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 langverwachte live-action verfilming van Nintendo's populaire gameserie The Legend of Zelda zal ergens na de bioscooprelease op Netflix komen te staan.

Dat meldt het Japanse Famitsu (via Eurogamer). Sont Pictures, het productiebedrijf achter de film, heeft een deal met Netflix liggen waardoor die streamingdienst de exclusieve streamingrechten op de film heeft.

Dat betekent dat de film na de bioscooprelease en nadat de film als 'home entertainment' uitkomt (bijvoorbeeld op fysieke blu-ray), Netflix de plek wordt waar de film te streamen zal zijn. Wanneer dat precies is, weten we nog niet, maar de bioscooprelease van de film is in ieder geval op 7 mei 2027. De film zal dus ergens daarna op Netflix verschijnen.

The Legend of Zelda

The Legend of Zelda is een van de populairste gamereeksen van Nintendo. In de games trekken spelers er over het algemeen met de jonge avonturier Link op uit in het magische land Hyrule, meer dan eens om prinses Zelda te redden uit de klauwen van het kwaad - bijvoorbeeld Ganon.

Sinds de release van de Nintendo Switch-console in 2017 heeft Nintendo nieuw leven in de Zelda-reeks geblazen met The Legend of Zelda: Breath of the Wild en vervolg Tears of the Kingdom. Deze spellen nemen de structuur van de oudere delen op de schop en bieden een grote, open spelwereld om vrij in rond te lopen en puzzels op te lossen. Voor de vorig jaar uitgekomen Nintendo Switch 2 is vooralsnog geen nieuwe Zelda-game aangekondigd, maar het wordt aangenomen dat Nintendo hier achter de schermen wel aan werkt.

De Zelda-film

Nintendo richt zich steeds meer op verfilmingen van zijn populaire gamefranchises. Zo is eerder al de animatiefilm The Super Mario Bros. Movie uitgekomen en staat ook het vervolg The Super Mario Galaxy Movie op de planning. In tegenstelling tot die films, zal de The Legend of Zelda-film live-action worden, dus met echt gefilmde beelden.

Het is al bekend dat Evan Ainsworth de rol van Link gaat spelen, terwijl Bo Bragason de rol van Zelda speelt. Eerder werden er al enkele setfoto's uitgebracht, waarvan hieronder eentje te zien is. De opnames zijn dan ook al begonnen in Nieuw-Zeeland, en lopen volgens geruchten tot 7 april. Zoals gezegd zal de Zelda-film vanaf 7 mei 2027 in de bioscoop draaien.

Een nieuwe week is aangebroken, dat betekent dat er weer een hele sloot nieuwe streamreleases! Mocht je daar keuzestress van krijgen, maak je geen zorgen: we hebben de beste tips voor je op een rijtje gezet, zodat je precies weet wat je deze week niet mag missen.

Inglourious Basterds | Netflix | 19 januari

De moderne klassieker Inglourious Basterds speelt zich af tijdens de Tweede Wereldoorlog in het door nazi's bezette Frankrijk, waar de ouders van de Joodse vluchteling Shosanna (Mélanie Laurent) worden vermoord door de beruchte kolonel Hans Landa (Christoph Waltz). Jaren later is ze uit op wraak en organiseert ze een filmpremière met alle belangrijke nazi’s op de gastenlijst. Haar plan trekt echter ook de aandacht van de “Basterds”, een groep Joods-Amerikaanse guerrillasoldaten onder leiding van de meedogenloze luitenant Aldo Raine (Brad Pitt). Inglourious Basterds is een historische actiefilm zoals alleen Quentin Tarantino ze maakt, met een boeiend verhaal, kleurrijke personages en een hele hoop brute, bloederige actie. Dit is een film die je in ieder geval één keer gezien moet hebben.

The Green Mile | Netflix | 19 januari

The Green Mile is gebaseerd op het gelijknamige boek van Stephen King en speelt zich af in de jaren dertig, in een gevangenis in Louisiana. Gevangenisbewaker Paul Edgecomb (Tom Hanks) werkt op de afdeling terdoodveroordeelden en krijgt de gevangene John Coffey (Michael Clarke Duncan) onder zijn hoede. Coffey is veroordeeld voor verkrachting en kindermoord, maar blijkt ondanks zijn vonnis en intimiderende uiterlijk niet half zo gevaarlijk als hij lijkt. Met een speelduur van drie uur is The Green Mile een flinke zit, maar elke minuut is het dubbel en dwars waard. Het hartverscheurende verhaal en ijzersterke acteerwerk van Duncan en Hanks maken dit zonder twijfel een van de mooiste films ooit gemaakt. Wees gewaarschuwd: The Green Mile krijgt zelfs de meest koudbloedigen onder ons aan het huilen.

A Knight of the Seven Kingdoms (seizoen 1) | HBO Max | 19 januari

Het eerste seizoen van de nieuwste spin-off van Game of Thrones, A Knight of the Seven Kingdoms, is vanaf vandaag te zien op HBO Max. De serie is gebaseerd op George R.R. Martins op zichzelf staande novelles The Hedge Knight, The Sworn Sword en The Mystery Knight en speelt zich zo’n honderd jaar voor het begin van Game of Thrones af. A Knight of the Seven Kingdoms volgt Ser Duncan ‘Dunk’ the Tall, een hagenridder zonder heer of eigen land die wel een schildknaap kan gebruiken. En die vindt hij in de vorm van Prins Aegon ‘Egg’ Targaryen (Dexter Sol Ansell) – wiens naam je misschien herkent als de broer van Maester Aemon. De twee vormen een vriendschap vol bizarre avonturen terwijl ze samen door Westeros trekken. Voor wie meer over de serie wil weten heeft Dunke de belangrijkste informatie samengevat.

28 Years Later | Netflix | 22 januari

De horrorfilm 28 Years Later is vanaf deze donderdag voor het eerst te streamen op Netflix. Na 23 jaar is het team achter de Britse cultklassieker 28 Days Later – regisseur Danny Boyle, scenarist Alex Garland en cameraman Anthony Dod Mantle – terug met een nieuwe toevoeging aan de franchise. De film speelt zich (zoals je al verwacht had) 28 jaar af na de uitbraak van het Rage-virus. Een groep mensen heeft weten te overleven op een klein eiland. De tiener Spike (Alfie Williams) en zijn vader Jamie (Aaron Taylor-Johnson) verlaten echter hun veilige schuilplaats om een dokter (Ralph Fiennes) te vinden voor Spike’s zieke moeder (Jodie Comer).

Cosmic Princess Kaguya! | Netflix | 22 januari

De anime Cosmic Princess Kaguya! is het regiedebuut van scenarist Shingo Yamashita en is een hervertelling van het volksverhaal Taketori Monogatari (Het Verhaal van de Bamboeverzamelaar). Deze moderne bewerking van de Japanse legende speelt zich af in een virtuele wereld genaamd Tsukuyomi. Het leven van de zeventienjarige Iroha wordt compleet op zijn kop gezet wanneer ze de mysterieuze prinses van de maan, Kaguya, ontmoet. De twee raken verwikkeld in een magisch, muzikaal avontuur dat hun lot voor altijd verandert. Een klassiekere versie van het verhaal, het prachtig geanimeerde The Tale of Princess Kaguya, kun je overigens ook op Netflix vinden. 

Springsteen: Deliver Me From Nowhere | Disney Plus | 23 januari

De legendarische rockartiest Bruce Springsteen was vaak op de set van zijn eigen biopic te vinden. Niet om te controleren of Jeremy Allen White z’n reputatie wel eer aandeed, maar om input te leveren voor een van zijn meest duistere periodes in z’n leven. Deliver Me From Nowhere richt zich namelijk op Nebraska, een bijzonder ingetogen album van een jonge Bruce die de faam even niet meer zag zitten. De ontvangst van de film was wisselend, maar voor Springsteen-fans is hij zeker de moeite waard.