محاكاة

قاعدة متحركة تستخدم في أنظمة المحاكاة.

المحاكاة هي عملية تقليد لأداة حقيقية أوعملية فيزيائية أوحيوية. تحاول المحاكاة حتى تمثل وتقدم الصفات المميزة لسلوك نظام مجرد أوفيزيائي بوساطة سلوك نظام آخر يحاكي الأول. وهي محاولة إعادة عملية ما في ظروف اصطناعية مماثلة إلى حد ما للظروف الطبيعية.

تهدف المحاكاة إلى دراسة وبناء نماذج و/أوبرمجيات لتقليد نظام حقيقي قائم أومزمع إنشاء، وذلك بهدف دراسة النتائج المتسقطة.

ويتصل فهم المحاكاة اتصالا شديداً بالرياضيات كالرياضيات الرقمية والفيزياء كالحركة الذاتية الوهمية وفهم المعلومات.

طرق المحاكاة

أستخدمت الكثير من الطرق والوسائل في محاولة لمحاكاة تجربة والتنبؤ بنتائجها:

بناء نموذج: يتم بناء نموذجقد يكون نسخة مطابقة غالبا بحجم أصغر. ويتم تطبيق الاختبارات على النموذج ودراسة النتائج.
المحاكاة الحاسوبية: من الطرق المستخدمة أيضا المحاكة باستخدام الحاسوب، حيث يتم كتابه برنامج للشيء المراد فحصه يوافق مواصفاته في الواقع، ثم يوضع هذا البرنامج ضمن ظروف برمجية مماثلة للواقع، وفي النهاية ينظر إلى النتائج. وتستخدم المحاكاة لتجربة أمور نظرية من الصعب تطبيقها في الواقع. من أشهر برمجيات المحاكاة الماتلاب.

فوائد المحاكاة

لها دور هام في دراسة وتطبيق التجارب لمعضلات معقدة ومختلفة
يساعد استخدمام أسلوب المحاكاة على ملاحظة التغيرات التي تطرأ على صياغة المعضلة.
دراسة النظام ومشاهدة نتائجه بصورة واضحة.
يساعد في تدريب الاختصاصيين والطلبة على الاسسس المطلوبة في التحليلات الفهمية
اكساب الخبرة للعاملين في مجال المحاكاة لاي نظام.
الحصول على معلومات واستنتاجات لمواقف مستقبلية.
يمكن استخدامه لاحتبار الأنظمة قبل تطبيقها على الواقع
توفير المال قبل التصنيع باختبار وتسقط جودة المنتج.
التنبؤ بسلوك المنتج في ظروف نادرة.
الدراسة الأكاديمية

استخدمات المحاكاة

نظام محاكاة لمقصورة طائرة للتدريب flight simulator.

نظام محاكاة لتدريب رواد الفضاء (LAMARS).

تشيع أنظمة المحاكاة (بالإنجليزية: simulator)‏ في الطيران المدني والحربي حيث يتمرن الطيارون الجدد على أجهزة محاكاة تكون صورة طبق الأصل مما قد يجري على الطبيعة. مما يمكن الطيارين من التحكم في الأحوال الحرجة مثل العواصف أوعطل أحد المحركات، حيث تجعلهم وكأنهم يقودون طائرة حقيقية مع فرق سهل هوأنه أثناء المحاكاة مسموح لهم بالخطأ الشيء الذي قد يحدث مميتا إذا وقع في الواقع.

هناك محاكاة أيضا في التقنية وهندسة الأمان (بالإنجليزية: safety engineering)‏ حيثقد يكون الهدف فحص بعض سيناريوهات العمل في العالم الحقيقي واختبار أمن بعض العمليات أوحتى مدى جدواها الفهمية والاقتصادية. وقد ابتكرت فكرة أنظمة المحاكاة في ناسا من أجل تدريب رواد الفضاء على قيادة مركبة الفضاء، أومركبة الهبوط على القمر، وكان المهندسون المختصون في هيوستن يرتبون للرواد برامج معينة تمثل مشاكل أوأعطال قد تقابل رواد الفضاء على الطبيعة، من أجل تعويدهم على التصرف السريع واستعادة تحكمهم في المركبة. وأحيانا كان يخرج رائد الفضاء ممتعضا من نظام المحاكاة بسبب ما يعمله معهم المهندسون أثناء التدريب.

وباستخدام المحاكاة فإنه يمكن توفير الكثير من المال حيث أنك ترى في الحاسوب إذا كان اختراعك أوآلتك توافق المواصفات التي تريدها كما أنك تستطيع حتى تتحقق من أمان طائرتك أوسفينتك وكل هذا قبل حتى تقوم ببنائهما في الواقع. فمثلا قبل بناء سفينة يتم اشتقاق نموذج للسفينة والنموذج هوتعبير عن عدة معادلات رياضية تصف علاقة المميزات الفيزيائية للسفينة ببعضها كعلاقة الدفع بوزن السفينة وكمية الوقود المستهلكة، هذه العلاقة قد تكون أكثر أهمية للطائرات مثلا حيث تعطي هذه العلاقة مدى الطائرة إلخ.

تعهد أفانز أند ساذرلاند المحاكاة بأنها نموذج تشغيل حقيقي أونظام مقترح لعملية بيئية، تستخدم فيها شبكات الاتصالات الحديثة للوصول إلى هذا العالم الافتراضي، ونظرا للميزات والخصائص التي تقدمها هذه الوسائط فأنها تمكننا من اجتياز الكثير من حدود: الفئات العمريه، والمجالات الاكاديميه، المهن، والمواقع الجغرافية، فضلا عن الثقافية والدينية والاجتماعية والاقتصادية.

كما تستخدم المحاكاة في عدة مجالات أخرى بما فيها النمذجة للجمل الطبيعية والأجهزة البشرية لمحاولة استكشاف تفاصيل هذه العملية.

كما تستخدم المحاكاة كأسلوب رياضي أومنطقي لمعالجة المعضلات يتم تطبيقه باستخدام الحاسوب حيث تتدخال أنواع متعددة من العلاقات الرياضية والمنطقية الضرورية لوصف سلوك وهيئة نظام لعالم حقيقي معقد ولفترات زمنية طويلة

أنواع المحاكاة

يمكن تصنيف أنواع المحاكاة على عدة أسس لكن أهمها هوتصنيف المحاكاة على أساس طبيعة الميزة التي نحاكيها وعلى أساس ذلكقد يكون هناك:

محاكاة باستخدام الأحداث المنفصلة
المحاكاة المتواترة (continuous)
المحاكاة المختلطة (Hybrid Simulation).

انظر أيضاً

الواقع الافتراضي
الحركة الذاتية الوهمية

مراجع

^ Simulation article in Encyclopedia of Computer Science, "designing a model of a real or imagined system and conducting experiments with that model". نسخة محفوظةعشرة ديسمبر 2017 على مسقط واي باك مشين.
^ "In Cybertherapy, Avatars Assist With Healing". New York Times. 2010-11-22. مؤرشف من الأصل في 04 فبراير 2015. اطلع عليه بتاريخ 23 نوفمبر 2010.
^ Harrison, Andrew J (2011). "Throwing and catching movements exhibit post-activation potentiation effects following fatigue". Sports Biomechanics. 10 (3): 185–196. doi:10.1080/14763141.2011.592544.