيو 2006. تم الاطلاع عليه في 24 ديسمبر 2007 .
  18. ↑ "البيئات الاصطناعية" . CAE . مؤرشف من الأصل في 22 يناير 2008. تم الاسترجاع في 24 ديسمبر 2007 .
  19. ↑ تُعرّف شركة تاليس البيئة الاصطناعية بأنها "النظير لنماذج المحاكاة لأجهزة الاستشعار والمنصات وغيرها من الأجسام النشطة" من أجل "محاكاة العوامل الخارجية التي تؤثر عليها" [ 17 ] ، بينما يستخدم موردون آخرون المصطلح لوصف أجهزة محاكاة أكثر بصرية، على غرار الواقع الافتراضي . [ 18 ]
  20. ↑ "ما هي محاكاة البيانات؟" . داتاميشن . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 ديسمبر 2025 .
  21. ↑ للاطلاع على مشروع بحثي شائع في مجال الكيمياء الحيوية حيث "تُعد المحاكاة الحاسوبية مناسبة بشكل خاص لمعالجة هذه الأسئلة" Folding@home – Main Archived 6 March 2008 at the Wayback Machine ، انظر Folding@Home .
  22. ↑ "آلة تورينج العالمية" . web.mit.edu . تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 ديسمبر 2019 .
  23. ↑ دافيدوفيتش، ل.؛ أ. باروش وأ. شتوب (أبريل 2008). "التعلم القائم على المحاكاة: عملية التعلم والنسيان وإعادة التعلم وتأثير تاريخ التعلم". الحوسبة والتعليم . 50 (3): 866-880 . doi : 10.1016/j.compedu.2006.09.003 .
  24. ↑ دافيدوفيتش، ل.؛ أ. باروش وأ. شتوب (مارس 2009). "أثر الدقة الوظيفية في التعلم القائم على المحاكاة لإدارة المشاريع". المجلة الدولية لتعليم الهندسة . 25 (2): 333-340 (8).
  25. ↑ "الرد على الصفحة الرئيسية للماضي" مؤرشف في 16 أبريل 2009 في Wayback Machine .
  26. ↑ "التفاعل مع الماضي: ألعاب العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات" مؤرشف في 10 أكتوبر 2020 في Wayback Machine .
  27. ↑ "كارانا"، في مدونة "باكس سيمز"، 27 يناير 2009، مؤرشف في 2 نوفمبر 2022 في آلة Wayback .
  28. ↑ كراتزيغ، غريغوري (مارس 2013). "التدريب على استخدام المسدسات بالمحاكاة: مستقبل تدريب إنفاذ القانون؟" (ملف PDF) . المجلة الدولية لتدريب الشرطة (5): 5-7 . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 10 أكتوبر 2022.(الصفحات مفقودة)
  29. 1 2 3 4 شيرمان، دبليو آر؛ كريج، إيه بي (2003). فهم الواقع الافتراضي . سان فرانسيسكو، كاليفورنيا: مورغان كوفمان. ISBN 978-1-55860-353-0.
  30. ↑ ليب، ر.؛ لي، ف.؛ كينراث، س.؛ شير، ر.؛ بيشوف، هـ.؛ بفورتشيلر، ج. (2007). "التواصل بين الدماغ والحاسوب: الدافع والهدف وتأثير استكشاف شقة افتراضية" (ملف PDF) . مجلة IEEE للمعاملات في أنظمة الأعصاب وهندسة إعادة التأهيل . 15 (4): 473-481 . Bibcode : 2007ITNSR..15..473L . doi : 10.1109/TNSRE.2007.906956 . PMID: 18198704. S2CID : 19998029. مؤرشف ( PDF) من الأصل في 20 مارس 2020.  
  31. ↑ زهرائي، أ.ح.، شيفشيك، ج.، بايك، ج.ك. ، غيوم، م. (2010). جهاز جراحي روبوتي محمول باليد: تقييم حركية الطرف المؤثر وتطوير نماذج أولية لإثبات المفهوم. وقائع المؤتمر الدولي الثالث عشر حول الحوسبة الطبية التصويرية والتدخل بمساعدة الحاسوب، بكين، الصين.
  32. ↑ أحمد ك، كيلينغ أ.ن، فخري م، أشرفيان ح، أغاروال ر، نوتون ب.أ، دارزي أ، تشيشاير ن، وآخرون . (يناير 2010). "دور محاكاة الواقع الافتراضي في تدريس وتقييم المهارات التقنية في التدخلات الوعائية الداخلية". مجلة الأشعة التدخلية الوعائية . 21 (1): 55-66 . doi : 10.1016/j.jvir.2009.09.019 . PMID 20123191 .  
  33. ↑ نارايان، روجر؛ كومتا، براشانت؛ سفير، تشارلز؛ لي، دونغ هيون؛ تشوي، دايوون؛ أولتون، دانا (أكتوبر 2004). "السيراميك النانوي في الأجهزة الطبية: التطبيقات والآفاق". مجلة JOM . 56 (10): 38-43 . Bibcode : 2004JOM....56j..38N . doi : 10.1007/s11837-004-0289-x . S2CID 137324362 . 
  34. ↑ كوفور ، ب.، وفوتير، س. (يوليو 2006). "تقنية النانو: تصميم ذكي لعلاج الأمراض المعقدة" . مجلة البحوث الصيدلانية . 23 (7): 1417-1450 . doi : 10.1007/s11095-006-0284-8 . PMID 16779701. S2CID 1520698 .  
  35. ^ هيدي إس، هويلجول إن (2006). ""تقنية النانو: العدو الجديد للسرطان" . مجلة أبحاث وعلاج السرطان . 2 (4): 186-195 . doi : 10.4103/0973-1482.29829 . PMID 17998702 . 
  36. ↑ ليري إس بي، ليو سي واي، أبوزو إم إل (يونيو 2006). "نحو ظهور جراحة الأعصاب النانوية: الجزء الثالث - الطب النانوي: العلاج النانوي الموجه، والجراحة النانوية، والتقدم نحو تحقيق جراحة الأعصاب النانوية". جراحة الأعصاب . 58 (6): 1009-26 ، مناقشة 1009-26. doi : 10.1227/01.NEU.0000217016.79256.16 . PMID 16723880. S2CID 33235348 .  
  37. ↑ "طرائق المحاكاة المتاحة" . مركز التعلم الغامر والقائم على المحاكاة . جامعة ستانفورد . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 فبراير 2025 .
  38. ↑ "مجموعة المحاكاة" . جهاز التخدير الافتراضي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 مايو 2016 .
  39. ↑ لوفيداي بي بي، أوستويزن جي في، دينر بي إس، ويندسور جيه إيه (2010). "تجربة عشوائية لتقييم جهاز محاكاة معرفي لاستئصال الزائدة الدودية بالمنظار". مجلة أستراليا ونيوزيلندا للجراحة . 80 (9): 588-594 . doi : 10.1111/j.1445-2197.2010.05349.x . PMID 20840399. S2CID 43449399 .  
  40. 1 2 غروفز، باتريشيا س.؛ بانش، جاسيندا ل.؛ كرام، إيلين؛ فرج، أماني؛ مانجيس، كيرستين؛ بيرخونكوفا، يلينا؛ سكوت-كاويزيل، جيل (19 أكتوبر 2016). "تعزيز سلامة المرضى من خلال التواصل الفعال بين الممرضين أثناء تسليم الرعاية: دراسة تجريبية باستخدام المحاكاة". المجلة الغربية لأبحاث التمريض . 39 (11): 1394-1411 . doi : 10.1177/0193945916673358 . ISSN 0193-9459 . PMID 28322631. S2CID 32696412 .   
  41. ↑ غروفز، باتريشيا س.؛ مانجيس، كيرستين (24 أغسطس 2017). "فهم عمليات تسليم الرعاية التمريضية: دراسات السلامة في التمريض" . المجلة الغربية لأبحاث التمريض . 39 (11): 1391-1393 . doi : 10.1177/0193945917727237 . ISSN 0193-9459 . PMID 28835189 .  
  42. 1 2 3 نيشيساكي أ، كيرين ر، نادكارني ف (يونيو 2007). "هل تُحسّن المحاكاة سلامة المرضى؟ الكفاءة الذاتية، والكفاءة، والأداء التشغيلي، وسلامة المرضى". مجلة التخدير السريري . 25 (2): 225-236 . doi : 10.1016/j.anclin.2007.03.009 . PMID 17574187 . 
  43. 1 2 ستيوارت، جريج إل؛ مانجيس، كيرستين أ؛ وارد، مارسيا إم (2015). "تمكين سلامة المرضى المستدامة". مجلة جودة رعاية التمريض . 30 (3): 240-246 . doi : 10.1097/NCQ.0000000000000103 . PMID 25479238. S2CID 5613563 .  
  44. ↑ زينديجاس ب؛ بريدجز ر؛ هامسترا إس جيه؛ وآخرون (2013). "حالة الأدلة حول التدريب القائم على المحاكاة لجراحة المناظير: مراجعة منهجية". حوليات الجراحة . 257 (4): 586-93 . doi : 10.1097/SLA.0b013e318288c40b . PMID 23407298. S2CID 25367431 .   
  45. ↑ Pandey VA, Wolfe JHN ​​(2012). "توسيع نطاق استخدام المحاكاة في التدريب على جراحة الأوعية الدموية المفتوحة" . مجلة جراحة الأوعية الدموية . 56 (3): 847-852 . doi : 10.1016/j.jvs.2012.04.015 . PMID 22836105 . 
  46. ↑ بالتر، ف. ن.، وغرانتشاروف، ت. ب. (2014). "التدريب الفردي المُتعمّد على جهاز محاكاة الواقع الافتراضي يُحسّن الأداء التقني للجراحين المبتدئين في غرفة العمليات". حوليات الجراحة . 259 (3): 443-448 . doi : 10.1097/sla.0000000000000254 . PMID 24503910. S2CID 43162924 .  
  47. ↑ مانجيس، كيرستين؛ سكوت-كاويزيل، جيل؛ وارد، مارسيا م (2017)، "تعظيم أداء الفريق: الدور الحاسم لقائد التمريض"، منتدى التمريض ، 52 (1): 21-29 ، doi : 10.1111/nuf.12161 ، PMID 27194144 
  48. 1 2 ميلر، ج . (1997). "تصنيف أجهزة المحاكاة للتعليم الطبي" . مجلة التصوير الرقمي . 10 (ملحق 1): 194-196 . doi : 10.1007/BF03168699 . PMC 3452832. PMID 9268881. مؤرشف من الأصل في 27 نوفمبر 1999.  
  49. ↑ ريتشارد هـ. رايلي (2008). الفصل 38: جمعية المحاكاة في الرعاية الصحية، بقلم دان رايمر، في: دليل المحاكاة في الرعاية الصحية . مطبعة جامعة أكسفورد. الصفحات 532 وما بعدها. ISBN  978-0-19-920585-1.
  50. ↑ ماكغاغي، دبليو سي، وإيسنبرغ، إس بي، وبيتروسا، إي آر، وسكاليز، آر جيه (2010). "مراجعة نقدية لأبحاث التعليم الطبي القائم على المحاكاة: 2003-2009". التعليم الطبي . 44 (1): 50-63 . doi : 10.1111/j.1365-2923.2009.03547.x . PMID 20078756. S2CID 228055 .  
  51. ↑ سترويك، جيني (11 أبريل 2013). "معلم محاكاة الرعاية الصحية المعتمد (CHSE) - تحديث لجمعية معلمي المرضى المعياريين" . أخبار جمعية معلمي المرضى المعياريين . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 ديسمبر 2015 .
  52. 1 2 كوبر جيفري ب، تاكويتي في آر (ديسمبر 2008). "نبذة تاريخية عن تطوير أجهزة محاكاة الدمى للتعليم والتدريب السريري" . مجلة الدراسات العليا الطبية . 84 (997): 563-570 . doi : 10.1136/qshc.2004.009886 . PMC 1765785. PMID 19103813 .  
  53. ↑ مورفي د، تشالاكومب ب، نيداس ت، الحاج أ، ألثوفر ك، سينيفيراتني ل، داسغوبتا ب (مايو 2007). " [ المعدات والتكنولوجيا في الروبوتات ] " . أرشيف جراحة المسالك البولية الإسبانية (بالإسبانية). 60 (4): 349-355 . doi : 10.4321/s0004-06142007000400004 . PMID 17626526 . 
  54. ↑ كاري، بنديكت (22 نوفمبر 2010). "في العلاج الإلكتروني، تساعد الصور الرمزية في الشفاء" . صحيفة نيويورك تايمز . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 فبراير 2020 .{{cite news}}: CS1 maint: deprecated archiveal service ( link )
  55. ↑ داغر، جاكوب (مايو-يونيو 2008). "نظرية الألعاب الجديدة: تحديث" . مجلة ديوك . المجلد 94، العدد 3. مؤرشف من الأصل في 9 يونيو 2009. تم الاطلاع عليه في 27 فبراير 2020 .  
  56. ↑ ستاينبرغ، سكوت (31 يناير 2011). "كيف يمكن لألعاب الفيديو أن تجعلك أكثر ذكاءً" . شبكة سي إن إن الإخبارية (سي إن إن تك) . مؤرشف من الأصل في 7 فبراير 2011. تم الاطلاع عليه في 8 فبراير 2011 .
  57. ↑ فلاوفيتش، ب.د.، سارجنت، إ.ر.، بوكر، ج.ر.، وآخرون (2008). "الأثر الفوري لبرنامج تدريبي مكثف لمدة أسبوع واحد على مهارات تنظير البطن لدى أطباء المسالك البولية المتدربين" . مجلة جراحة المناظير المتقدمة . 12 (1): 1-8 . PMC 3016039. PMID 18402731 .   {{cite journal}}: CS1 maint: deprecated archiveal service ( link )
  58. ↑ ليونغ ج، فوستر إي (أبريل 2008). "كيف نضمن أن يتعلم المتدربون إجراء بضع المصرة الصفراوية بأمان وكفاءة وفعالية؟" . تقارير أمراض الجهاز الهضمي الحالية . 10 (2): 163-168 . doi : 10.1007/s11894-008-0038-3 . PMID 18462603. S2CID 41259893. مؤرشف من الأصل في 22 يناير 2009.  
  59. ↑Welcome to PONG-StoryArchived 27 August 2010 at the Wayback Machine
  60. ↑"TRON – The 1982 Movie". Archived from the original on 25 May 2009. Retrieved 24 June 2009.
  61. ↑History of Computers 1980Archived 18 August 2009 at the Wayback Machine
  62. ↑"Video Game Console Timeline – Video Game History – Xbox 360 – TIME Magazine". Time. 23 May 2005. Archived from the original on 20 May 2005. Retrieved 23 May 2010.
  63. ↑"A Brief, Early History of Computer Graphics in Film". 16 August 2002. Archived from the original on 17 July 2012.
  64. ↑"Computer-generated imagery". Archived from the original on 24 April 2015. Retrieved 28 February 2018.
  65. ↑"Simulation – General Information | Open-Site.org". Archived from the original on 9 October 2020. Retrieved 24 June 2009.
  66. ↑"Video Games in the US Market Research | IBISWorld". Archived from the original on 2 November 2022. Retrieved 24 June 2009.
  67. ↑Link Trainer RestorationArchived 5 October 2011 at the Wayback Machine
  68. 12simulatr.
  69. ↑"Bringing Spidey to Life: Kleiser-Walczak Construction Company". Archived from the original on 7 September 2009. Retrieved 24 June 2009.
  70. ↑Benedettini, O.; Tjahjono, B. (2008). "Towards an improved tool to facilitate simulation modeling of complex manufacturing systems". International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 43 (1/2): 191–9. doi:10.1007/s00170-008-1686-z. S2CID 110079763.
  71. ↑Banks, J.; Carson J.; Nelson B.L.; Nicol, D. (2005). Discrete-event system simulation (4th ed.). Upper Saddle River, NJ: Pearson Prentice Hall. ISBN 978-0-13-088702-3.
  72. ↑"Santa Claus". Encyclopedia Britannica. Retrieved 31 December 2025.{{cite web}}: CS1 maint: url-status (link)
  73. ↑ هايزر، صوفي (9 ديسمبر 2018). "سألنا خمسة خبراء: هل يجب أن أكذب على أطفالي بشأن بابا نويل؟" . ذا كونفرسيشن . تم الاطلاع عليه بتاريخ 31 ديسمبر 2025 .
  74. ↑ غروش، لورين (24 ديسمبر 2016). "التقنيات التي تستخدمها قيادة الدفاع الجوي لأمريكا الشمالية (نوراد) لتتبع سانتا كلوز اليوم" . ذا فيرج . تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 نوفمبر 2020 .
  75. ↑ ريبيرو، ريكي (19 ديسمبر 2012). "EmailSanta.com: كيف تحوّل سانتا كلوز إلى العالم الرقمي" . مجلة BizTech . تم الاطلاع عليه في 19 يوليو 2020. يُقدّم الموقع الآن للأطفال وأولياء أمورهم رسائل شخصية من سانتا، تعمل بواسطة برنامج ASP نصي قام كير بتطويره بنفسه.
  76. ↑ فنوك، هيلين (7 ديسمبر 2017). "راسل سانتا واحصل على رد: الموقع الإلكتروني الذي جعل أطفالي يؤمنون بوجوده" . MamaMia.com.au/ . تاريخ الاطلاع: 19 يوليو 2020. الشيء الوحيد الذي أقنع ابنتي، أكثر من أي شيء آخر، بأن سانتا حقيقي هو موقع إلكتروني، emailSanta.com.
  77. ↑ "مايكروسوفت تتخلى عن شخصية سانتا كلوز البذيئة، بقلم جون فونتانا، 4 ديسمبر 2007" . موقع Network World. مؤرشف من الأصل في 13 أكتوبر 2012. تم الاطلاع عليه في 9 ديسمبر 2010 .
  78. ↑ "للحصول على وقت ممتع، تحدث مع سانتا على ويندوز لايف ماسنجر، 13 ديسمبر 2006" . مايكروسوفت. مؤرشف من الأصل في 24 أكتوبر 2007. تم الاطلاع عليه في 9 ديسمبر 2010 .
  79. ↑ "CADE" . مؤرشف من الأصل في 7 سبتمبر 2009. تم الاطلاع عليه في 26 أغسطس 2009 .
  80. ↑ أخبار طبية: "مقالة على الإنترنت". مؤرشفة في 5 أكتوبر 2012 على موقع Wayback Machine
  81. 1 2 "التدريب على الاستجابة للطوارئ" . مؤرشف من الأصل في 12 مارس 2003. تم الاطلاع عليه في 24 يونيو 2009 .
  82. ↑ "التمويل والتنمية" .
  83. ↑ المعيار الفيدرالي 1037C
  84. 1 2 ريد، إم بي، فاراواي، جيه، شافين، دي بي، ومارتن، بي جيه (2006). إطار عمل HUMOSIM لبيئة العمل: نهج جديد لمحاكاة الإنسان الرقمي لتحليل بيئة العمل. ورقة تقنية SAE، 01-2365
  85. ↑ تشافين، د.ب. (2007). محاكاة الحركة البشرية لتصميم المركبات وأماكن العمل. العوامل البشرية وبيئة العمل في الصناعات التحويلية والخدمية، 17(5)، 475-484
  86. ↑ "جاك والعملية يحاكيان الإنسان" . برمجيات سيمنز لإدارة دورة حياة المنتج . مؤرشف من الأصل في 8 مايو 2013.
  87. ↑ بوش، بي إم، غينز، إس، غاموه، إف، وودن، إس. مقارنة بين أدوات البرمجيات لأبحاث الميكانيكا الحيوية المهنية وأبحاث بيئة العمل.
  88. ↑ نيو، جيه دبليو، تشانغ، إكس دبليو، تشانغ، إكس، وران، إل إتش (ديسمبر 2010). دراسة بيئة العمل في خط تجميع السيارات باستخدام رافعة. المؤتمر الدولي لهندسة الصناعة وإدارة الهندسة (IEEM)، 2010، معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) (ص 1381-1385). معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات.
  89. ↑ بيتيلر، ماثيو تي، هاروين، ويليام إس، وماهوني، ريتشارد إم (1996) في وقائع النموذج الأولي الافتراضي لمساعدات إعادة التأهيل، RESNA 96، ص 360-363.
  90. ↑ جي آر بينيت. تطبيق النماذج الأولية الافتراضية في تطوير منتجات الفضاء الجوي المعقدة. مجلة النماذج الأولية الافتراضية، 1 (1) (1996)، ص 13-20
  91. ↑ «من قاعة معرض شيكاغو للسيارات 2012: عالم الأتمتة يُظهر كيف تستخدم فورد قوة المحاكاة» « مدونة سيمنز لبرمجيات إدارة دورة حياة المنتج» . مؤرشف من الأصل في 24 أبريل 2012. تم الاطلاع عليه في 6 ديسمبر 2012 . 
  92. ↑ فرينش، جوردان (2017). "الواحد: محاكاة لعوائد سوق نموذج تسعير الأصول الرأسمالية" . مجلة إدارة الثروات . 20 (1): 126-147 . doi : 10.3905/jwm.2017.20.1.126 .
  93. ↑ إدارة الطيران الفيدرالية (25 أبريل 2013). "القسم الفرعي ن من اللائحة 121 من لوائح الطيران الفيدرالية - برنامج التدريب" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 أبريل 2013 .
  94. ↑ ديفيد ج. أليرتون (نوفمبر 2002). "حجة استخدام محاكاة الطيران في الطيران العام". المجلة الجوية . 106 : 607-612 . ISSN 0001-9240 . Wikidata Q112813480 .  
  95. ↑ فريق السلامة الأوروبي للمروحيات (EHEST). "مزايا أجهزة المحاكاة (FSTDs) في تدريب الطيران بالمروحيات" (ملف PDF) . وكالة سلامة الطيران التابعة للاتحاد الأوروبي (EASA). ص 6. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 10 أكتوبر 2022. تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 يونيو 2022 . 
  96. ↑ ديفيد ج. أليرتون (ديسمبر 2010). "أثر محاكاة الطيران في مجال الطيران والفضاء". المجلة الجوية . 114 : 747-756 . doi : 10.1017/S0001924000004231 . ISSN 0001-9240 . Wikidata Q112813532 .  
  97. ↑ ديفيد ج. أليرتون (2009). مبادئ محاكاة الطيران . وايلي . ص 13. doi : 10.2514/4.867033 . ISBN  978-0-470-75436-8. Wikidata Q112813340 . 
  98. ↑ مكتب بناء السفن والعمليات والبحوث التابع لإدارة الشؤون البحرية الأمريكية؛ مكتب البحوث والتطوير التابع لخفر السواحل الأمريكي (مارس 1985)، إرشادات لبرامج تدريب الطيارين البحريين القائمة على المحاكاة (ملف PDF) ، تم الاطلاع عليه في 1 يوليو 2022
  99. ^ تسوكالاس، فاسيليوس د. باباكريستوس، ديميتريوس أ؛ تسوماس، نيكولاوس ك.؛ ماثيو ، إليزابيث سي. (1 أكتوبر 2008). "تدريب المهندسين البحريين: التقييم التعليمي لمحاكاة غرفة المحرك" . مجلة WMU للشؤون البحرية . 7 (2): 429-448 . دوى : 10.1007 / BF03195143 . ISSN 1654-1642 . S2CID 110790495 . تم الاسترجاع في 1 يوليو 2022 .  
  100. ↑ تقدم مجلة الإيكونوميست مسحًا حديثًا (حتى عام 2012) للمشاريع العامة التي تحاول محاكاة بعض النظريات في "علم الحرب الأهلية: ما الذي يجعل الصراع بطوليًا" .
  101. ↑ فيليس-بابادوبولوس، كريستوس ك.؛ إندو، باتريشيا تاكاكو؛ بينديشاش، ماليكا؛ سفوروبي، سيرجي؛ جيانوتكيس، كونستانتينوس م.؛ غرافانيس، جورج أ.؛ تزوفاراس، ديميتريوس؛ بيرن، جيمس؛ لين، ثيو (1 يناير 2020). "نحو محاكاة وتحسين وضع ذاكرة التخزين المؤقت على شبكات توزيع المحتوى الافتراضي الكبيرة" . مجلة علوم الحاسوب . 39 101052. doi : 10.1016/j.jocs.2019.101052 . ISSN 1877-7503 . 
  102. ↑ فيليليس-بابادوبولوس، كريستوس ك.؛ جيانوتكيس، كونستانتينوس م.؛ غرافانيس، جورج أ.؛ إندو، باتريشيا تاكاكو؛ تزوفاراس، ديميتريوس؛ سفوروبي، سيرجي؛ لين، ثيو (1 أبريل 2019). "محاكاة شبكات vCDN الكبيرة: منهج متوازٍ". نمذجة المحاكاة: الممارسة والنظرية . 92 : 100-114 . doi : 10.1016/j.simpat.2019.01.001 . ISSN 1569-190X . S2CID 67752426 .  
  103. ↑ ابن خضر، حاتم؛ عبد الرحمن، عماد؛ كمال، أحمد إ.؛ عفيفي، حسام (19 يونيو 2017). "OPAC: خوارزمية التوزيع الأمثل لشبكات توصيل المحتوى الافتراضية". شبكات الحاسوب . 120 : 12-27 . doi : 10.1016/j.comnet.2017.04.009 . ISSN 1389-1286 . 
  104. ↑ خضر، حاتم؛ عبد الرحمن، عماد؛ عفيفي، حسام؛ مارو، ميشيل (2017). "خوارزمية مثلى وفعالة من حيث التكلفة لتنسيق شبكة توصيل المحتوى الافتراضية". المؤتمر الثاني والأربعون لشبكات الحاسوب المحلية (LCN) لعام 2017، معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات ( IEEE) . سنغافورة: معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات. الصفحات 61-69 . doi : 10.1109/LCN.2017.115 . ISBN  978-1-5090-6523-3. S2CID 44243386 . 
  105. ↑ لينونين (محرر): دراسات محاكاة لاحتياجات السيولة والمخاطر والكفاءة في شبكات الدفع (دراسات بنك فنلندا E:39/2007) منشورات المحاكاة. رابط مهمل مؤرشف بتاريخ 14 يوليو 2012 على archive.today
  106. ↑ نيفيل أرجاني: دراسة المفاضلة بين تأخير التسوية والسيولة خلال اليوم في نظام تداول الأصول الكندية ذي القيمة المنخفضة: نهج المحاكاة (ورقة عمل 2006-20، بنك كندا). منشورات المحاكاة. رابط مهمل، مؤرشف بتاريخ 14 يوليو 2012 على archive.today
  107. ↑ جونسون، ك.؛ ماك أندروز، ج.؛ سوراماكي، ك. "الترشيد في السيولة من خلال آليات التسوية المؤجلة" (مراجعة السياسة الاقتصادية لبنك الاحتياطي في نيويورك، ديسمبر 2004)
  108. ↑ هـ. لينونين (محرر): تحليلات المحاكاة واختبارات الضغط لشبكات الدفع (دراسات بنك فنلندا E:42/2009) منشورات المحاكاة. رابط مهمل مؤرشف بتاريخ 14 يوليو 2012 على archive.today
  109. ^ أولف ، إريكسون (2005). انتشار محاكاة الأحداث المنفصلة في الصناعة السويدية . جوتنبرج: Doktorsavhandlingar vid Chalmers tekniska högskola. رقم ISBN 978-91-7291-577-0.
  110. ↑ بول هـ. سيلدن (1997). هندسة عملية المبيعات: ورشة عمل شخصية . ميلووكي، ويسكونسن: مطبعة الجودة التابعة للجمعية الأمريكية للجودة. رقم ISBN 978-0-87389-418-0.
  111. ↑ هاريسون، أندرو جيه (2011) . "حركات الرمي والتقاط تُظهر تأثيرات تقوية ما بعد التنشيط عقب الإجهاد". ميكانيكا الرياضة الحيوية . 10 (3): 185-196 . doi : 10.1080/14763141.2011.592544 . PMID 21936288. S2CID 38009979 .  
  112. ↑ سيكورا، إي. أ. (27 يوليو 2010). خبير نظام الدفع الرئيسي لمكوك الفضاء، مركز جون إف. كينيدي للفضاء. مقابلة.
  113. ↑ محاكاة مرحلة العد التنازلي النهائي للمكوك الفضائي. وثيقة وكالة ناسا لمركز كينيدي للفضاء رقم RTOMI S0044، مراجعة AF05، 2009.
  114. ↑ دليل وصف موجز لمحاكي عمليات المكوك الأرضي (SGOS). وكالة ناسا، وثيقة مركز كينيدي للفضاء رقم KSC-LPS-SGOS-1000، المراجعة 3 CHG-A، 1995.
  115. ↑ وثيقة متطلبات نظام الدفع الرئيسي للنموذج الرياضي (MPS)، وكالة الفضاء الوطنية (NASA) KSC، الوثيقة رقم KSCL-1100-0522، المراجعة 9، يونيو 2009.
  116. ↑ كان ساوث، في المقطع المقتبس، يتحدث عن الفرق بين الكذب والخطأ غير المقصود؛ والفرق هو أنه لكي يكون التصريح كذباً ، يجب أن تكون الحقيقة معروفة، وأن يكون نقيض الحقيقة قد قيل عن علم. ومن هذا المنطلق، بقدر ما ينطوي الكذب على كلمات خادعة،ينطوي التظاهر على أفعال أو إيماءات أو سلوكيات خادعة . وهكذا، يبدو أنه إذا كان التظاهر كاذباً ، فلا بد من معرفة الحقيقة (ليُقدَّم شيء آخر غير الحقيقة بدلاً منها)؛ ولكي يكون التظاهر تظاهراً. لأنه لولا ذلك، لما عرف المرء ما يُقدِّمه في التظاهر. تُعبِّر مقالة بيكون " في التظاهر والتمويه" عن آراء مشابهة إلى حد ما. وقد أعجب صموئيل جونسون بتعريف ساوث لدرجة أنه استخدمه في مدخل التظاهر في قاموسه للغة الإنجليزية .