Simulaties vormen een onmisbaar gereedschap in de wetenschap, maar ook geïnteresseerde leken kunnen ermee spelen. Dat kan helemaal gratis met NetLogo.

Een deel van onze wetenschappelijke kennis bestaat uit natuurwetten en die hebben vaak de vorm van formules waar je wat getallen in stopt en waar vervolgens een exact antwoord uit rolt. Helaas zit de wereld vol met processen die te complex zijn om op die manier te benaderen. Soms is dat omdat er te veel elementen een rol spelen en onze formules alleen werken voor eenvoudiger situaties en soms omdat we simpelweg de kennis missen om zulke formules te ontwikkelen. Er zijn daarnaast volop situaties waarin dat zelfs in theorie onmogelijk is.

Om in al die gevallen toch nuttige en bruikbare wetenschap te kunnen bedrijven, wordt veel gebruikgemaakt van simulaties.

Universeel

Voor heel veel simulaties wordt speciale software ontwikkeld. Dat geldt bijvoorbeeld voor de voorspelling van het weer en het klimaat, en het analyseren van verschijnselen in de kosmos die in het echt te langzaam verlopen om goed te kunnen bestuderen (zoals het botsen van melkwegstelsels).

Veel simulaties hebben echter gemeenschappelijke kenmerken en daarom bestaat er ook een universeel systeem waarin je allerlei soorten simulaties kunt maken. Het heet NetLogo en is helemaal gratis.

Er is ook een onlineversie, NetLogo Web, met enigszins beperkte functionaliteit en een desktopversie met volledige functionaliteit en een grotere verwerkingssnelheid.

We richten ons in eerste instantie op de webversie, omdat deze voldoende materiaal biedt voor een kennismaking.

Kennismaking

Wanneer je de webversie hebt gekozen, wordt het programma geopend met een willekeurig voorbeeld. NetLogo Web werkt met programmaatjes (die Models worden genoemd). Om een indruk te krijgen van het systeem openen we Connected Chemistry Gas Combustion. We zijn in eerste instantie niet geïnteresseerd in het doel van het model, maar in het gebruik ervan.

Zoals je links kunt zien, is er een knop genaamd setup. Klik je daarop, dan verschijnen in het zwarte vlak rechts blauwe en witte bolletjes die moleculen zuurstof en waterstof voorstellen.

Links zie je ook de nodige schuifregelaars waarmee je verschillende parameters van de simulatie kunt aanpassen, zoals het aantal moleculen waarmee de simulatie begint. We laten ze even voor wat ze zijn en klikken naast de setup-knop op go/stop. Je ziet nu de moleculen rondzweven, maar verder gebeurt er niets.

Klik je nu links op de knop speed up & trace one molecule, dan krijgt één molecuul waterstof zoveel energie dat het bij een botsing een zuurstofmolecuul kan breken om zich er vervolgens aan te binden en water te vormen. Hierdoor ontstaat zelfs een kettingreactie. Klik op go/stop om de simulatie te stoppen.

Werking

Zoals je hebt kunnen zien terwijl de simulatie draaide, verschijnen er ook grafieken voor het aantal moleculen, en de temperatuur en druk van het gasmengsel. Het zal duidelijk zijn dat dit niet kan zonder het nodige programmeerwerk. Programma’s voor de verschillende simulaties zijn toegankelijk. Je vindt ze door omlaag te scrollen en te klikken op NetLogo Code.

Uiteraard kunnen we je in deze workshop onmogelijk de programmeertaal van NetLogo leren. We zullen daarom alleen de nodige voorbeelden bekijken die een goed beeld geven van de veelzijdigheid en werking van het systeem.

Het leren van deze voorbeelden wordt vergemakkelijkt doordat programma’s vaak uitgebreid zijn voorzien van commentaar (de teksten achter ;;) en doordat ze in functionele blokken zijn verdeeld. Klik je op het keuzemenu genaamd Jump to Prcocedure, dan zie je de segmenten van het programma, zoals setup, make-box en make-gas-molecules (waar de begintoestand van de simulatie wordt gemaakt). Hierdoor kun je op zeker moment zelf de gewenste elementen uit bestaande voorbeelden halen en gebruiken als startpunt voor je eigen simulaties. Verderop komen we nog terug op educatief materiaal om NetLogo te leren.

Uitleg

Elke simulatie in NetLogo kun je van tekst en uitleg voorzien en deze vind je onder het kopje Model Info. Hier lees je dat dit specifieke model de manier toont waarop zuurstof en waterstof met elkaar reageren in een raketmotor. Ook kun je deze ruimte gebruiken om te beschrijven hoe je het model gebruikt, bijvoorbeeld waar de verschillende schuifregelaars voor dienen (onder het kopje How to use it).

Omdat NetLogo vaak wordt gebruikt voor educatieve doeleinden, bevat dit specifieke model ook de nodige informatie over de achtergrond van het experiment en suggesties voor verder gebruik en uitbreiding ervan (vanaf het kopje Things to notice).

Interactie

Helemaal bovenaan de interface staat achter Search the Models Library een keuzemenu. Klik op het driehoekje van de modellenlijst bovenin en typ in het zoekvak dat daaronder verschijnt het woord lunar. Je ziet nu het model Lunar Lander. Klik erop om het te openen.

Net als bij het eerste voorbeeld zie je een schuifregelaar genaamd model speed. Deze komen we vaker tegen en dient uiteraard om de simulatie te versnellen of vertragen. Versnellen willen we in dit geval zeker niet, want Lunar Lander is een simulatie waarin je het oeroude spelletje Maanlander kunt spelen. Hierin moet je een ruimteschip een zachte landing op de maan laten maken.

Na een klik op setup wordt een willekeurig landschap gegenereerd met een blauw landingsplatform en een rood ruimteschip. Zodra je op go klikt, start de simulatie en begint het schip onder invloed van de zwaartekracht te dalen. Aan jou de taak om met de toetsen J (links), L (rechts) en K (motor) het schip zachtjes op het platform te plaatsen.. Behalve dat je automatisch draaiende simulaties kunt maken, biedt NetLogo dus ook volop interactie.

Model

Ten tijde van de coronapandemie werden regelmatig voorspellingen gedaan over de verspreiding van het virus. Dergelijke voorspellingen waren gebaseerd op modellen. Een voorbeeld van zo’n model is Virus on a network. Op basis van de eerdere paragrafen weet je inmiddels hoe je dit model kunt vinden, initiëren en uitvoeren.

In dit model raken gezonde mensen (blauwe bolletjes) besmet (rode bolletjes). Er is een kans op herstel (recovery-chance). Als dat gebeurt wordt een bolletje weer blauw. Er is ook een kans dat iemand resistent wordt (gain-resistance-chance, grijze bolletjes). Iemand die resistent is (en dus zelf niet ziek wordt) kan het virus nog wel doorgeven.

Het model is opgebouwd als netwerk omdat zo ook onze leefwereld in elkaar zit: we zijn allemaal onderdeel van overlappende netwerken van familie, vrienden en collega’s.

Data

Onder de verschillende schuifjes waarmee je de parameters van het model naar je hand kunt zetten, zie je het venster Network Status. Dit heeft zijn eigen menu (de drie streepjes). Klik je daarop, dan kun je de gemaakte grafiek afdrukken (Print chart) of opslaan in verschillende formaten, zoals Download PNG image.

Beweeg je de cursor over de grafiek, dan zie je de bijbehorende waarden in een pop-up. Deze waarden kun je ook downloaden, zodat je er vervolgens in een programma als Excel verder mee zou kunnen werken. Dat doe je via de menuoptie Download CSV.

Complex

Tijdens de coronapandemie (en andere epidemieën) overleden er mensen aan een besmetting. In deze simulatie zou je dat kunnen verwerken door een percentage van de rode bolletjes na een bepaalde tijd te verwijderen. Dat zou de simulatie nog realistischer maken. Er is nog een factor als het gaat om de voorspellende waarde van dit model: virussen muteren en een nieuwe variant brengt nieuwe parameters met zich mee als het gaat om de kans op overleven of resistentie opbouwen. Die parameters ken je echter pas als zo’n nieuwe mutatie al een tijdje rondwaart.

Daarmee zie je ook meteen een tekortkoming van het werken met modellen. Ja, wetenschappers doen hun uiterste best om modellen zo goed mogelijk te maken, maar het blijft een kwestie van het doen van voorspellingen op basis van (soms zeer) onvolledige gegevens.

Overigens vind je tussen de vele voorbeelden in NetLogo ook meer geavanceerde voorbeelden op het gebied van virusverspreiding (zoek op epiDEM).

Logo

In de paragraaf ‘Werking’ hebben we al even onder de motorkap van een model gekeken. Een tweede model waarbij we dat doen is Fireworks. In dit eenvoudige programma wordt het ontploffen van vuurwerk nagebootst. Je speelt zelf met dit model door het weer op te zoeken in het keuzemenu Search the Models Library en te klikken op de inmiddels bekende knoppen setup en go.

NetLogo is gebaseerd op Logo, een programmeertaal die al in 1967 werd ontwikkeld en die vooral voor educatieve doeleinden is gemaakt. Logo bevat een belangrijke grafische component, de zogeheten turtle-grapics. Het idee daarbij is dat je een schildpad, die is voorzien van een tekenpen, opdrachten geeft voor zijn bewegingen en voor het al dan niet gebruiken van de pen. Instructies worden dan ook gegeven vanuit het perspectief van de schildpad en het idee is dat dat perspectief het voor beginnende programmeurs eenvoudiger maakt om de juiste instructies te bedenken.

Open je het vak NetLogo Code, dan zie je ook meermaals het woord turtles in het programma (bijvoorbeeld op regels 34 en 44). De verschillende blokken die beginnen met to en eindigen met end beschrijven de bewegingen van de schildpadden die staan voor de afgeschoten vuurpijl of voor de vallende en gloeiende fragmenten.

Lokaal

Telkens wanneer je de lijst met voorbeelden opent, zie je de tekst Grayed out models don’t yet run in NetLogo Web. Met andere woorden: de webversie kan nog niet alles wat de desktopversie kan. Tijd om de desktopversie te bekijken.

Daarvoor keren we terug naar de startpagina van NetLogo en kiezen Desktop App en Download NetLogo. Hierna hoef je niet per se iets in te vullen, maar kun je gewoon op Download klikken. Tot slot kunnen we kiezen uit versies voor Linux, macOS en Windows. Wij kiezen de Windows-versie in 64 bit. Eenmaal gedownload biedt de installatie geen verrassingen.

Als alles geïnstalleerd is en je hebt gekozen voor het maken van bureaubladpictogrammen, dan zie je dat er maar liefst vier zijn aangemaakt (ook te vinden in het Startmenu). Wij kiezen voor NetLogo.

Openen

Via het menu File / Open kun je uiteraard zelfgemaakt modellen openen, maar de meegeleverde voorbeelden vind je – keurig in rubrieken verdeeld – in Models Library. Hier kiezen we Sample Models / System Dynamics / Wolf Sheep Predation (System Dynamics). Dit is een bekend model uit de biologie waarmee het telkens verschuivende evenwicht tussen jagers en prooidieren wordt nagebootst. Dit is tevens een van de modellen die je in de webversie nog niet kunt gebruiken.

Naast een venster met het programma zie je nu ook een venster genaamd System Dynamics Modeller. Dit is een geavanceerde mogelijkheid die alleen de desktopversie biedt en waarin je grafisch allerlei verbanden kunt definiëren. Wanneer je dubbelklikt op een element, dan kun je de waarde bekijken en eventueel aanpassen. Ook vind je in dit venster een tabblad Code met het leeuwendeel van het programma.

Het programmavenster bevat weer de bekende elementen setup en go, en wanneer je die uitvoert, zie je hoe de populaties wolven en schapen veranderen.

Dit venster bevat naast het tabblad Interface (de uitvoer) ook het tabblad Info met uitleg en het tabblad Code met programmacode. Die activeert in dit geval de hoofdmoot van de code in het andere venster.

Widgets

Open in de desktopversie het model Curricular Models / Connected Chemistry Gas Combustion dat we eerder in de webversie bekeken. Daar zagen we – naast de programmacode – ook de verschillende schuifregelaars waarmee we parameters konden wijzigen, grafiekjes waarin waarden worden bijgehouden en natuurlijk het venster waarbinnen de moleculen bewegen. Al deze elementen van een simulatie worden aangeduid met de term Widgets.

In het lint met pictogrammen vind je alle beschikbare widgets wanneer je klikt op het driehoekje achter Button. Met een klik op Add en een klik op de plaats van bestemming kun je een widget toevoegen aan de gebruikersinterface van een programma. Er wordt dan een pop-up geopend waarin je de eigenschappen opgeeft.

Tot slot

In het menu Help vind je heel veel bronnen waarmee je NetLogo verder kunt verkennen. Onder File / Models Library vind je onder het kopje Code Examples heel veel basisvoorbeelden die speciaal zijn bedoeld om de verschillende aspecten van de NetLogo-taal te leren.

Ben je daarmee eenmaal vertrouwd, dan kun je je op de meer geavanceerde mogelijkheden storten, zoals het zoeken naar specifieke uitkomsten van een simulatie met de losse module BehaviorSearch en 3D-visualisaties met NetLogo3D.

Ga je naar het menu Tools / Extensions, dan zie allerlei reeds geïnstalleerde en beschikbare extensies waarmee je de mogelijkheden nog verder kunt uitbreiden. Zo kun je vanuit NetLogo een Arduino-apparaat aansturen, video’s vastleggen van simulaties en nog veel meer.

Er valt dan ook nog heel wat te ontdekken met dit boeiende gereedschap!

De Motorola G57 Power valt op in het segment van betaalbare smartphones, vooral vanwege zijn grote uithoudingsvermogen. De adviesprijs is 250 euro en dat betekent dat je wel wat consessies doet - maar níet op batterijduur en robuustheid.

Om met dat laatste te beginnen: de Motorola Moto G57 Power beschikt namelijk over een riante batterij van 7.000 mAh. Hoewel het toestel met 210 gram en een dikte van 8,6 mm iets zwaarder aanvoelt dan concurrenten, blijft het ontwerp dankzij de afwerking van veganistisch leer prettig hanteerbaar. Motorola kiest daarnaast voor een vertrouwde ontwerptaal met opvallende Pantone-kleuren zoals Regatta en Corsair. Ondanks de kunststof behuizing blijft de bouwkwaliteit robuust; het beschikt over een MIL-STD-810H-certificering en IP64-classificatie, wat bescherming biedt tegen vallen, stof en waterspatten.

Het 6,72-inch lcd-scherm levert met zijn Full HD-resolutie en 120Hz-beeldverversing een vloeiende ervaring en een fijne piekhelderheid van 1.050 nits. De kleuren ogen bovendien levendig genoeg voor films, series en games. Verder is het display beschermd met Gorilla Glass 7i en kun je het met natte vingers blijven bedienen door de Water Touch-technologie. De Moto G57 beschikt tot slot over een audiojack (wow!), usb-c-poort en ondersteuning voor Dolby Atmos. De dikke onderrand is eigenlijk het enige visuele minpunt aan het design.

©Wesley Akkerman

©Wesley Akkerman

Onderscheidende batterijduur

De Moto G57 Power onderscheidt zich zoals gezegd door een enorme 7.000 mAh-batterij, die bij gemiddeld gebruik moeiteloos drie dagen meegaat. Zelfs bij intensief gebruik, zoals streamen en gamen, blijft er na een volle dag vaak nog zo'n veertig procent over (maar ook dat is natuurlijk afhankelijk van hoeveel je verder doet, maar toch). En dankzij de redelijke oplaadsnelheid van 33 watt kun je het toestel in principe met iets meer dan een uur volledig opladen. Hecht je dus waarde aan een smartphone die lang meegaat, dan zal deze specialisatie je bevallen.

Onder de motorkap zit de nieuwe Snapdragon 6s Gen 4-processor, een zuinige chip die vlot genoeg is voor dagelijks gebruik en multitasking. Met 8 GB werkgeheugen loopt alles soepel, en ook een aantal populaire games draaien prima op gemiddelde instellingen zonder dat het toestel warm wordt. In combinatie met de forse accu en 128 GB uitbreidbare opslag voelt de Motorola Moto G57 Power aan als een nuchter, praktisch toestel dat doet wat het moet doen.

©Wesley Akkerman

©Wesley Akkerman

Prima software en camera's, maar…

De Motorola Moto G57 Power draait verder op Android 16 (nu de meest recente versie) met de verfijnde Hello UI. Het is een schone en opgeruimde ervaring met handige extra's zoals de voor velen bekende Moto-gebaren voor de zaklamp en camera. Qua ervaring heeft Motorola de animaties wat verbeterd (die zijn nu wat soepeler), maar het updatebeleid laat nog wat wensen over. Voor 250 euro kun je niet alles verwachten, maar één enkele Android-upgrade is wel karig. Daardoor is de kans groot dat je sneller dan gehoopt weer aan een nieuwe telefoon toe bent..

De cameraopstelling tot slot wordt geleid door een 50 MP Sony-hoofdsensor die bij goed daglicht verrassend natuurlijke kleuren en details vastlegt. Hoewel de 8 MP ultragroothoeklens minder presteert en foto's bij weinig licht wat zachter worden, zijn de resultaten voor deze prijsklasse best te pruimen. De selfiecamera blinkt uit in realistische huidtinten. Het camerasysteem is desondanks geen hoogvlieger, maar ook hier moeten we rekening houden met de prijs en het marktsegment. De camera's zijn duidelijk niet de prioriteit bij dit toestel.

Motorola Moto G57 Power kopen?

Ben je op zoek naar een smartphone met een maximale accuduur, dan is de Motorola Moto G57 Power een uitstekende keuze. Met zijn gigantische 7000 mAh-batterij en de efficiënte Snapdragon-chipset zet het toestel een fijne standaard in het budgetsegment. De camera en het beperkte updatebeleid zijn duidelijk zwakkere punten, maar het robuuste ontwerp en de schone Android-ervaring maken veel goed. Al met al is de G57 Power een nuchtere, betrouwbare smartphone voor wie niet telkens naar de oplader wil grijpen.

Er valt deze week weer een boel te streamen en of je nu zin hebt in superheldenactie, sciencefiction of drama: er is voor ieder wat wils. Wij hebben de beste tips van het nieuwe aanbod voor je op een rijtje gezet, zodat jij precies weet wat je deze week niet mag missen.

Wonder Man (seizoen 1) | Disney+ | 28 januari

De nieuwste toevoeging aan het MCU, de gloednieuwe serie Wonder Man, is vanaf deze woensdag te zien op Disney+. De serie volgt Simon Williams (Yahya Abdul-Mateen II), een acteur die nogal worstelt om zijn carrière van de grond te krijgen. Wanneer hij medeacteur Trevor Slattery (Ben Kingsley) ontmoet, komt hij erachter dat de legendarische regisseur Von Kovak (Zlatko Burić) de superheldenfilm ‘Wonder Man’ opnieuw verfilmt. Terwijl Simon een levensveranderende rol achterna jaagt, blijkt dat hij zelf echt superkrachten heeft. Hij gebruikt ze echter liever niet en wil zich vooral graag richten op zijn carrière. De serie wordt tot nu toe uitstekend ontvangen, iets wat Marvel-fanaten wel konden gebruiken.

Bridgerton (Seizoen 4 - Deel 1) | Netflix | 29 januari

Het geliefde kostuumdrama Bridgerton keert deze week terug, ditmaal met een focus op Benedict Bridgerton (Luke Thompson). Nadat hij in eerdere seizoenen wat aan de zijlijnen heeft gestaan, pakt ‘ie nu zijn eigen moment in de schijnwerpers. Naast terugkerende castleden als Jonathan Bailey en Simone Ashley - respectievelijk als Anthony en Kate Bridgerton - zijn er ook nieuwe namen van de partij. Bijvoorbeeld Katie Leung - die ook de stem van Caitlyn uit Arcane inspreekt - als Lady Araminta Gun. Zoals steeds vaker voorkomt bij Netflix wordt dit seizoen wel opgebroken: de eerste vier afleveringen zijn vanaf 29 januari te bekijken, waarna de laatste vier volgen op 26 februari.

PONIES (seizoen 1) | SkyShowtime | 30 januari

De buddy-spyserie PONIES volgt Bea (Emilia Clarke) en Twila (Haley Lu Richardson), twee gewone vrouwen die in 1977 als secretaresse werken op de Amerikaanse ambassade in Moskou. Hun rustige leven wordt abrupt op zijn kop gezet wanneer hun echtgenoten, beiden CIA-agenten, onder mysterieuze omstandigheden om het leven komen. Vastbesloten om de waarheid te achterhalen, laten Bea en Twila hun vertrouwde kantoorbanen achter en worden ze zelf CIA-spionnen.

The Death of Bunny Munro | SkyShowtime | 30 januari

The Death of Bunny Munro is gebaseerd op het gelijknamige boek van Nick Cave en volgt titulaire hoofdpersoon Bunny Munro (Matt Smith), een losbandige huis-aan-huisverkoper van schoonheidsproducten. Na de plotselinge dood van zijn vrouw, moet hij ineens alleen voor zijn jonge zoontje zorgen, die hij meeneemt terwijl hij voor zijn werk door het zuiden van Engeland reist. Bunny is alleen maar bezig met het vervullen van zijn eigen behoeftes, maar tijdens hun chaotische roadtrip realiseert hij zich dat hij zijn levensstijl zal moeten aanpassen.

Mad Max: Fury Road | HBO Max | 1 februari

De eerste vier delen van de western-achtige sciencefictionfilms Mad Max zijn vanaf deze zondag te zien op HBO Max. Het vierde deel, Fury Road, is wat mij betreft de grootste aanrader. In een post-apocalyptische woestijn waar benzine en water schaars zijn, bundelt hoofdpersoon Max (Tom Hardy) de krachten met een groep rebellen om in opstand te komen tegen een meedogenloze dictator. Je hebt trouwens niet per se voorkennis nodig om van Mad Max: Fury Road te kunnen genieten, de keiharde actie en geweldige setting maken deze film sowieso de moeite al waard.

Ocean's Eleven | HBO Max | 1 februari

Mocht je deze week zin hebben in een lekkere heistfilm, dan ben je bij HBO Max aan het juiste adres. Danny Ocean (George Clooney) is de gevangenis nog niet uit of hij is zijn volgende misdaad al aan het bekokstoven. Hij verzamelt een team van tien doorgewinterde criminelen om drie grote casino’s in Las Vegas te beroven en doopt de groep ‘Ocean’s Eleven’. De film is een remake van de gelijknamige Rat Pack-klassieker uit 1960 en zit met onder anderen Clooney, Brad Pitt, Andy Garcia, Don Cheadle en Julia Roberts, net zo boordevol sterren als het origineel.