Bislang werden Forschungsdaten oft so gespeichert, dass sie nicht oder nur schwer von anderen Forschern überprüft oder nachgenutzt werden können. Dies behindert die wissenschaftliche Arbeit. Mit der NFDI sollen die Datenbestände von Wissenschaft und Forschung systematisch erschlossen, nachhaltig gesichert und unter Wahrung etwaiger Schutzbedarfe zugänglich gemacht sowie national und international vernetzt werden. Dies beschreiben die FAIR-Prinzipien. FAIR steht für Findable (auffindbar), Accessible (zugänglich), Interoperable (interoperabel) und Reusable (wiederverwendbar). Damit soll die NFDI ein Wissensspeicher für die ganze Forschungslandschaft und ein Motor für Open Science sein. Gefördert wird sie vom Bundesministerium für Bildung und Forschung. Innerhalb von 10 Jahren sollen bis zu 30 NFDI-Konsortien in drei Förderrunden ausgewählt und mit rund 85 Millionen Euro pro Jahr gefördert werden. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) organisiert die Auswahl der Konsortien und den Begutachtungsprozess.
Das Forschungszentrum Jülich war in der nun abgeschlossenen zweiten Ausschreibungsrunde sehr erfolgreich. Es ist Mitantragsteller bei den Konsortien DAPHNE4NFDI über das Jülich Centre for Neutron Science (JCNS), PUNCH4NFDI über das Jülich Supercomputing Centre (JSC) und NFDI-MatWerk über das Institut für Energie- und Klimaforschung sowie das Institute for Advanced Simulation. Weiterhin ist es beteiligt an den Konsortien NFDI4Earth (über den Geoverbund ABC/ J), TEXT+, FAIRmat und NFDI4Microbiota.
DAPHNE4NFDI (DAta from PHoton and Neutron Experiments for NFDI) ist eine Initiative der mehr als 5500 Neutronen- und Photonen-Nutzenden in Deutschland. Sie bilden eine große Anzahl verschiedener Fachrichtungen ab, von der Biologie und Pharmazie über die Ingenieurwissenschaften, Physik und Chemie bis hin zur Geologie und Archäologie. Sie stehen vor der gemeinsamen Herausforderung, den steigenden Bedarf einer schnellen Analyse von großen Datenmengen und Datenübertragungsraten zu bewältigen. Mehr als 28 Petabyte (PB) Daten (1015 Bytes) werden pro Jahr durch die Nutzer produziert, einzelne Experimente erzeugen dabei bis zu einer Million Dateien. Um diese schnell, effizient und vollständig – möglichst noch während des Experimentes – analysieren zu können, benötigt es eine neue Qualität im Umgang mit den Daten. Dazu gehören vernetzte Online-Logbücher der Nutzer, mit denen möglichst viele Parameter während des Experiments erfasst werden oder auch durchsuchbare Kataloge für Daten, Analysetools und publizierte Ergebnisse. DAPHNE4NFDI will eine Infrastruktur für Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in der Photonen- und Neutronenforschung an Hochschulen, Großforschungseinrichtungen und zunehmend auch in der Industrie schaffen.
PUNCH4NFDI (Particles, Universe, NuClei, and Hadrons for the NFDI) wird als Konsortium eine neue gemeinsame Science-Plattform für die Bereiche Teilchenphysik, Astroteilchenphysik, Astrophysik sowie Hadronen- und Kernphysik entwickeln. „Big Data” und „Open Data” gehören in diesen Bereichen zum Alltag der Forschenden, gleichwohl produzieren auch hier neue Großforschungsgeräte exponentiell wachsende Datenmengen, die die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vor neue Herausforderungen stellen. So wird die erwartete Datenmenge des neuen Square Kilometer Array Teleskops (SKA) die des gesamten heutigen Internets übersteigen. Die PUNCH4NFDI-Plattform wird den zentralen Zugang zu allen Forschungsdaten bilden, moderne Werkzeuge zur Wissensextraktion bereitstellen und die automatische Veröffentlichung von neuen Daten ermöglichen. Das JSC wird den Zugang zu dem Wissenschaftsportal in verschiedenen Forschungsfeldern maßgeblich unterstützen. So betreibt es zum Beispiel das deutsche Datenarchiv des internationalen LOFAR Teleskops, und wird nun neue Konzepte der Datenspeicherung für das SKA entwickeln. Als Hochleistungsrechenzentrum wird das JSC optimierte Softwarewerkzeuge konzipieren und zur Verfügung stellen, die die Datenerzeugung, -verwaltung und -analyse effizienter und damit klimaverträglicher machen. Einen wichtigen Beitrag werden hier neue KI-Methoden zur Analyse von großen komplexen Datenmengen auf Supercomputern liefern. Das JSC stellt dem Konsortium zudem Ressourcen wie Rechenzeit und Speicherplatz zur Verfügung.
NFDI-MatWerk (NFDI for Materials Science & Engineering) wird eine Forschungsdateninfrastruktur entwickeln, mit der Materialdaten aus Experimenten und Simulationen nutzbar gemacht werden, um so Synergieeffekte zwischen den Forschungsgruppen erzielen zu können. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in den Materialwissenschaften und der Werkstofftechnik wollen physikalische Mechanismen in Materialien charakterisieren und verstehen sowie ressourcenschonende Hochleistungswerkstoffe mit optimalen Eigenschaften für die jeweilige Anwendung entwickeln. In NFDI-MatWerk sollen Tools und Konzepte entwickelt werden, um Daten aus unterschiedlichen Forschergruppen und Instituten in einer sogenannten wissensgraphbasierten Infrastruktur abzulegen und sie mit Workflows aus Experimenten und Simulationen zu verbinden. Dies ist die Basis, um zukünftige Anwendungen aus dem Bereich der Künstlichen Intelligenz der nächsten Generation in den Materialwissenschaften und Werkstofftechnik zur Datenanalyse einsetzten zu können.
Bereits seit der ersten Förderrunde ist das Forschungszentrum in den beiden Konsortien NFDI4Ing und DataPLANT vertreten. Damit ist es insgesamt an 9 von aktuell 19 geförderten NFDI-Konsortien beteiligt. NFDI4Ing ist für den Auf- und Ausbau einer Forschungsdateninfrastruktur für die Ingenieurwissenschaften verantwortlich. Im Forschungszentrum sind die Zentralbibliothek und das Institut für Energie- und Klimaforschung beteiligt. Der Institutsbereich Bioinformatik des Instituts für Bio- und Geowissenschaften ist im Konsortium DataPLANT angesiedelt, welches eine nachhaltige, nutzerorientierte Infrastruktur für komplexe Daten aus der Pflanzenforschung bereitstellt.
