The Space Project: A Self-Running Space Economy Simulator in Rust and Bevy
The Space Project: A Self-Running Space Economy Simulator in Rust and Bevy
Overview
The Space Project 是一個由代理人驅動的經濟模擬系統，其運作方式如同太空中的自動化「水族箱」。與傳統遊戲不同，它沒有劇本化的故事情節或玩家目標；相反地，它提供了一個原生的 3D 客戶端，讓使用者作為觀察者或「上帝模式」管理員，觀察一個複雜的太陽系經濟如何自主演化。
Core Simulation Mechanics
該模擬系統創造了一個活生生的經濟體，市場會自行尋找價格，而人口會根據幸福感與資源可用性進行遷移。
Agent-Driven Ship AI
太空船是利用 Goal-Oriented Action Planning (GOAP) 系統的自主代理人。前瞻規劃器會根據抽象的世界狀態，對各種目標（例如：交易、交付、加油、改裝或休息）進行評分，並構建一個行為樹來執行最具成本效益的計畫。如果出現更具利潤或更緊急的選項，太空船能夠在飛行途中重新規劃。
Dynamic Economic Model
價格並非固定不變。該模擬系統在每個站點採用訂單簿市場（order-book market），根據涵蓋模型（coverage model）與短缺緊急度乘數，為 13 種不同的商品定價。太空船會在這些市場之間實體移動供應，透過其交易活動直接影響價格波動。
Facilities and Production
設施會執行生產配方（包括熔煉、精煉、製造、耕作與採礦）。這些設施會經歷退化與使用工具自我修復的生命週期。它們可以從等級 1 升級到 10，若長期處於破產狀態，則可能會被遺棄。
Population and Faction Dynamics
- Populations: 消費食物與燃料，同時產生勞動力。當情緒因壓力或短缺而崩潰時，人口會實體遷移到更幸福的星系。
- Factions: 透過向成員設施徵收稅收，並發布補貼合約來應對長期短缺，藉此管理經濟。派系（Factions）也會在需求未被滿足的地方資助建設新設施。
- Construction: 當發生長期短缺時，會生成建築工地。這些工地會累積交付的貨物，直到達到 100% 完成度，屆時它們會轉化為持久性的設施。
Technical Architecture
該專案使用 Rust 編寫，並採用解耦架構，以確保模擬過程具備確定性（deterministic）且可測試。
The Crate Workspace
該專案分為五個不同的 crate：
sim_core: 包含純粹的模擬邏輯（hecs ECS、GOAP 規劃器、經濟系統）。它是嚴格的無 IO（IO-free）設計，且不導入tokio或sqlx等非同步（async）函式庫。sim_db: 透過sqlx處理 SQLite 持久化，包括 ECS 載入器與遷移（migrations）。sim_server: 一個提供 HTTP/WebSocket 處理程序的函式庫 crate，用於無頭模式（headless mode）。sim_protocol: 定義了用於無頭模式與 CI 的 WebSocket 通訊協定類型。client_bevy: 使用 Bevy 0.18 與egui的主執行檔。它將sim_core嵌入為一個 Bevy Resource，允許渲染器直接查詢模擬的 ECS 世界，而無需進行數據轉換（marshalling）。
Performance and Scaling
目前該模擬系統支援約 485 個活體代理人（包括太空船、設施、人口與派系），在 125 ms 的預算內，p50 tick time 為 10–20 ms。該架構設計目標是擴展至 100,000 個代理人。
Key Technical Constraints
為了維持穩定性與確定性，開發者實施了三項主要規則：
sim_core保持純邏輯，沒有非同步或 IO 依賴。hecsECS 作為 tick 期間的唯一事實來源（single source of truth），tick 迴圈持有排他的可變存取權，以避免每個代理人的鎖定（locks）。- 跨實體效果透過
SimCommand緩衝區處理，確保一個階段（phase）讀取世界狀態並寫入指令，隨後在下一個階段套用指令，以防止階段中期的寫入衝突。
Tech Stack
| Component | Technology |
| :--- | :--- | |
| Language | Rust (Edition 2021) |
| Renderer | Bevy 0.18 (搭配用於行星與星雲的自定義 WGSL shaders) |
| Simulation ECS | hecs |
| UI | egui (透過 bevy_egui) |
| Particles | bevy_hanabi |
| Persistence | SQLite via sqlx |
| Networking | Axum and Tokio (用於無頭模式) |
Development Insights
該專案是作者與 LLM Claude 的協作成果。這種方法引發了社群對於 LLM 在現代軟體開發中角色定位的討論：
"rust 的嚴謹性似乎真的能幫助他們 [LLMs] 寫出正確的程式碼，而 ECS 架構似乎讓他們更容易理解運作機制（因為他們一次只需要在上下文中持有少數的系統與組件）。"
雖然有些使用者對研究 LLM 生成的程式碼之價值表示懷疑，但其他人則指出，這類工具讓個人開發者能夠建立複雜的模擬系統，而這類系統若在以往可能因耗時過來不及開始。