생성에서 시뮬레이션으로: 세계 모델은 진정한 시뮬레이터에 얼마나 가까운가?

초록

확산 모델과 대규모 비디오 생성 기술의 급속한 발전에 따라, 생성적 세계 모델은 물리 엔진, 게임 엔진, 강화학습 환경을 포함한 전통적 시뮬레이터를 대체할 것으로 점점 더 기대되고 있다. 그러나 생성에서 시뮬레이션에 이르기까지 남아 있는 격차에 대한 체계적 평가는 부재하다. 우리는 외부 기준을 사용한 능력 기반 연구를 제시한다. 즉, 전통적 시뮬레이터의 여덟 가지 능력, 곧 자산 구축, 물리 엔진, 상호작용, 제어 가능성, 안정성, 상태 피드백, 다양성, 평가 지표를 기준으로 삼는다. 우리는 잠재 역학, 비디오 생성, 공동 임베딩 예측이라는 세 가지 주요 기술 경로를 추적하고, 2018년부터 2026년 6월까지 발표된 정확히 200편의 대표 연구들을 이러한 능력에 매핑한다. 우리의 분석은 세계 모델이 특정 시나리오에서 상호작용과 제어 가능성 측면에서 기능적 대체를 달성했지만, 물리 법칙의 형식적 보장, 구조화된 상태 피드백, 재현 가능한 장기적 진화 측면에서는 여전히 전통적 시뮬레이터에 미치지 못함을 보여준다. 상태 피드백은 모든 기술 경로에서 가장 간과되는 단점으로, 163편의 구현 논문 중 단 6편만이 개체 상태나 물리 매개변수를 질의하기 위한 런타임 인터페이스를 제공한다. 우리는 형식화된 물리, 통합 행동 인터페이스, 일급 상태 피드백, 장기 안정성, 하류 활용도 평가, 경로 간 하이브리드화라는 여섯 가지 연구 방향을 제시한다. 프로젝트 페이지: https://github.com/AtongWang/world-model-simulators

English

With the rapid progress of diffusion models and large-scale video generation, generative world models are increasingly expected to replace traditional simulators, including physics engines, game engines, and reinforcement-learning environments. Yet the remaining distance from generation to simulation lacks a systematic assessment. We present a capability-based study using an external yardstick: eight capabilities of a traditional simulator, namely asset construction, physics engine, interaction, controllability, stability, state feedback, diversity, and evaluation metrics. We trace three main technical routes--latent dynamics, video generation, and joint-embedding prediction--and map exactly 200 representative works published from 2018 to June 2026 onto these capabilities. Our analysis shows that world models have achieved functional substitution in interaction and controllability for specific scenarios, but remain short of traditional simulators in formal guarantees of physical laws, structured state feedback, and reproducible long-horizon evolution. State feedback is the most neglected cross-route shortcoming: only 6 of 163 implementation papers expose a runtime interface for querying entity states or physical parameters. We identify six research directions: formalized physics, a unified action interface, first-class state feedback, long-horizon stability, downstream-utility evaluation, and cross-route hybridization. Project page: https://github.com/AtongWang/world-model-simulators