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!

Bij ID.nl zijn we dol op kwaliteitsproducten waar je niet de hoofdprijs voor betaalt. Een paar keer per week speuren we binnen een bepaald thema naar zulke deals. Zoek je een goede tablet met een lekker groot scherm? We hebben vijf mooie exemplaren voor je gevonden.

Lenovo Tab M11 (ZADA0134SE)

Lenovo bewijst met zijn Tab M11 dat een goede tablet helemaal niet zo veel geld hoeft te kosten. Zo komen diverse onafhankelijke testers op Kieskeurig.nl tot een gemiddelde score van een 9. Vaak benoemde pluspunten zijn onder meer de hoge beeldkwaliteit, de lange accuduur en het goede geluid. Verder vinden gebruikers het prettig dat er al een stylus is inbegrepen. Handig voor wie graag tekeningen of handgeschreven notities maakt. Het lcd-scherm telt 1920 × 1200 pixels. De resolutie is weliswaar wat lager vergeleken met die van duurdere modellen, maar je kunt nog altijd films in Full-HD-kwaliteit streamen. De beelden ogen op het 11inch-scherm dan ook scherp. Ondanks de lage aanschafprijs heeft deze stevige tablet een metalen behuizing.

Voor het opslaan van apps en eigen data bevat de Tab M11 128 GB intern geheugen. Breid dat desgewenst uit met een eigen microSD-kaart van maximaal 1 TB. Het rekencentrum bestaat uit de veelgebruikte MediaTek Helio G88-processor en 4 GB werkgeheugen. Voor basistaken als e-mailen, internetten, webwinkelen en video's streamen is dat ruimschoots voldoende.

Samsung Galaxy Tab S9+ WiFi

Zoek je een krachtige tablet met een groot scherm? De Samsung Galaxy Tab S9+ WiFi heeft amoledscherm van 12,4 inch. Dat is een prettig formaat om bijvoorbeeld de digitale krant te lezen of Netflix-series te bingewatchen. Verder draait de aanwezige Qualcomm Snapdragon 8 Gen 2-processor zijn hand niet om voor zware taken, zoals het spelen van 3D-games of monteren van video's. Deze chipset bevat acht rekenkernen waarvan de snelste cores zijn afgeregeld op een maximale klokfrequentie van 3,36 GHz. In combinatie met 12 GB werkgeheugen kun je vlot op deze tablet werken. Gebruik hiervoor eventueel de bijgesloten drukgevoelige stylus.

Voor beeldbewerkingen komt de respectabele resolutie van 2800 × 1752 pixels goed van pas. Foto's en video's ogen hierop haarscherp. Daarnaast ondersteunt het amoledscherm een vernieuwingsfrequentie van 120 hertz. Je speelt dus snelle games zonder haperingen. De basisuitvoering heeft 256 GB interne opslag. Kies tussen de kleurstellingen grafiet en beige. Je kunt de Galaxy Tab S9+ WiFi ook met 512 GB interne opslag kopen (grafiet/beige). Overigens heeft de waterdichte behuizing een microSD-kaartslot, waardoor je de opslagcapaciteit eenvoudig met maximaal 1 TB kunt uitbreiden.

Xiaomi Pad 6

De Xiaomi Pad 6 is een krachtige tablet die zich richt op zowel entertainment als productiviteit. Het absolute hoogtepunt is het 11-inch WQHD+ scherm met een verversingssnelheid van 144Hz. Dit zorgt voor een aanzienlijk vloeiender beeld. Onder de motorkap vind je een snelle Snapdragon 870-processor, waardoor zware apps en games moeiteloos draaien.

De tablet heeft een luxe, volledig metalen behuizing en vier luidsprekers met Dolby Atmos-ondersteuning voor een ruimtelijk geluid. De accu van 8840 mAh gaat lang mee en laadt snel op (33W). Let wel dat de optionele stylus niet standaard wordt meegeleverd.

Logicom Tab XXL

De naam zegt het al: de Logicom Tab XXL is een grote tablet voor wie graag wat meer ruimte op het scherm heeft. Met het grote 14,1-inch display kijk je comfortabel films en series, lees je makkelijk langere teksten en heb je genoeg overzicht als je meerdere apps tegelijk gebruikt. Hij leent zich goed voor dagelijkse dingen zoals surfen op internet, mailen, videobellen en het gebruiken van bekende Android-apps. Ook voor thuiswerken of studeren is het grote scherm prettig, bijvoorbeeld bij het bekijken van documenten of online vergaderingen.

De camera’s zijn handig voor videogesprekken en snelle foto’s, terwijl wifi en bluetooth het eenvoudig maken om accessoires zoals een koptelefoon of toetsenbord te koppelen. Door de flinke batterij kun je de tablet langere tijd gebruiken zonder steeds naar een oplader te hoeven grijpen. De meegeleverde hoes maakt het geheel net wat praktischer in gebruik, zowel op de bank als aan tafel.

Lenovo Tab P12 (ZACH0112SE)

De Lenovo Tab P12 heeft een schermdiagonaal van 12,7 inch. De resolutie is met 2944 × 1840 pixels eveneens prima op orde, zodat je foto's en video's in een hoge kwaliteit kunt bekijken. Verder heeft de fabrikant ook aan een goed geluid gedacht. De metalen behuizing bevat vier minispeakers van het bekende audiomerk JBL. Een bluetooth-koptelefoon koppelen kan uiteraard ook.

De Tab P12 geschikt voor alledaagse apps, zoals Facebook, YouTube, Chrome en simpele spelletjes. es rekenkernen presteren op 2 GHz, terwijl de twee resterende cores zijn geklokt op 2,6 GHz. Deze tablet heeft daarnaast 8 GB werkgeheugen en 128 GB interne opslag. Overigens breid je de opslagcapaciteit makkelijk uit met een eigen microSD-kaart van maximaal 1 TB. Lenovo levert bij dit product een stylus mee. Benieuwd naar ervaringen van andere gebruikers? Lees dan deze reviews op Kieskeurig.nl.

Philips breidt zijn assortiment heteluchtfriteuses uit met de Airfryer Dual Stacked 4000-serie. Je ziet meteen waar de naam vandaan komt: de twee bakmanden zijn gestapeld (stacked). Hierdoor neemt het apparaat tot 45 procent minder ruimte in op het aanrecht dan traditionele dubbele airfryers, terwijl de totale inhoud met 10 liter gelijk blijft aan grotere modellen.

Philips is niet de eerste die met een verticaal ontwerp komt. Merken als Ninja (met de Double Stack) en Princess hebben al soortgelijke modellen. Het is een duidelijke trend in de keukenmarkt: consumenten willen wel de voordelen van twee mandjes, maar hebben geen zin in een apparaat dat het halve aanrecht in beslag neemt.

De Philips Airfryer Dual Stacked 4000-serie richt zich vooral op huishoudens met kleine(re) keukens. De twee manden hebben elk een capaciteit van 5 liter, zodat je bijvoorbeeld vlees in de ene mand en groenten in de andere kunt bereiden. De synchronisatiefunctie zorgt ervoor dat beide zones op precies hetzelfde moment klaar zijn, ook als de bereidingstijden verschillen.

©Philips

Voor de bereiding leunt Philips op de bekende RapidAir-technologie, waarbij hete lucht met hoge snelheid door de manden circuleert. Volgens de fabrikant zorgt dat voor een gelijkmatige garing met weinig of geen olie. Handig zijn de kijkvensters: je houdt het bakproces in de gaten zonder dat je de laden hoeft te openen. Zo ontsnapt er niet onnodig warme lucht.

Je bedient de airfryer via een digitaal touchscreen met dertien voorgeprogrammeerde instellingen voor bekende gerechten. Wil je meer controle, dan kun je de temperatuur en tijd ook handmatig per mand instellen.

Ook handig: na afloop kunnen de losse onderdelen in de vaatwasser, wat het schoonmaken na het koken makkelijker maakt.

©Philips

Beschikbaarheid

De Philips Airfryer Dual Stacked 4000-serie is per direct verkrijgbaar bij diverse elektronicaspeciaalzaken en online winkels. Het apparaat heeft een adviesprijs van 229,99 euro.