《建模与仿真（M&S）导论》32页最新报告

2007年7月，美国众议院第487号决议正式将建模与仿真（M&S）列为美国关键技术。此举标志着对M&S近七十年来在核试验与裁军、太空探索、国土安全及经济发展等领域角色的官方认可。美国在M&S多领域应用（尤其是国防领域）处于世界领先地位，相关技术被用于战略行动分析与军事训练。美国防部每年在M&S工具、流程与产品上的投入约40亿至75亿美元。此外，美国将M&S技术应用于商业领域，支持培训、决策与管理实践。随着计算资源成本下降与M&S能力提升，该技术将在工业、政府与社会中释放更深远效益。尽管M&S已深度渗透现代社会，但其对多数美国人仍具神秘性：何为M&S？其功能何在？如何赋能经济、社会与生活质量？应兰迪·福布斯众议员要求，国家训练与仿真协会汇编本文件解答这些问题。

本文概述M&S核心概念及其经济与功能影响，梳理跨学科历史贡献，探讨支撑M&S应用与发展的人才需求，并阐述当前应用场景与未来潜力。

建模与仿真的未来图景

未来十年，建模与仿真（M&S）的应用潜力将因互联网的触达与算力跃升而进一步释放。以下领域将见证M&S对社会与生活的深远影响。

国家安全虚拟整合空间
M&S技术可有力支持美国防部（DoD）军事关键任务领域（KMA）。面对经济与军事双重挑战，DoD需构建21世纪新型业务模型，而基于虚拟世界与互联网沉浸式整合的M&S技术将赋能此类创新。无论是本土防御还是远程应急作战，作战人员需协作规划与训练以应对复杂任务。沉浸式技术的核心价值在于通过决策与行动协同，全面整合现代战争要素。充分释放沉浸式可视化、训练与仿真的潜力需进一步探索，包括虚拟世界泛在部署、社交媒体整合与移动互联网设备应用。
移动仿真与云计算
信息技术进步催生具备优质视觉与网络连接的移动设备。结合云计算技术，政府官员、军事指挥官、商业分析师或游戏玩家均可通过智能手机或平板运行复杂仿真。云端处理海量计算与数据库，终端设备显示菜单、图表、3D图像与流程图。只要模型接入开放网络，全球用户均可调用运行。此架构为军民需求提供"即时"培训、数据与资源支持，突破地域限制。同时，该技术催生新型商业模式：用户无需购买完整仿真授权，可按需租赁模型。移动设备成为全球算力与软件入口，短期内即可实现交通流、施工流程、手术教学、军事行动或气象变化等模型的低成本泛在访问。
机器人与智能机器
机器人最初被设想为可替代人类的自主智能体。20世纪60年代工程师曾认为，实现灵巧、安全且无需人类操控的机器仅需几步之遥。如今，机器人多为特定任务设计，几乎所有动作仍由人类操控（如地面作战机器人或手术机器人）。M&S技术可降低机器人对人类操作者的依赖，赋予其更高"智能"。当前机器人缺乏对环境感知与自主决策的算法，而虚拟实体已具备移动、观测与基础反应能力。此类"智能"技术的深度开发可应用于实体环境机器人。例如，医学研究者正探索心脏手术自动化：通过CT扫描构建患者胸腔3D模型，机器人可在手术技师监督下执行开胸操作，无需心脏外科医生现场指导。此类技术对战场士兵或太空宇航员的远程手术具有重要价值。