Big data in der PhysikForschungsdaten transparent und nachhaltig verfügbar machen

7 July 2021

Photo: DFG

Anfang Juli hat die Gemeinsame Wissenschaftskonferenz von Bund und Ländern (GWK) beschlossen, das Konsortium PUNCH4NFDI im Rahmen der Nationalen Forschungsdateninfrastruktur (NFDI) zu fördern. Das Konsortium hat sich zum Ziel gesetzt, Forschungsdaten aus der Teilchen-, Astroteilchen-, Hadron-, Kernphysik und der Astronomie transparent und dauerhaft verfügbar zu machen. Auch Forschende des Exzellenzclusters Quantum Universe der Universität Hamburg sind an PUNCH4NFDI beteiligt.

PUNCH steht für „Particles, Universe, NuClei and Hadrons“. Schwerpunkte der Arbeit von PUNCH4NFDI sind neuartige Methoden für die Verwaltung von großen Datenmengen und ihre Nachnutzbarkeit in der Wissenschaft. Im Zentrum steht dabei der Aufbau einer Plattform für wissenschaftliche Daten, mit deren Hilfe es möglich sein wird, beliebige wissenschaftliche Daten in Form von digitalen Forschungsprodukten über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg zu erhalten, zugänglich zu machen und intelligent zu verknüpfen. Durch die Zusammenführung von Forschungsdisziplinen, die bisher nur teilweise eng miteinander verwoben waren, hat PUNCH4NFDI das Potenzial, modellbildend für die deutsche Forschungsdateninfrastruktur zu werden.

Die Physiker Prof. Dr. Gregor Kasieczka und Prof. Dr. Marcus Brüggen von der Universität Hamburg sind vor allem im Arbeitsbereich „Data Transformations“ von PUNCH4NFDI beteiligt. Hier werden statistische und numerische Methoden zur Datenanalyse sowie neuartige Machine Learning Ansätze entwickelt. Gregor Kasieczka und Marcus Brüggen legen dabei einen Fokus auf automatisierte Machine Learning-Algorithmen. „Automatisiertes maschinelles Lernen erlaubt den niederschwelligen Einsatz von state-of-the-art Algorithmen ohne zeitaufwendige manuelle Optimierung. Die Zusammenführung von wissenschaftlichen Daten durch PUNCH ermöglicht die Entwicklung solcher Systeme über traditionelle Fachgrenzen hinweg“, sagt Gregor Kasieczka. „Ein wichtiges Ziel ist es, neue Methoden des maschinellen Lernens auch den Nutzerinnen und Nutzern in Teilchen- und Astrophysik zugänglich zu machen, die keine Experten auf dem Gebiet sind. Hier kann die Universität ihre Stärke auf dem Gebiet einbringen und ausbauen“, ergänzt Marcus Brüggen.

PUNCH4NFDI ist eines von zwei Konsortien unter Führung des Deutschen Elektronen-Synchrotrons (DESY), deren Förderung die GWK im Rahmen der NFDI bewilligt hat. Neben DESY zählen die Universität Hamburg sowie 22 weitere Universitäten und außeruniversitäre Forschungsinstitute zu den Antragstellern. PUNCH4NFDI nimmt zum 1. Oktober 2021 seine Arbeit auf und wird zunächst über fünf Jahre gefördert. Nach einer Evaluation können fünf weitere Jahre Förderung folgen.

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 jeweils für bis zu zehn Jahre gefördert werden.