¿Qué es un administrador de infraestructuras de simulación?
Un administrador de infraestructuras de simulación es un componente o servicio de software que administra la computación, la memoria y otros recursos necesarios para ejecutar una simulación. Las organizaciones modernas tienen aplicaciones que simulan o recrean, de manera digital, lugares y procesos del mundo real. Estos sistemas de simulación tienen que analizar una gran cantidad de datos visuales y de audio para crear escenas inmersivas. También pueden requerir potencia de computación adicional para procesar los cambios de datos en tiempo real y mantener la precisión de la simulación. Un administrador de infraestructuras de simulación gestiona las tareas de asignación de recursos para que la aplicación de simulación pueda ejecutarse de la manera más eficiente.
¿Qué es la simulación espacial?
Un administrador de infraestructuras de simulación es la tecnología que permite crear simulaciones espaciales detalladas.
La simulación espacial es una técnica de modelado computacional que recrea digitalmente sistemas complejos con componentes espaciales o geográficos. Implica la creación de un entorno virtual que imita el comportamiento del mundo real y permite al usuario explorar diversos escenarios.
La simulación tiene en cuenta varios factores, como los siguientes:
- Condiciones medioambientales
- Características demográficas
- Cambios físicos y químicos
El término espacial implica que el modelo de simulación se basa en atributos de tiempo y espacio cuando interactúa con otros modelos o con el mundo virtual. Por ejemplo, las latas de metal podrían oxidarse con el tiempo en un entorno virtual y abollarse al golpearlas con un martillo.
¿Qué ventajas ofrece un administrador de infraestructuras de simulación?
Estas son algunas de las ventajas de utilizar un administrador de infraestructuras de simulación.
Simulación de modelos complejos
A medida que aumenta la complejidad de la simulación, la magnitud de los recursos computacionales necesarios se incrementa significativamente. Por ejemplo, la simulación del flujo del tráfico de las grandes ciudades o de las cadenas de suministro de todo un país implica interacciones en tiempo real entre cientos de miles de entidades.
Un administrador de infraestructuras de simulación permite a los desarrolladores simular sistemas complejos administrando la infraestructura subyacente. Distribuye eficazmente las cargas de trabajo entre los servidores para que los desarrolladores puedan centrarse en la simulación real.
Ampliación de las simulaciones
Un administrador de infraestructuras de simulación resuelve los problemas de escalado. Para ello, divide el mundo virtual espacialmente y distribuye las piezas entre un clúster de instancias de computación que se ejecutan en la nube.
Las instancias de cálculo trabajan de forma conjunta para procesar todo el mundo de la simulación en paralelo. El mundo de la simulación aparece como un único espacio integrado para todo lo que contiene y para todos los clientes que se conectan a él.
Ya no tiene que simplificar una simulación debido a un límite de rendimiento del hardware; en su lugar, puede agregar más capacidad de cálculo en la nube.
Reducción de los costos de las simulaciones
Hasta ahora, las organizaciones tenían que proporcionar una costosa infraestructura de hardware y software para que los desarrolladores crearan y ejecutaran simulaciones. Esto supuso fuertes inversiones de capital y gastos de mantenimiento.
En cambio, el administrador de infraestructuras de simulación se ejecuta en la nube para administrar los recursos de forma eficiente. Se paga exactamente por lo que se utiliza y se puede aumentar o reducir automáticamente según sea necesario.
Reducción del tiempo de desarrollo
Hasta ahora, los desarrolladores tenían que aprovisionar el motor de modelado, los módulos de memoria, el análisis de datos y otras configuraciones antes de iniciar la simulación visual. También tenían que actualizar configuraciones y hacer cambios en el entorno para estar al día en lo que respecta a la tecnología. Esto aumentaba tanto el tiempo de desarrollo como los esfuerzos.
El uso de una infraestructura de simulación administrada le permite centrarse en el desarrollo de contenidos y códigos de simulación en lugar de en las tareas de mantenimiento.
¿Cuáles son los casos de uso que requieren un administrador de infraestructuras de simulación?
Un administrador de infraestructuras de simulación permite simular escenarios complejos de forma asequible y sencilla. A continuación, exponemos algunos casos de uso de ejemplo.
Planificación de eventos
El éxito de un evento depende de una estrecha coordinación entre varias partes y de la previsión ante las incertidumbres. Una planificación adecuada comienza meses o semanas antes del evento.
Los planificadores de eventos simulan diversos escenarios reales, como las condiciones del tráfico, la afluencia de invitados y los retrasos, para prepararse ante posibles resultados y solucionar problemas.
Respuestas ante emergencias
Las emergencias, como catástrofes naturales, accidentes e incendios, son peligrosas y causan importantes daños económicos.
Un administrador de infraestructuras de simulación permite que los primeros en intervenir reproduzcan situaciones de emergencia y formulen respuestas oportunas. También permite a los funcionarios municipales evaluar los sistemas de respuesta existentes y asegurarse de que están preparados para un posible escenario real.
Urbanismo
La planificación urbana exige tener en cuenta diversos factores, como la demografía, los servicios, el sector inmobiliario, el tráfico, la educación y el medio ambiente.
Los promotores urbanísticos deben prever los efectos de distintas variables sobre el crecimiento y la sostenibilidad de las poblaciones futuras. Utilizan un administrador de infraestructuras de simulación para simular un entorno real mediante un modelo matemático a escala para obtener proyecciones realistas.
Capacitación
Un administrador de infraestructuras de simulación ayuda a ejecutar programas de simulación de capacitación, como la simulación de vuelo. Con una capacidad computacional escalable, el software de capacitación puede incluir más parámetros para reflejar condiciones realistas de operación de una aeronave en la vida real.
Asimismo, los médicos en fase de capacitación simulan intervenciones quirúrgicas con las mismas circunstancias exactas utilizando el administrador de infraestructuras de simulación.
Desarrollo de videojuegos
Los desarrolladores de videojuegos utilizan los administradores de infraestructuras de simulación para poner a prueba sus obras con escenarios de juego realistas. Pueden introducir un gran número de objetos del juego en los videojuegos de realidad virtual y conectarlos a la lógica del juego.
¿Cómo funciona un administrador de infraestructuras de simulación?
En lugar de simular el mundo entero, el administrador de infraestructuras de simulación ejecuta múltiples simulaciones paralelas en la nube.
A continuación, describimos las características y componentes clave de un administrador de infraestructuras de simulación.
Cuadrícula de simulación
Un entorno simulado consta de entidades móviles o estáticas, como coches y árboles, repartidas por una gran superficie. El administrador de infraestructuras de simulación divide el mundo simulado en varias secciones cuadradas. Cada sección, denominada cuadrícula de simulación, controla las entidades situadas dentro de sus límites.
Aplicaciones espaciales
Las aplicaciones espaciales individuales controlan las cuadrículas de simulación y proporcionan la lógica de simulación a las entidades. Cada aplicación espacial toma el control completo de un área dentro de la cuadrícula, denominada área de propiedad.
El administrador de infraestructuras de simulación proporciona a cada aplicación espacial recursos de computación suficientes para renderizar individualmente imágenes, procesar datos y realizar otras tareas de simulación virtual. Varias aplicaciones espaciales pueden ejecutarse desde la misma unidad básica de computación en la nube, como una instancia de Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2).
Zona de suscripción
Una aplicación espacial tiene una visión completa de las entidades y del entorno simulado dentro de su área de propiedad. Sin embargo, podría necesitar conocer los acontecimientos de la entidad en otras partes del mundo simulado. En estos casos, la aplicación espacial crea una zona de suscripción.
Una zona de suscripción permite a la aplicación espacial recibir eventos de una zona simulada adyacente propiedad de otras aplicaciones espaciales. Por ejemplo, un robot autónomo podría usar el área de suscripción para recibir información del terreno a 30 metros de distancia.
Movimiento de entidades
En un mundo simulado, las entidades pueden desplazarse de una cuadrícula de simulación a otra. Cuando una entidad pasa entre diferentes áreas de propiedad, una nueva aplicación espacial toma el control de la entidad.
Del mismo modo, las entidades también pueden moverse entre áreas de propiedad controladas por aplicaciones espaciales que operan desde distintos trabajadores. En estos casos, el administrador de infraestructuras de simulación se encarga de las comunicaciones de red para transferir el control a una nueva aplicación espacial.
¿Cuáles son las principales características que hay que buscar en un administrador de infraestructuras de simulación?
Un buen administrador de infraestructuras de simulación permite a las organizaciones simular escenarios complejos sin esfuerzo e incluye algunas de estas características clave.
Infraestructura administrada
Elija un administrador de infraestructuras de simulación que aprovisione automáticamente los recursos de computación, de red y de datos necesarios. Esto le permite acortar el tiempo de preparación cuando recrea escenarios del mundo físico en el mundo de la simulación.
Integración de aplicaciones personalizadas
Algunos proyectos de simulación requieren aplicaciones personalizadas que se ejecuten junto a la lógica espacial. En estos casos, elija un administrador de infraestructuras de simulación que le permita cargar su propio software de simulación e intercambiar datos con el código de simulación.
Partición espacial automatizada
La partición espacial divide su mundo de simulación en múltiples segmentos uniformes. Un administrador de infraestructuras de simulación robusto lo hace automáticamente basándose en sus configuraciones predefinidas.
Facilitación de la conciencia de la entidad
Un administrador de infraestructuras de simulación inteligente garantiza que las entidades mantengan la conciencia espacial a pesar de encontrarse en diferentes puntos de la cuadrícula de la simulación. Almacena datos globales en todas las instancias de la aplicación espacial. Esto permite a las entidades cruzar distintas zonas de simulación sin perder el contexto ni la conciencia espacial.
¿Cómo puede AWS satisfacer sus requisitos de simulación?
AWS SimSpace Weaver es un administrador de infraestructuras de simulación que permite crear simulaciones informáticas complejas a escala.
SimSpace Weaver se ejecuta en la infraestructura en la nube de Amazon Web Services (AWS) y es una solución completamente administrada. Las organizaciones pueden crear simulaciones de sistemas del mundo real con SimSpace Weaver sin invertir en soluciones locales costosas.
Estas son las maneras en que puede beneficiarse de AWS SimSpace Weaver:
- Uso de varias instancias de Amazon EC2 para proporcionar recursos de computación, de memoria y de red
- Integración con Unreal Engine 5 y Unity LTS Release para obtener resultados de simulación envolventes
- Simulaciones de alta frecuencia (a partir de 10 Hz o 15 Hz) para satisfacer sus necesidades de simulación
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