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05.08.2021

12.07.2021

Forschungsdaten transparent und nachhaltig verfügbar machen

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In ihrer Sitzung am 2. Juli 2021 hat die Gemeinsame Wissenschaftskonferenz von Bund und Ländern (GWK) beschlossen, die beiden unter DESY-Führung stehenden Konsortien DAPHNE4NFDI und PUNCH4NFDI im Rahmen der Nationalen Forschungsdateninfrastruktur (NFDI) zu fördern.

Die Konsortien, die sich zusammen mit acht weiteren in der Auswahlrunde durchsetzen konnten, haben sich zum Ziel gesetzt, Forschungsdaten aus der Photonen- und Neutronenforschung sowie der Teilchen-, Astroteilchen-, Hadron-, Kernphysik und der Astronomie transparent und dauerhaft verfügbar zu machen. Beide Projekte werden über die nächsten fünf Jahre gefördert. Nach einer Evaluation können fünf weitere Jahre Förderung folgen.

"Forschungsdaten sind wahre Schätze, die nicht nur gehoben, sondern auch einer möglichst großen Nutzerschaft nachhaltig für zukünftige Forschung verfügbar gemacht werden müssen, insbesondere im Zeitalter von Big Data und der Globalisierung der Forschung", sagt Prof. Helmut Dosch, Vorsitzender des DESY-Direktoriums. "Mit DAPHNE4NFDI und PUNCH4FNDI haben wir zwei schlagkräftige Konsortien ins Leben gerufen, die die Daten aus verschiedenen, sehr fruchtbaren und datenintensiven Forschungsbereichen für die Zukunft intelligent vernetzen."

Der 2020 gegründete Verein Nationale Forschungsdateninfrastruktur ist eine wissenschaftsgetriebene Initiative, um Forschungsdaten aus dem deutschen Wissenschaftssystem systematisch zu erschließen, zu vernetzen und nachhaltig nutzbar zu machen. NFDI ist als ein Netz unabhängiger Konsortien organisiert, die von Bund und Ländern in einem kompetitiven Verfahren in drei Antragsrunden zur Förderung ausgewählt und dann jeweils für bis zu zehn Jahre gefördert werden. In der jetzt abgeschlossenen zweiten Runde waren die Konsortien DAPHNE4NFDI und PUNCH4NFDI erfolgreich und können mit umfangreicher Förderung zum 1. Oktober 2021 ihre Arbeit aufnehmen.

DAPHNE4NFDI (DAta aus PHotonen- und Neutronenexperimenten für NFDI) ist eine Initiative von mehr als 5500 Neutronen- und Photonennutzerinnen und -nutzern in Deutschland, die aus den unterschiedlichsten Disziplinen kommen - von Biologie und Pharmazie über Ingenieurwesen, Physik und Chemie bis hin zu Geologie und Archäologie.

Diese Gemeinschaft steht vor der gemeinsamen Herausforderung, dem steigenden Bedarf an der schnellen Analyse großer Datenmengen und Datentransferraten gerecht zu werden und diese nach den "FAIR"-Prinzipien zu organisieren. FAIR steht für Findable (Auffindbar), Accessible (Zugänglich), Interoperable (Interoperabel), Reusable (Wiederverwendbar) und beschreibt die Kriterien für eine nachhaltige Nutzbarkeit von Daten - auch über den ursprünglichen Zweck der Erhebung hinaus. Im Bereich der Photonen- und Neutronenforschung werden derzeit von Forschenden an Großforschungseinrichtungen jährlich mehr als 28 Petabyte (PB) an Daten produziert, wobei einzelne Experimente teilweise über eine Million Dateien erzeugen.

Um diese Daten schnell, effizient und vollständig - möglichst noch während des Experiments - auswerten zu können, ist eine neue Generation der Datenhandhabungsinfrastruktur erforderlich. Um Daten zukunftsfähig zu machen, sind auch neue Arbeitskonzepte erforderlich. Dazu gehören durchsuchbare Kataloge für Daten und Analysewerkzeuge ebenso wie die Erfassung möglichst vieler Parameter in digitaler Form während des Experiments (elektronische Laborbücher).

Ein weiteres zentrales Thema ist die Ausbildung und Rekrutierung von jungen, klugen Köpfen für dieses wichtige Zukunftsfeld. DAPHNE4NFDI vereint Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an Universitäten, Forschungsinstituten, Großgeräten und der Industrie mit dem Ziel, diese Herausforderungen der digitalen Transformation im Bereich der Photonen- und Neutronenforschung anzugehen. Als wichtige Quelle für Forschungsdaten ist DAPHNE4NFDI eines der Konsortien, die unter dem Dach des NFDI e.V. am Aufbau der Nationalen Forschungsdateninfrastruktur mitwirken, und ist international, insbesondere innerhalb Europas durch die Initiativen LEAPS, LENS und die European Open Science Cloud, vernetzt.

Die Förderung geht an 18 verschiedene Universitäten, Forschungsinstitute und Großforschungseinrichtungen, in denen sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unter der Leitung der Komitees für Synchrotron- und Neutronenforschung (KFS, KFN) organisiert haben, um den Aufbau der neuen Forschungsdateninfrastruktur in enger Zusammenarbeit mit anderen NFDI-Konsortien voranzutreiben.

PUNCH4NFDI vertritt die vier Forschungsthemen Teilchenphysik, Astroteilchenphysik, Hadronen- und Kernphysik sowie Astronomie in der NFDI. PUNCH steht für "Particles, Universe, NuClei & Hadrons". Das Konsortium umfasst neben DESY 19 weitere Förderungsempfänger sowie 22 weitere Partner aus der Helmholtz-Gemeinschaft, der Max-Planck-Gesellschaft, der Leibniz-Gemeinschaft sowie von Universitäten. Schwerpunkte der Arbeit von PUNCH4NFDI werden neuartige Methoden des "big data"-Managements sowie von "open data" und "open science" sein. Im Zentrum steht dabei eine "Science Data Platform", mit deren Hilfe beliebige wissenschaftliche Daten in Form von digitalen Forschungsprodukten über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg erhalten, zugänglich gemacht und intelligent verknüpft werden sollen.

Hierfür werden in einem ersten Schritt anhand von exemplarischen Beispielen Techniken und Strukturen geschaffen, die für das gemeinsame Datenmanagement geeignet sind und Themen wie Datenschutz, Publikationsembargos, Verschlagwortung mit Metadaten adressieren. PUNCH@NFDI hat sich außerdem zum Ziel gesetzt, durch eine möglichst transparente Speicherung Citizen-Science-Projekte zu ermöglichen und für einen datenfähigen Nachwuchs zu sorgen. Durch die Zusammenführung von Forschungsdisziplinen, die bisher nur teilweise eng miteinander verwoben waren, hat PUNCH4NFDI das Potenzial, modellbildend für die Deutsche Forschungsdateninfrastruktur zu werden.

DAPHNE4NFDI und PUNCH4NFDI werden sich in ihrer Arbeit gegenseitig befruchten, ebenso wie andere ähnliche Aktivitäten in der weiteren NFDI. Eine Zusammenarbeit mit anderen NFDI-Konsortien ist vorgesehen, ebenso wie Gespräche mit der ErUM Data Initiative des BMBF sowie mit Projekten auf europäischer Ebene.

» Mehr zu DAPHNE4NFDI

» Mehr zu PUNCH4NFDI

Quelle: Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)