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!

Een blender of een keukenmachine maakt geluid, dat is nu eenmaal zo. Er zitten bewegende onderdelen in, en er komt flink wat kracht bij kijken. Maar wat als je blender meer lawaai maakt dan zou moeten? Gelukkig kun je dat vaak zelf oplossen. Hier lees je hoe.

Lees ook: 9 dingen die je óók met je blender kunt maken

Waarom maakt mijn blender lawaai? 

De messen van een blender draaien doorgaans in de rondte met zo'n 20.000 toeren per minuut – bijna tien keer zo veel als de wielen van je auto als je lekker aan het cruisen bent. Geen wonder dus dat daar wat geluid bij komt kijken. 

Oudere blenders maken vaak meer lawaai dan nieuwe, en hoe langer je je blender hebt, des te meer geluid hij gaat maken, omdat de onderdelen verouderd raken. Daar is verder weinig aan te doen, behalve een nieuwe blender kopen. 

Stille blenders

Er zijn steeds meer stille blenders op de markt, al blijven ze natuurlijk altijd geluid maken. Doorgaans geldt dat hoe krachtiger het model, des te hoger de geluidsproductie. Denk dus goed na of je wel de krachtigste blender nodig hebt, of dat je het met een simpeler – en stiller! – model af kan. 

Fabrikanten doen er ook steeds meer aan om het geluid tegen te houden, bijvoorbeeld door een geluidsreductiesysteem en een slimme vorm van de messen en de glazen kan. Nieuwer is niet altijd beter, maar in dit geval vaak wel. 

©HP

Resonantie

Een van de hoofdredenen van een luide blender is de resonantie in de rest van je keuken. Probeer je blender maar eens op te tillen tijdens het blenden: dan hoor je meteen een stuk minder. Dat komt doordat het geluid doordreunt in het keukenblad, of zelfs in de muren waar de blender bij in de buurt staat. 

Zorg er dus voor dat de blender zo vrij mogelijk staat, niet tegen de muur en er ook niet vlakbij. Je kunt ook tijdelijk een handdoek of theedoek onder de blender leggen om het doordreunen te voorkomen, al moet je er wel voor zorgen dat het apparaat waterpas blijft staan. 

Veel blenders en keukenmachines hebben zuignappen, zodat ze wel op hun plek blijven staan, maar niet direct met het aanrechtblad in aanraking komen. Dat scheelt ook weer een slok op een smoothie! 

Conclusie

Je blender maakt nu eenmaal geluid, daar is weinig aan te doen. Je kunt het wel binnen de perken houden door te zorgen dat de blender goed waterpas staat en dat alle onderdelen goed schoon zijn. Zet hem niet tegen of in de buurt van de muur, en zet hem eventueel op een handdoek of theedoek om de ergste trillingen te voorkomen. En anders kun je natuurlijk altijd op zoek gaan naar een nieuwe, stille blender.

Google Maps is een veelgebruikte navigatie-app binnen zowel Android als iOS. Veel mensen zijn inmiddels gewend aan die app en hebben geen behoefte aan alternatieven. Maar als je om je heen kijkt, zijn er genoeg kaarten-apps die de moeite waard zijn.

Google Maps is inmiddels meer dan alleen een app voor het navigeren. Je kunt er eveneens informatie over je omgeving of buurt mee opzoeken, en zodoende leuke plekjes ontdekken. Ook biedt de app informatie over bijvoorbeeld files en de luchtkwaliteit. Daarnaast laten mensen er zelf recensies en foto's op achter, waardoor je nog een beter beeld krijgt van wat er in jouw omgeving gebeurt. En vergeet de Steet View-functie niet om een omgeving elders op de wereld te verkennen.

Maar dit is natuurlijk niet de enige dienst die je op deze manier op je smartphone kunt gebruiken. In dit artikel bieden we vier alternatieven voor Google Maps aan.

1- Here WeGo

De eerste app in dit korte lijstje is Here WeGo. Dit is een gratis te downloaden app, die in de basis hetzelfde doet als Google Maps – maar dan zonder Google. Je hebt toegang tot verschillende soorten navigatieopties, zoals wandelen, met de auto of het ov, en kunt directies opvragen die je van deur tot deur brengt. Daarnaast zijn er allerlei mogelijkheden waarmee je de reis, ongeacht het voertuig, personaliseert. Zo kun je kiezen voor de snelste of de kortste route (het verschil zit hem in snelheid) en of je in realtime omgeleid wil worden wanneer dat nodig is. Zo kan Here WeGo rekening houden met files en eventueel oponthoud. Verder zijn er twee weergavemodi: een zoals in Google Maps en een met een satellietbeeld van de omgeving.

Here WeGo is beschikbaar voor Android en iOS.

🚲Leestip: Ga eropuit! De beste sites en apps voor wandelen en fietsen

2- Apple Maps

We kunnen het ons bijna niet voorstellen dat je dit niet weet als je een iPhone hebt, maar Apple biedt met zijn eigen kaartenapplicatie Apple Maps ook een prima alternatief voor Google Maps aan. Hoewel de software eerder onbruikbaar was, heeft de app de afgelopen jaren flinke sprongen vooruit gemaakt. Had je de app eerder afgeschreven, dan kun je je er nu aan wagen. Net zoals bij andere navigatie-applicaties heb je de keuze uit verschillende reisopties, zoals met de auto, de fiets en bijvoorbeeld een taxi. Apple Maps biedt routenavigatie, locatie delen, plaatskaarten en een interactieve 3D-weergave aan van allerlei omgevingen. Zo krijg je een beter beeld van wat er te beleven valt, of hoe er een stad, dorp of weg vormgegeven is.

Apple Maps is alleen beschikbaar voor iOS.

3- Waze

Mocht je iemand zijn die uit het Google-ecosysteem wil stappen, of minder van Google afhankelijk wil zijn, dan is Waze wellicht niet de beste optie. Google is namelijk eigenaar van deze app. Maar voor andere gebruikers kan dit wel een goed alternatief zijn. Veel van de informatie die Waze presenteert, is namelijk afkomstig vanuit de community. Gebruikers houden andere mensen dus op de hoogte. Daardoor krijg je veel meer updates in realtime over wat er om je heen gebeurt of wanneer je eenmaal de weg op gaat. Ongelukken en dergelijke zijn daardoor geen verrassingen meer. Waze kan bovendien razendsnel andere routes aanbieden, en je kunt van tevoren aangeven dat je bepaalde wegen of gebieden wilt vermijden.

Waze is beschikbaar voor zowel Android als iOS.

4- OsmAnd

OsmAnd is tot slot een navigatieapplicatie die volop gebruikmaakt van opensource-informatie. In dit geval gaat het om de data van OpenStreetMap. Dat is niet het enige dat dit zo'n sterke app maakt. Want OsmAnd legt voornamelijk de nadruk op offline gebruik. Zo kunnen gebruikers niet alleen hun eigen omgeving, maar ook gewoon de kaart van een volledig land offline beschikbaar maken. Dat zal de app dan ook meteen vragen op het moment dat je hem voor het eerst opent. Daardoor kun je niet alleen data besparen, ook heb je gewoon een goede kaart tot je beschikking wanneer je in een gebied bent met slecht internet. Verder is het fijn om te zien dat OsmAnd de basis op orde heeft als het gaat om de interface en navigatieopties. Alle basale functies die je mag verwachten van een kaartenapp zit in OsmAnd, dus je hoeft niets te missen.

OsmAnd is beschikbaar voor zowel Android als iOS.