simulazione

Atto o atteggiamento che tende a far sorgere in altri un falso giudizio.

Diritto

v. Simulazione. Diritto civile, Simulazione del reato

Giochi

Giochi di s. Giochi da tavola che ricostruiscono le condizioni effettive in cui si sono svolti o si possono svolgere particolari avvenimenti o situazioni (per es., una battaglia, il gioco in borsa, la speculazione edilizia) e, basandosi solo in parte sul fattore aleatorio (determinato, per es., dal lancio di un dado o dall’estrazione di carte con indicazioni prescrittive), mirano a far risaltare le capacità strategiche o diplomatiche dei giocatori.

Religione

Nella dottrina cristiana, la s. di fede, il fingere cioè, in determinate circostanze, di appartenere a una fede diversa, equivale a un rinnegamento della propria fede; è da distinguere dalla dissimulazione della propria fede che, in determinate gravi circostanze, è considerata lecita dalla morale cattolica. Sempre illecita è la s. dei sacramenti, che si ha quando si usano materia e forma di un sacramento senza l’intenzione di effettuarlo; o quando la forma non è valida pur essendo valida la materia o quando questa non sia valida per difetto occulto.

Tecnica

Riproduzione in un ambiente controllato di un sistema o di parti di esso. La s. può essere fatta in diversi modi: costruendo un modello fisico in scala del sistema in esame (per es., modelli di aerei in gallerie del vento per analizzare il comportamento aerodinamico; modelli di robot per verificarne le funzionalità; modelli di strutture per verificarne le deformazioni sotto sforzo e i carichi di rottura); costruendo un ambiente operativo simile a quello reale in cui operatori umani svolgono le loro funzioni in modo il più possibile simile a come farebbero nella realtà (spesso per addestramento o per studiare le possibili conseguenze; per es., simulatori di volo per l’addestramento dei piloti; esercitazioni antincendio, antiterremoto ecc.); costruendo un modello logico-matematico del sistema in esame analizzabile con un elaboratore. Quest’ultima è la forma di s. più comune.

Il simulatore è un sistema capace di riprodurre il comportamento di un altro sistema o di parte di esso. Si avvale di uno o più elaboratori elettronici, nei quali generalmente è introdotto il modello matematico rappresentativo del sistema da riprodurre e del suo modo di funzionare. La precisione della risposta generata dal simulatore agli stimoli è quindi tanto maggiore quanto più precisamente il sistema da riprodurre è rappresentato dal modello matematico realizzato.

S. e attività sperimentali

La diffusione della s. ha portato a un cambiamento di grande portata nelle scienze e nella tecnica, in cui al classico dualismo tra teoria ed esperimento si è via via sostituito un rapporto a tre fra teoria, esperimento e s. dell’esperimento. Oggi gran parte delle attività sperimentali nelle scienze, delle attività di progettazione nell’ingegneria, delle attività di valutazione delle prestazioni nei sistemi complessi, della pianificazione economica, sono svolte con l’ausilio della s., sollevando complessi problemi di rispondenza dei comportamenti simulati a quelli effettivi.

La s. con l’elaboratore si basa su un insieme di strumenti e tecniche, prevalentemente di tipo statistico, in cui, al fine di analizzare un sistema, si cerca di simulare la sua evoluzione complessiva a partire da un insieme di relazioni logico-matematiche, che modellano le funzioni dei diversi sottosistemi e componenti elementari, e da un insieme di regole di decisione predefinite che permettono di risolvere eventuali problemi di scelta. Utilizzando tale strumento si può ottenere indirettamente risposta ad alcuni problemi decisionali o di comportamento, in modo più rapido, più economico e con meno rischi che non operando sul sistema reale, anche nei casi in cui non sia possibile effettuare esperimenti su tale sistema. La s. viene generalmente utilizzata per analizzare la dinamica di un sistema, anche se esistono molte applicazioni significative per problemi di tipo statico, quali, per es., quelli di determinazione delle condizioni di equilibrio del sistema.

La s. può essere di tipo deterministico, applicata a sistemi di cui si conoscono le condizioni reali di lavoro, al fine di verificarne il comportamento, oppure di tipo stocastico, generalmente più complessa, più costosa e con un comportamento meno prevedibile di quella deterministica. Inoltre, la s. stocastica richiede, in genere, tempi di elaborazione molto più lunghi per ottenere una stima affidabile della distribuzione di probabilità delle grandezze sotto osservazione, cosa particolarmente critica quando tali grandezze si riferiscono a eventi rilevanti, ma di bassa probabilità (per es., nella valutazione della probabilità di incidente in una centrale nucleare).

S. sincrona e asincrona

Un problema che si pone nella costruzione di un simulatore riguarda il modo con cui il tempo relativo al sistema simulato evolve nel simulatore. I due approcci tipici a tale problema vengono detti: s. sincrona e s. asincrona, detta anche a eventi. Con la s. sincrona il tempo avanza nel simulatore per passi di una fissata quantità Δt, scelta come unità di tempo elementare; le grandezze presenti nel simulatore vengono quindi aggiornate a intervalli temporali pari a Δt e, se Δt è sufficientemente piccolo, può essere buona l’approssimazione ottenuta e bassa la probabilità che si verifichino eventi rilevanti ai fini dei risultati mascherati dall’intervallo scelto. Con la s. asincrona, più diffusa e per la quale sono disponibili molti supporti software, il tempo avanza nel simulatore di una quantità variabile, che dipende dal verificarsi degli eventi significativi; a un dato istante, il simulatore calcola l’istante del primo evento significativo successivo e si sposta in tale istante, compiendo gli opportuni aggiornamenti delle variabili. In questo modo il simulatore segue un calendario degli eventi significativi costruito durante l’esecuzione e non noto a priori.

Costruzione di un simulatore

Le fasi principali del processo di costruzione di un simulatore, simili a quelle di costruzione di un qualsiasi modello, sono tipicamente: definizione del problema (obiettivi della s., caratterizzazione del sistema da simulare, valutazione tempi e costi, valutazione delle alternative); scelta dell’ambiente hardware e software (elaboratore, software esistente o da acquisire, linguaggio di programmazione, software da sviluppare); formulazione del modello (schema a blocchi, specifiche e caratteristiche funzionali di ogni blocco e di ogni relazione); predisposizione dei dati (identificazione e raccolta dei dati necessari, organizzazione dei dati in strutture idonee all’elaborazione); implementazione del modello (architettura del simulatore, sviluppo del software); progetto degli esperimenti (predisposizione di un insieme di esperimenti adeguati a fornire l’informazione cercata, elaborazioni dei risultati della s.); esecuzione degli esperimenti (in condizioni nominali, analisi di sensibilità o parametriche rispetto a variazioni di dati e/o di struttura); analisi e interpretazione dei risultati (analisi statistica, analisi sulla base di informazioni esterne); validazione (definizione delle modalità di verifica e certificazione, valutazione dell’attendibilità dei risultati, della robustezza del modello, della facilità di uso e di modifica); documentazione (del simulatore, del processo di costruzione, degli input utilizzati, degli esperimenti fatti, dei risultati, dell’uso del simulatore o di sue parti); gestione (del simulatore durante tutto il suo ciclo di vita, modifiche di configurazione e validazione di nuove configurazioni).

Simulatori di volo

fig.

Un campo rilevante per l’uso di simulatori è quello aeronautico, nel quale sono impiegate tecnologie molto avanzate, e il personale operativo deve essere preparato e mantenuto ai più alti livelli di professionalità. In tale campo sono particolarmente significativi i simulatori di volo (v. fig.), atti a riprodurre sia variazioni di assetto sia il comportamento del velivolo in ogni condizione di funzionamento (per es., nel caso di perdita di potenza o di attraversamento di aree perturbate). Inoltre i simulatori consentono sia di visualizzare lo scenario che il pilota vedrebbe al di fuori dell’abitacolo nelle diverse posizioni di assetto del velivolo sia di riferire il cambiamento delle condizioni in cui il volo si svolge (condizioni meteorologiche, di luce ecc.).

Le informazioni necessarie per la rappresentazione, nel simulatore, delle infrastrutture (edifici, strade, veicoli, piste, raccordi) e dei diversi paesaggi sono ricavate da fotografie prese da terra, dall’aria e dallo spazio per mezzo di satelliti. La costruzione dell’immagine, che è visibile dal posto di pilotaggio, viene effettuata da un apparato definito IGE (image generator equipment): il paesaggio si muove in accordo con l’ipotetico viaggio dell’aereo e ruota, si avvicina o si allontana a seconda delle variazioni di assetto, quota, velocità e direzione impostate dai piloti per mezzo dei comandi di volo. La distribuzione delle masse e le diverse posizioni del baricentro dell’aeromobile sono calcolate mediante modelli matematici, elaborando in tempo reale le varie velocità, accelerazioni e forze agenti sull’aeromobile e utilizzando i dati forniti dalla casa costruttrice dell’aeromobile in oggetto. Fenomeni che possono mettere a rischio la sicurezza del volo, come il wind shear, sono riprodotti anch’essi tramite modelli matematici e tabelle ricavati da misure effettuate in casi reali.

Una delle caratteristiche salienti dei simulatore è la possibilità di coinvolgere emotivamente i piloti con la fedele riproduzione dei rumori e, per quanto è possibile, dei movimenti dell’aeromobile; l’addestramento, infatti, è un processo molto più complesso di una semplice acquisizione di nozioni e comporta anche la sperimentazione di situazioni di emergenza per accertare le relative reazioni e la capacità di superare tali prove da parte del pilota. I simulatori di volo vengono quindi utilizzati dalle compagnie aeree per addestrare i piloti all’impiego di nuovi tipi di macchine, per fornire agli equipaggi la visione dell’ambiente esterno riferita ai vari aeroporti nel mondo e a provare le relative procedure di avvicinamento, sperimentando anche situazioni di emergenza e malfunzionamento dei sistemi di bordo. Tali simulatori, il cui uso si è esteso a elicotteri e convertiplani, viene impiegato anche nelle inchieste sugli incidenti aerei al fine di ricostruire tutte le condizioni esistenti al momento del sinistro, le manovre effettuate dall’equipaggio e il comportamento dell’aeromobile.

Nel campo militare, i simulatori di volo sono indispensabili per addestrare gli equipaggi alle missioni in ambienti operativi molto impegnativi e non ‘fisicamente’ disponibili.

S. on-line

Un tipo particolare di s., sviluppatasi a partire dall’ultimo decennio del 20° sec., parallelamente alla diffusione della rete Internet, è la s. on-line, ovvero l’uso dello strumento simulativo integrato in un processo più ampio, in cui vi è la presenza contemporanea di decisori umani ed eventualmente di interventi esterni di vario tipo. Il simulatore in questo contesto può svolgere diverse funzioni: verifica in tempo reale della situazione, con proiezioni sulle possibili evoluzioni future per prevenire effetti indesiderati e studiare le azioni più opportune; integrazione delle decisioni prese da decisori umani, con la produzione della sequenza di decisioni/azioni specifiche da prendere/effettuare come conseguenza delle decisioni principali prese; creazione di un ambiente realistico in cui far esercitare gli operatori in attività a rischio e/o fortemente automatizzate (per es., nei simulatori di volo o per il controllo del traffico aereo, nella gestione di impianti di produzione, nelle speculazioni finanziarie); analisi di situazioni per supporto alle decisioni La s. on-line richiede generalmente la modellizzazione, oltre che del funzionamento del sistema, anche dei suoi processi decisionali distribuiti in diversi sottosistemi e connessi in rete.