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 Europese Commissie claimt dat het socialmediaplatform TikTok te verslavend is, en wil dan ook dat het oneindig kunnen scrollen in de app onmogelijk wordt.

Volgens de Europese Commissie verbreekt TikTok daarmee de Digital Services Act (DSA). Naast oneindig kunnen scrollen worden ook sommige pushnotificaties en autoplay als boosdoeners gezien.

Doomscrollen

De Commissie haalt specifiek oneindig scrollen aan als een gevaarlijk onderdeel van de app. De Commissie meent dat dit gebruikers in een soort trance brengt door dwangmatig gedrag - in feite waar de populaire term 'doomscrollen' op slaat.

De Commissie heeft echter nog geen bindend oordeel uitgebracht. Zo mag ByteDance, het bedrijf achter TikTok, zichzelf eerst verantwoorden. Ook gaat de Commissie eerst advies vragen aan de Europese Raad, om specifiek te zijn een adviesgroep hierbinnen die over digitale diensten gaat. Mocht de Europese Raad het eens zijn met de Commissie, dan moet TikTok in Europa mogelijk onderdelen van het socialmediaplatform aanpassen. Gebeurt dat niet, dan kan ByteDance forse boetes ontvangen.

Social media onder het vergrootglas

Social media - waaronder TikTok - ligt de laatste tijd toch steeds vaker onder een vergrootglas. In Australië bijvoorbeeld is social media sinds enige tijd verboden voor kinderen, en Spanje kondigde eerder deze week aan soortgelijke maatregelen te nemen.

Tegenwoordig brengt zo'n beetje elk gerespecteerd audiomerk soundbars inclusief subwoofers op de markt. Toch slaagt het Duitse Teufel om zich van de massa te onderscheiden. De bijgesloten basspeaker van de nieuwe Cinebar 22 is namelijk verrassend slank. Hierdoor kun je hem makkelijk naast een televisiemeubel of onder een loungebank kwijt. In de soundbar zelf zitten nog eens acht actieve audiodrivers. Dat belooft wat!

Teufel ontwikkelde zijn Cinebar 22 voor een brede doelgroep. Deze soundbar is namelijk een meter lang, zodat hij goed matcht met een middelgrote tot grote televisie. Je kunt de behuizing op een meubel neerzetten of hem aan de wand schroeven. Voor woonkamers met beperkte ruimte is de bijgesloten subwoofer van slechts twaalf centimeter breed ideaal. Heb je naast de televisiemeubel alsnog geen plek, dan schuif je de basspeaker gewoon onder de bank. Je kunt de subwoofer namelijk zowel staand als liggend positioneren. Denk vooraf goed na over de locatie, want je kunt de vier meegeleverde antislipvoetjes maar op één zijde plakken.

©Maikel Dijkhuizen

Soundbar aansluiten

De soundbar heeft een stevige kunststof behuizing met aan de rechterkant een klein dimbaar display. Hierop bekijk je onder meer de actieve bron en het volumeniveau. Verder bevindt zich bovenop een compact bedieningspaneel met touchknoppen. De subwoofer bestaat uit een MDF-klankkast. Beide componenten communiceren draadloos met elkaar. Het aansluiten van de Cinebar 22 stelt weinig voor. Verbind de twee apparaten met netstroom en koppel de soundbar via HDMI aan een televisie. Een klein kritiekpuntje is dat Teufel geen HDMI-kabel meelevert. Gezien de adviesprijs van bijna zeshonderd euro hoort zo'n snoertje er naar onze mening gewoon bij.

Je geeft met een schuifknopje aan de achterkant van de subwoofer aan hoe de basspeaker is opgesteld, namelijk vrijstaand, in een hoek of liggend. Zodra je beide apparaten eenmaal hebt ingeschakeld, kies je op het display de Nederlandse taal. In de volgende stap koppel je de subwoofer aan de soundbar door op de pairing-knop te drukken. Dat gaat erg snel, want luttele seconden later hoor je tv-geluid.

Handig is dat je achterop ook nog verschillende audiovisuele bronnen kunt aansluiten, zoals een cd-speler, gameconsole of tv-ontvanger. Gebruik hiervoor bijvoorbeeld de tweede HDMI-poort, optische ingang of analoge tulpaansluitingen. De Cinebar 22 vervult daarmee min of meer de rol van klassieke receiver. Abonnees van Spotify of een andere online muziekdienst kunnen draadloos naar albums, afspeellijsten en podcasts luisteren. Verbind hiervoor een smartphone of tablet met bluetooth.

©Maikel Dijkhuizen

©Maikel Dijkhuizen

Ruimtelijk geluid

In tegenstelling tot veel andere soundbars is er geen bijbehorende app. Geen punt, want de duidelijke afstandsbediening voldoet prima. De bediening werkt kinderlijk eenvoudig. Kies TV, HDMI, OPT, AUX of bluetooth als bron en leun lekker achterover. Audiopuristen passen met aparte knopjes de niveaus voor de lage en hoge tonen aan. Verder heeft de Cinebar 22 voorgeprogrammeerde modi voor muziek, spraak en nacht. Vanuit het menu zet je uiteenlopende (geavanceerde) audio-instellingen eventueel nog verder naar je hand.

Alles leuk en aardig, maar uiteindelijk draait het natuurlijk om de geluidskwaliteit. Die is kortweg uitstekend. Het is bewonderingswaardig wat een vol geluid deze soundbar/subwoofer-combinatie kan produceren. Dit audiosysteem heeft ook nog eens veel power, want het volume kan behoorlijk luid. Dankzij twee zijwaarts gerichte audiodrivers schieten surroundeffecten van links naar rechts en vice versa. Via een aparte toets op de afstandsbediening kun je deze effecten nog wat versterken.

De subwoofer doet zijn werk naar behoren, want bombastische scènes hoor (en voel) je heerlijk nadreunen. Teufel pronkt op de productdoos weliswaar met ondersteuning voor Dolby Atmos, maar daar merk je in de praktijk eigenlijk niks van. Er ontbreken simpelweg hoogtekanalen om zo'n audiospoor goed te verwerken. Desalniettemin is de Cinebar 22 voor liefhebbers van films, series en games een absolute aanrader.

©Maikel Dijkhuizen

Teufel Cinebar 22 kopen?

De Teufel Cinebar 22 is een aanwinst voor elke kleine tot middelgrote kamer. Je krijgt deze soundbar/subwoofer-combinatie in enkele minuten aan de praat, waarna je luistert naar een vol televisiegeluid met ruimtelijke effecten. Overige pluspunten zijn de duidelijke afstandsbediening en het Nederlandstalige display. Houd wel rekening met een behoorlijke adviesprijs van zo'n zeshonderd euro.

Meer van Teufel ⤵