Daten besser erschließen und nutzen – TU Kaiserslautern an Aufbau nationaler Forschungsdatenbank beteiligt

Die Gemeinsame Wissenschaftskonferenz (GWK) hat am 2. Juli weitere Projekte bewilligt, die aus dem mehrstufigen Wettbewerb der Nationalen Forschungsdateninfrastruktur (NFDI) hervorgegangen sind. Ziel ist es, für die unterschiedlichen Fachdisziplinen Infrastrukturen aufzubauen, um die Fülle von Forschungsdaten besser nutzbar zu machen. Auch die TU Kaiserslautern (TUK) ist an drei Vorhaben beteiligt. Es geht um Materialwissenschaft und Werkstofftechnik, Mathematik sowie Physik. Die Mitglieder entwickeln unter anderem die Infra- und Servicestruktur für ein effektives Forschungsdatenmanagement. Bund und Länder stellen für das Gesamtvorhaben bis 2028 jährlich bis zu 90 Millionen Euro bereit.

Daten sind der Rohstoff des 21. Jahrhunderts. Neue Technologien erlauben es, immer mehr Datensätze in immer kürzerer Zeit zu durchforsten und auszuwerten. Dabei geben sie uns zum Beispiel Einblick in das Verhalten neuartiger Werkstoffe, in unser Erbgut oder unsere Psyche. Sie helfen Medikamente herzustellen oder das Wetter besser vorherzusagen. Doch wie soll die Wissenschaft mit der Fülle von Daten umgehen? An jeder Forschungsstelle kommen andere Methoden und Verfahren zum Einsatz, um die gewonnen Daten zu speichern, analysieren und interpretieren. Genau hier setzt die Nationale Forschungsdateninfrastruktur der Deutschen Forschungsgemeinschaft an. Dieses bundesweite Netzwerk soll künftig helfen, Forschungsdaten systematisch zu erschließen, zu verwalten, nachhaltig zu sichern, zugänglich zu machen und zu vernetzen. Dabei gilt, dass die in den Datenbanken auffindbaren Forschungsdaten „FAIR“ sein sollen: auffindbar (Findable), zugänglich (Accessible), interoperabel (Interoperable) und wiederverwendbar (Re-purposable).

Mathematische Forschungsdaten sind umfangreich, komplex und vielfältig. Durch die Inter- disziplinarität und Abstraktionskraft der Mathematik sind sie sowohl innerhalb als auch außerhalb der Mathematik weit verbreitet, wobei moderne Entwicklungen zu immer komplexeren mathematischen Modellen und Daten führen. Ziel der Mathematical Research Data Initiative (MaRDI) ist die Entwicklung einer Forschungsdateninfrastruktur, die nicht nur für die Mathematik, sondern auch in anderen Bereichen von großem Nutzen sein wird. Dazu werden Forscherinnen und Forscher von 18 Institutionen unter Leitung von Professor Dr. Michael Hintermüller vom Weierstrass-Institut für Angewandte Analysis und Stochastik aus Berlin kooperieren. Für die TU Kaiserslautern vertreten Professor Dr. Wolfram Decker und Professor Dr. Claus Fieker aus dem Fachbereich Mathematik das Gebiet der Computeralgebra, während ihre Kollegin und Leiterin des Fraunhofer-Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik, Professorin Dr. Anja Schöbel, für die interdisziplinäre Zusammenarbeit zuständig ist.

Auch in Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (MatWerk) ist Ähnliches geplant. Ein 29-köpfiges Konsortium unter Leitung von Professor Dr. Chris Eberl vom Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik (IWM) in Freiburg arbeitet daran, eine nationale Forschungsdateninfrastruktur für die Materialwissenschaft und Werkstofftechnik aufzubauen. Bislang haben die Arbeitsgruppen eigene Methoden entwickelt, um beispielsweise ihre Daten zum Einfluss der Mikrostruktur unterschiedlichster Werkstoffe auf deren Eigenschaften aufzubereiten. Kompatibel sind diese meist nicht. Mit der neuen NFDI-MatWerk soll sich dies in Zukunft ändern. Ziel dabei ist es unter anderem, verschiedene hochkomplexe Zusammenhänge zwischen den unterschiedlichen Materialdaten abbilden zu können, um Synergieeffekte zu entfalten und niedrige technologische Barrieren für deren Nutzung zu erzielen. Damit sollen künftig zum Beispiel komplexe Suchanfragen und Auswertungen möglich sein. Von Seiten der TU Kaiserslautern sind Professor Dr. Tilmann Beck aus dem Fachbereich Maschinenbau und Verfahrenstechnik sowie Professorin Dr. Heike Leitte aus dem Fachbereich Informatik beteiligt.

Im Projekt FAIRmat („FAIR Data Infrastructure for Condensed-Matter Physics and the Chemical Physics of Solids“) geht es um ein breites Spektrum an Forschungsgebieten aus der Physik und verwandten Disziplinen, wie der Physik der Kondensierten Materie und der Chemischen Physik fester Stoffe. Insgesamt gibt es hier eine Vielzahl von Daten aus unterschiedlichen Messtechniken und Arbeitsweisen, die es zu betrachten gilt. Ein 60-köpfiges Konsortium unter Federführung von Professorin Claudia Draxl (Humboldt-Universität Berlin) arbeitet daran, Daten besser zugänglich zu machen. Beteiligt hieran ist auch das Team um Physik-Professor Dr. Martin Aeschlimann aus dem Profilbereich OPTIMAS (Landesforschungszentrum für Optik und Materialwissenschaften) der TU Kaiserslautern.

„Die Nationale Forschungsdateninfrastruktur wird zu einem grundlegenden Wandel in Wissenschaft und Forschung führen“, sagt Professor Dr. Werner Thiel, Vizepräsident für Forschung und Technologie an der TU Kaiserslautern. „Ich freue mich, dass wir in den verschiedenen Disziplinen einen Beitrag dabei leisten können, diesen wichtigen und bedeutenden Schritt für die deutsche Forschungslandschaft zu gehen. Ich gratuliere den Kolleginnen und Kollegen herzlich zu diesem Erfolg.“

Bereits im vergangenen Jahr ist ein großes Dateninfrastrukturprojekt zur Nationalen Forschungsdateninfrastruktur gestartet, an dem die TU Kaiserslautern beteiligt ist. Es widmet sich dem pflanzlichen Leben. Das DataPLANT-Netzwerk hat es sich zur Aufgabe gemacht, Datenmengen besser nutzbar und vergleichbar zu machen. Im Verbund trägt das Team um Juniorprofessor Dr. Timo Mühlhaus von der TUK dazu bei, die wissensbasierte Verarbeitung und IT-gestützte Analyse von Forschungsdaten miteinander zu verknüpfen. Für das Gesamtvorhaben hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft rund elf Millionen Euro bereitgestellt.