ندا اظهری، مترجم: فناوری شبیه‌سازی یکی از راهکارهای موثر در امر آموزش‌های بهتر و کاربردی در دنیا محسوب می‌شود. این فناوری اغلب در صنایعی که از حساسیت بالایی برخوردار بوده و به‌ویژه با انسان در تعامل مستقیم قرار دارد به کار می‌رود. شبیه‌سازی، نوعی مدل وابسته به کامپیوتر است که به الگوهای ریاضیاتی و فیزیک وابسته است و کار طراحی، اعتبارسنجی و بهینه‌سازی محصولات و راه‌حل‌ها را امکان‌پذیر می‌کند. این فناوری ابزاری موثر با کاربردهای متفاوت است، به‌طوری‌که در تحقیق و توسعه، مهندسی تولید و بازی‌سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد. شرکت‌ها به‌ویژه در سال‌های اخیر به سمت‌وسوی شبیه‌سازی و فناوری تحلیلی جذب شده‌اند. فناوری شبیه‌سازی همچنین کاربردهای وسیعی در فرآیندهای آموزشی و یادگیری دارد و با توجه به انعطاف‌پذیری بالایی که دارد، قادر است مجموعه‌ای از مهارت‌های اصلی را در افراد بهبود ببخشد. به گزارش designingdigitally، شبیه‌سازی در حوزه آموزش مفهوم جدیدی نیست و چنددهه است که از آن در حوزه‌های نظامی و هوافضا در دنیا استفاده می‌شود. با توجه به پیشرفتهای فناورانه، آموزش مبتنی‌بر شبیه‌سازی مقرون به‌صرفه‌تر شده و استفاده از آن به بخش‌های دیگر نیز گسترش‌یافته است. این فناوری با طیف گسترده‌ای که دارد، قابلیت کاربرد در هر صنعتی را دارد.
حوزه معدن و ساخت‌وساز
شبیه‌سازها در حوزه معدن برای آموزش اپراتورها مورد استفاده قرار می‌گیرند. هدف اصلی از این آموزش برقراری امنیت جانی اپراتور است. اپراتورهای معدن ابتدا در فضایی شبیه‌سازی‌شده کار می‌کنند تا مهارت‌های خود را در استفاده از تجهیزات سطحی و زیرزمینی معدن کامل کنند. در فضای شبیه‌سازی شده معدن و تجهیزات، حتی اگر از اپراتور خطایی سر بزند، در دنیای واقعی اتفاق نیفتاده و خطری او را تهدید نمی‌کند؛ به این ترتیب می‌تواند آزمون‌وخطا کرده و شیوه‌های مختلف استفاده از تجهیزات را در معدن و در فضایی شبیه‌سازی‌شده تست کند. در زمینه ساخت‌وساز هم با استفاده از فناوری شبیه‌ساز، وضعیتی کاملا شبیه بخش‌های ساخت‌وساز دربرابر اپراتور قرار می‌گیرد و آنها به‌طور مجازی و با کمک شبیه‌سازها استفاده از تجهیزات را یاد می‌گیرند. از این رو هیچ نگرانی‌ای از اتفاقات و حوادث احتمالی حین استفاده از تجهیزات وجود ندارد.
حوزه کشاورزی
حوزه کشاورزی و دامداری به‌دلیل ارتباط با موجودات زنده از اهمیت و حساسیت‌های خاصی برخوردار است. به‌طوری‌که کوچک‌ترین اشتباهی می‌تواند خسارت بزرگ و غیرقابل جبرانی به‌دنبال داشته باشد. تولیدکنندگان باید هر استراتژی را برای ایجاد سازگاری با محیط و شرایط آزمایش کنند اما استراتژی تولید آزمایشی در دنیای واقعی می‌تواند بسیار پرخطر باشد. با قابلیتی که شبیه‌سازها دارند، تولیدکنندگان حوزه کشاورزی و دامداری گزینه‌های مختلفی را بدون تهدید خطر برای دام‌ها یا محصولات کشاورزی، مورد آزمایش قرار می‌دهند. آنها به این واسطه می‌توانند از بروز تاخیرهای کاربردی که در دنیای واقعی رخ می‌دهد، جلوگیری کنند. شبیه‌سازها در مدیریت محصولات کشاورزی به کشاورزان کمک می‌کنند تا نتایج پارامترهای خاصی را در رشد این قبیل محصولات مشخص کنند. به این ترتیب، آنها می‌توانند به‌منظور رشد بیشتر محصولات و هزینه‌های کمتر، استراتژی‌های خاصی را در پیش گیرند.
حمل‌ونقل هوایی
حوزه حمل‌ونقل هوایی جزء نخستین بخش‌هایی است که در آموزش‌هایی بر پایه شبیه‌سازها مورد استفاده قرار گرفت. در این آموزش‌های مجازی، خلبانان درکنار آموزش‌هایی که در دنیای واقعی می‌بینند، بخشی از آموزش‌ها را نیز در دنیای مجازی تکمیل می‌کنند. خلبانی هم جزء حساس‌ترین مشاغلی است که اولین اشتباه در آن ممکن است آخرین خطای خلبان باشد و به بهای جان خود و سرنشینان تمام شود. در قالب آموزش با شبیه‌سازها، خلبان‌ها با انواع موقعیت‌ها در زمان پرواز در دنیای مجازی مواجه می‌شوند و به این ترتیب بدون اینکه جان خود و دیگران را به خطر بیندازند، می‌توانند راهکارهای مختلف رها شدن از موقعیت‌های گوناگون را آزمایش کنند. آنها در قالب آموزش با شبیه‌سازها، زمان کافی برای حل چالش‌های هنگام پرواز در اختیار دارند. درحال‌حاضر از شبیه‌سازهای سه‌بعدی برای آموزش کارکنان حوزه حمل‌ونقل هوایی در زمینه تعمیر و نگهداری و پرسنل پشتیبانی زمینی استفاده می‌شود.
شرکت‌ها
استفاده از آموزش‌های شبیه‌سازی‌شده در سازمان‌ها باعث افزایش رقابت سازمان‌ها با یکدیگر می‌شود، به‌عبارتی به کارمندان کمک می‌کند مهارت‌های کاری خود را در فضای شبیه‌سازی‌شده بارها و بارها تمرین کنند تا اعتمادبه‌نفس آنها تا حد زیادی تقویت شود. هرچه آنها مهارت‌های کاری خود را در دفعات متعدد تکرار کنند، به مهارت‌هایی که دارند تسلط بیشتری پیدا می‌کنند.
نتیجه این تسلط بر مهارت‌ها، خود را در بهره‌وری و مشارکت نشان می‌دهد. این آموزش مجازی به کارمندان اجازه آزمون‌وخطا می‌دهد تا حتی از اشتباهاتی که در انجام مهارت‌هایشان در فضایی شبیه‌سازی شده مرتکب می‌شوند، درس بگیرند. سازمان‌ها معمولا برای چنین شرایطی، فضای شبیه‌سازی‌شده سفارشی را ایجاد می‌کنند تا در قالب آن نیازهای خاص سازمان خود به کارمندان و نیروها آموزش داده شود.
صنعت آموزشی
رویکردی که از یادگیری مبتنی‌بر شبیه‌سازی استفاده می‌کند، یکی از شیوه‌های پیشرو در امر آموزش به‌شمار می‌رود و تجربه جدیدی را برای فراگیران به‌همراه می‌آورد، به‌طوری‌که باعث افزایش قابلیت یادآوری مطالب و یادگیری در افراد می‌شود. روش‌های تدریس در این حالت، سناریوهای یادگیری مجازی هستند که در آن دانشجو در محیطی واقعی قرار می‌گیرد.
در یادگیری شبیه‌سازی‌شده دیجیتال، از شیوه‌های مختلف آموزشی نظیر بازی، بازی‌های نقش‌محور و دیگر فعالیت‌های تعاملی استفاده می‌شود.
بنابراین مراکز آموزشی قادرند فرصتی را برای تحصیل دانشجویان و انجام آزمایش در آزمایشگاه‌های هایتک فراهم کنند که اغلب مجهز به تجهیزاتی گرانبها هستند.
حوزه درمان و مراقبت بهداشتی
افرادی که در حوزه‌های بهداشتی و مراقبتی فعالیت می‌کنند، باید به‌گونه‌ای آموزش ببینند که در زمان قرار گرفتن در شرایط حساس و اورژانسی بتوانند اقدامات لازم را با کمترین میزان خطا انجام دهند. آموزش‌هایی که بر پایه شبیه‌سازها استوار است، بهترین روش برای آموزش در فضایی امن به‌شمار می‌رود. استفاده از شبیه‌سازها تا اندازه‌ای ایمن و بی‌خطر است که وقتی فرد در زمان درمان و ارائه خدمات درمانی به بیماران تصمیمات اشتباهی بگیرد، هیچ خطری را متوجه سلامت بیماران نمی‌کند و فرد به‌راحتی و به دور از استرس می‌تواند مراحل درمان را انجام دهد و با تمرین چندباره این کار، مغز به‌گونه‌ای برنامه‌ریزی می‌شود که دیگر در مواجهه با خطر در زمان واقعی تصمیمات اشتباهی اتخاذ نمی‌کند. البته تمام جنبه‌های این آموزش‌های مجازی شبیه‌سازی‌شده نیست و برخی آموزش‌ها نیاز به آموزش عملیاتی در یک محیط بالینی خواهد داشت. از همه مهم‌تر اینکه شبیه‌سازها در عمل‌های جراحی که از حساسیت بالاتری برخوردارند نیز کاربرد دارند، به‌طوری‌که پیش از حضور فرد در بیمارستان و حضور فیزیکی در اتاق عمل، در قالب تنظیمات بالینی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
حوزه دفاعی
صنایع دفاعی از حساس‌ترین بخش‌های هر کشوری است. این حوزه روی اطمینان از آمادگی نیروها و پرسنل نظامی تمرکز می‌کند که باید در تمام زمان‌ها و موقعیت‌ها از آمادگی لازم برخوردار باشند و بتوانند در مواجهه با انواع موقعیت‌های محیطی واکنش مناسبی را از خود نشان دهند. سازمان‌های دفاعی جزء ارگان‌هایی در دنیا هستند که سرمایه‌گذاری‌های سنگینی روی راه‌حل‌های شبیه‌سازی‌شده انجام می‌دهند که به آنها در آموزش نیروی کار مهارت‌دیده کمک می‌کند. در حوزه‌های دفاعی هم که هدف اصلی آنها حفاظت از جان مردم و خاک یک کشور است، اتخاذ یک تصمیم اشتباه می‌تواند شمار زیادی از افراد را به کشتن دهد اما نیروهای نظامی با قرار گرفتن در موقعیت‌های شبیه‌سازی شده از نظر جنگی و دفاعی می‌توانند در زمانی مقتضی تصمیماتی هرچند اشتباه بگیرند که همین امر به کسب تجربه آنها کمک می‌کند اما مساله‌ای که در چنین شرایط شبیه‌سازی‌شده‌ای وجود دارد، این است که با تصمیمات اشتباهی که افراد نظامی ممکن است بگیرند، دیگر خطر کسی را تهدید نمی‌کند و حتی تجهیزات دفاعی و نظامی که اغلب هزینه‌های گزافی دارند، به خطر نمی‌افتند.
رشد 13 درصدی بازار نرم‌افزارهای شبیه‌سازی
عوامل اصلی که دامنگیر بازار نرم‌افزارهای شبیه‌سازی در دنیا می‌شوند، افزایش تقاضا برای ارائه راه‌حل‌های موثر به‌منظور کاهش هزینه‌های تولید و هزینه‌های آموزشی و نیز افزایش قابلیت‌های شبیه‌سازی با توجه به فناوری‌های پیشرفتهای چون فناوری پرینت سه‌بعدی است. علاوه بر اینها افزایش سرمایه‌گذاری در صنایعی چون هوافضا، دفاع و نیاز به شبیه‌سازی در حوزه مراقبت‌های بهداشتی برای توسعه و تولید واکسن‌های موثر برای مقابله با بیماری‌هایی چون کووید- 19، انتظار می‌رود این روند به رشد بازار در سال‌های آینده کمک کند. طبق آخرین آمارهای جهانی پیش‌بینی می‌شود حجم بازار نرم‌افزارهای شبیه‌سازی تا سال 2026 به رقم 27 میلیارد دلار برسد که در مقایسه با سال 2020 با رشد 13/2 درصدی روبه‌رو خواهد شد. این میزان بازار در سال 2020 چیزی حدود 13 میلیارد دلار بود. آمریکای شمالی در سال 2020 بزرگ‌ترین بازار نرم‌افزار شبیه‌سازی جهان را در اختیار داشت. رشد این بازار می‌تواند از خطای تولید محصولات جلوگیری کند و استفاده از فناوری‌های پیشرفته در فضاهای شبیه‌سازی به افراد کمک می‌کند تا با راه‌حل‌های نرم‌افزاری شبیه‌سازی بیشتر سازگاری پیدا کنند. با توجه به اینکه فناوری‌های شبیه‌سازی در طیف وسیعی از صنایع کاربرد دارند به‌نظر می‌رسد که حوزه‌های سلامت و مراقبت بهداشتی و نیز حوزه دارویی بیشترین فرصت‌ها را در بازار فضاهای شبیه‌سازی ایجاد کرده‌اند.
همه‌گیری کرونا تقریبا تمام بخش‌های جامعه ازجمله افراد و کسب‌وکارها را درگیر کرد اما اکوسیستم اینترنت در این برهه زمانی توانست فرصت خوبی را برای آموزش در صنایع مختلف ایجاد کند. نرم‌افزارهای شبیه‌سازی به‌صورت مجازی امکانی را برای آزمایش کارآیی و کاربرد محصولات مختلف ایجاد کردند. فروشندگان افزایش تقاضا برای راه‌حل‌های شبیه‌سازی‌شده را پس از همه‌گیری تجربه کردند.
ایران؛ قطب تولید شبیه‌ساز پرواز در منطقه
از مهم‌ترین دستاوردهایی که ایران در حوزه فناوری‌های شبیه‌سازی استفاده می‌کند، در زمینه آموزش خلبانان است و حتی برخی شرکت‌های دانش‌بنیان در این زمینه فعالیت می‌کنند و با تولید شبیه‌ساز پرواز توانسته‌اند امکانی داخلی را برای آموزش و مهارت‌آموزی خلبانان فراهم کنند. توان تولید شبیه‌سازهای پرواز در کشور به‌حدی رسیده است که ایران را به قطب ساخت شبیه‌ساز هواپیما در منطقه تبدیل کرده و حتی می‌توانیم با این ظرفیت، از واردات شبیه‌سازهای پرواز بی‌نیاز شویم. از دیگر فناوری‌های ایرانی می‌توان به سامانه «ارزیابی درک خطر» اشاره کرد. این سامانه با ایجاد فضایی شبیه‌سازی‌شده شرایط را برای سنجش و ارزیابی درک افراد از خطرات احتمالی در اطراف خودرو فراهم می‌کند. این سامانه در آموزش درک خطر برای افرادی که به‌دنبال اخذ گواهینامه هستند، جهت افزایش مهارت در رانندگانی که دارای گواهینامه هستند و نیز رانندگان حرفه‌ای که مسئولیت جابه‌جایی مسافر و حمل بار را دارند، حائز اهمیت است. این سامانه شبیه‌ساز، ظاهری شبیه خودرو دارد که مجهز به پدال گاز و ترمز، صفحه نمایشگر و پردازشگرهای رایانه‌ای است. سناریویی برای راننده‌ای که پشت این خودرو می‌نشیند رخ می‌دهد و براساس نوع رانندگی و عکس‌العمل‌هایی که از خود نشان می‌دهد، به فرد امتیاز می‌دهد. این سامانه می‌تواند در مهارت‌افزایی رانندگان نقش مهمی داشته باشد.