KIT treibt Digitalisierung der Wissenschaft voran
Forschungsdaten nehmen eine Schlüsselrolle in den Wissenschaften ein. In allen Wissenschaftsbereichen von A wie Altertum bis Z wie Zukunft nehmen die Datenmengen rasant zu. Bereits vorhandene Datenbestände gelten dabei als wichtige Grundlage für neue Erkenntnisse. Diese sind für die wissenschaftliche Allgemeinheit jedoch oft nur schwer zugänglich. Bund und Länder bauen deshalb die Nationale Forschungsdateninfrastruktur (NFDI) auf. In der NFDI sollen wissenschaftliche Daten systematisch erschlossen, langfristig gesichert und zugänglich gemacht werden.
Zentrales Element sind Konsortien, in denen Nutzer und Anbieter von Forschungsdaten mit Einrichtungen der Informationsinfrastruktur zusammenwirken. Die Gemeinsame Wissenschaftskonferenz (GWK) hat jetzt Konsortien bekanntgegeben, die in einer neuen Förderrunde bedacht werden. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) sind an fünf der in diesem Jahr geförderten zehn Konsortien beteiligt.
Die insgesamt bis zu 30 Konsortien entwickeln fächerübergreifend Standards für das Forschungsdatenmanagement und fächerspezifische Lösungen für Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an Universitäten und Forschungseinrichtungen; dabei arbeiten sie eng mit Rechenzentren, Bibliotheken und Archiven zusammen. Sie alle stehen vor der gemeinsamen Herausforderung, den steigenden Bedarf einer schnellen Analyse von großen Datenmengen und Datenübertragungsraten zu bewältigen und nach den „FAIR“-Prinzipien zu organisieren. FAIR steht hier für Findable (auffindbar), Accessible (zugänglich), Interoperable (interoperabel) und Reusable (wiederverwendbar) und beschreibt die Kriterien für eine nachhaltige Nutzbarkeit von Daten – auch über den ursprünglichen Erhebungszweck hinaus. Die Konsortien werden für die kommenden fünf Jahre mit rund 90 Millionen Euro pro Jahr gefördert. Das Direktorat der NFD ist in Karlsruhe angesiedelt.
Das KIT ist an den folgenden fünf Konsortien der NFDI beteiligt:
NFDI4Earth kümmert sich um die digitalen Bedürfnisse der Forscherinnen und Forscher in den Erdsystemwissenschaften. Eine Vielzahl von Sensor- und Simulationsdaten in sehr hoher räumlicher, zeitlicher und thematischer Auflösung führt zu rasant steigenden Datenmengen. Die Beschreibung und Bewertung von Erdsystemprozessen, ihren Abhängigkeiten und Veränderungen erfordert daher dringend ein effizientes Forschungsdatenmanagement sowie leistungsfähigere Kollaborationsumgebungen für die gemeinsame disziplinenübergreifende Datenanalyse.
DAPHNE4NFDI ist eine Initiative von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern im Bereich der Photonen- und Neutronenforschung. Das Konsortium bildet eine große Anzahl verschiedener Fachrichtungen ab – von Biologie und Pharmazie, Ingenieurwissenschaften, Physik und Chemie bis hin zu Geologie und Archäologie. Derzeit werden allein in diesem Bereich jährlich mehr als 28 Petabyte (PB) an Daten produziert. Um diese Daten schnell, effizient und vollständig – möglichst noch während des Experiments – auswerten zu können, ist eine neue Generation an Dateninfrastrukturen erforderlich. Neben neuen Arbeitskonzepten, durchsuchbaren Katalogen für Daten sowie deren Erfassung schon während des Experiments ist die Ausbildung und Rekrutierung von jungen klugen Köpfen für dieses wichtige Zukunftsfeld ein vorrangiges Ziel von DAPHNE4NFDI.
FAIRmat deckt die Interessen der experimentellen und theoretischen Physik der kondensierten Materie ab. Dazu gehören auch die chemische Physik von Festkörpern, die Synthese, die Charakterisierung von Materialeigenschaften sowie das Hochleistungsrechnen. Neben dem Speichern, Abrufen und Teilen von Daten soll eine FAIR-Dateninfrastruktur auch eine völlig neue Ebene der Forschung ermöglichen. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Kooperation mit den anderen NFDI-Konsortien und den Programmen der Helmholtz-Gemeinschaft sowie auf der Aufbereitung der Forschungsdaten für die Analyse durch Werkzeuge der Künstlichen Intelligenz.
NFDI-MatWerk wird sich auf das Forschungsgebiet Materialwissenschaft & Werkstofftechnik konzentrieren. Die digitale Abbildung von Werkstoffen, deren Struktur und Eigenschaften sowie die Prozess- und Belastungshistorie ist dabei die zentrale Herausforderung. Das Design, die Verarbeitung, die Charakterisierung und die Simulation von Materialien erfordern seit jeher gemeinsame Anstrengungen verschiedener Gruppen, um die Komplexität der Aufgabe zu bewältigen. Die digitale Transformation ist eine Chance, diesen Austausch zu systematisieren und damit zu fördern sowie die entsprechenden Daten nachhaltig verfügbar zu machen.
PUNCH4NFDI ist das NFDI-Konsortium der Teilchen-, Astro-, Astroteilchen-, Hadronen- und Kernphysik. Die PUNCH-Physik befasst sich mit den fundamentalen Bestandteilen der Materie und deren Wechselwirkungen sowie deren Rolle für die Entstehung der größten Strukturen im Universum – Sterne und Galaxien. Die Errungenschaften der PUNCH-Wissenschaft reichen von der Entdeckung des Higgs-Bosons über die Installation eines einen Kubikkilometer großen Teilchendetektors zum Neutrinonachweis im antarktischen Eis bis hin zum Nachweis des Quark-Gluon-Plasmas in Schwerionenkollisionen und dem ersten Bild des Schwarzen Lochs im Herzen der Milchstraße.
Weitere Konsortien, an denen das KIT beteiligt ist und die bereits seit 2020 gefördert werden, sind auf Chemie (NFDI4Chem), Ingenieurwissenschaften (NFDI4Ing) sowie Katalyseforschung (NFDI4Cat) ausgerichtet.
mex, 06.07.2021