อ่าน 24 นาที
การจำลอง
การ จำลอง คือการแสดงภาพจำลองของกระบวนการหรือระบบที่อาจมีอยู่จริงในโลกแห่งความเป็นจริง [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] ในความหมายกว้างๆ นี้ การจำลองมักจะใช้แทนกันได้กับ แบบจำลอง [ 2 ] บาง...
การจำลอง
| ส่วนหนึ่งของชุดบทความเกี่ยวกับ |
| วิจัย |
|---|
| พอร์ทัลปรัชญา |
การจำลองคือการแสดงภาพจำลองของกระบวนการหรือระบบที่อาจมีอยู่จริงในโลกแห่งความเป็นจริง[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]ในความหมายกว้างๆ นี้ การจำลองมักจะใช้แทนกันได้กับแบบจำลอง [ 2 ] บางครั้งมีการแยกแยะความแตกต่างระหว่างสองคำนี้อย่างชัดเจน โดยการจำลองต้องใช้แบบจำลอง แบบจำลองแสดงถึงลักษณะสำคัญหรือพฤติกรรมของระบบหรือกระบวนการที่เลือก ในขณะที่การจำลองแสดงถึงวิวัฒนาการของแบบจำลองเมื่อเวลาผ่านไป[ 3 ]อีกวิธีหนึ่งในการแยกแยะความแตกต่างระหว่างคำเหล่านี้คือการกำหนดการจำลองเป็นการทดลองโดยใช้แบบจำลอง[ 4 ]คำจำกัดความนี้รวมถึงการจำลองที่ไม่ขึ้นกับเวลา บ่อยครั้ง ที่ใช้คอมพิวเตอร์ในการดำเนิน การ จำลอง
การจำลองถูกนำไปใช้ในบริบทต่างๆ มากมาย เช่น การจำลองเทคโนโลยีเพื่อปรับแต่งหรือเพิ่มประสิทธิภาพ การ ทำงาน วิศวกรรมความปลอดภัยการทดสอบ การฝึกอบรม การศึกษา และวิดีโอเกม การจำลองยังถูกนำมาใช้ในการสร้างแบบจำลองทางวิทยาศาสตร์ของระบบธรรมชาติหรือระบบมนุษย์เพื่อให้ได้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับการทำงานของระบบเหล่านั้น[ 5 ]เช่น ในด้านเศรษฐศาสตร์ การจำลองสามารถใช้เพื่อแสดงผลกระทบที่แท้จริงที่อาจเกิดขึ้นจากเงื่อนไขและแนวทางการดำเนินการทางเลือกต่างๆ การจำลองยังถูกนำมาใช้เมื่อไม่สามารถใช้งานระบบจริงได้ เนื่องจากอาจไม่สามารถเข้าถึงได้ หรืออาจเป็นอันตรายหรือไม่เป็นที่ยอมรับที่จะใช้งาน หรือกำลังอยู่ในขั้นตอนการออกแบบแต่ยังไม่ได้สร้าง หรืออาจไม่มีอยู่จริง[ 6 ]
ประเด็นสำคัญในการสร้างแบบจำลองและการจำลองสถานการณ์ได้แก่ การได้มาซึ่งแหล่งข้อมูลที่ถูกต้องเกี่ยวกับลักษณะและพฤติกรรมหลักที่เกี่ยวข้องซึ่งใช้ในการสร้างแบบจำลอง การใช้การประมาณค่าและการสมมติฐานที่ทำให้ง่ายขึ้นภายในแบบจำลอง และความเที่ยงตรงและความถูกต้องของผลลัพธ์จากการจำลองสถานการณ์ ขั้นตอนและระเบียบวิธีสำหรับการตรวจสอบและรับรองแบบจำลองเป็นสาขาการศึกษา การปรับปรุง การวิจัย และการพัฒนาอย่างต่อเนื่องในเทคโนโลยีหรือการปฏิบัติการจำลองสถานการณ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในงานการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์
การจำแนกประเภทและศัพท์เฉพาะ


ในอดีต การจำลองที่ใช้ในสาขาต่างๆ พัฒนาขึ้นอย่างอิสระจากกันเป็นส่วนใหญ่ แต่การศึกษา ทฤษฎีระบบและไซเบอร์เนติกส์ในศตวรรษที่ 20 ผนวกกับการใช้งานคอมพิวเตอร์ที่แพร่หลายในสาขาเหล่านั้น ได้นำไปสู่การรวมเป็นหนึ่งเดียวและมุมมองที่เป็นระบบมากขึ้นเกี่ยวกับแนวคิดนี้
การจำลองทางกายภาพหมายถึงการจำลองที่ใช้วัตถุทางกายภาพมาแทนที่ของจริง วัตถุทางกายภาพเหล่านี้มักถูกเลือกเพราะมีขนาดเล็กกว่าหรือราคาถูกกว่าวัตถุหรือระบบจริง () หรืออีกนัยหนึ่งการจำลองทางกายภาพอาจหมายถึงการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์โดยพิจารณากฎทางฟิสิกส์ที่เลือกไว้ เช่น ในการจำลองแบบหลายฟิสิกส์ [ 7 ] ()
การจำลองแบบโต้ตอบเป็นรูปแบบพิเศษของการจำลองทางกายภาพ ซึ่งมักเรียกว่า การจำลอง ที่มีมนุษย์ร่วมควบคุมโดยการจำลองทางกายภาพเหล่านี้จะรวมถึงผู้ปฏิบัติงานที่เป็นมนุษย์ เช่น ในเครื่องจำลองการบินเครื่องจำลองการเดินเรือหรือเครื่อง จำลองการขับรถ
การจำลองแบบต่อเนื่องคือการจำลองที่อิงตามเวลาต่อเนื่องแทนที่จะเป็นขั้นตอนเวลาไม่ต่อเนื่อง โดยใช้การบูรณาการเชิงตัวเลขของเชิงอนุพันธ์[ 8 ]
การจำลองเหตุการณ์แบบไม่ต่อเนื่องศึกษาระบบที่สถานะเปลี่ยนค่าเฉพาะในช่วงเวลาที่ไม่ต่อเนื่องเท่านั้น [ 9 ]ตัวอย่างเช่น การจำลองการระบาดของโรคอาจเปลี่ยนจำนวนผู้ติดเชื้อในช่วงเวลาที่บุคคลที่อ่อนแอติดเชื้อหรือเมื่อผู้ติดเชื้อหายป่วย
การจำลองแบบสุ่มคือการจำลองที่ตัวแปรหรือกระบวนการบางอย่างอยู่ภายใต้การเปลี่ยนแปลงแบบสุ่มและฉายภาพโดยใช้ เทคนิค Monte Carloโดยใช้ตัวเลขสุ่มเทียม ดังนั้นการรันซ้ำด้วยเงื่อนไขขอบเขตเดียวกันจะให้ผลลัพธ์ที่แตกต่างกันภายในช่วงความเชื่อมั่นที่กำหนด [ 8 ]
การจำลองแบบกำหนดค่าได้ (Deterministic simulation)คือการจำลองที่ไม่ใช่แบบสุ่ม (stochastic): ดังนั้นตัวแปรต่างๆ จึงถูกควบคุมด้วยอัลกอริทึมแบบกำหนดค่าได้ ด้วยเหตุนี้ การจำลองซ้ำโดยใช้เงื่อนไขขอบเขตเดียวกันจึงให้ผลลัพธ์ที่เหมือนกันเสมอ
การจำลองแบบไฮบริด (หรือการจำลองแบบผสม) สอดคล้องกับการผสมผสานระหว่างการจำลองเหตุการณ์ต่อเนื่องและเหตุการณ์ไม่ต่อเนื่อง และส่งผลให้มีการบูรณาการเชิงตัวเลขของสมการเชิงอนุพันธ์ระหว่างเหตุการณ์สองเหตุการณ์ตามลำดับเพื่อลดจำนวนความไม่ต่อเนื่อง[ 10 ]
การจำลองแบบ สแตนด์อะโลนคือการจำลองที่ทำงานบนเวิร์กสเตชันเครื่องเดียวโดยลำพัง
เอการจำลองแบบกระจายคือการจำลองที่ใช้คอมพิวเตอร์มากกว่าหนึ่งเครื่องพร้อมกัน เพื่อรับประกันการเข้าถึงจาก/ไปยังทรัพยากรต่างๆ (เช่น ผู้ใช้หลายคนใช้งานระบบต่างๆ หรือชุดข้อมูลแบบกระจาย) ตัวอย่างคลาสสิกคือการจำลองแบบโต้ตอบแบบกระจาย(DIS) [ 11 ]
การจำลองแบบขนานช่วยเร่งความเร็วในการดำเนินการจำลองโดยการกระจายภาระงานไปยังโปรเซสเซอร์หลายตัวพร้อมกัน เช่นเดียวกับ การ ประมวลผลประสิทธิภาพสูง[ 12 ]
การจำลองที่ทำงานร่วมกันได้คือการจำลองโมเดลและโปรแกรมจำลองหลายตัว (มักกำหนดเป็นเฟเดอเรต) ที่ทำงานร่วมกันในพื้นที่หรือกระจายอยู่บนเครือข่าย ตัวอย่างคลาสสิกคือสถาปัตยกรรมระดับสูง[ 13 ] [ 14 ]
การสร้างแบบจำลองและการจำลองในรูปแบบบริการคือการเข้าถึงการจำลองในรูปแบบบริการผ่านทางเว็บ[ 15 ]
การสร้างแบบจำลอง การจำลองที่ทำงานร่วมกันได้ และเกมจริงจังคือจุดที่ แนวทาง เกมจริงจัง (เช่น เอ็นจิ้นเกมและวิธีการมีส่วนร่วม) ถูกรวมเข้ากับการจำลองที่ทำงานร่วมกันได้[ 16 ]
ความเที่ยงตรงของการจำลอง (Simulation fidelity)ใช้เพื่ออธิบายความถูกต้องของการจำลองและระดับความใกล้เคียงกับความเป็นจริง โดยทั่วไปแล้ว ความเที่ยงตรงจะแบ่งออกเป็นสามระดับ ได้แก่ ต่ำ ปานกลาง และสูง คำอธิบายเฉพาะของระดับความเที่ยงตรงอาจแตกต่างกันไป แต่สามารถสรุปได้ดังนี้:
- ต่ำ – ระดับการจำลองขั้นต่ำที่จำเป็นสำหรับระบบในการตอบสนอง รับข้อมูลเข้า และให้ข้อมูลออก
- ระดับปานกลาง – ตอบสนองต่อสิ่งเร้าโดยอัตโนมัติ แต่มีความแม่นยำจำกัด
- สูง – แทบแยกไม่ออก หรือใกล้เคียงกับระบบจริงมากที่สุด
สภาพแวดล้อมสังเคราะห์คือการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ที่สามารถรวมอยู่ในการจำลองแบบมีมนุษย์เข้ามาเกี่ยวข้องได้[ 19 ]
การจำลองในการวิเคราะห์ความล้มเหลวหมายถึงการจำลองสภาพแวดล้อม/เงื่อนไขต่างๆ เพื่อระบุสาเหตุของความล้มเหลวของอุปกรณ์ ซึ่งอาจเป็นวิธีที่ดีที่สุดและเร็วที่สุดในการระบุสาเหตุของความล้มเหลว
การจำลองข้อมูล
การจำลองข้อมูลสร้างข้อมูลเทียมเพื่อจำลองพฤติกรรมของข้อมูลในโลกแห่งความเป็นจริง ข้อมูลเทียมถูกสร้างขึ้นโดยใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์หรือโปรแกรมตามกฎ รูปแบบ หรือลักษณะเฉพาะ ข้อมูลประเภทนี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อเลียนแบบการทำงานของระบบ กระบวนการ หรือพฤติกรรมจริง ทำให้ผู้วิจัยและนักวิเคราะห์สามารถศึกษาและทดสอบสถานการณ์ต่างๆ ได้โดยไม่ต้องสังเกตหรือรวบรวมข้อมูลจากโลกแห่งความเป็นจริงโดยตรง[ 20 ]
การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์
การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ (หรือ "sim") คือความพยายามที่จะสร้างแบบจำลองสถานการณ์ในชีวิตจริงหรือสถานการณ์สมมติบนคอมพิวเตอร์ เพื่อให้สามารถศึกษาเพื่อดูว่าระบบทำงานอย่างไร โดยการเปลี่ยนตัวแปรในการจำลอง สามารถทำการ คาดการณ์เกี่ยวกับพฤติกรรมของระบบได้ เป็นเครื่องมือในการตรวจสอบพฤติกรรมของระบบที่กำลังศึกษาแบบเสมือนจริง[ 3 ]
การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ได้กลายเป็นส่วนที่มีประโยชน์ใน การ สร้างแบบจำลองระบบธรรมชาติหลายระบบในฟิสิกส์เคมีและชีววิทยา [ 21 ]และระบบมนุษย์ในเศรษฐศาสตร์และสังคมศาสตร์ (เช่นสังคมวิทยาเชิงคำนวณ ) รวมถึงในวิศวกรรมศาสตร์เพื่อให้ได้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับการทำงานของระบบเหล่านั้น ตัวอย่างที่ดีของประโยชน์ของการใช้คอมพิวเตอร์ในการจำลองสามารถพบได้ในสาขาการจำลองการจราจรเครือข่ายในการจำลองดังกล่าว พฤติกรรมของแบบจำลองจะเปลี่ยนแปลงไปในแต่ละการจำลองตามชุดพารามิเตอร์เริ่มต้นที่กำหนดไว้สำหรับสภาพแวดล้อม
ตามธรรมเนียมแล้ว การสร้างแบบจำลองระบบอย่างเป็นทางการจะใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ซึ่งพยายามหาคำตอบเชิงวิเคราะห์ที่ช่วยให้สามารถทำนายพฤติกรรมของระบบจากชุดพารามิเตอร์และเงื่อนไขเริ่มต้นได้ การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์มักถูกใช้เป็นส่วนเสริมหรือทดแทนการสร้างแบบจำลองระบบที่ ไม่สามารถ หาคำตอบเชิงวิเคราะห์แบบปิดได้ ง่ายๆ การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์มีหลายประเภท แต่คุณลักษณะร่วมกันคือความพยายามที่จะสร้างตัวอย่างสถานการณ์ ที่เป็นตัวแทน ของแบบจำลอง ซึ่งการระบุสถานะที่เป็นไปได้ทั้งหมดจะเป็นเรื่องยากหรือไม่สามารถทำได้
มีซอฟต์แวร์หลายแพ็กเกจสำหรับใช้ในการสร้างแบบจำลองจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ (เช่นการจำลองมอนเตคาร์โล การสร้างแบบจำลอง เชิงสุ่มการสร้างแบบจำลองหลายวิธี) ซึ่งทำให้การสร้างแบบจำลองทั้งหมดแทบไม่ต้องใช้ความพยายามเลย
ในบริบทปัจจุบัน คำว่า "การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์" อาจครอบคลุมถึงการแสดงผลใดๆ ก็ตามที่ใช้คอมพิวเตอร์เป็นพื้นฐาน
วิทยาการคอมพิวเตอร์
ในวิทยาการคอมพิวเตอร์การจำลองมีความหมายเฉพาะบางอย่าง: อลัน ทัวริงใช้คำว่าการจำลองเพื่ออ้างถึงสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อเครื่องจักรสากลดำเนินการตารางการเปลี่ยนสถานะ (ในศัพท์สมัยใหม่ คอมพิวเตอร์รันโปรแกรม) ที่อธิบายการเปลี่ยนสถานะ อินพุต และเอาต์พุตของเครื่องจักรสถานะแบบไม่ต่อเนื่อง[ 22 ]คอมพิวเตอร์จำลองเครื่องจักรดังกล่าว ดังนั้น ในวิทยาการคอมพิวเตอร์เชิงทฤษฎีคำว่าการจำลองจึงเป็นความสัมพันธ์ระหว่างระบบการเปลี่ยนสถานะซึ่งมีประโยชน์ในการศึกษาความหมายเชิงปฏิบัติการ
ในแง่ทฤษฎีน้อยลง การประยุกต์ใช้การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ที่น่าสนใจอย่างหนึ่งคือการจำลองคอมพิวเตอร์โดยใช้คอมพิวเตอร์ด้วยกันเอง ในสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ มักใช้ โปรแกรมจำลองประเภทหนึ่งที่เรียกว่าอีมูเลเตอร์เพื่อเรียกใช้โปรแกรมที่ต้องทำงานบนคอมพิวเตอร์บางประเภทที่ไม่สะดวก (เช่น คอมพิวเตอร์ที่ออกแบบใหม่ที่ยังไม่ได้สร้าง หรือคอมพิวเตอร์ที่ล้าสมัยซึ่งไม่มีจำหน่ายแล้ว) หรือในสภาพแวดล้อมการทดสอบที่มีการควบคุมอย่างเข้มงวด (ดูโปรแกรมจำลองสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์และการจำลองเสมือนแพลตฟอร์ม ) ตัวอย่างเช่น โปรแกรมจำลองถูกใช้เพื่อดีบักไมโครโปรแกรมหรือบางครั้งโปรแกรมแอปพลิเคชันเชิงพาณิชย์ ก่อนที่จะดาวน์โหลดโปรแกรมไปยังเครื่องเป้าหมาย เนื่องจากเป็นการจำลองการทำงานของคอมพิวเตอร์ ข้อมูลทั้งหมดเกี่ยวกับการทำงานของคอมพิวเตอร์จึงพร้อมใช้งานสำหรับโปรแกรมเมอร์โดยตรง และความเร็วและการทำงานของการจำลองสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตามต้องการ
โปรแกรมจำลองยังสามารถใช้ในการตีความแผนผังความผิดพลาดหรือทดสอบ การออกแบบตรรกะ VLSIก่อนที่จะสร้างจริงได้อีกด้วยการจำลองเชิงสัญลักษณ์ใช้ตัวแปรแทนค่าที่ไม่ทราบค่า
ในสาขาการปรับให้เหมาะสมที่สุดการจำลองกระบวนการทางกายภาพมักถูกนำมาใช้ร่วมกับการคำนวณเชิงวิวัฒนาการเพื่อปรับกลยุทธ์การควบคุมให้เหมาะสมที่สุด
การจำลองสถานการณ์ในการศึกษาและการฝึกอบรม

การจำลองสถานการณ์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อวัตถุประสงค์ทางการศึกษา โดยใช้ในกรณีที่การให้ผู้เข้ารับการฝึกอบรมใช้อุปกรณ์จริงในโลกแห่งความเป็นจริงมีค่าใช้จ่ายสูงเกินไปหรืออันตรายเกินไป ในสถานการณ์เช่นนี้ พวกเขาจะใช้เวลาเรียนรู้บทเรียนที่มีคุณค่าในสภาพแวดล้อมเสมือนจริงที่ "ปลอดภัย" ในขณะที่ได้รับประสบการณ์เสมือนจริง (หรืออย่างน้อยก็เป็นเป้าหมาย) บ่อยครั้งที่ความสะดวกสบายนี้ช่วยให้สามารถเกิดข้อผิดพลาดได้ในระหว่างการฝึกอบรมสำหรับระบบที่สำคัญต่อความปลอดภัย
การจำลองในด้านการศึกษาคล้ายกับการจำลองเพื่อการฝึกอบรม โดยมุ่งเน้นไปที่งานเฉพาะเจาะจง คำว่า 'ไมโครเวิลด์' ใช้เพื่ออ้างถึงการจำลองทางการศึกษาที่จำลองแนวคิดเชิงนามธรรมบางอย่าง แทนที่จะจำลองวัตถุหรือสภาพแวดล้อมที่สมจริง หรือในบางกรณีจำลองสภาพแวดล้อมในโลกแห่งความเป็นจริงในรูปแบบที่เรียบง่าย เพื่อช่วยให้ผู้เรียนพัฒนาความเข้าใจในแนวคิดหลัก โดยปกติแล้ว ผู้ใช้สามารถสร้างสิ่งก่อสร้างบางอย่างภายในไมโครเวิลด์ ซึ่งจะทำงานในลักษณะที่สอดคล้องกับแนวคิดที่กำลังจำลองอยู่เซย์มัวร์ พาเพิร์ตเป็นหนึ่งในบุคคลแรกๆ ที่สนับสนุนคุณค่าของไมโครเวิลด์ และ สภาพแวดล้อมการเขียนโปรแกรม Logoที่พัฒนาโดยพาเพิร์ตก็เป็นหนึ่งในไมโครเวิลด์ที่เป็นที่รู้จักมากที่สุด
การจำลองการจัดการโครงการถูกนำมาใช้มากขึ้นเรื่อยๆ เพื่อฝึกอบรมนักศึกษาและผู้เชี่ยวชาญในด้านศิลปะและวิทยาศาสตร์ของการจัดการโครงการ การใช้การจำลองสำหรับ การฝึกอบรม การจัดการโครงการช่วยเพิ่มการจดจำการเรียนรู้และเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการเรียนรู้[ 23 ] [ 24 ]
การจำลองทางสังคมอาจใช้ในห้องเรียนสังคมศาสตร์เพื่อแสดงให้เห็นถึงกระบวนการทางสังคมและการเมืองในวิชามานุษยวิทยา เศรษฐศาสตร์ ประวัติศาสตร์ รัฐศาสตร์ หรือสังคมวิทยา โดยทั่วไปในระดับมัธยมปลายหรือมหาวิทยาลัย ตัวอย่างเช่น อาจอยู่ในรูปแบบของการจำลองพลเมือง ซึ่งผู้เข้าร่วมจะสวมบทบาทในสังคมจำลอง หรือการจำลองความสัมพันธ์ระหว่างประเทศ ซึ่งผู้เข้าร่วมมีส่วนร่วมในการเจรจา การสร้างพันธมิตร การค้า การทูต และการใช้กำลัง การจำลองดังกล่าวอาจอิงจากระบบการเมืองสมมติ หรืออิงจากเหตุการณ์ปัจจุบันหรือเหตุการณ์ในอดีต ตัวอย่างของกรณีหลังคือชุดเกมการศึกษาทางประวัติศาสตร์Reacting to the PastของBarnard College [ 25 ]มูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติยังสนับสนุนการสร้างเกมตอบสนองที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาด้านวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์[ 26 ]ในการจำลองสื่อสังคมออนไลน์ ผู้เข้าร่วมจะฝึกฝนการสื่อสารกับนักวิจารณ์และผู้มีส่วนได้ส่วนเสียอื่นๆ ในสภาพแวดล้อมส่วนตัว
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีการใช้การจำลองทางสังคมเพื่อฝึกอบรมบุคลากรในหน่วยงานช่วยเหลือและพัฒนาเพิ่มมากขึ้น ตัวอย่างเช่น การจำลอง Carana ได้รับการพัฒนาขึ้นครั้งแรกโดยโครงการพัฒนาแห่งสหประชาชาติ และปัจจุบัน ธนาคารโลกได้นำมาใช้ในรูปแบบที่ปรับปรุงใหม่เพื่อฝึกอบรมบุคลากรให้รับมือกับประเทศที่เปราะบางและได้รับผลกระทบจากความขัดแย้ง[ 27 ]
การใช้งานการจำลองทางการทหารมักเกี่ยวข้องกับเครื่องบินหรือยานรบหุ้มเกราะ แต่ยังสามารถกำหนดเป้าหมายไปที่การฝึกอาวุธขนาดเล็กและระบบอาวุธอื่นๆ ได้อีกด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สนามยิงปืนเสมือนจริงได้กลายเป็นมาตรฐานในกระบวนการฝึกอบรมทางการทหารส่วนใหญ่ และมีข้อมูลจำนวนมากที่บ่งชี้ว่านี่เป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์สำหรับผู้เชี่ยวชาญด้านอาวุธ[ 28 ]
การจำลองเสมือนจริง
การจำลองเสมือนเป็นประเภทหนึ่งของการจำลองที่ใช้อุปกรณ์จำลองเพื่อสร้างโลกจำลองสำหรับผู้ใช้ การจำลองเสมือนช่วยให้ผู้ใช้สามารถโต้ตอบกับโลกเสมือนได้โลกเสมือนทำงานบนแพลตฟอร์มของส่วนประกอบซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์แบบบูรณาการ ด้วยวิธีนี้ ระบบสามารถรับอินพุตจากผู้ใช้ (เช่น การติดตามร่างกาย การจดจำเสียง/เสียง ตัวควบคุมทางกายภาพ) และสร้างเอาต์พุตให้กับผู้ใช้ (เช่น การแสดงผลภาพ การแสดงผลเสียง การแสดงผลสัมผัส) [ 29 ]การจำลองเสมือนใช้โหมดการโต้ตอบดังกล่าวเพื่อสร้างความรู้สึกเสมือนจริงให้กับผู้ใช้
ฮาร์ดแวร์อินพุตการจำลองเสมือนจริง

มีฮาร์ดแวร์อินพุตหลากหลายประเภทที่สามารถรับข้อมูลจากผู้ใช้สำหรับการจำลองเสมือนจริง รายการต่อไปนี้อธิบายโดยย่อเกี่ยวกับฮาร์ดแวร์เหล่านั้นบางส่วน:
- การติดตามร่างกาย : วิธี การจับการเคลื่อนไหว (Motion Capture ) มักใช้ในการบันทึกการเคลื่อนไหวของผู้ใช้และแปลงข้อมูลที่จับได้ให้เป็นข้อมูลป้อนเข้าสำหรับการจำลองเสมือนจริง ตัวอย่างเช่น หากผู้ใช้หันศีรษะ การเคลื่อนไหวนั้นจะถูกบันทึกโดยฮาร์ดแวร์จำลองและแปลงเป็นการเปลี่ยนแปลงมุมมองที่สอดคล้องกันภายในโปรแกรมจำลอง
- ชุดหรือถุงมือสำหรับจับภาพอาจใช้เพื่อจับภาพการเคลื่อนไหวของส่วนต่างๆ ของร่างกายผู้ใช้ ระบบอาจมีเซ็นเซอร์ติดตั้งอยู่ภายในเพื่อตรวจจับการเคลื่อนไหวของส่วนต่างๆ ของร่างกาย (เช่น นิ้วมือ) หรืออาจมีอุปกรณ์ติดตามภายนอกหรือเครื่องหมายที่สามารถตรวจจับได้ด้วยคลื่นอัลตราซาวนด์ภายนอก ตัวรับสัญญาณแสง หรือเซ็นเซอร์แม่เหล็กไฟฟ้า นอกจากนี้ บางระบบยังมีเซ็นเซอร์วัดความเฉื่อยภายในด้วย หน่วยเหล่านี้อาจส่งข้อมูลได้ทั้งแบบไร้สายหรือผ่านสายเคเบิล
- อุปกรณ์ติดตามดวงตายังสามารถใช้ตรวจจับการเคลื่อนไหวของดวงตาได้ เพื่อให้ระบบสามารถระบุได้อย่างแม่นยำว่าผู้ใช้กำลังมองไปที่ใดในแต่ละช่วงเวลา
- ตัวควบคุมทางกายภาพ : ตัวควบคุมทางกายภาพให้ข้อมูลป้อนเข้าสู่การจำลองผ่านการควบคุมโดยตรงจากผู้ใช้เท่านั้น ในการจำลองเสมือนจริง การตอบสนองทางสัมผัสจากตัวควบคุมทางกายภาพเป็นสิ่งที่พึงปรารถนาอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมการจำลองหลายประเภท
- ลู่วิ่งแบบหมุนได้รอบทิศทางสามารถใช้บันทึกการเคลื่อนไหวของผู้ใช้ขณะเดินหรือวิ่งได้
- ระบบเครื่องมือวัดที่มีความแม่นยำสูง เช่น แผงควบคุมในห้องนักบินเสมือนจริง ช่วยให้ผู้ใช้สามารถควบคุมได้จริงเพื่อเพิ่มระดับความสมจริง ตัวอย่างเช่น นักบินสามารถใช้ปุ่ม ควบคุม ระบบระบุตำแหน่งทั่วโลก ( GPS) จากอุปกรณ์จริงในห้องนักบินจำลอง เพื่อช่วยฝึกฝนขั้นตอนการใช้งานอุปกรณ์จริงในบริบทของระบบห้องนักบินแบบบูรณาการ
- การจดจำเสียง/คำพูด : รูปแบบการโต้ตอบนี้อาจใช้เพื่อโต้ตอบกับตัวแทนภายในระบบจำลอง (เช่น บุคคลเสมือน) หรือเพื่อจัดการวัตถุในระบบจำลอง (เช่น ข้อมูล) การโต้ตอบด้วยเสียงคาดว่าจะช่วยเพิ่มระดับความสมจริงให้กับผู้ใช้
- ผู้ใช้สามารถใช้ชุดหูฟังที่มีไมโครโฟนแบบก้าน ไมโครโฟนแบบหนีบปกเสื้อ หรือห้องอาจติดตั้งไมโครโฟนไว้ในจุดที่เหมาะสม
งานวิจัยปัจจุบันเกี่ยวกับระบบป้อนข้อมูลของผู้ใช้
การวิจัยเกี่ยวกับระบบป้อนข้อมูลในอนาคตมีแนวโน้มที่ดีมากสำหรับการจำลองเสมือนจริง ระบบต่างๆ เช่นอินเทอร์เฟซระหว่างสมองกับคอมพิวเตอร์ (BCIs) ช่วยเพิ่มระดับการดื่มด่ำให้กับผู้ใช้การจำลองเสมือนจริงได้มากยิ่งขึ้น Lee, Keinrath, Scherer, Bischof, Pfurtscheller [ 30 ]พิสูจน์แล้วว่าผู้ทดสอบที่ไม่มีประสบการณ์สามารถฝึกฝนให้ใช้ BCI เพื่อนำทางในอพาร์ตเมนต์เสมือนจริงได้อย่างง่ายดาย เมื่อใช้ BCI ผู้เขียนพบว่าผู้ทดสอบสามารถนำทางในสภาพแวดล้อมเสมือนจริงได้อย่างอิสระโดยใช้ความพยายามเพียงเล็กน้อย เป็นไปได้ว่าระบบประเภทนี้จะกลายเป็นรูปแบบการป้อนข้อมูลมาตรฐานในระบบจำลองเสมือนจริงในอนาคต
ฮาร์ดแวร์เอาต์พุตการจำลองเสมือน
มีฮาร์ดแวร์เอาต์พุตหลากหลายประเภทให้เลือกใช้เพื่อส่งสัญญาณกระตุ้นไปยังผู้ใช้ในการจำลองเสมือนจริง รายการต่อไปนี้อธิบายโดยย่อเกี่ยวกับฮาร์ดแวร์เหล่านั้นบางส่วน:
- การแสดงผลภาพ : การแสดงผลภาพให้สิ่งกระตุ้นทางสายตาแก่ผู้ใช้
- จอแสดงผลแบบอยู่กับที่สามารถมีได้หลากหลาย ตั้งแต่จอแสดงผลแบบตั้งโต๊ะทั่วไป ไปจนถึงจอแสดงผลแบบ 360 องศา และจอแสดงผลสามมิติแบบสเตอริโอ จอแสดงผลแบบตั้งโต๊ะทั่วไปมีขนาดตั้งแต่ 15 ถึง 60 นิ้ว (380 ถึง 1,520 มม.) จอแสดงผลแบบ 360 องศาโดยทั่วไปจะใช้ในสิ่งที่เรียกว่าสภาพแวดล้อมเสมือนจริงอัตโนมัติแบบถ้ำ (CAVE) จอแสดงผลสามมิติแบบสเตอริโอสร้างภาพสามมิติได้ทั้งแบบใช้หรือไม่ใช้แว่นตาพิเศษ ขึ้นอยู่กับการออกแบบ
- จอแสดงผลแบบสวมศีรษะ (HMD) มีจอแสดงผลขนาดเล็กที่ติดตั้งอยู่บนอุปกรณ์สวมศีรษะที่ผู้ใช้สวมใส่ ระบบเหล่านี้เชื่อมต่อโดยตรงกับการจำลองเสมือนจริงเพื่อให้ผู้ใช้ได้รับประสบการณ์ที่สมจริงยิ่งขึ้น น้ำหนัก อัตราการอัปเดต และมุมมองภาพ เป็นตัวแปรสำคัญบางประการที่ทำให้ HMD แตกต่างกัน โดยธรรมชาติแล้ว HMD ที่หนักเกินไปนั้นไม่เป็นที่ต้องการ เนื่องจากทำให้เกิดความเมื่อยล้าเมื่อเวลาผ่านไป หากอัตราการอัปเดตช้าเกินไป ระบบจะไม่สามารถอัปเดตจอแสดงผลได้เร็วพอที่จะตอบสนองต่อการหันศีรษะอย่างรวดเร็วของผู้ใช้ อัตราการอัปเดตที่ช้าเกินไปมักทำให้เกิดอาการคลื่นไส้จากการจำลองและรบกวนความรู้สึกสมจริง มุมมองภาพ หรือขอบเขตเชิงมุมของโลกที่มองเห็นในแต่ละช่วงเวลาอาจแตกต่างกันไปในแต่ละระบบ และพบว่ามีผลต่อความรู้สึกสมจริงของผู้ใช้
- การแสดงผลด้วยเสียง : มีระบบเสียงหลายประเภทที่ช่วยให้ผู้ใช้ได้ยินและระบุตำแหน่งของเสียงในเชิงพื้นที่ได้ สามารถใช้ซอฟต์แวร์พิเศษเพื่อสร้างเอฟเฟกต์เสียง3 มิติ เพื่อสร้างภาพลวงตาว่าแหล่งกำเนิดเสียงนั้นอยู่ในพื้นที่สามมิติที่กำหนดไว้รอบตัวผู้ใช้
- ระบบลำโพงแบบอยู่กับที่อาจใช้เพื่อให้เสียงเซอร์ราวด์แบบสองช่องสัญญาณหรือหลายช่องสัญญาณ อย่างไรก็ตาม ลำโพงภายนอกไม่มีประสิทธิภาพเท่าหูฟังในการสร้างเอฟเฟกต์เสียงสามมิติ[ 29 ]
- หูฟังแบบทั่วไปเป็นทางเลือกแบบพกพาแทนลำโพงแบบอยู่กับที่ นอกจากนี้ยังมีข้อดีเพิ่มเติมคือช่วยลดเสียงรบกวนจากภายนอกและทำให้เอฟเฟกต์เสียง 3 มิติมีประสิทธิภาพมากขึ้น[ 29 ]
- จอแสดงผลแบบสัมผัส (Haptic display ): จอแสดงผลเหล่านี้ให้ความรู้สึกสัมผัสแก่ผู้ใช้ ( เทคโนโลยีสัมผัส ) เอาต์พุตประเภทนี้บางครั้งเรียกว่า การตอบสนองแรง (force feedback)
- จอแสดงผลแบบแผ่นสัมผัสใช้ตัวกระตุ้นหลายประเภท เช่น ถุงลมเป่าลม ตัวสั่น ซับวูฟเฟอร์ความถี่ต่ำ ตัวกระตุ้นแบบเข็ม และ/หรือ ตัวกระตุ้นความร้อน เพื่อสร้างความรู้สึกให้กับผู้ใช้
- จอแสดงผลปลายแขนกลสามารถตอบสนองต่อการป้อนข้อมูลของผู้ใช้ด้วยแรงต้านและแรง[ 29 ]ระบบเหล่านี้มักใช้ในแอปพลิเคชันทางการแพทย์สำหรับการผ่าตัดระยะไกลที่ใช้เครื่องมือหุ่นยนต์[ 31 ]
- จอแสดงผลระบบทรงตัว : จอแสดงผลเหล่านี้ให้ความรู้สึกของการเคลื่อนไหวแก่ผู้ใช้ ( เครื่องจำลองการเคลื่อนไหว ) มักปรากฏในรูปของฐานเคลื่อนที่สำหรับการจำลองยานพาหนะเสมือนจริง เช่น เครื่องจำลองการขับรถหรือเครื่องจำลองการบิน ฐานเคลื่อนที่นั้นติดตั้งอยู่กับที่ แต่ใช้ตัวขับเคลื่อนเพื่อเคลื่อนย้ายเครื่องจำลองในลักษณะที่สามารถสร้างความรู้สึกของการเอียง การหมุน หรือการกลิ้งได้ เครื่องจำลองยังสามารถเคลื่อนที่ในลักษณะที่สร้างความรู้สึกของการเร่งความเร็วในทุกแกนได้ (เช่น ฐานเคลื่อนที่สามารถสร้างความรู้สึกของการตกได้)
เครื่องจำลองการดูแลสุขภาพทางคลินิก
เครื่องจำลองการดูแลสุขภาพทางคลินิกกำลังได้รับการพัฒนาและใช้งานเพิ่มมากขึ้นเพื่อสอนขั้นตอนการรักษาและการวินิจฉัยโรค รวมถึงแนวคิดทางการแพทย์และการตัดสินใจแก่บุคลากรในวิชาชีพด้านสุขภาพ เครื่องจำลองได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อฝึกอบรมขั้นตอนต่างๆ ตั้งแต่ขั้นพื้นฐาน เช่นการเจาะเลือดไปจนถึงการผ่าตัดผ่านกล้อง[ 32 ]และการดูแลผู้บาดเจ็บ นอกจากนี้ยังมีความสำคัญในการช่วยสร้างต้นแบบอุปกรณ์ใหม่[ 33 ]สำหรับปัญหาทางวิศวกรรมชีวการแพทย์ ปัจจุบัน เครื่องจำลองถูกนำไปใช้ในการวิจัยและพัฒนาเครื่องมือสำหรับการบำบัดรักษาใหม่[ 34 ]การรักษา[ 35 ]และการวินิจฉัยโรคในระยะเริ่มต้น[ 36 ]ในทางการแพทย์
เครื่องจำลองทางการแพทย์จำนวนมากเกี่ยวข้องกับคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อกับแบบจำลองพลาสติกของกายวิภาคที่เกี่ยวข้อง[ 37 ]เครื่องจำลองที่ซับซ้อนประเภทนี้ใช้หุ่นจำลองขนาดเท่าคนจริงที่ตอบสนองต่อยาที่ฉีดเข้าไป และสามารถตั้งโปรแกรมเพื่อสร้างการจำลองสถานการณ์ฉุกเฉินที่คุกคามชีวิตได้
ในการจำลองอื่นๆ ส่วนประกอบภาพของขั้นตอนจะถูกสร้างขึ้นใหม่โดยใช้ เทคนิค กราฟิกคอมพิวเตอร์ในขณะที่ส่วนประกอบที่ใช้การสัมผัสจะถูกสร้างขึ้นใหม่โดยใช้ อุปกรณ์ตอบสนอง แบบสัมผัสร่วมกับขั้นตอนการจำลองทางกายภาพที่คำนวณตามการกระทำของผู้ใช้ การจำลองทางการแพทย์ประเภทนี้มักจะใช้ การสแกน CTหรือMRI แบบ 3 มิติ ของข้อมูลผู้ป่วยเพื่อเพิ่มความสมจริง การจำลองทางการแพทย์บางอย่างได้รับการพัฒนาให้เผยแพร่อย่างกว้างขวาง (เช่น การจำลองที่เปิดใช้งานบนเว็บ[ 38 ]และการจำลองขั้นตอน[ 39 ] ที่สามารถดูได้ผ่านเว็บเบราว์เซอร์มาตรฐาน) และสามารถโต้ตอบได้โดยใช้อินเท อ ร์เฟซคอมพิวเตอร์มาตรฐาน เช่นแป้นพิมพ์และเมาส์
ยาหลอก
การประยุกต์ใช้เครื่องจำลองทางการแพทย์ที่สำคัญอย่างหนึ่ง—แม้ว่าในที่นี้อาจมีความหมายแตกต่างออกไปเล็กน้อย—คือการใช้ ยา หลอกซึ่งเป็นสูตรยาที่จำลองฤทธิ์ของยาจริงในการทดลองประสิทธิภาพของยา
การปรับปรุงความปลอดภัยของผู้ป่วย
ความปลอดภัยของผู้ป่วยเป็นข้อกังวลในอุตสาหกรรมการแพทย์ ผู้ป่วยจำนวนมากได้รับบาดเจ็บหรือเสียชีวิตเนื่องจากความผิดพลาดในการบริหารจัดการ และการไม่ใช้มาตรฐานการดูแลและการฝึกอบรมที่ดีที่สุด จากข้อมูลในเอกสาร Building a National Agenda for Simulation-Based Medical Education (Eder-Van Hook, Jackie, 2004) ระบุว่า "ความสามารถของผู้ให้บริการด้านสุขภาพในการตอบสนองอย่างรอบคอบในสถานการณ์ที่ไม่คาดคิดเป็นหนึ่งในปัจจัยที่สำคัญที่สุดในการสร้างผลลัพธ์ที่ดีในเหตุฉุกเฉินทางการแพทย์ ไม่ว่าจะเกิดขึ้นในสนามรบ ทางหลวง หรือห้องฉุกเฉินของโรงพยาบาล" Eder-Van Hook (2004) ยังกล่าวอีกว่า ความผิดพลาดทางการแพทย์คร่าชีวิตผู้คนมากถึง 98,000 ราย โดยมีค่าใช้จ่ายโดยประมาณระหว่าง 37 ถึง 50 ล้านดอลลาร์ และ 17 ถึง 29 พันล้านดอลลาร์สำหรับเหตุการณ์ไม่พึงประสงค์ที่ป้องกันได้ต่อปี
การจำลองสถานการณ์ถูกนำมาใช้เพื่อศึกษาความปลอดภัยของผู้ป่วย รวมถึงการฝึกอบรมบุคลากรทางการแพทย์[ 40 ]การศึกษาความปลอดภัยของผู้ป่วยและการแทรกแซงด้านความปลอดภัยในด้านการดูแลสุขภาพเป็นเรื่องท้าทาย เนื่องจากขาดการควบคุมการทดลอง (เช่น ความซับซ้อนของผู้ป่วย ความแปรปรวนของระบบ/กระบวนการ) เพื่อดูว่าการแทรกแซงทำให้เกิดความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญหรือไม่ (Groves & Manges, 2017) [ 41 ]ตัวอย่างของการจำลองสถานการณ์เชิงนวัตกรรมเพื่อศึกษาความปลอดภัยของผู้ป่วยมาจากการวิจัยทางการพยาบาล Groves et al. (2016) ใช้การจำลองสถานการณ์ที่มีความแม่นยำสูงเพื่อตรวจสอบพฤติกรรมที่มุ่งเน้นความปลอดภัยของการพยาบาลในช่วงเวลาต่างๆ เช่นการรายงานการเปลี่ยนเวร[ 40 ]
อย่างไรก็ตาม คุณค่าของการแทรกแซงด้วยการจำลองสถานการณ์เพื่อนำไปใช้ในการปฏิบัติทางคลินิกยังคงเป็นที่ถกเถียงกันอยู่[ 42 ] ดังที่นิชิซากิกล่าวไว้ว่า "มีหลักฐานที่ดีว่าการฝึกอบรมด้วยการจำลองสถานการณ์ช่วยเพิ่ม ความมั่นใจในตนเอง และความสามารถ ของผู้ให้บริการและทีมงานในการใช้หุ่นจำลอง นอกจากนี้ยังมีหลักฐานที่ดีว่าการจำลองขั้นตอนช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการปฏิบัติงานจริงในสถานพยาบาล" [ 42 ]อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องมีหลักฐานที่ดีขึ้นเพื่อแสดงให้เห็นว่า การฝึกอบรม การจัดการทรัพยากรของทีมงานผ่านการจำลองสถานการณ์[ 42 ]หนึ่งในความท้าทายที่ใหญ่ที่สุดคือการแสดงให้เห็นว่าการจำลองสถานการณ์ของทีมช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการปฏิบัติงานของทีมที่ข้างเตียงผู้ป่วย[ 43 ]แม้ว่าหลักฐานที่ว่าการฝึกอบรมโดยใช้การจำลองสถานการณ์ช่วยปรับปรุงผลลัพธ์ของผู้ป่วยได้จริงจะค่อยๆ สะสมมา แต่ในปัจจุบันความสามารถของการจำลองสถานการณ์ในการให้ประสบการณ์จริงที่สามารถนำไปใช้ในห้องผ่าตัดได้นั้นไม่ต้องสงสัยอีกต่อไป[ 44 ] [ 45 ] [ 46 ]
หนึ่งในปัจจัยสำคัญที่สุดที่อาจส่งผลกระทบต่อความสามารถในการฝึกอบรมให้มีผลต่อการทำงานของผู้ปฏิบัติงานที่ข้างเตียงคือความสามารถในการเพิ่มศักยภาพให้กับเจ้าหน้าที่แนวหน้า (Stewart, Manges, Ward, 2015) [ 43 ] [ 47 ]อีกตัวอย่างหนึ่งของการพยายามปรับปรุงความปลอดภัยของผู้ป่วยผ่านการฝึกอบรมจำลองสถานการณ์คือการดูแลผู้ป่วยเพื่อให้บริการแบบทันเวลาหรือ/และแบบพร้อมปฏิบัติงาน การฝึกอบรมนี้ประกอบด้วยการฝึกอบรมจำลองสถานการณ์ 20 นาที ก่อนที่พนักงานจะเริ่มกะทำงาน การศึกษาหนึ่งพบว่าการฝึกอบรมแบบทันเวลาช่วยปรับปรุงการเปลี่ยนผ่านไปสู่ข้างเตียง ข้อสรุปตามที่รายงานในงานของ Nishisaki (2008) คือการฝึกอบรมจำลองสถานการณ์ช่วยปรับปรุงการมีส่วนร่วมของแพทย์ประจำบ้านในกรณีจริง แต่ไม่ได้ลดคุณภาพของบริการ ดังนั้นจึงอาจตั้งสมมติฐานได้ว่าการเพิ่มจำนวนแพทย์ประจำบ้านที่ได้รับการฝึกฝนมาอย่างดีผ่านการฝึกอบรมจำลองสถานการณ์นั้น จะช่วยเพิ่มความปลอดภัยของผู้ป่วยได้จริง
ประวัติความเป็นมาของการจำลองสถานการณ์ในด้านการดูแลสุขภาพ
เครื่องจำลองทางการแพทย์รุ่นแรกเป็นแบบจำลองง่ายๆ ของผู้ป่วย[ 48 ]
ตั้งแต่สมัยโบราณ แบบจำลองที่ทำจากดินเหนียวและหินเหล่านี้ถูกนำมาใช้เพื่อแสดงลักษณะทางคลินิกของสภาวะโรคและผลกระทบต่อมนุษย์ แบบจำลองเหล่านี้พบได้ในหลายวัฒนธรรมและทวีป แบบจำลองเหล่านี้ถูกนำมาใช้ในบางวัฒนธรรม (เช่น วัฒนธรรมจีน) เป็นเครื่องมือ " วินิจฉัย " ซึ่งช่วยให้ผู้หญิงสามารถปรึกษาแพทย์ชายได้ในขณะที่ยังคงรักษากฎเกณฑ์ทางสังคมเรื่องความสุภาพเรียบร้อย ปัจจุบันแบบจำลองเหล่านี้ถูกนำมาใช้เพื่อช่วยให้นักเรียนเรียนรู้กายวิภาคของ ระบบ กระดูกและกล้ามเนื้อและระบบอวัยวะ[ 48 ]
ในปี พ.ศ. 2545 สมาคมการจำลองทางการแพทย์ (SSH) ได้ก่อตั้งขึ้นเพื่อเป็นผู้นำในการพัฒนาความร่วมมือระหว่างวิชาชีพในระดับนานาชาติเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้การจำลองทางการแพทย์ในด้านการดูแลสุขภาพ[ 49 ]
McGaghie และคณะได้ตระหนักถึงความจำเป็นของ "กลไกที่เป็นมาตรฐานในการให้ความรู้ ประเมิน และรับรองผู้สอนการจำลองสถานการณ์สำหรับวิชาชีพการดูแลสุขภาพ" ในการทบทวนเชิงวิพากษ์เกี่ยวกับการวิจัยการศึกษาทางการแพทย์โดยใช้การจำลองสถานการณ์[ 50 ]ในปี 2012 SSH ได้ทดลองใช้การรับรองใหม่สองรายการเพื่อให้การยอมรับแก่นักการศึกษาเพื่อตอบสนองความต้องการนี้[ 51 ]
ประเภทของโมเดล
แบบจำลองแอคทีฟ
แบบจำลองที่ใช้งานได้จริงซึ่งพยายามจำลองกายวิภาคหรือสรีรวิทยาของสิ่งมีชีวิตเป็นพัฒนาการล่าสุดหุ่นจำลอง "ฮาร์วีย์" ที่มีชื่อเสียง ได้รับการพัฒนาขึ้นที่มหาวิทยาลัยไมอามีและสามารถจำลองผลการตรวจทางกายภาพหลายอย่างของ การตรวจ หัวใจได้รวมถึงการคลำการฟังและการตรวจคลื่นไฟฟ้าหัวใจ[ 52 ]
โมเดลเชิงโต้ตอบ
เมื่อไม่นานมานี้ มีการพัฒนารูปแบบโต้ตอบที่ตอบสนองต่อการกระทำของนักเรียนหรือแพทย์[ 52 ]จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ การจำลองเหล่านี้เป็นโปรแกรมคอมพิวเตอร์สองมิติที่ทำหน้าที่เหมือนตำราเรียนมากกว่าผู้ป่วย การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์มีข้อดีคือช่วยให้นักเรียนสามารถตัดสินใจและทำผิดพลาดได้ กระบวนการเรียนรู้แบบวนซ้ำผ่านการประเมิน การวิเคราะห์ การตัดสินใจ และการแก้ไขข้อผิดพลาด สร้างสภาพแวดล้อมการเรียนรู้ที่แข็งแกร่งกว่าการสอนแบบรับฟังเพียงอย่างเดียว
โปรแกรมจำลองคอมพิวเตอร์
มีการเสนอให้ใช้เครื่องจำลองเป็นเครื่องมือที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการประเมินทักษะทางคลินิกของนักศึกษา[ 53 ]สำหรับผู้ป่วย สามารถใช้ "การบำบัดทางไซเบอร์" สำหรับการจำลองประสบการณ์ที่กระทบกระเทือนจิตใจ ตั้งแต่ความกลัวความสูงไปจนถึงความวิตกกังวลทางสังคม[ 54 ]
ผู้ป่วยที่ตั้งโปรแกรมไว้และสถานการณ์ทางคลินิกจำลอง รวมถึงการฝึกซ้อมรับมือภัยพิบัติจำลอง ได้ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางเพื่อการศึกษาและการประเมินผล การจำลองที่ "เหมือนจริง" เหล่านี้มีราคาแพงและขาดความสามารถในการทำซ้ำ เครื่องจำลอง "3 มิติ" ที่ใช้งานได้อย่างสมบูรณ์จะเป็นเครื่องมือที่เฉพาะเจาะจงที่สุดที่มีอยู่สำหรับการสอนและการวัดทักษะทางคลินิกแพลตฟอร์มเกมได้ถูกนำมาใช้เพื่อสร้างสภาพแวดล้อมทางการแพทย์เสมือนจริงเหล่านี้เพื่อสร้างวิธีการโต้ตอบสำหรับการเรียนรู้และการประยุกต์ใช้ข้อมูลในบริบททางคลินิก[ 55 ] [ 56 ]
การจำลองสภาวะของโรคแบบสมจริงช่วยให้แพทย์หรือบุคลากรทางการแพทย์ได้สัมผัสถึงความรู้สึกที่แท้จริงของโรค โดยใช้เซ็นเซอร์และตัวแปลงสัญญาณ สามารถส่งผลกระทบทางอาการไปยังผู้เข้าร่วม ทำให้พวกเขาสามารถสัมผัสถึงสภาวะของโรคของผู้ป่วยได้
เครื่องจำลองดังกล่าวตรงตามเป้าหมายของการสอบวัดความสามารถทางคลินิกที่เป็นกลางและได้มาตรฐาน[ 57 ]ระบบนี้เหนือกว่าการสอบที่ใช้ " ผู้ป่วยมาตรฐาน " เพราะช่วยให้สามารถวัดความสามารถเชิงปริมาณได้ รวมถึงการจำลองผลการตรวจที่เป็นกลางได้เหมือนกัน[ 58 ]
การจำลองสถานการณ์ในวงการบันเทิง
การจำลองในวงการบันเทิงครอบคลุมอุตสาหกรรมขนาดใหญ่และเป็นที่นิยมมากมาย เช่น ภาพยนตร์ โทรทัศน์ วิดีโอเกม (รวมถึงเกมเพื่อการเรียนรู้ ) และเครื่องเล่นในสวนสนุก แม้ว่าการจำลองสมัยใหม่จะถูกมองว่ามีรากฐานมาจากการฝึกฝนและการทหาร แต่ในศตวรรษที่ 20 การจำลองก็กลายเป็นช่องทางสำหรับธุรกิจที่มีลักษณะแสวงหาความสุขมากกว่าด้วยเช่นกัน
ประวัติศาสตร์ของการจำลองภาพในภาพยนตร์และเกม
ประวัติศาสตร์ช่วงต้น (ทศวรรษ 1940 และ 1950)
เกมจำลองเกมแรกอาจถูกสร้างขึ้นเร็วที่สุดในปี 1947 โดย Thomas T. Goldsmith Jr. และ Estle Ray Mann เกมนี้เป็นเกมที่เล่นง่าย โดยจำลองการยิงขีปนาวุธไปยังเป้าหมาย วิถีโค้งและความเร็วของขีปนาวุธสามารถปรับได้โดยใช้ปุ่มหมุนหลายปุ่ม ในปี 1958 Willy Higginbotham ได้สร้างเกมคอมพิวเตอร์ชื่อTennis for Twoซึ่งจำลองเกมเทนนิสระหว่างผู้เล่นสองคนที่สามารถเล่นพร้อมกันได้โดยใช้การควบคุมด้วยมือ และแสดงผลบนออสซิลโลสโคป[ 59 ]นี่เป็นหนึ่งในวิดีโอเกมอิเล็กทรอนิกส์เกมแรกที่ใช้การแสดงผลกราฟิก
ช่วงทศวรรษ 1970 และต้นทศวรรษ 1980
ภาพที่สร้างด้วยคอมพิวเตอร์ถูกนำมาใช้ในภาพยนตร์เพื่อจำลองวัตถุต่างๆ ตั้งแต่ปี 1972 ในภาพยนตร์เรื่องA Computer Animated Handซึ่งบางส่วนได้ถูกนำมาฉายบนจอใหญ่ในภาพยนตร์เรื่อง Futureworld ในปี 1976 ต่อมาก็มีภาพยนตร์ เรื่อง Star Wars ในปี 1977 ที่ ใช้ "คอมพิวเตอร์กำหนดเป้าหมาย" ที่สกายวอล์คเกอร์วัยหนุ่มปิดระบบของมัน
ภาพยนตร์เรื่องTron (1982) เป็นภาพยนตร์เรื่องแรกที่ใช้ภาพที่สร้างด้วยคอมพิวเตอร์เป็นเวลานานกว่าสองสามนาที[ 60 ]
ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในช่วงทศวรรษ 1980 ทำให้การจำลองแบบ 3 มิติเป็นที่นิยมใช้มากขึ้น และเริ่มปรากฏในภาพยนตร์และเกมคอมพิวเตอร์ เช่นBattlezone ของ Atari (1980) และEliteของAcornsoft (1984) ซึ่งเป็นหนึ่งในเกมกราฟิก 3 มิติแบบโครงร่างเส้น แรกๆ สำหรับคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล
ยุคก่อนการถ่ายทำภาพยนตร์เสมือนจริง (ต้นทศวรรษ 1980 ถึงทศวรรษ 1990)
ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในช่วงทศวรรษ 1980 ทำให้คอมพิวเตอร์มีราคาไม่แพงและมีประสิทธิภาพมากกว่าในทศวรรษก่อนหน้า[ 61 ]ซึ่งเอื้ออำนวยต่อการเติบโตของเกมคอมพิวเตอร์ เช่น Xbox เครื่องเล่นวิดีโอเกมเครื่อง แรก ที่วางจำหน่ายในช่วงทศวรรษ 1970 และต้นทศวรรษ 1980 ประสบกับวิกฤตอุตสาหกรรมในปี 1983 แต่ในปี 1985 นินเทนโดได้วางจำหน่าย Nintendo Entertainment System (NES) ซึ่งกลายเป็นหนึ่งในเครื่องเล่นวิดีโอเกมที่ขายดีที่สุดในประวัติศาสตร์[ 62 ]ในช่วงทศวรรษ 1990 เกมคอมพิวเตอร์ได้รับความนิยมอย่างแพร่หลายด้วยการวางจำหน่ายเกมต่างๆ เช่นThe SimsและCommand & Conquerและพลังของคอมพิวเตอร์เดสก์ท็อปที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ปัจจุบัน เกมจำลองสถานการณ์บนคอมพิวเตอร์ เช่นWorld of Warcraftมีผู้เล่นหลายล้านคนทั่วโลก
ในปี 1993 ภาพยนตร์เรื่องJurassic Parkกลายเป็นภาพยนตร์ยอดนิยมเรื่องแรกที่ใช้กราฟิกคอมพิวเตอร์อย่างแพร่หลาย โดยผสานไดโนเสาร์จำลองเข้ากับฉากถ่ายทำจริงได้อย่างแนบเนียน
เหตุการณ์นี้ได้เปลี่ยนแปลงอุตสาหกรรมภาพยนตร์ ในปี 1995 ภาพยนตร์เรื่องToy Storyเป็นภาพยนตร์เรื่องแรกที่ใช้ภาพที่สร้างด้วยคอมพิวเตอร์ทั้งหมด และเมื่อเข้าสู่สหัสวรรษใหม่ กราฟิกที่สร้างด้วยคอมพิวเตอร์ก็กลายเป็นตัวเลือกชั้นนำสำหรับเอฟเฟกต์พิเศษในภาพยนตร์[ 63 ]
การถ่ายทำภาพยนตร์เสมือนจริง (ต้นทศวรรษ 2000 – ปัจจุบัน)
การถือกำเนิดของภาพยนตร์เสมือนจริงในช่วงต้นทศวรรษ 2000 ได้นำไปสู่การสร้างภาพยนตร์จำนวนมากที่ไม่สามารถถ่ายทำได้หากปราศจากเทคโนโลยีนี้ ตัวอย่างคลาสสิกคือตัวละครดิจิทัลที่เหมือนกับนีโอ สมิธ และตัวละครอื่นๆ ใน ภาพยนตร์ภาคต่อของ เดอะแมทริกซ์ และการใช้เทคนิคการถ่ายทำที่แทบจะเป็นไปไม่ได้ในทางกายภาพในภาพยนตร์ไตรภาค เดอะลอร์ดออฟเดอะริงส์
ในระหว่างการถ่ายทำซีรีส์เรื่อง Pan Am ที่ออกอากาศในปี 2011–2012 นั้น อาคารผู้โดยสารบน เครื่องบิน ไม่มีอยู่แล้ว ซึ่งก็ไม่ใช่ปัญหา เพราะพวกเขาได้สร้างมันขึ้นมาใหม่ด้วยเทคนิคการถ่ายทำภาพยนตร์เสมือนจริง โดยใช้ การค้นหาและจับคู่ มุมมองอัตโนมัติ ควบคู่ไปกับการผสมผสานภาพจริงและภาพจำลอง ซึ่งเป็นเทคนิคที่ศิลปินภาพยนตร์ในและรอบๆสตูดิโอภาพยนตร์ ใช้กันมา ตั้งแต่ต้นทศวรรษ 2000 แล้ว
ภาพที่สร้างด้วยคอมพิวเตอร์คือ "การประยุกต์ใช้สาขากราฟิกคอมพิวเตอร์ 3 มิติกับเอฟเฟกต์พิเศษ" เทคโนโลยีนี้ใช้สำหรับเอฟเฟกต์ภาพเนื่องจากมีคุณภาพสูง ควบคุมได้ และสามารถสร้างเอฟเฟกต์ที่ไม่สามารถทำได้ด้วยเทคโนโลยีอื่นใด ไม่ว่าจะเป็นเพราะต้นทุน ทรัพยากร หรือความปลอดภัย[ 64 ]กราฟิกที่สร้างด้วยคอมพิวเตอร์สามารถพบได้ในภาพยนตร์ไลฟ์แอ็กชั่นหลายเรื่องในปัจจุบัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งภาพยนตร์แนวแอ็กชั่น นอกจากนี้ ภาพที่สร้างด้วยคอมพิวเตอร์ยังเข้ามาแทนที่แอนิเมชั่นที่วาดด้วยมือในภาพยนตร์สำหรับเด็กเกือบทั้งหมด ซึ่งส่วนใหญ่สร้างด้วยคอมพิวเตอร์เท่านั้น ตัวอย่างภาพยนตร์ที่ใช้ภาพที่สร้างด้วยคอมพิวเตอร์ ได้แก่Finding Nemo , 300และIron Man
ตัวอย่างของการจำลองความบันเทิงที่ไม่ใช่ภาพยนตร์
เกมจำลองสถานการณ์
เกมจำลองสถานการณ์ต่างจากเกมวิดีโอและเกมคอมพิวเตอร์ประเภทอื่น ๆ ตรงที่แสดงหรือจำลองสภาพแวดล้อมได้อย่างแม่นยำ ยิ่งไปกว่านั้น เกมเหล่านี้ยังแสดงปฏิสัมพันธ์ระหว่างตัวละครที่เล่นได้กับสภาพแวดล้อมได้อย่างสมจริง เกมประเภทนี้มักมีความซับซ้อนมากกว่าในแง่ของรูปแบบการเล่น[ 65 ]เกมจำลองสถานการณ์ได้รับความนิยมอย่างมากในหมู่คนทุกเพศทุกวัย[ 66 ]เกมจำลองสถานการณ์ยอดนิยม ได้แก่SimCityและTiger Woods PGA Tourนอกจากนี้ยังมี เกม จำลองการบินและเกม จำลองการขับรถ อีกด้วย
เครื่องเล่นในสวนสนุก
เครื่องจำลองถูกนำมาใช้เพื่อความบันเทิงตั้งแต่Link Trainerในช่วงทศวรรษ 1930 [ 67 ]เครื่องเล่นจำลองสมัยใหม่เครื่องแรกที่เปิดในสวนสนุกคือStar Tours ของดิสนีย์ ในปี 1987 ตามมาด้วยThe Funtastic World of Hanna-Barbera ของยูนิเวอร์แซล ในปี 1990 ซึ่งเป็นเครื่องเล่นแรกที่สร้างขึ้นด้วยกราฟิกคอมพิวเตอร์ทั้งหมด[ 68 ]
เครื่องเล่นจำลองเป็นผลสืบเนื่องมาจากเครื่องจำลองการฝึกทางทหารและเครื่องจำลองเชิงพาณิชย์ แต่มีความแตกต่างกันในประเด็นพื้นฐาน ในขณะที่เครื่องจำลองการฝึกทางทหารจะตอบสนองต่อการป้อนข้อมูลของผู้ฝึกอย่างสมจริงแบบเรียลไทม์ เครื่องเล่นจำลองจะให้ความรู้สึกเหมือนเคลื่อนไหวอย่างสมจริงและเคลื่อนไหวตามสคริปต์การเคลื่อนไหวที่บันทึกไว้ล่วงหน้าเท่านั้น[ 68 ]หนึ่งในเครื่องเล่นจำลองเครื่องแรกๆ อย่าง Star Tours ซึ่งมีราคา 32 ล้านดอลลาร์ ใช้ห้องโดยสารที่เคลื่อนไหวด้วยระบบไฮดรอลิก การเคลื่อนไหวถูกตั้งโปรแกรมโดยจอยสติ๊ก เครื่องเล่นจำลองในปัจจุบัน เช่นThe Amazing Adventures of Spider-Manมีองค์ประกอบต่างๆ เพื่อเพิ่มความสมจริงให้กับผู้เล่น เช่น ภาพ 3 มิติ เอฟเฟกต์ทางกายภาพ (เช่น การฉีดน้ำหรือการสร้างกลิ่น) และการเคลื่อนไหวผ่านสภาพแวดล้อม[ 69 ]
การจำลองและการผลิต
การจำลองการผลิตถือเป็นหนึ่งในการประยุกต์ใช้การจำลองที่สำคัญที่สุด เทคนิคนี้เป็นเครื่องมือที่มีค่าซึ่งวิศวกรใช้ในการประเมินผลกระทบของการลงทุนในอุปกรณ์และสิ่งอำนวยความสะดวกทางกายภาพ เช่น โรงงาน คลังสินค้า และศูนย์กระจายสินค้า การจำลองสามารถใช้เพื่อทำนายประสิทธิภาพของระบบที่มีอยู่หรือที่วางแผนไว้ และเพื่อเปรียบเทียบทางเลือกต่างๆ สำหรับปัญหาการออกแบบเฉพาะ[ 70 ]
เป้าหมายสำคัญอีกประการหนึ่งของการจำลองในระบบการผลิตคือการวัดประสิทธิภาพของระบบ การวัดประสิทธิภาพของระบบโดยทั่วไปได้แก่สิ่งต่อไปนี้: [ 71 ]
- ปริมาณงานภายใต้ภาระเฉลี่ยและภาระสูงสุด
- เวลาของวงจรระบบ (ระยะเวลาที่ใช้ในการผลิตชิ้นส่วนหนึ่งชิ้น)
- การใช้ทรัพยากร แรงงาน และเครื่องจักร
- จุดคอขวดและจุดคับแคบ
- การเข้าคิว ณ สถานที่ทำงาน
- การเข้าคิวและความล่าช้าที่เกิดจากอุปกรณ์และระบบขนถ่ายวัสดุ
- ความต้องการพื้นที่จัดเก็บสินค้าที่อยู่ระหว่างการผลิต (WIP)
- ความต้องการบุคลากร
- ประสิทธิภาพของระบบการจัดตารางเวลา
- ประสิทธิภาพของระบบควบคุม
ตัวอย่างเพิ่มเติมของการจำลอง
รถยนต์
เครื่องจำลองการขับขี่รถยนต์เปิดโอกาสให้จำลองลักษณะเฉพาะของรถยนต์จริงในสภาพแวดล้อมเสมือนจริง มันจำลองปัจจัยภายนอกและเงื่อนไขต่างๆ ที่รถยนต์มีปฏิสัมพันธ์ด้วย ทำให้ผู้ขับขี่รู้สึกราวกับว่ากำลังนั่งอยู่ในห้องโดยสารของรถยนต์ของตนเอง สถานการณ์และเหตุการณ์ต่างๆ ถูกจำลองขึ้นด้วยความสมจริงมากพอที่จะทำให้ผู้ขับขี่ดื่มด่ำกับประสบการณ์อย่างเต็มที่ แทนที่จะมองว่าเป็นเพียงประสบการณ์การเรียนรู้เท่านั้น
เครื่องจำลองการขับขี่นี้มอบประสบการณ์ที่เป็นประโยชน์สำหรับผู้ขับขี่มือใหม่ และช่วยให้ผู้ขับขี่ที่มีประสบการณ์สามารถฝึกฝนทักษะที่ซับซ้อนมากขึ้นได้ สำหรับผู้ขับขี่มือใหม่ เครื่องจำลองการขับรถบรรทุกเป็นโอกาสในการเริ่มต้นอาชีพด้วยการนำแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดมาใช้ สำหรับผู้ขับขี่ที่มีประสบการณ์ การจำลองช่วยให้สามารถพัฒนาการขับขี่ที่ดี หรือตรวจจับพฤติกรรมการขับขี่ที่ไม่ดี และแนะนำขั้นตอนที่จำเป็นสำหรับการแก้ไข สำหรับบริษัทต่างๆ เครื่องจำลองนี้เป็นโอกาสในการให้ความรู้แก่พนักงานเกี่ยวกับทักษะการขับขี่ที่ช่วยลดต้นทุนการบำรุงรักษา ปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงาน และที่สำคัญที่สุดคือ การรับรองความปลอดภัยในการขับขี่ในทุกสถานการณ์
- เกมจำลองการแข่งรถ
- ทหารนายหนึ่งกำลังทดสอบเครื่องจำลองการขับขี่ยานพาหนะล้อขนาดใหญ่
ชีวกลศาสตร์
เครื่องจำลองทางชีวกลศาสตร์เป็นแพลตฟอร์มจำลองสำหรับการสร้างแบบจำลองทางกลแบบไดนามิกที่สร้างขึ้นจากส่วนประกอบของวัตถุแข็งและวัตถุที่เปลี่ยนรูปได้ ข้อต่อ ข้อจำกัด และตัวกระตุ้นแรงต่างๆ โดยมีความเชี่ยวชาญสำหรับการสร้างแบบจำลองทางชีวกลศาสตร์ของโครงสร้างทางกายวิภาคของมนุษย์ เพื่อศึกษาการทำงานของโครงสร้างเหล่านั้น และในที่สุดจะช่วยในการออกแบบและวางแผนการรักษาทางการแพทย์
เครื่องจำลองทางชีวกลศาสตร์ใช้ในการวิเคราะห์พลศาสตร์การเดิน ศึกษาประสิทธิภาพทางการกีฬา จำลองขั้นตอนการผ่าตัด วิเคราะห์แรงกดที่ข้อต่อ ออกแบบอุปกรณ์ทางการแพทย์ และสร้างภาพเคลื่อนไหวของการเคลื่อนไหวของมนุษย์และสัตว์
เครื่องจำลองระบบประสาทและกลไก (Neuromechanical simulator) ผสานการจำลองเครือข่ายประสาททางชีวกลศาสตร์และชีววิทยาที่สมจริงเข้าด้วยกัน ช่วยให้ผู้ใช้สามารถทดสอบสมมติฐานเกี่ยวกับพื้นฐานทางประสาทของพฤติกรรมในสภาพแวดล้อมเสมือนจริง 3 มิติที่ถูกต้องตามหลักฟิสิกส์
เมืองและเขตเมือง
โปรแกรมจำลองเมืองอาจเป็นเกมสร้างเมืองแต่ก็อาจเป็นเครื่องมือที่นักวางผังเมืองใช้เพื่อทำความเข้าใจว่าเมืองต่างๆ มีแนวโน้มที่จะพัฒนาไปอย่างไรเพื่อตอบสนองต่อการตัดสินใจเชิงนโยบายต่างๆAnyLogicเป็นตัวอย่างของโปรแกรมจำลองเมืองขนาดใหญ่ที่ทันสมัย ซึ่งออกแบบมาเพื่อใช้โดยนักวางผังเมือง โดยทั่วไปแล้ว โปรแกรมจำลองเมืองเป็นการ จำลองแบบอิงตัวแทน ( agent -based simulation) ที่มีการแสดงผลอย่างชัดเจนสำหรับการใช้ที่ดินและการขนส่งUrbanSimและLEAMเป็นตัวอย่างของแบบจำลองการจำลองเมืองขนาดใหญ่ที่หน่วยงานวางแผนเมืองระดับมหานครและฐานทัพทหารใช้สำหรับการวางแผนการใช้ที่ดินและการ ขนส่ง
คริสต์มาส
มีการจำลองสถานการณ์ในธีมคริสต์มาสอยู่หลายแบบ ซึ่งหลายแบบมีศูนย์กลางอยู่ที่ซานตาคลอสตัวอย่างของการจำลองสถานการณ์เหล่านี้คือเว็บไซต์ที่อ้างว่าอนุญาตให้ผู้ใช้ติดตามซานตาคลอสได้ เนื่องจากซานตาคลอสเป็น ตัวละคร ในตำนานและไม่ใช่บุคคลที่มีตัวตนจริง[ 72 ] [ 73 ]จึงเป็นไปไม่ได้ที่จะให้ข้อมูลตำแหน่งที่แท้จริงของเขา และบริการต่างๆ เช่นNORAD Tracks SantaและGoogle Santa Tracker (ซึ่งอย่างแรกอ้างว่าใช้เรดาร์และเทคโนโลยีอื่นๆ ในการติดตามซานตาคลอส) [ 74 ]จะแสดงข้อมูลตำแหน่งปลอมที่กำหนดไว้ล่วงหน้าให้กับผู้ใช้ อีกตัวอย่างหนึ่งของการจำลองสถานการณ์เหล่านี้คือเว็บไซต์ที่อ้างว่าอนุญาตให้ผู้ใช้ส่งอีเมลหรือส่งข้อความถึงซานตาคลอสได้ เว็บไซต์เช่นemailSanta.com หรือหน้าเว็บเดิมของซานตาคลอสบน Windows Live SpacesของMicrosoftที่ปัจจุบันเลิก ใช้งานแล้ว ใช้ โปรแกรมอัตโนมัติหรือสคริปต์เพื่อสร้างการตอบกลับส่วนบุคคลที่อ้างว่ามาจากซานตาคลอสเองโดยอิงจากข้อมูลที่ผู้ใช้ป้อน[ 75 ] [ 76 ] [ 77 ] [ 78 ]
ดาวเทียมสื่อสาร
ระบบสื่อสารผ่านดาวเทียม ( SATCOM ) สมัยใหม่มักมีขนาดใหญ่และซับซ้อน มีส่วนประกอบและองค์ประกอบที่ทำงานร่วมกันมากมาย นอกจากนี้ ความต้องการการเชื่อมต่อบรอดแบนด์บนยานพาหนะที่กำลังเคลื่อนที่ได้เพิ่มขึ้นอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ทั้งในเชิงพาณิชย์และทางทหาร เพื่อให้สามารถคาดการณ์และส่งมอบบริการที่มีคุณภาพสูงได้อย่างแม่นยำ นักออกแบบระบบ SATCOM ต้องคำนึงถึงภูมิประเทศ ตลอดจนสภาพบรรยากาศและสภาพอากาศในการวางแผน เพื่อรับมือกับความซับซ้อนดังกล่าว นักออกแบบและผู้ปฏิบัติงานระบบจึงหันมาใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์ของระบบมากขึ้น เพื่อจำลองสภาพการทำงานในโลกแห่งความเป็นจริงและทำความเข้าใจเกี่ยวกับความสามารถในการใช้งานและข้อกำหนดก่อนที่จะอนุมัติผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย การสร้างแบบจำลองช่วยเพิ่มความเข้าใจในระบบโดยการทำให้นักออกแบบหรือผู้วางแผนระบบ SATCOM สามารถจำลองประสิทธิภาพในโลกแห่งความเป็นจริงได้โดยการใส่สภาวะบรรยากาศและสิ่งแวดล้อมสมมติหลายๆ แบบเข้าไปในแบบจำลอง การจำลองมักใช้ในการฝึกอบรมบุคลากรพลเรือนและทหาร ซึ่งมักเกิดขึ้นเมื่อการอนุญาตให้ผู้เข้ารับการฝึกอบรมใช้อุปกรณ์จริงในโลกแห่งความเป็นจริงมีค่าใช้จ่ายสูงเกินไปหรืออันตรายเกินไป ในสถานการณ์เช่นนี้ พวกเขาจะใช้เวลาเรียนรู้บทเรียนอันมีค่าในสภาพแวดล้อมเสมือนจริงที่ "ปลอดภัย" ในขณะที่ยังคงได้รับประสบการณ์เสมือนจริง (หรืออย่างน้อยก็เป็นเป้าหมาย) บ่อยครั้งที่ความสะดวกสบายนี้ใช้เพื่ออนุญาตให้เกิดข้อผิดพลาดระหว่างการฝึกอบรมสำหรับระบบที่สำคัญต่อความปลอดภัย
วงจรชีวิตดิจิทัล

ปัจจุบัน โซลูชันการจำลองสถานการณ์ถูกนำมาบูรณาการเข้ากับโซลูชันและกระบวนการที่ใช้คอมพิวเตอร์ช่วย (เช่น การออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วยหรือ CAD, การผลิตโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วยหรือ CAM, วิศวกรรมโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วยหรือ CAE เป็นต้น) มากขึ้นเรื่อยๆ การใช้การจำลองสถานการณ์ตลอดวงจรชีวิตของผลิตภัณฑ์โดยเฉพาะอย่างยิ่งในขั้นตอนแนวคิดและการออกแบบในช่วงแรกๆ มีศักยภาพที่จะให้ประโยชน์อย่างมาก ประโยชน์เหล่านี้มีตั้งแต่การลดต้นทุนโดยตรง เช่น การลดขั้นตอนการสร้างต้นแบบและระยะเวลาในการออกสู่ตลาดที่สั้นลง ไปจนถึงผลิตภัณฑ์ที่มีประสิทธิภาพดีขึ้นและอัตรากำไรที่สูงขึ้น อย่างไรก็ตาม สำหรับบางบริษัท การจำลองสถานการณ์ไม่ได้ให้ประโยชน์ตามที่คาดหวังไว้
ความสำเร็จของการใช้การจำลองในช่วงเริ่มต้นของวงจรชีวิตผลิตภัณฑ์นั้น ส่วนใหญ่เกิดจากการบูรณาการเครื่องมือจำลองเข้ากับชุดโซลูชัน CAD, CAM และการจัดการวงจรชีวิตผลิตภัณฑ์อย่างครบวงจร ปัจจุบันโซลูชันการจำลองสามารถทำงานได้ทั่วทั้งองค์กรในสภาพแวดล้อมแบบหลาย CADและรวมถึงโซลูชันสำหรับการจัดการข้อมูลและกระบวนการจำลอง ตลอดจนการทำให้มั่นใจว่าผลลัพธ์จากการจำลองเป็นส่วนหนึ่งของประวัติวงจรชีวิตผลิตภัณฑ์
การเตรียมพร้อมรับมือภัยพิบัติ
การฝึกอบรมโดยใช้การจำลองสถานการณ์ได้กลายเป็นวิธีการเตรียมความพร้อมผู้คนเพื่อรับมือกับภัยพิบัติ การจำลองสถานการณ์สามารถจำลองสถานการณ์ฉุกเฉินและติดตามการตอบสนองของผู้เรียนได้ด้วยประสบการณ์ที่เหมือนจริง การจำลองสถานการณ์เพื่อเตรียมความพร้อมรับมือภัยพิบัติอาจรวมถึงการฝึกอบรมวิธีการรับมือกับการโจมตีของผู้ก่อการร้าย ภัย พิบัติทางธรรมชาติ การระบาด ของโรคหรือเหตุฉุกเฉินที่คุกคามชีวิตอื่นๆ
องค์กรหนึ่งที่ใช้การฝึกอบรมจำลองสถานการณ์เพื่อเตรียมพร้อมรับมือภัยพิบัติคือ CADE (Center for Advancement of Distance Education) CADE [ 79 ]ได้ใช้เกมวิดีโอเพื่อเตรียมความพร้อมเจ้าหน้าที่ฉุกเฉินสำหรับการโจมตีหลายประเภท ตามที่ News-Medical.Net รายงานว่า "เกมวิดีโอนี้เป็นเกมแรกในชุดการจำลองสถานการณ์เพื่อรับมือกับการก่อการร้ายทางชีวภาพ ไข้หวัดใหญ่ระบาด โรคฝีดาษ และภัยพิบัติอื่นๆ ที่เจ้าหน้าที่ฉุกเฉินต้องเตรียมพร้อม[ 80 ] " เกมนี้ได้รับการพัฒนาโดยทีมงานจากมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์แห่งชิคาโก (UIC) ซึ่งช่วยให้ผู้เรียนสามารถฝึกฝนทักษะฉุกเฉินของตนในสภาพแวดล้อมที่ปลอดภัยและควบคุมได้
โครงการจำลองสถานการณ์ฉุกเฉิน (ESP) ที่สถาบันเทคโนโลยีบริติชโคลัมเบีย (BCIT) แวนคูเวอร์ บริติชโคลัมเบีย ประเทศแคนาดา เป็นอีกตัวอย่างหนึ่งขององค์กรที่ใช้การจำลองสถานการณ์เพื่อฝึกอบรมสำหรับสถานการณ์ฉุกเฉิน ESP ใช้การจำลองสถานการณ์เพื่อฝึกอบรมในสถานการณ์ต่อไปนี้: การดับไฟป่า การรับมือกับการรั่วไหลของน้ำมันหรือสารเคมี การรับมือกับแผ่นดินไหว การบังคับใช้กฎหมาย การดับเพลิงในเขตเทศบาล การจัดการวัสดุอันตราย การฝึกอบรมทางทหาร และการรับมือกับการโจมตีของผู้ก่อการร้าย[ 81 ]คุณลักษณะหนึ่งของระบบจำลองสถานการณ์คือการใช้งาน "นาฬิกาเวลาทำงานแบบไดนามิก" ซึ่งช่วยให้การจำลองสถานการณ์ทำงานในช่วงเวลา 'จำลอง' โดย "เร่งหรือชะลอเวลาตามต้องการ" [ 81 ]นอกจากนี้ ระบบยังอนุญาตให้บันทึกเซสชัน การนำทางโดยใช้ไอคอนรูปภาพ การจัดเก็บไฟล์ของการจำลองสถานการณ์แต่ละรายการ ส่วนประกอบมัลติมีเดีย และการเปิดใช้งานแอปพลิเคชันภายนอก
ที่มหาวิทยาลัยควิเบกในเมืองชิโคติมิ ทีมวิจัยในห้องปฏิบัติการวิจัยและเชี่ยวชาญด้านกิจกรรมกลางแจ้ง (Laboratoire d'Expertise et de Recherche en Plein Air – LERPA) เชี่ยวชาญในการใช้การจำลองอุบัติเหตุในพื้นที่ทุรกันดารเพื่อตรวจสอบการประสานงานการตอบสนองเหตุฉุกเฉิน
ในด้านการเรียนการสอน ประโยชน์ของการฝึกอบรมเหตุฉุกเฉินผ่านการจำลองสถานการณ์คือ ระบบสามารถติดตามประสิทธิภาพของผู้เรียนได้ ทำให้ผู้พัฒนาสามารถปรับเปลี่ยนได้ตามความจำเป็น หรือแจ้งเตือนผู้สอนเกี่ยวกับหัวข้อที่อาจต้องการความสนใจเพิ่มเติม ข้อดีอื่นๆ คือ ผู้เรียนสามารถได้รับการแนะนำหรือฝึกฝนวิธีการตอบสนองอย่างเหมาะสมก่อนที่จะไปยังส่วนเหตุฉุกเฉินถัดไป ซึ่งเป็นแง่มุมที่อาจไม่มีในสภาพแวดล้อมจริง โปรแกรมจำลองการฝึกอบรมเหตุฉุกเฉินบางโปรแกรมยังให้ข้อเสนอแนะทันที ในขณะที่โปรแกรมจำลองอื่นๆ อาจให้บทสรุปและแนะนำให้ผู้เรียนกลับมาทบทวนหัวข้อการเรียนรู้อีกครั้ง
ในสถานการณ์ฉุกเฉินจริง เจ้าหน้าที่กู้ภัยไม่มีเวลาให้เสียเปล่า การฝึกอบรมจำลองสถานการณ์ในสภาพแวดล้อมนี้เปิดโอกาสให้ผู้เรียนได้รวบรวมข้อมูลให้ได้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ และฝึกฝนความรู้ในสภาพแวดล้อมที่ปลอดภัย พวกเขาสามารถทำผิดพลาดได้โดยไม่ต้องเสี่ยงต่อการเป็นอันตรายถึงชีวิต และได้รับโอกาสในการแก้ไขข้อผิดพลาดเพื่อเตรียมพร้อมสำหรับเหตุฉุกเฉินในชีวิตจริง
เศรษฐศาสตร์
การจำลองในทางเศรษฐศาสตร์และโดยเฉพาะอย่างยิ่งในเศรษฐศาสตร์มหภาค ใช้ใน การประเมินความเหมาะสมของผลกระทบจากการดำเนินการตามนโยบายที่เสนอ เช่น การเปลี่ยนแปลง นโยบายการคลังหรือ การเปลี่ยนแปลง นโยบายการเงินแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของเศรษฐกิจซึ่งปรับให้เข้ากับข้อมูลเศรษฐกิจในอดีต ถูกใช้เป็นตัวแทนของเศรษฐกิจจริง ค่าที่เสนอของการใช้จ่ายของรัฐบาลการเก็บภาษีการดำเนินงานในตลาดเปิดฯลฯ ถูกใช้เป็นข้อมูลป้อนเข้าในการจำลองแบบจำลอง และตัวแปรต่างๆ ที่น่าสนใจ เช่นอัตราเงินเฟ้ออัตราการว่างงานดุลการค้าขาดดุลงบประมาณขาดดุลของรัฐบาลฯลฯ เป็นผลลัพธ์ของการจำลอง ค่าที่จำลองได้ของตัวแปรที่น่าสนใจเหล่านี้จะถูกนำมาเปรียบเทียบสำหรับข้อมูลป้อนเข้าของนโยบายที่เสนอที่แตกต่างกัน เพื่อพิจารณาว่าชุดผลลัพธ์ใดที่พึงประสงค์ที่สุด[ 82 ]
วิศวกรรม เทคโนโลยี และกระบวนการ
การจำลองเป็นคุณลักษณะที่สำคัญในระบบวิศวกรรมหรือระบบใดๆ ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการหลายอย่าง ตัวอย่างเช่น ในวิศวกรรมไฟฟ้าอาจใช้สายหน่วงเวลาเพื่อจำลองความล่าช้าในการแพร่กระจายและการเปลี่ยนเฟส ที่เกิดจาก สายส่งจริง ในทำนอง เดียวกันอาจใช้โหลดจำลอง เพื่อจำลอง อิมพีแดนซ์โดยไม่ต้องจำลองการแพร่กระจาย และใช้ในสถานการณ์ที่ไม่ต้องการการแพร่กระจาย ตัวจำลองอาจเลียนแบบการทำงานและฟังก์ชันเพียงไม่กี่อย่างของหน่วยที่จำลองเท่านั้นตรงกันข้ามกับ : เลียนแบบ[ 83 ]
การจำลองทางวิศวกรรมส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์และการตรวจสอบด้วยคอมพิวเตอร์ อย่างไรก็ตาม มีหลายกรณีที่การสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ไม่น่าเชื่อถือ การจำลอง ปัญหา พลศาสตร์ของไหลมักต้องใช้ทั้งการจำลองทางคณิตศาสตร์และทางกายภาพ ในกรณีเหล่านี้ แบบจำลองทางกายภาพต้องมีความคล้ายคลึงทางพลศาสตร์การจำลองทางกายภาพและทางเคมียังมีประโยชน์ใช้สอยที่สมจริงโดยตรงมากกว่าการใช้งานเพื่อการวิจัยตัวอย่างเช่น ใน วิศวกรรมเคมีการจำลองกระบวนการใช้เพื่อให้ได้พารามิเตอร์ของกระบวนการที่ใช้ทันทีสำหรับการดำเนินงานโรงงานเคมี เช่น โรงกลั่นน้ำมัน เครื่องจำลองยังใช้สำหรับการฝึกอบรมผู้ปฏิบัติงานในโรงงาน เรียกว่า Operator Training Simulator (OTS) และได้รับการนำไปใช้อย่างกว้างขวางในหลายอุตสาหกรรม ตั้งแต่เคมีไปจนถึงน้ำมันและก๊าซ และอุตสาหกรรมพลังงาน สิ่งนี้สร้างสภาพแวดล้อมเสมือนจริงที่ปลอดภัยและสมจริงเพื่อฝึกอบรมผู้ปฏิบัติงานและวิศวกรMimicสามารถสร้างแบบจำลองพลศาสตร์ที่มีความแม่นยำสูงของโรงงานเคมีเกือบทั้งหมดสำหรับการฝึกอบรมผู้ปฏิบัติงานและการทดสอบระบบควบคุม
หลักสรีรศาสตร์
การจำลองตามหลักการยศาสตร์เกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์ผลิตภัณฑ์เสมือนจริงหรืองานด้วยมือภายในสภาพแวดล้อมเสมือนจริง ในกระบวนการทางวิศวกรรม จุดมุ่งหมายของหลักการยศาสตร์คือการพัฒนาและปรับปรุงการออกแบบผลิตภัณฑ์และสภาพแวดล้อมการทำงาน[ 84 ]การจำลองตามหลักการยศาสตร์ใช้การแสดงภาพเสมือนจริงของมนุษย์ตามหลักมานุษยวิทยา ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่าหุ่นจำลองหรือแบบจำลองมนุษย์ดิจิทัล (DHMs) เพื่อเลียนแบบท่าทาง ภาระทางกล และประสิทธิภาพของผู้ปฏิบัติงานในสภาพแวดล้อมจำลอง เช่น เครื่องบิน รถยนต์ หรือโรงงานผลิต DHMs ได้รับการยอมรับว่าเป็นเครื่องมือที่มีการพัฒนาและมีคุณค่าสำหรับการวิเคราะห์และออกแบบตามหลักการยศาสตร์เชิงรุก[ 85 ]การจำลองใช้กราฟิก 3 มิติและแบบจำลองทางฟิสิกส์เพื่อสร้างภาพเคลื่อนไหวให้กับมนุษย์เสมือนจริง ซอฟต์แวร์ด้านหลักการยศาสตร์ใช้ความสามารถจลนศาสตร์ผกผัน (IK) สำหรับการจัดท่าทาง DHMs [ 84 ]
โดยทั่วไปแล้วซอฟต์แวร์จะคำนวณคุณสมบัติทางชีวกลศาสตร์ รวมถึงแรงของกล้ามเนื้อแต่ละส่วน แรงและโมเมนต์ของข้อต่อ เครื่องมือเหล่านี้ส่วนใหญ่ใช้วิธีการประเมินตามหลักการยศาสตร์มาตรฐาน เช่น สมการการยกของ NIOSH และการประเมินแขนส่วนบนอย่างรวดเร็ว (RULA) การจำลองบางอย่างยังวิเคราะห์การวัดทางสรีรวิทยา รวมถึงการเผาผลาญ การใช้พลังงาน และขีดจำกัดความเหนื่อยล้า การศึกษาเวลาวงจร การออกแบบและการตรวจสอบความถูกต้องของกระบวนการ ความสะดวกสบายของผู้ใช้ การเข้าถึง และเส้นสายตา เป็นปัจจัยมนุษย์อื่นๆ ที่อาจได้รับการตรวจสอบในแพ็คเกจการจำลองตามหลักการยศาสตร์[ 86 ]
การสร้างแบบจำลองและการจำลองงานสามารถทำได้โดยการควบคุมมนุษย์เสมือนจริงในสภาพแวดล้อมจำลองด้วยตนเองซอฟต์แวร์จำลอง ทางด้านสรีรศาสตร์บางตัว อนุญาตให้ทำการจำลองและประเมินผลแบบเรียลไทม์และโต้ตอบได้ โดยใช้ข้อมูลจากมนุษย์จริงผ่านเทคโนโลยีการจับภาพการเคลื่อนไหว อย่างไรก็ตาม การจับภาพการเคลื่อนไหวสำหรับงานด้านสรีรศาสตร์นั้นต้องใช้อุปกรณ์ราคาแพงและการสร้างอุปกรณ์ประกอบฉากเพื่อแสดงถึงสภาพแวดล้อมหรือผลิตภัณฑ์
การประยุกต์ใช้การจำลองตามหลักสรีรศาสตร์บางส่วน ได้แก่ การวิเคราะห์การเก็บรวบรวมขยะมูลฝอย งานจัดการภัยพิบัติ เกมแบบโต้ตอบ[ 87 ]สายการประกอบรถยนต์[ 88 ]การสร้างต้นแบบเสมือนจริงของอุปกรณ์ช่วยฟื้นฟู[ 89 ]และการออกแบบผลิตภัณฑ์ด้านอวกาศ[ 90 ]วิศวกรของฟอร์ดใช้ซอฟต์แวร์จำลองตามหลักสรีรศาสตร์เพื่อทำการตรวจสอบการออกแบบผลิตภัณฑ์เสมือนจริง โดยใช้ข้อมูลทางวิศวกรรม การจำลองช่วยในการประเมินหลักสรีรศาสตร์ในการประกอบ บริษัทใช้ซอฟต์แวร์จำลองตามหลักสรีรศาสตร์ Jack and Jill ของ Siemens ในการปรับปรุงความปลอดภัยและประสิทธิภาพของคนงาน โดยไม่จำเป็นต้องสร้างต้นแบบที่มีราคาแพง[ 91 ]
การเงิน
ในด้านการเงิน การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์มักใช้สำหรับการวางแผนสถานการณ์ ตัวอย่างเช่น มูลค่าปัจจุบันสุทธิที่ปรับความเสี่ยง แล้ว จะถูกคำนวณจากข้อมูลป้อนเข้าที่กำหนดไว้อย่างดี แต่ไม่ได้ทราบเสมอไป (หรือคงที่) การจำลองสามารถให้การกระจายของ NPV ในช่วงอัตราส่วนลดและตัวแปรอื่นๆ โดยเลียนแบบประสิทธิภาพของโครงการที่กำลังประเมิน การจำลองยังมักใช้เพื่อทดสอบทฤษฎีทางการเงินหรือความสามารถของแบบจำลองทางการเงิน[ 92 ]
การจำลองสถานการณ์ถูกนำมาใช้บ่อยครั้งในการฝึกอบรมด้านการเงิน เพื่อให้ผู้เข้าร่วมได้สัมผัสกับสถานการณ์ต่างๆ ทั้งในอดีตและสถานการณ์สมมติ เช่น การจำลองตลาดหุ้น การจำลองพอร์ตโฟลิโอ การจำลองหรือแบบจำลองการบริหารความเสี่ยง และการจำลองตลาดแลกเปลี่ยนเงินตราต่างประเทศ การจำลองเหล่านี้มักอิงตามแบบจำลองสินทรัพย์เชิงสุ่ม การใช้การจำลองเหล่านี้ในโปรแกรมการฝึกอบรมช่วยให้สามารถนำทฤษฎีไปประยุกต์ใช้ในสถานการณ์ที่คล้ายคลึงกับชีวิตจริงได้ เช่นเดียวกับอุตสาหกรรมอื่นๆ การใช้การจำลองสถานการณ์อาจขับเคลื่อนด้วยเทคโนโลยีหรือกรณีศึกษา
เที่ยวบิน

การจำลองการบินส่วนใหญ่ใช้เพื่อฝึกนักบินนอกเครื่องบิน[ 93 ]เมื่อเปรียบเทียบกับการฝึกบิน การฝึกจำลองช่วยให้สามารถฝึกฝนการบังคับหรือสถานการณ์ที่อาจทำได้ยาก (หรือแม้แต่เป็นอันตราย) ในการปฏิบัติบนเครื่องบิน ในขณะที่นักบินและผู้สอนอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีความเสี่ยงต่ำบนพื้นดิน ตัวอย่างเช่น ความล้มเหลวของระบบไฟฟ้า ความล้มเหลวของอุปกรณ์ ความล้มเหลวของระบบไฮดรอลิก และแม้แต่ความล้มเหลวของการควบคุมการบิน สามารถจำลองได้โดยไม่มีความเสี่ยงต่อลูกเรือหรืออุปกรณ์[ 94 ]
นอกจากนี้ ผู้สอนยังสามารถมอบภารกิจการฝึกอบรมที่มีความเข้มข้นสูงกว่าให้แก่นักเรียนในช่วงเวลาที่กำหนด ซึ่งโดยปกติแล้วจะทำได้น้อยกว่าในเครื่องบินจริง ตัวอย่างเช่น การฝึกบินลงจอดโดยใช้เครื่องมือ หลายครั้ง ในเครื่องบินจริงอาจต้องใช้เวลามากในการจัดตำแหน่งเครื่องบินใหม่ ในขณะที่ในการจำลองสถานการณ์ เมื่อการฝึกบินลงจอดครั้งหนึ่งเสร็จสิ้น ผู้สอนสามารถจัดตำแหน่งเครื่องบินจำลองไปยังตำแหน่งที่สามารถเริ่มการฝึกบินลงจอดครั้งต่อไปได้ทันที
การจำลองการบินยังให้ข้อได้เปรียบทางเศรษฐกิจมากกว่าการฝึกอบรมในเครื่องบินจริง เมื่อพิจารณาถึงค่าใช้จ่ายด้านเชื้อเพลิง การบำรุงรักษา และประกันภัยแล้ว ต้นทุนการดำเนินงานของ FSTD มักจะต่ำกว่าต้นทุนการดำเนินงานของเครื่องบินจำลองอย่างมาก สำหรับเครื่องบินขนส่งขนาดใหญ่บางประเภท ต้นทุนการดำเนินงานของ FSTD อาจต่ำกว่าเครื่องบินจริงหลายเท่า ข้อดีอีกประการหนึ่งคือผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมลดลง เนื่องจากเครื่องจำลองไม่ก่อให้เกิดการปล่อยก๊าซคาร์บอนหรือเสียงรบกวนโดยตรง[ 95 ]
นอกจากนี้ยังมี "เครื่องจำลองการบินทางวิศวกรรม" ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญของ กระบวนการ ออกแบบเครื่องบิน[ 96 ]ประโยชน์มากมายที่มาจากการลดจำนวนเที่ยวบินทดสอบ เช่น การปรับปรุงต้นทุนและความปลอดภัย ได้รับการอธิบายไว้ข้างต้นแล้ว แต่ยังมีข้อดีเฉพาะบางประการ การมีเครื่องจำลองช่วยให้วงจรการออกแบบเร็วขึ้น หรือสามารถใช้อุปกรณ์ทดสอบได้มากกว่าที่จะติดตั้งในเครื่องบินจริง[ 97 ]
นาวิกโยธิน

เครื่องจำลองการเดินเรือมีลักษณะคล้ายกับเครื่องจำลอง การบิน โดยมีจุด ประสงค์เพื่อใช้ในการฝึกอบรมบุคลากรประจำเรือ เครื่องจำลองการเดินเรือที่พบได้บ่อยที่สุด ได้แก่: [ 98 ]
- เครื่องจำลองสะพานเดินเรือ
- เครื่องจำลองห้องเครื่องยนต์[ 99 ]
- เครื่องจำลองการขนถ่ายสินค้า
- เครื่องจำลองการสื่อสาร / ระบบ GMDSS
- เครื่องจำลอง ROV
เครื่องจำลองลักษณะนี้ส่วนใหญ่ใช้ในวิทยาลัยการเดินเรือ สถาบันฝึกอบรม และกองทัพเรือ โดยมักประกอบด้วยแบบจำลองสะพานเดินเรือ พร้อมแผงควบคุมการทำงาน และหน้าจอจำนวนมากที่ฉายภาพสภาพแวดล้อมเสมือนจริง
ทหาร

การจำลองทางการทหาร หรือที่เรียกกันอย่างไม่เป็นทางการว่า เกมสงคราม คือแบบจำลองที่สามารถทดสอบและปรับปรุงทฤษฎีสงครามได้โดยไม่ต้องมีการสู้รบจริง การจำลองเหล่านี้มีหลายรูปแบบ โดยมีระดับความสมจริงที่แตกต่างกัน ในช่วงไม่นานมานี้ ขอบเขตของการจำลองได้ขยายวงกว้างขึ้น ไม่เพียงแต่รวมถึงปัจจัยทางทหารเท่านั้น แต่ยังรวมถึงปัจจัยทางการเมืองและสังคมด้วย (ตัวอย่างเช่น ชุดการฝึกซ้อมเชิงกลยุทธ์ Nationlabในละตินอเมริกา) [ 100 ]แม้ว่ารัฐบาลหลายแห่งจะใช้การจำลอง ทั้งแบบเดี่ยวและแบบร่วมมือกัน แต่รายละเอียดเฉพาะของแบบจำลองนี้ยังไม่เป็นที่รู้จักในวงกว้างนอกแวดวงวิชาชีพ
ระบบเครือข่ายและระบบกระจาย
ระบบเครือข่ายและระบบกระจายได้รับการจำลองอย่างกว้างขวางเพื่อทำความเข้าใจผลกระทบของโปรโตคอลและอัลกอริธึมใหม่ ๆ ก่อนที่จะนำไปใช้งานในระบบจริง การจำลองสามารถมุ่งเน้นไปที่ระดับต่าง ๆ ( ชั้นกายภาพชั้นเครือข่ายชั้นแอปพลิเคชัน ) และประเมินตัวชี้วัดต่าง ๆ (แบนด์วิดท์เครือข่าย การใช้ทรัพยากร เวลาให้บริการ แพ็กเก็ตที่สูญหาย ความพร้อมใช้งานของระบบ) ตัวอย่างของสถานการณ์จำลองของระบบเครือข่ายและระบบกระจาย ได้แก่:
- เครือข่ายการส่งมอบเนื้อหา[ 101 ] [ 102 ] [ 103 ] [ 104 ]
- เมืองอัจฉริยะ
- อินเทอร์เน็ตของสิ่งต่างๆ
ระบบการชำระเงินและการชำระบัญชีหลักทรัพย์
เทคนิคการจำลองยังถูกนำไปประยุกต์ใช้กับระบบการชำระเงินและการชำระบัญชีหลักทรัพย์ด้วย โดยผู้ใช้หลักกลุ่มหนึ่งคือธนาคารกลาง ซึ่งโดยทั่วไปมีหน้าที่กำกับดูแลโครงสร้างพื้นฐานของตลาดและมีสิทธิ์ที่จะสนับสนุนให้ระบบการชำระเงินทำงานได้อย่างราบรื่น
ธนาคารกลางได้ใช้การจำลองระบบการชำระเงินเพื่อประเมินสิ่งต่างๆ เช่น ความเพียงพอของสภาพคล่องที่มีอยู่ (ในรูปแบบของยอดคงเหลือในบัญชีและวงเงินเครดิตระหว่างวัน) ให้แก่ผู้เข้าร่วม (ส่วนใหญ่เป็นธนาคาร) เพื่อให้สามารถชำระเงินได้อย่างมีประสิทธิภาพ[ 105 ] [ 106 ]ความต้องการสภาพคล่องยังขึ้นอยู่กับความพร้อมใช้งานและประเภทของขั้นตอนการหักลบในระบบ ดังนั้นการศึกษาบางส่วนจึงมุ่งเน้นไปที่การเปรียบเทียบระบบ[ 107 ]
การประยุกต์ใช้อีกประการหนึ่งคือการประเมินความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับเหตุการณ์ต่างๆ เช่น การหยุดชะงักของเครือข่ายการสื่อสาร หรือความไม่สามารถของผู้เข้าร่วมในการส่งการชำระเงิน (เช่น ในกรณีที่ธนาคารอาจล้มเหลว) [ 108 ]การวิเคราะห์ประเภทนี้จัดอยู่ในแนวคิดของการทดสอบความเครียดหรือ การ วิเคราะห์ สถานการณ์
วิธีการทั่วไปในการจำลองสถานการณ์เหล่านี้คือการจำลองตรรกะการชำระเงินของระบบการชำระเงินหรือการชำระบัญชีหลักทรัพย์จริงที่กำลังวิเคราะห์อยู่ จากนั้นใช้ข้อมูลการชำระเงินที่สังเกตได้จริง ในกรณีของการเปรียบเทียบระบบหรือการพัฒนาระบบ แน่นอนว่าจำเป็นต้องมีการนำตรรกะการชำระเงินอื่นๆ มาใช้ด้วยเช่นกัน
ในการทดสอบภาวะวิกฤตและการวิเคราะห์สถานการณ์ ข้อมูลที่สังเกตได้จะต้องถูกเปลี่ยนแปลง เช่น การเลื่อนหรือยกเลิกการชำระเงินบางรายการ สำหรับการวิเคราะห์ระดับสภาพคล่อง จะมีการเปลี่ยนแปลงระดับสภาพคล่องเริ่มต้น การเปรียบเทียบระบบ (benchmarking) หรือการประเมินอัลกอริทึมหรือกฎการหักล้างหนี้ใหม่ จะดำเนินการโดยการจำลองด้วยชุดข้อมูลคงที่และเปลี่ยนแปลงเฉพาะการตั้งค่าระบบเท่านั้น
โดยทั่วไปแล้ว การอนุมานจะทำโดยการเปรียบเทียบผลลัพธ์จากการจำลองมาตรฐานกับผลลัพธ์จากการจำลองที่เปลี่ยนแปลงไป โดยเปรียบเทียบตัวชี้วัดต่างๆ เช่น ธุรกรรมที่ยังไม่ได้รับการชำระ หรือความล่าช้าในการชำระเงิน
ระบบไฟฟ้า
การบริหารโครงการ
การจำลองการบริหารโครงการ คือการจำลองที่ใช้สำหรับการฝึกอบรมและการวิเคราะห์การบริหารโครงการ โดยมักใช้เป็นการจำลองเพื่อการฝึกอบรมผู้จัดการโครงการ ในบางกรณี อาจใช้สำหรับการวิเคราะห์สถานการณ์สมมติ และเพื่อสนับสนุนการตัดสินใจในโครงการจริง บ่อยครั้งที่การจำลองจะดำเนินการโดยใช้เครื่องมือซอฟต์แวร์
หุ่นยนต์
โปรแกรมจำลองหุ่นยนต์ใช้สำหรับสร้างแอปพลิเคชันฝังตัวสำหรับหุ่นยนต์เฉพาะตัว (หรือไม่ก็ได้) โดยไม่ต้องพึ่งพาหุ่นยนต์ "จริง" ในบางกรณี แอปพลิเคชันเหล่านี้สามารถถ่ายโอนไปยังหุ่นยนต์จริง (หรือสร้างใหม่) ได้โดยไม่ต้องแก้ไข โปรแกรมจำลองหุ่นยนต์ช่วยให้สามารถจำลองสถานการณ์ที่ไม่สามารถ "สร้าง" ได้ในโลกแห่งความเป็นจริงเนื่องจากต้นทุน เวลา หรือ "ความพิเศษ" ของทรัพยากร นอกจากนี้ โปรแกรมจำลองยังช่วยให้สามารถสร้างต้นแบบหุ่นยนต์ได้อย่างรวดเร็ว โปรแกรมจำลองหุ่นยนต์หลายตัวมีกลไกทางฟิสิกส์เพื่อจำลองพลวัตของหุ่นยนต์
การผลิต
การจำลองระบบการผลิตส่วนใหญ่ใช้เพื่อตรวจสอบผลกระทบของการปรับปรุงหรือการลงทุนในระบบการผลิตโดยส่วนใหญ่จะทำโดยใช้สเปรดชีตแบบคงที่ที่มีเวลาของกระบวนการและเวลาการขนส่ง สำหรับการจำลองที่ซับซ้อนมากขึ้น จะใช้การจำลองเหตุการณ์แบบไม่ต่อเนื่อง ( Discrete Event Simulation : DES) ซึ่งมีข้อดีในการจำลองพลวัตในระบบการผลิต ระบบการผลิตมีความเป็นพลวัตสูงมาก ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงในกระบวนการผลิต เวลาประกอบ การตั้งค่าเครื่องจักร การหยุดพัก การชำรุด และการหยุดชั่วคราว[ 109 ]มีซอฟต์แวร์ มากมาย ที่ใช้กันทั่วไปสำหรับการจำลองเหตุการณ์แบบไม่ต่อเนื่อง ซอฟต์แวร์เหล่านี้แตกต่างกันในด้านการใช้งานและตลาด แต่ส่วนใหญ่มักมีพื้นฐานเดียวกัน
กระบวนการขาย
การจำลองมีประโยชน์ในการสร้างแบบจำลองการไหลของธุรกรรมผ่านกระบวนการทางธุรกิจ เช่น ในสาขาวิศวกรรมกระบวนการขายเพื่อศึกษาและปรับปรุงการไหลของคำสั่งซื้อของลูกค้าผ่านขั้นตอนต่างๆ ของการดำเนินการ (เช่น ตั้งแต่ข้อเสนอเบื้องต้นสำหรับการจัดหาสินค้า/บริการ ไปจนถึงการยอมรับคำสั่งซื้อและการติดตั้ง) การจำลองดังกล่าวสามารถช่วยคาดการณ์ผลกระทบของการปรับปรุงวิธีการที่มีต่อความแปรปรวน ต้นทุน เวลาแรงงาน และจำนวนธุรกรรมในขั้นตอนต่างๆ ของกระบวนการได้ สามารถใช้โปรแกรมจำลองกระบวนการด้วยคอมพิวเตอร์ที่มีคุณสมบัติครบถ้วนเพื่อแสดงแบบจำลองดังกล่าวได้ เช่นเดียวกับการสาธิตทางการศึกษาที่ง่ายกว่าโดยใช้ซอฟต์แวร์สเปรดชีต การโอนเหรียญระหว่างถ้วยตามการทอยลูกเต๋า หรือการตักลูกปัดสีจากอ่างด้วยที่ตัก[ 110 ]
กีฬา
ในวงการกีฬาการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์มักถูกนำมาใช้เพื่อทำนายผลลัพธ์ของเหตุการณ์และประสิทธิภาพของนักกีฬาแต่ละคน โดยพยายามสร้างเหตุการณ์ขึ้นมาใหม่ผ่านแบบจำลองที่สร้างขึ้นจากสถิติ ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีทำให้ทุกคนที่มีความรู้ด้านการเขียนโปรแกรมสามารถทำการจำลองแบบจำลองของตนเองได้ การจำลองเหล่านี้สร้างขึ้นจากชุดของอัลกอริธึม ทางคณิตศาสตร์ หรือแบบจำลอง และความแม่นยำอาจแตกต่างกันไป Accuscore ซึ่งได้รับอนุญาตจากบริษัทต่างๆ เช่นESPNเป็นโปรแกรมจำลองที่รู้จักกันดีสำหรับกีฬา ทุกประเภท โปรแกรม นี้เสนอการวิเคราะห์เกมอย่างละเอียดผ่านการจำลองอัตราต่อรองการเดิมพัน คะแนนรวมที่คาดการณ์ และความน่าจะเป็นโดยรวม
ด้วยความสนใจที่เพิ่มมากขึ้นในกีฬาแฟนตาซีโมเดลจำลองที่สามารถทำนายผลการเล่นของผู้เล่นแต่ละคนจึงได้รับความนิยม บริษัทต่างๆ เช่น What If Sports และ StatFox เชี่ยวชาญในการใช้โมเดลจำลองเพื่อทำนายผลการแข่งขัน รวมถึงทำนายผลงานของผู้เล่นแต่ละคนด้วย หลายคนใช้โมเดลเหล่านี้ในการตัดสินใจว่าจะเลือกใครลงเล่นในลีกแฟนตาซีของตน
อีกวิธีหนึ่งที่การจำลองช่วยวงการกีฬาคือการใช้ชีวกลศาสตร์แบบจำลองถูกสร้างขึ้นและการจำลองจะดำเนินการจากข้อมูลที่ได้รับจากเซ็นเซอร์ที่ติดอยู่กับนักกีฬาและอุปกรณ์วิดีโอชีวกลศาสตร์ทางการกีฬาที่ได้รับการสนับสนุนจากแบบจำลองการจำลองจะตอบคำถามเกี่ยวกับเทคนิคการฝึก เช่น ผลกระทบของความเหนื่อยล้าต่อประสิทธิภาพการขว้าง (ความสูงของการขว้าง) และปัจจัยทางชีวกลศาสตร์ของแขนส่วนบน (ดัชนีความแข็งแรงปฏิกิริยา เวลาสัมผัสของมือ) [ 111 ]
การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ช่วยให้ผู้ใช้สามารถนำแบบจำลองที่ก่อนหน้านี้ซับซ้อนเกินกว่าจะคำนวณได้มาประยุกต์ใช้และให้คำตอบได้ การจำลองพิสูจน์แล้วว่าเป็นหนึ่งในวิธีการให้ข้อมูลเชิงลึกที่ดีที่สุดเกี่ยวกับประสิทธิภาพการเล่นและความสามารถในการคาดการณ์ของทีม
การนับถอยหลังกระสวยอวกาศ

การจำลองถูกนำมาใช้ที่ศูนย์อวกาศเคนเนดี (KSC) เพื่อฝึกอบรมและรับรอง วิศวกร กระสวยอวกาศระหว่างการจำลองการนับถอยหลังการปล่อย วิศวกรกระสวยอวกาศจะเข้าร่วมในการจำลองการนับถอยหลังการปล่อยแบบบูรณาการก่อนการบินของกระสวยอวกาศแต่ละครั้ง การจำลองนี้เป็นการจำลองเสมือนจริงที่บุคคลจริงมีปฏิสัมพันธ์กับกระสวยอวกาศจำลองและฮาร์ดแวร์อุปกรณ์สนับสนุนภาคพื้นดิน (GSE) การจำลองขั้นตอนการนับถอยหลังขั้นสุดท้ายของกระสวยอวกาศ หรือที่รู้จักกันในชื่อ S0044 เกี่ยวข้องกับกระบวนการนับถอยหลังที่จะบูรณาการระบบต่างๆ ของกระสวยอวกาศและ GSE เข้าด้วยกัน ระบบบางส่วนของกระสวยอวกาศที่บูรณาการในการจำลอง ได้แก่ ระบบขับเคลื่อนหลักRS-25จรวดขับดันเชื้อเพลิงแข็ง ไฮโดรเจนเหลวและออกซิเจนเหลวภาคพื้นดินถังภายนอกระบบควบคุมการบิน ระบบนำทาง และระบบอิเล็กทรอนิกส์การบิน[ 112 ]วัตถุประสงค์ระดับสูงของการจำลองขั้นตอนการนับถอยหลังขั้นสุดท้ายของกระสวยอวกาศคือ:
- เพื่อสาธิตการปฏิบัติงานในช่วงนับถอยหลังขั้นสุดท้ายของห้องยิงปืน
- เพื่อฝึกอบรมวิศวกรระบบในการระบุ รายงาน และประเมินปัญหาของระบบในสภาพแวดล้อมที่ต้องดำเนินการอย่างเร่งด่วน
- เพื่อฝึกฝนความสามารถของทีมปล่อยจรวดในการประเมิน จัดลำดับความสำคัญ และตอบสนองต่อปัญหาอย่างเป็นระบบและบูรณาการ ภายใต้สภาพแวดล้อมที่มีเวลาจำกัด
- เพื่อจัดเตรียมขั้นตอนที่จะใช้ในการทดสอบความล้มเหลว/การกู้คืนของการดำเนินการที่ดำเนินการในขั้นตอนการนับถอยหลังขั้นสุดท้าย[ 113 ]
การจำลองขั้นตอนการนับถอยหลังขั้นสุดท้ายของกระสวยอวกาศเกิดขึ้นที่ห้องควบคุมการปล่อยจรวดของศูนย์อวกาศเคนเนดี ห้องควบคุมที่ใช้ในการจำลองเป็นห้องควบคุมเดียวกับที่ดำเนินการนับถอยหลังการปล่อยจรวดจริง ดังนั้นจึงมีการใช้อุปกรณ์ที่ใช้ในการนับถอยหลังการปล่อยจรวดจริงด้วย คอมพิวเตอร์ควบคุมและสั่งการ ซอฟต์แวร์ประยุกต์ เครื่องมือวางแผนและวิเคราะห์แนวโน้มทางวิศวกรรม เอกสารขั้นตอนการนับถอยหลังการปล่อยจรวด เอกสารเกณฑ์การยืนยันการปล่อยจรวด เอกสารข้อกำหนดฮาร์ดแวร์ และสิ่งอื่นๆ ที่ทีมวิศวกรรมนับถอยหลังการปล่อยจรวดใช้ในระหว่างการนับถอยหลังการปล่อยจรวดจริง จะถูกนำมาใช้ในการจำลองด้วย
ฮาร์ดแวร์ยานอวกาศสเปซชัตเติลและฮาร์ดแวร์ GSE ที่เกี่ยวข้องได้รับการจำลองโดยแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ (เขียนด้วยภาษาการสร้างแบบจำลอง Shuttle Ground Operations Simulator (SGOS) [ 114 ] ) ที่มีพฤติกรรมและการตอบสนองเหมือนฮาร์ดแวร์จริง ในระหว่างการจำลองช่วงนับถอยหลังขั้นสุดท้ายของยานอวกาศสเปซชัตเติล วิศวกรจะสั่งการและควบคุมฮาร์ดแวร์ผ่านซอฟต์แวร์แอปพลิเคชันจริงที่ทำงานในคอนโซลควบคุม เช่นเดียวกับที่พวกเขากำลังสั่งการฮาร์ดแวร์ของยานอวกาศจริง อย่างไรก็ตาม แอปพลิเคชันซอฟต์แวร์จริงเหล่านี้ไม่ได้เชื่อมต่อกับฮาร์ดแวร์ของยานอวกาศสเปซชัตเติลจริงในระหว่างการจำลอง แต่แอปพลิเคชันเหล่านี้จะเชื่อมต่อกับแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่แสดงถึงฮาร์ดแวร์ของยานอวกาศและ GSE ดังนั้น การจำลองจึงหลีกเลี่ยงกลไกที่ละเอียดอ่อนและอาจเป็นอันตรายได้ ในขณะเดียวกันก็ให้การวัดทางวิศวกรรมที่แสดงรายละเอียดว่าฮาร์ดแวร์จะตอบสนองอย่างไร เนื่องจากแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เหล่านี้มีปฏิสัมพันธ์กับซอฟต์แวร์แอปพลิเคชันการสั่งการและควบคุม แบบจำลองและการจำลองจึงถูกนำมาใช้เพื่อดีบักและตรวจสอบการทำงานของซอฟต์แวร์แอปพลิเคชันด้วย[ 115 ]
ระบบนำทางด้วยดาวเทียม
วิธีเดียวที่จะทดสอบ เครื่องรับสัญญาณ GNSS (หรือที่รู้จักกันทั่วไปในเชิงพาณิชย์ว่า Sat-Nav) ได้อย่างแท้จริง คือการใช้โปรแกรมจำลองกลุ่มดาวเทียม RF เครื่องรับสัญญาณที่อาจใช้ในเครื่องบิน ตัวอย่างเช่น สามารถทดสอบได้ภายใต้สภาวะไดนามิกโดยไม่จำเป็นต้องนำไปใช้ในการบินจริง เงื่อนไขการทดสอบสามารถทำซ้ำได้อย่างแม่นยำ และสามารถควบคุมพารามิเตอร์การทดสอบทั้งหมดได้อย่างเต็มที่ ซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่สามารถทำได้ใน "โลกแห่งความเป็นจริง" โดยใช้สัญญาณจริง สำหรับการทดสอบเครื่องรับสัญญาณที่จะใช้ระบบGalileo (ระบบนำทางด้วยดาวเทียม) รุ่นใหม่นั้น ไม่มีทางเลือกอื่น เนื่องจากสัญญาณจริงยังไม่มีอยู่จริง
รถไฟ
สภาพอากาศ
การพยากรณ์สภาพอากาศโดยการคาดการณ์/ประมาณค่าจากข้อมูลในอดีตเป็นหนึ่งในประโยชน์ที่แท้จริงของการจำลองสถานการณ์ การพยากรณ์อากาศส่วนใหญ่ใช้ข้อมูลนี้ซึ่งเผยแพร่โดยกรมอุตุนิยมวิทยา การจำลองสถานการณ์ประเภทนี้ช่วยในการพยากรณ์และเตือนภัยเกี่ยวกับสภาพอากาศรุนแรง เช่น เส้นทางของพายุเฮอริเคน/ไซโคลนที่กำลังเคลื่อนตัว การ พยากรณ์ อากาศเชิงตัวเลขเกี่ยวข้องกับการใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์เชิงตัวเลขที่ซับซ้อนเพื่อพยากรณ์สภาพอากาศได้อย่างแม่นยำโดยคำนึงถึงพารามิเตอร์หลายตัว
เกมจำลองสถานการณ์
เกมวางแผนกลยุทธ์ทั้งแบบดั้งเดิมและแบบสมัยใหม่ อาจถูกมองว่าเป็นการจำลองการตัดสินใจในรูปแบบนามธรรม เพื่อจุดประสงค์ในการฝึกฝนผู้นำทางการทหารและการเมือง (ดูประวัติของเกมโกะเป็นตัวอย่างของประเพณีดังกล่าว หรือเกมสงครามเป็นตัวอย่างที่ทันสมัยกว่า)
เกมวิดีโออื่นๆ อีกมากมายเป็นเกมจำลองสถานการณ์ประเภทต่างๆ เกมเหล่านี้สามารถจำลองแง่มุมต่างๆ ของความเป็นจริงได้ ตั้งแต่ธุรกิจ การปกครอง การก่อสร้าง ไปจนถึงการขับขี่ยานพาหนะ( ดูด้านบน)
การใช้งานในอดีต
ในอดีต คำนี้มีความหมายในเชิงลบ:
...ดังนั้น ธรรมเนียมปฏิบัติทั่วไปของการเสแสร้ง (ซึ่งเป็นระดับสุดท้ายนี้) จึงเป็นสิ่งชั่วร้าย โดยใช้ความไม่จริงใจหรือความหวาดกลัวตามธรรมชาติ...
— ฟรานซิส เบคอน , ว่าด้วยการจำลองและการปกปิด, 1597
...เพื่อความเข้าใจที่ถูกต้อง การหลอกลวงด้วยคำพูดโดยทั่วไปเรียกว่า การโกหก และการหลอกลวงด้วยการกระทำ ท่าทาง หรือพฤติกรรม เรียกว่า การเสแสร้ง...
— โรเบิร์ต เซาท์ , เซาท์, 1697, หน้า 525
อย่างไรก็ตาม ความเชื่อมโยงระหว่างการจำลองและการปกปิดในภายหลังได้จางหายไปและปัจจุบันเป็นเพียงเรื่องที่น่าสนใจในเชิงภาษาศาสตร์เท่านั้น[ 116 ]
ดูเพิ่มเติม
- การทดลองด้วยคอมพิวเตอร์ – การทดลองที่ใช้ในการศึกษาการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์
- แบบจำลองกล่องสีเทา – แบบจำลองการสร้างข้อมูลทางคณิตศาสตร์ที่มีโครงสร้างจำกัด
- In silico – วลีภาษาละตินที่หมายถึงการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์
- รายชื่อซอฟต์แวร์จำลองคอมพิวเตอร์
- รายชื่อซอฟต์แวร์จำลองเหตุการณ์แบบไม่ต่อเนื่อง
- การจำลองการควบรวมกิจการ – เครื่องมือสำหรับวิเคราะห์ต้นทุนและผลประโยชน์ด้านสวัสดิการที่อาจเกิดขึ้นจากการควบรวมกิจการระหว่างบริษัทต่างๆ
- การจำลองสถาปัตยกรรมไมโคร – เครื่องมือสำหรับสร้างแบบจำลองการออกแบบและพฤติกรรมของไมโครโปรเซสเซอร์
- เครื่องจำลองการทำเหมือง – เทคโนโลยีที่ใช้ในการฝึกอบรมคนงานเหมือง
- อัลกอริทึมมอนเตคาร์โล – ประเภทของอัลกอริทึมแบบสุ่ม
- การจำลองเครือข่าย – การจำลองเครือข่ายคอมพิวเตอร์
- การจำลองเภสัชจลนศาสตร์ – วิธีการจำลองที่ใช้ในการพัฒนายา
- การจำลองบทบาท – วิธีการเรียนรู้เชิงประสบการณ์
- การสร้างแบบจำลองโดยใช้กฎเกณฑ์ – แนวทางที่ใช้ชุดกฎเกณฑ์ซึ่งระบุแบบจำลองทางคณิตศาสตร์โดยอ้อม
- ความเป็นจริงจำลอง – แนวคิดเกี่ยวกับความเป็นจริงที่ไม่สมจริง
- สมมติฐานการจำลอง – สมมติฐานที่ว่าความเป็นจริงอาจเป็นการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์
- ภาษาจำลอง – ภาษาโปรแกรมที่ใช้เพื่ออธิบายการทำงานของการจำลองบนคอมพิวเตอร์
- การจำลองการฝึกอบรม – สื่อเสมือนจริงที่ช่วยให้สามารถเรียนรู้ทักษะประเภทต่างๆ ได้
- ความเป็นจริงเสมือน – ประสบการณ์จำลองด้วยคอมพิวเตอร์
- การจำลองบนเว็บ
สาขาวิชา
- ฟิสิกส์ดาราศาสตร์เชิงคำนวณ – วิธีการและเครื่องมือคำนวณที่พัฒนาและใช้ในการวิจัยฟิสิกส์ดาราศาสตร์
- เคมีเชิงคำนวณ – สาขาหนึ่งของวิชาเคมี
- พลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณ – การวิเคราะห์และการแก้ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการไหลของของไหล
- ฟิสิกส์เชิงคำนวณ – การจำลองเชิงตัวเลขของปัญหาทางฟิสิกส์โดยใช้คอมพิวเตอร์
- การศึกษาอนาคต – การศึกษาเกี่ยวกับการคาดการณ์อนาคตที่เป็นไปได้
- พลศาสตร์โมเลกุล – การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์เพื่อค้นพบและทำความเข้าใจคุณสมบัติทางเคมี
- การระบุระบบ – วิธีการทางสถิติเพื่อสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของระบบพลวัตจากข้อมูลที่วัดได้
ตัวอย่างเฉพาะและเอกสารอ้างอิง
- โครงการ Illustris – จักรวาลจำลองด้วยคอมพิวเตอร์
- เครื่องจำลองดาวเคราะห์ – เครื่องมือที่ออกแบบมาเพื่อศึกษาชีวิตในจักรวาล
- หนังสือ Simulacra and Simulation ปี 1981 โดย Jean Baudrillard
- UltraHLE – โปรแกรมจำลอง Nintendo 64 ปี 1999
ลิงก์ภายนอก
- สามารถดู บรรณานุกรมที่มีเอกสารอ้างอิงเพิ่มเติมได้ที่เว็บไซต์ของวารสารSimulation & Gaming
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การจำลอง
การ จำลอง คือการแสดงภาพจำลองของกระบวนการหรือระบบที่อาจมีอยู่จริงในโลกแห่งความเป็นจริง [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] ในความหมายกว้างๆ นี้ การจำลองมักจะใช้แทนกันได้กับ แบบจำลอง [ 2 ] บาง...
การจำแนกประเภทและศัพท์เฉพาะ
ในอดีต การจำลองที่ใช้ในสาขาต่างๆ พัฒนาขึ้นอย่างอิสระจากกันเป็นส่วนใหญ่ แต่การศึกษา ทฤษฎีระบบ และ ไซเบอร์เนติกส์ ในศตวรรษที่ 20 ผนวกกับการใช้งานคอมพิวเตอร์ที่แพร่หลายในสาขาเหล่านั้น ได้นำไปสู่การรวมเป็นหนึ่งเดียวและมุมมองที่เป็นระบบมากขึ้นเกี่ยวกับแนวคิดนี้
การจำลองข้อมูล
การจำลองข้อมูลสร้างข้อมูลเทียมเพื่อจำลองพฤติกรรมของข้อมูลในโลกแห่งความเป็นจริง ข้อมูลเทียมถูกสร้างขึ้นโดยใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์หรือโปรแกรมตามกฎ รูปแบบ หรือลักษณะเฉพาะ ข้อมูลประเภทนี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อเลียนแบบการทำงานของระบบ กระบวนการ หรือพฤติกรรมจริง...
การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์
การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ (หรือ "sim") คือความพยายามที่จะสร้างแบบจำลองสถานการณ์ในชีวิตจริงหรือสถานการณ์สมมติบนคอมพิวเตอร์ เพื่อให้สามารถศึกษาเพื่อดูว่าระบบทำงานอย่างไร โดยการเปลี่ยนตัวแปรในการจำลอง สามารถทำการ คาดการณ์ เกี่ยวกับพฤติกรรมของระบบได้...